第八章常用可编程通用接口芯片.docx
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第八章常用可编程通用接口芯片
第八章常用可编程通用接口芯片
-第六章介绍了一些皋本的输入输出接II,是不可编用的.随着大规模集成技术的发展，接U电路常被集成在一块硅芯片上■可用编程方式设定其丄作方式,以适用于多种功能的耍求■…叮编程接II芯片.
-PC微机除CPU控制核心外，还有一些大规模口J编程接U芯片（外閘芯片）的支持：
-8级屮断优先权控制器8259T以控制8个外部中断源（如时间基准X253的Ch（）・键盘，彳更磁盘，软磁盘，打印机）.
-三端II的并行接U8255T以控制外部简单接1」及DIP配置开关（如磁带机，扬声器）.
•16位三通道定时/计数器8253今以控制时间基准、动态刷新、扬声器发声.
-四通道DMA控制器8237T以控制动态RAM刷新、＜1^^盘数据交换.
•可編程界步通信接口825OT以控制串行通信，完成发送时的并•串转换和接收时的屮•并转换及和应的控制功能.
§8.1可编程并行接D8255A
-8255是最通用的并行I/O接门芯片•可用程序改变功能，通用件强，使用灵活，通过它町直接将CPU总线接向外设•广泛用作各种井行外设的接口・
—8255的结构与接口信号
8255的结构框图P261、图8-1。
因作为外设接口9既耍与CPU打交道，乂要和外设打交道,内部亦需控制,所以山三部分组成:
S8-18235的
1•外设接口部分…■端口■端LU即三个输入
输出通道川］來和外设相连•都是8位及向端所以右LI线:
PA?
〜PA（）fB7—PB（fPC7〜PC（）.
-A、B、C三个口都可以作为输入/输出口.
•在A.B口作为选通方式操作时,CU作为状态控制倍号.
•C口可分成两个4位II.
2.内部控制逻轿电路…-A组卩组控制电路.
根据CPU的命令控制X255的工作方式.
•A组控制端UA和端UC的上半部分（PC?
〜Pqn
•B组控制端口B和端口（的卜'半部分（Pq〜FCQ.
3.CPU接口部分
（1）•数据总线缓冲器--它绘8位双向三态缓冲器，是mcPU数拥总线的接U.8位数据线D7〜Do•所有数据的输入/输HVCPU发出的命令控制字及输入的外设状态，都是通过该缓冲器传送.
⑵•读写控制逻辑一控制8255内部的各种操作.管理数痛控制字，状态的传送•接收CPU的地址，控制信号以控制各端U的工作状态•所以有6根控制线
•A；A（）9端口选择:
OOTAnOlTBH.lO^C」11T控制U.
-亟~＞片选信号■…以启动CPU与8255Z间的通信.
•莎^读信号--从8255中读数据或状态信号.
-阪9写信号--向8255中写数据或状态信号.
-RESETS复位信号一高Hi平有效，淸除控制寄存器J覺A、B、C三个口为输入方式.
二.8255的工作方式与控制字
1、8255有三种工作方式，方式由方式选择控制字來
（1）、方式（）9慕木输入/输出方式（呈木1/0）0A、B、C三口均可匸作于方式（）。
（2）、方式选通输入/输出方式（选通I/O）OA、B二口可丁作于方式1；此吋C口作控制。
（3）、方式2今双向数抑:
传送方式。
仅有AU可工作丁•方式2。
CH作控制。
-AU可工作于力式0、1、2三种方式.
-BIJiiJ*工作于方式0、1二种方式。
-CL」只能工作于方式0。
2、方式选择控制字
•8255的I：
作方式，是山CPU用一条输出指令把控制字送到8255的控制寄存器来实现的。
•方式选择控制字的格式P262、图8-2。
D?
