最新第七章(新)并行输入输出接口

第七章输入输出接口芯片

C口的作用与8255A的工作方式有关，它除了作数据口以外，还有其他用途，故C口的使用比较特殊，单独介绍如下： a.作数据口。 b.作状态口。 c.作专用（固定）联络（握手）信号线。 d.作按位控制用。
• 2．A组和B组的控制电路 • 这是两组根据CPU命令控制8255A工作方式的电路，这些控制电路内部设有控制寄存器，可以根据CPU送来的编程命令来控制 8255A的工作方式，也可以根据编程命令来对C口的指定位进行置/复位的操作。 • A组控制电路用来控制A口及C口的高4位； • B组控制电路用来控制B口及C口的低4位。
第七章
输入输出接口芯片
主要内容
• §7.1 并行与串行通信 • §1并行与串行通信
• CPU与外设之间的信息传送都是通过接口电路来进行的。 • 计算机与外部设备、计算机与计算机之间交换信息称之为计算机通信,计算机通信可分为两大类：并行通信： 8 位或 16 位或 32 位数据同时传输，速度快，信息率高，成本高串行通信：一位一位数据传送(在一条线上顺序传送)，成本低实现并行通信的接口就是并行接口。
• 二、8255A的芯片引脚信号
引脚信号可以分为两组：一组是面向CPU的信号，一组是面向外设的信号。 1．面向外设的引脚信号及功能 • PA0-PA7：A组数据信号，用来连接外设； • PB0-PB7：B组数据信号，用来连接外设； • PC0-PC7：C组数据信号，用来连接外设或者作为控制信号。
§7.1并行与串行通信
并行接口的特点
并行接口最基本的特点是在多根据数据线上以数据字节（字）为单位与I/O设备或被控对象传送信息。如: 打印机接口，A/D、D/A转换器接口，IEEE-488 接口，开关量接口，控制设备接口等。在并行接口中，除了少数据场合之外，一般都要求在接口与外设之间设置并行数据线的同时，至少还要设置两根握手（联线）信号线，以便进行互锁异步握手方式（即查询方式）的通信。

第7 章并行通信接口

图7.8 8255A的内部结构图
1. 数据端口A、B、C
（1）端口A对应 1个8位数据输入锁存器 1个8位输出锁存器/缓冲器。（2）端口B对应 1个8位数据输入缓冲器 1个8位输出锁存器/缓冲器。（3）端口C对应 1个8位数据输入缓冲器 1个8位输出锁存器/缓冲器。
通常使用方法：
方式0：基本输入输出方式 (1) 方式0的工作特点端口可作为输入口，也可作为输出口，各端口之间没有规定必然的联系。可以有16种不同的组合，适用于多种不同的场合。
(3) 方式0的使用场合同步传送查询式传送
2. 方式1 ：选通的输入输出方式
方式1的特点：
端口A、B可分别工作在方式1 端口C配合方式1
例7.5 8255A的端口地址同例7.4，要求对端口C的PC2置1。
解：控制字应该是 0 000 010 1 MOV MOV DX， AL， 0FF83H 05H ；没有用到的几位都写0
OUT
DX， AL
7.2.4 8255A的应用实例
1、8255A在PC/XT上的应用
D7~ D0 D 7~ D0 8255 A PB PB
无外部引出端，通过软件对PC4置1/置0来设置A端口的中断允许状态和中断屏蔽状态。 B端口：PC2
当STB#与IBF均为高电平时被置为高电平。
2) 方式1输出下的选通信号与输出时序
OBF# 输出缓冲器满信号 ACK# 外设响应信号 INTR 中断请求信号 INTE 中断允许信号（INTEA为PC6、INTEB为PC2）
...
...
A2 A3 A4
M / IO
译码 Y0 器
RD
CS
PB6 PB7

