微机原理8-8255的应用

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1、第第8 8章章 输入输入/ /输出接口输出接口 I/OI/O接口是计算机与外设交换信息的中间桥梁。接口是计算机与外设交换信息的中间桥梁。 8.1 8.1 输入输入/ /输出接口输出接口8.1.18.1.1 输入输入/ /输出接口的交换信息输出接口的交换信息 CPUCPU与外设交换的信息：与外设交换的信息： 数据信息：数字量、开关量、模拟量。数据信息：数字量、开关量、模拟量。 状态信息：状态信息：BUSYBUSY，READYREADY等，反映外设的状态。等，反映外设的状态。 控制信息：控制信息：CPUCPU发出的命令如读写等。发出的命令如读写等。8.1.2 8.1.2 输入输入/ /输出的控制方

2、式输出的控制方式 CPUCPU与外设数据传送方式：与外设数据传送方式：程序控制程序控制方式（无条件传送和有条件传送）；方式（无条件传送和有条件传送）；中断中断控制方式；控制方式；直接存储器存取方式。直接存储器存取方式。1 1、程序控制、程序控制-无条件传送无条件传送: : 当需要与外设交当需要与外设交换数据时，直接执行换数据时，直接执行I/OI/O指令，开始接指令，开始接/ /发数据。发数据。例例 1:1:无条件输入无条件输入OOOOO+ 5VK&11D0A0A7A8A15IOR. MOV DX , FFF7H IN AL, DX TEST AL, 01 JZ K闭合闭合 D0 = 0, K

3、打开打开 D0 = 1A2A3A4.O例例 2 2 无条件输出无条件输出1 11 11 1D0D7A0A7A8A15IOWOOOO+5V+5VD0 D7CPO 0O 774LS273有锁存功能有锁存功能MOV AL ，81HMOV DX ,0000HOUT DX ，ALO无条件传送方式（简单接口）无条件传送方式（简单接口）三态缓冲器三态缓冲器地址地址译码器译码器O&OOO地址总线地址总线M/IORD去去CPUCPU数据数据( (来自外设来自外设) )输入加三输入加三态缓冲器态缓冲器锁存器锁存器地址地址译码器译码器OOOO数据总线数据总线数据数据( (来自来自CPU)CPU)地址总线地址总线M/

4、IOWR到外到外设去设去输出加锁存器输出加锁存器&1 1、程序控制、程序控制-查询方式查询方式( (条件传送条件传送) )查询方式输入过程的流程图查询方式输入过程的流程图 开始开始初始化初始化数据是否数据是否准备好？准备好？输入一个字节输入一个字节到到CPU数据处理并送数据处理并送内存缓冲区内存缓冲区N（1 1）CPUCPU从状态口中从状态口中读取状态字读取状态字（2 2）CPUCPU检测状态字，检测状态字，满足条件，满足条件，CPUCPU从数从数据口输入（输出）数据口输入（输出）数据据（3 3）不满足条件，）不满足条件，CPUCPU重新读取状态字重新读取状态字外外设设742731 11 1

5、1 1 &1 1 .D0 D7D0IORA0A7A8A15IOWO.74244CPD0D7O0O7BUSYO8 8位缓冲位缓冲/ /总总线驱动器线驱动器8 8位位D D锁存器锁存器CPCP负脉冲输出负脉冲输出上升沿锁存上升沿锁存状态状态数据数据CPUCPU向外设输出数据，先查状态向外设输出数据，先查状态BUSY(BUSY=0,BUSY(BUSY=0,外设忙外设忙),BUSY=1),BUSY=1时，时，才能由数据口输出数据才能由数据口输出数据 MOV DX,0FFHMOV DX,0FFHA1:IN AL,DX A1:IN AL,DX AND AL,01HAND AL,01H JZ A1 JZ A

6、1 MOV AL,BL MOV AL,BL OUT DX,AL OUT DX,AL数据缓冲器数据缓冲器锁存器锁存器输入设备输入设备三态缓冲器三态缓冲器地址地址译码译码CLKDQCLR地址地址总线总线数据数据选通选通+5VM/IORD图图 8-2 8-2 查询输入接口电路查询输入接口电路2.2.中断控制中断控制当外设需要与当外设需要与CPUCPU进行数据交换时，进行数据交换时，由外设向由外设向CPUCPU发出一个中断请求信号，发出一个中断请求信号，CPUCPU响应中断请求后，在中断服务程序中响应中断请求后，在中断服务程序中完成信息交换。完成信息交换。3. DMA3. DMA控制方式控制方式当某一