M
D3
D2
DI
DO
SB
1=0
All方站报
OX方式001二就11X=W
«riAi/oan：
l=^A0=體出
jfidc
（上）
1諭入
0立出
B口方A斛：
4方成0匸方成1
腳&j1/朋职1斗入
0二純LJ
SBC（T）•/O耕:
吕入
1
—-
（控制ACbcai>
.—・-
■—一-一_
B纠（控制BtbCUT）
•由控制字可知：
•AL」可工作丁方式0、1、2三种方式；
•B口只育方式0、1二种方式；
-CH只能工作r方式0,但C口町分成两部分：
上半部分随A口，下半部分随B口；A.BU要作为一个整体确定工作方式，C口可分成悶个4位口分别确定其匸作方式（输入或输岀）。
Mh控制字9（）HT
I001
标志AUA口
方式0输入
•即控制字90H,设定了8255的A口为方式0输入,B口为方式0输出，C口为方式0输出。
-用卜-曲程序段设定：
MOVDX,PORT3&控制口
MOVAL>90H
OUTDX,AL
3、按位置位/复位控制字今指定C口的某一位为高电平或低电平，仅有C口可按位置位/复位。
-'勺通道A、B工作在方式1、2时，常用通道C的采些位作为同外役的联络控制线，通道C的8位中的任一位都町用输出指令使其进位/曩位，从而人为控制联络线。
•屋位/父位控制字格式P261、图8—3；
.一般视无关位06比屯=00（）,则通道C的何•位的胃位复位控制？
如b■:
•PCi位
駅位控制字
女位控制字
PC。
（）1H
OOH
PC,
03H
（）2H
PG
（）5H
（MH
PC,
07H
（）6H
pq
09H
OSH
pq
OBH
OAH
pq
ODH
OCH
PG
OFH
OEH
•如吆3置位：
MOVDX,PORT3；控制端「I
MOVAL,7
OUTDX,AL
如PC?
复位；MOVDX,P（）RT3
MOVAL,6
OUTDX,AL
c端口的按位置位复位7须跟在方式选择控制7Z后，所以，仅使用CH的按位置位复位字时.也应先送一方式控制字。
8255的两个控制字是以卩位作为区别标志：
6=1为方式控制字，6=0为員位复位字；所以方犬字圭80H,S位复字V80H。
•P263俛：
8255的01接8只LED,用置位复位字，使8只LED轮流亮灭。
设端口地址为38OH--383H。
硬件如2
8255
PUSPAX
则灯亮；送复位字，则灯灭。
•稈序中，送曹位字，
山前一位的复位字到后一位的置位字之差为3,加3则抬向下一位。
•思考：
若将LED反接，程序如何修改：
FCi£6OI5V送复位字，则灯亮送置位字，则灯火。
山前一位的置位字到后一位的复位字之差为I,加I则指向卜•一位6383H；方式字ADDAL,OlH;折向Tp80H
AL
0；PCO复位字
MOVDX・MOVAL,OUTDX,
MOVAL,
AGN：
OUTDX,AL:
灯亮
LOOP$
XORAL,1:
懂位字
ANDAL,0FH;D7位为0
PUSHAX
MOVAH,II
INT21H
INCAL
POPAX
JNZAGN
OUTDX.AL:
灯灭
二、三种方式的功能及应用
1、方式0
基本功能刁从木单向I/O力式.
•A,B,C三个端U都町作8位输入/输出端口。
•C端口可作为两个4位端口（C口上，C口下）O•输出仃锁仏使用时町理解为273；输入仃一
态缓冲，使用时可理解为244。
•此方式下，只要用IN/OUT指令即可读/写；一般用于无条件传送方式.
-此方式下，也可用于杳询方式，A,B口为数据U,C口的某些位作控制和M态信息。
但值得注童的是无固定联络线。
3NZf
沖酚Lia：
IV*xamo
XaDNInvIONY鸚IIV:
xa^IVNI
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卜Si
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遍玉涮尬&變剳珂’翎胖i耳沢事0[•环詔科
•注：
凡是2449町用8255的A,B,C三个口的方式0输入代替；273T可用8255的A,B.C三个口的方式0输出代替。
•8个开关可表示8个不同的数7或8个不同的t-fO：
LED也可以是7段LED显/jf器°
•例：
用一片X255实现X个7段LED显示器与64个按键的®盘/显示器接口设计。
•参见P212显示器设计，段码输出用273「位码输出川273；参见P-214键盘设计，行打描码输出用273,列读入值用244。
因为都采用动态扌：
!