第7章并行接口和并行通信

J1的方式控制字如下图
也就是83H，应写入J1的控制口0026H 如果又要求J2的 A口：方式0，输入； B口：方式1，输出 C高：输出 C低：配合B口；控制字为下图
• • • • • • • •
也就是94H，应写入J2控制口2E 初始化程序如下： MOV AL,83H MOV DX,0026H OUT DX,AL MOV AL,94H MOV DX,002EH OUT DX,AL
方式1 ⑴方式1的工作特点
• 也叫选通的输入输出方式， A 或 B 口输入输出时，必须用C口提供的选通信号和应答信号，且应答含义固定。 • 方式1有如下特点： • ① A、B口均可工作于方式1，可输入可输出。 • ② A或B口方式1时，需C口3位 • 配合其工作，其余位仍可输入输出。 • 如A、B口均工作于方式1，需C口6位配合他们工作，余下2位输入输出
• 3要求 • ① 在整个读出期间，地址信号保持有效 • ② 输入数据必须保持到读信号消失后才消失 • ③ 要求读脉冲的宽度至少为300ns • 要求①易于满足(8086配备地址锁存器)，要求②取决于输入设备。 • 难怪方式0不常用，无应答信号，太不牢靠了。
图7.6 是方式0输出时序（也较简单）
图7.10为方式1输出时控制信号和状态信号
• ②ACK(acknowledge):外设响应信号 • 外设送 8255 ，表明 CPU 通过 8255 输出的数据已送到外设。 • ③INTR(Interrupt request):中断请求信号 • 当外设取走数据，ACK有效后，8255向 CPU发新的中断请求 • ④INTE(Interrupt enable)：中断允许信号 • 为“1”时端口处于中断允许状态，由软件设置，PC6=1则INTEA＝1 PC2=1则INTEB＝1

第七输入输出接口.

基本概念
I/O接口：是介于CPU和I/O设备之间，把CPU和I/O设备连接起来，是CPU和I/O设备的桥梁。 CPU和I/O设备通过I/O接口进行信息交换，从而协调一致工作。
7
输入输出（I/O）接口
CRT显示器
I/O 接口板组
主机板微处理器
ROM
RAM
系统总线
打印机磁盘驱动器网卡
格式：IN AL/AX , SRC
功能：CPU从指定端口读入数据，送到AL或AX
I/O接口
AX/AL CPU
I/O端口 I/O端口 I/O端口 ……. I/O端口
I/O设备
7.1.1 输入输出（I/O）的基本方式
格式：IN AL/AX , SRC ；不影响标志位
功能：CPU从端口（寄存器）读入数据，送到AL或AX SRC有两种寻址方式： 1. 直接寻址。SRC为端口地址，其范围为00H~FFH(0~255) 如： IN AL, 28H IN AX, 0F0H 2.
7.1.1 CPU与I/O设备通信
通信过程
输入过程 1. 2. I/O外设把数据送到I/O接口 I/O接口通过端口把数据送进CPU 输出过程 1. 2. CPU把数据送到I/O 接口 I/O外设从I/O接口中的端口中取数据
可见，CPU和I/O接口之间通信是通过I/O端口进行的。
7.1.1 输入输出（I/O）的基本方式
MODEM 鼠标
总线
协处理器
控制逻辑
RT/COMS RAM
键盘
微机系统硬件组成图
7
输入输出（I/O）接口
在主机板上，与I/O接口有关的逻辑包括：
1. 支持访问扩充板上存储器操作的逻辑

7-并行I O接口

五、微机与外设的数据传送方式
1、程序传送（1）无条件传送方式
¶ 在CPU与慢速变化的设备交换数据时，可以认为它们总是处于
“就绪”状态，随时可以进行数据传送，这就是无条件传送，或称立即传送、同步传送。 ¶ 适合于简单设备，如LED数码管、按键或开关等。 ¶ 无条件传送的接口和操作均十分简单。
数据
读锁存器 2 地址/数据控制=1 3 4
Q /Q
Vcc
内部总线
写锁存器
D CK
引脚P0.X
1 读引脚 =1 控制=1时，此脚作地址/数据复用口：（3）输入数据时，输入指令将使引脚与内部总线直通
51单片微机的P1口

P1.0—P1.7: 准双向I/O口（内置了上拉电阻）输出时一切照常，仅在作输入口用时要先对其写“1”。 Vcc
读锁存器 2 地址/数据控制=1 =0 4 1
D CK Q /Q
3 1
0
Vcc 截止
=0
内部总线
写锁存器
1
导引脚P0.X 通
1 读引脚 =0 控制=1时，此脚作地址/数据复用口：（1）输出地址/数据 =0 时
51单片微机的P0口