7、外部设备需要输入当某一外部设备需要输入/ /输出一批数输出一批数据时，向据时，向DMADMA控制器发出请求，控制器发出请求，DMADMA接收到这接收到这一请求后，向一请求后，向CPUCPU发出总线请求；若发出总线请求；若CPUCPU响应响应DMADMA的请求，并把总线使用权赋给的请求，并把总线使用权赋给DMADMA控制器，控制器，数据可直接在数据可直接在DMADMA控制器操纵下进行。控制器操纵下进行。 8.2 8.2 并行通信与并行接口并行通信与并行接口 8.2.18.2.1并行通信并行通信 并行通信，多路信号同时进行传输。并行通信，多路信号同时进行传输。其特点：传输速度快，信息率高，通常其特

8、点：传输速度快，信息率高，通常用在传输距离较短和数据传输率较高的用在传输距离较短和数据传输率较高的场合。场合。8.2.28.2.2并行接口并行接口 实现并行通信的接口就是并行接口。典实现并行通信的接口就是并行接口。典型的并行接口和外部设备连接如图型的并行接口和外部设备连接如图8-4,8-4,其中其中控制寄存器接收控制寄存器接收CPUCPU的控制命令，状态寄存的控制命令，状态寄存器提供各种状态供器提供各种状态供CPUCPU查询。查询。控制寄存器控制寄存器输入输入缓冲寄存器缓冲寄存器输出输出缓冲寄存器缓冲寄存器状态寄存器状态寄存器片选片选A1、A2地址地址译码译码中断请求中断请求准备好准备好RST

9、RDWRDBCPU输入数据准备好输入数据准备好(STB)数据输入回答数据输入回答(IBF)输入数据输入数据数据输出数据输出数据输出准备好数据输出准备好数据输出回答数据输出回答输入设备输入设备输出设备输出设备图图8-4 8-4 并行接口连接外部设备的示意图并行接口连接外部设备的示意图1.1.并行接口的输入过程：外设将数据传送给接口，并行接口的输入过程：外设将数据传送给接口，并使并使“STB” STB” 有效。接口收到数据后，使有效。接口收到数据后，使“IBF”IBF”有效。同时有效。同时,“,“输入准备好输入准备好”状态位有效，或向状态位有效，或向CPUCPU发中断请求。发中断请求。2 2、并行

10、接口的输出过程：外设取走数据后，、并行接口的输出过程：外设取走数据后，“输出准备好输出准备好”状态位有效，或发一个中断状态位有效，或发一个中断请求；当输出的数据到达输出缓冲寄存器后，请求；当输出的数据到达输出缓冲寄存器后，接口会自动向外设发送一个信号通知外设。接口会自动向外设发送一个信号通知外设。外设收到数据后，并往接口发一个外设收到数据后，并往接口发一个“数据输数据输出回答出回答”信号。信号。8.3 可编程并行通信接口芯片可编程并行通信接口芯片8255A8255A 8255A 8255A 可为可为CPUCPU与外设之间提供并行输入与外设之间提供并行输入/ /输出的通道，可以通过软件来设置其工

11、作方式。输出的通道，可以通过软件来设置其工作方式。8.3.18.3.18255A8255A的内部结构及其功能的内部结构及其功能 由由8255A8255A的内部结构图可见，的内部结构图可见，8255A8255A由以下几部由以下几部分组成：分组成：1 1、并行输入、并行输入/ /输出端口输出端口A A、端口、端口B B和端口和端口C C，且各端，且各端口相互独立；口相互独立；PCPC口还具有按位置位口还具有按位置位/ /复位功能。复位功能。3 3、数据总线缓冲存储器、数据总线缓冲存储器2 2、A A组和组和B B组控制部件组控制部件4 4、读、读/ /写控制部件写控制部件A A组组控制控制B组组控