描方式显示和扫描键盘，所以显示器的位显和键的行扫描端U可以合并。
即用2片273和1片244即町实现。
町川8255的3个端II代替或如选用A,B【】为方式0输出（代替273）,CU方式0输入（代替244＞即可》
MOVDX,3831
MOVAL,89H
OUTDX,AL
•由］：
键盘和显示器做成一个接口电路，所以软件应合并考虑键盘查询和动态显示。
.J.,
初始化
费衙显示DISUP
傩分桁译码
作业：
P311.4.A5.
-第四题参见实验教材P149.只画出流程
图。
2•方式1
•圧本功能T是选通I/O方式，也是单向I/O。
-端HA,B作为数据口输入或输出，但同时规定CII的某些位作为控制或状态信息，用于联络和中断，提供屮断逻辑，其CU各位的功能是同定你不能山秤序设定，
（1）、方式1输入9将三个端口分为A、B两组；端UA和端UC的Pq——PC5为一组，端UB和端UC的PC。
一一PCjj—组，端IIC剩余旳PC6——PC7仍町作为一般1/0。
P265、图8—5
TBFft
•控制信号：
•丽9送迪信T;,低电平冇效；这是外设发來的输入借号，前沿（卞降沿）把输入装冒送来的数据送入输入缓冲器：
而后沿（上升沿）使INTR有效。
•IBF今输入缓冲器満信巧，髙电平有效；这是£255输出给外设的凹答信号；外设将数据送入缓冲器后，该信号有效；RD信乃的上升沿将数折送数据总线帀乂使11：
父位。
•INTR》n断谙求伫出，高电平有效；这是8255的输出伯号，可用作向CPU申诸屮断的请求伯号，以耍求CPU服务:
当堕为高和INTE中断允许为高时,STB为高时〈即気的后沿〉使1NTR为启i：
市茹信号淸除。
•INTE今中断允许Ih:
•端口A的INTEa可由用户对PC4的按位置位/复位控制字来控制，pqn.允许A口中断;
•端口B的INTEb可山川户对PCM按位置位/S位控制字来控制，PG=I・允许B口屮断;
■
（1）
（2）
⑶
（4）
（5）
外设把数据送给8255后，发STB倍号，使］BF仃效;贡后沿引发1NTR；
CPU响应中断：
CPU发莎信号，使INTR火效；
CPU取走数据，使IBF失效，可输入新的数据。
•P266例：
用选通方式（中断方式）从All输入100个8位二进制数TIBF。
端口A选通輸人•左M和CPU总钱4H连・右《和外设艄连•悄口地址为30CH30FI1.
8255的使用步骤:
•殺件连接今将8255和CPU的有关信号连接，又要和
外设连接，此处的外设输入装S为8个开关，用发光二极管标总输入缓冲器满的状态，以作为外设冋答信号，川去抖动开关作为外设的选通信号0
-软件中对8253进行初始化，以设定H工作方武。
-在程序控制卜•实现数据的输入/输出操作.
PUSHAX
IRET
作业：
P31L3.
（2）方式1输出9将三端口分为A组・B组;端口A和C口的
PCaPC6~PC7为一组，端口B和C口的PC（）~PC2为一组，CII剩余PC4〜PC5Hj作一般I/O.
BU方式控制字
l）OBH（OutputBufferFull）…输出缓冲器满信号崗电平冇效•这是8255给外设的一个联络信号・、”|CPU把数醪入端口后•该信号仃效•衷示外设可以把数据収走。
WR信号就成有效，由的冇效（卜降沿）使其恢复为高.
2）-\CK（Acknowledge）---外设响应刖答信号，低电平有效:
该信号的询沿取走数据，使6丽无效•表示数据已III外设取走;后沿使INTR有效.
3）1NTR-…中断请求信号崗电平冇效;当输出装置Li经接受rcpu输给的数据庇用來向CPU提出新的中断诸求.要求再输出数处5aCK为高（即后沿）JNTE为丽BF为高，使其趕高，WR的前沿（卜•降沿）使其复位.
4）
INTEa…••山PC6的置位/父位控制:
INTER—lijPC2的賢位/复位控制.
TNTR
1CPU响应中断发1KWR,使OBF有效.