P0.0—P0.7: 双向I/O （内置场效应管上拉）寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位双向I/O口使用。
进行传送的中断服务程序
是预先设计好的。中断请求是外设随机向 CPU提出的。 CPU对请求的检测是有规
律的：每个机器周期的S5P2
进行检测
当外设准备就绪，向CPU发出中断请求信号。CPU暂停当
前程序，执行I/O操作。当I/O操作结束，CPU仍继续被中断的工作。

第七章并行I／O接口

PC2
16
25
PC3
17
24
PB0
18
23
PB1
19
22
PB2
20
21
PA4 PA5 PA6 PA7
WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
VCC PB7 PB6 PB5 PB4 PB3
D0
数据
D1 D2 D3
总 D4
线 D5
D6Βιβλιοθήκη D7A0控
A1
制
CS
线
RD WR
RESET
VCC GND
图 7.6 PC 口按位操作控制字
7.2 可编程并行I/O接口芯片—8255A
例如：设8255A的控制器寄存器地址为123H，把PC口的PC4 置1，写出相应的程序。
MOV DX， 0123H MOV AL，09H OUT DX，AL
；8255A控制字寄存器口地址；使PC4=1
7.2 可编程并行I/O接口芯片—8255A
五、8255A的工作方式 1.工作方式0
是一种基本的输入/输出方式。三个端口都由程序设定为输入或者输出，没有控制联络信号。端口A和B作为8位口，端口C分为上、下两个4位口，各端口的输入、输出可构成16种组合。主要用于无条件传送和查询传送。
2.工作方式1
是一种选通式输入/输出工作方式。在这种方式下，端口A和端口B作为数据输入/输出口，端口C提供控制联络信号。如图输入过程，输出看书P170
又输出
7.1 并行接口
CPU
数据总线
读信号写信号
复位准备好中断请求地址地址
译码
并行接口控制寄存器输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器状态寄存器

第七章单片机并行接口技术

独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如图7.4所示。
独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。
4. 键盘的工作方式
对键盘的响应取决于键盘的工作方式，键盘的工作方式应根据实际应用系统中CPU的工作状况而定，其选取的原则是既要保证CPU能及时响应按键操作，又不要过多占用CPU的工作时间。通常，键盘的工作方式有三种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。
1) 编程扫描方式
编程扫描方式是利用CPU完成其它工作的空余时间，调用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。在执行键功能程序时，CPU不再响应键输入要求，直到CPU重新扫描键盘为止。
一组按键或键盘都要通过I/O口线查询按键的开关状态。根据键盘结构的不同，采用不同的编码。无论有无编码，以及采用什么编码，最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值，以实现按键功能程序的跳转。
5. 编制键盘程序
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ完善的键盘控制程序应具备以下功能：
(1) 检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施，消除键盘按键机械触点抖动的影响。
键按下
前沿抖动
后沿抖动
闭合稳定
图7.2 按键触点的机械抖动
在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。

第7章+并行接口+(3)

Vcc GND
4 3 2 1 40 39 38 37 18 8255A 19 9 20 8 21 6 22 5 23 36 24 35 25 14 15 16 17 13 26 12 7 11 10
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7
握手联络信号按照使用的线数分类可分为零线zerowire信号交换单线onewire信号交换双线twowire信号交换和多线信号交712712接口中断型接口非中断型接口可编程的中断型接口不可编程的中断型接口可编程的非中断型接口不可编程的非中断型接口cpuio接口外设端口地址数据控制或状态信号数据状态控制1电平状态量输入输入设备的状态信息是一个电平状态量如开关状态
图7-9 读清标志时序
5 中断式输入
图7-10 中断方式输入电路
简单并行接口芯片8212
1、主要技术性能采用肖特工艺的TTL，24个引脚的双列直插式封装。 8位并行简单输入或输出单向端口。带有三态输出以及控制选择逻辑。具有中断请求能力。采用单一的+5V电源。 2、8212的工作模式 8212的工作模式由其控制信号决定 8212有3种工作模式：输入、输出和选通输入
输入输出输入
输入输出输出
输出输入输入
输出输入输出
数据总线 D7~D0 CS
PA7~PA0 PB7~PB0
8 位开关 8 位 LED 指示灯
8255A
RESET 接系统 RESET 信号线 PC0 PC4 按钮蜂鸣片
系统连接图
2．方式1——选通的输入输出方式