2外设取走数据，粽使閘无效・
3疋R的上升沿使INTR有效，再次中断.
4CPU响应屮断，再次阪，便INTR失效，输出一个新数.
P268例.设计接口电路，输入AU8个开关的状态，送BU发光二极管显示対应状态•要求AU为基木输入,BU为选通输出。
•8个开关接A【丨，作为输入装S；8个发光二极管接Bin作为输岀装3；
丽接一发光二极背，以标不输出缓冲器W.ACk接一去抖动开关，板动开关表示外设发出响应信号-
iOR—cj莎lOW—4TO克TE
A.—A,
&"JlbDB■/■D；**Dq
f1RESET
P為〜PA；
QBF
IRQjINTR（PC；,>
P片
—o十5V
If
+5V
I
>1
F27O.8-fiA•口人.B熾口jSeiSWai
DAIDB^WailInicrnipt；OAH.ODHV
MOV
ES.AX
MOV
MOV
OUT
MOV
DX.383HAL,94HDX.AL
AC5
ourDX.AL
MOV
MOV
MOV
MOV
AX,SEG
ES:
（）1C6H,AX
AX,OFFSET10X25*
ES：
（）1C4H.AX一
:
控制IJ地址
;方式字一1001XIOX
；A口方式0输入・Bri方式1输出
:
许B一屮中■
将中断服务程庁入口地址108255打9向就表
1RQ9屮断一中断矢昼是71H
108255
MOVDX.381H
OUTDX,AL
INAL,OAIHANDAL.OFDHOUTOA1H.ALROTT:
LEADX,MOVAH,
INT21H
MOVDX,
DAIr
9
38OH
INAL,DXJMP$
MOVAH,OBH
INT2IH
CMPAL,0
JEROTT
ORAL.02H
OUTOAIH,AL
RET
INAL,OAIH
假输Hn使OBF=（）
修改8259从片的屏蔽字，允许TR09'|＞断
'显示等待中断提示*^WaitInternipr
读A口，准备好数据
；等待屮断，即等待疋艮板动开关即可
te键入侧再次等待屮断I改变开关状态•观察输出
有键入•侧还原8259
屏蔽齐禁止IRQ9中断
IO8255:
MOVDX,381H[
OUTDX,ALJ45AnJF关状态TBri応示
MOVAL,61Hr
OUTOAOH,AL
MOVAU
OUT2（）H・
POPAX
INCAX
INCAX
PUSHAX
IRET
设方式拎♦疗■QUM口方曲入，B口方丈1备岀
时如往痘傥神制宇（KH：
PCIWfe.处齋R□中斷
设fl中新向8札复切:
邓读人U堆务麴冬
困胃屏融字，樂上RQ9中折.结弟
3•方式2
•基木功能——该方式便外设在单一8位总线上既能发送乂能接收数抑（双向1/0）;工作时可用程序査询方式^也可用屮断方式，必须使用联络线。
⑴方式2只能川于端口A：
因为AL1内部有两个锁存器,iftlBWrC【」仅右一个锁存器.
（2）占用一个8位的双向A端II作数据TI和一个五位的控制IJ（CII的PC3~PC7）.
⑶输入和输出都是锁存器的。
（4）端UC的其他三位PCzPC2可作"O或作BU的状态控制信号。
（5）BU可工作方式（诚方式I。
（6）
A□方七
•控制俏号的作川与盘义同方式1JNTE1足输出的屮断允许佶号由PC6的置位股位控制（A门方式I输出）JNTE2是输入的中断允许信号MPC4的的置位丿夂位控制（AU方式1输入）。
•方式2实际是方式1的输入与方式I的输出的组合,输入/输出请求都是PC3的INTR'Pq根联络信号都耍连接，常用丁•需相互通信的地方。
四.8255在IBM—PC机中的应用
•8255在PC机中工作在方式0,控制字99H，即A口，CU为方式（）输入，BU为方式（）输出。
AU两个作川T读取键盘扌1描码和系统配置状态DIPSW1：
BU用于输出控制信号：
CU用于输入系统配置状态DIPSW2和其他数据。
-PC配说可变：
如骡动器的个数，W：
示器的种类，RAM犬小等［tlDIP配置决定。
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