原理與接口技術(shù)-第7章(8255A)

1、10.1 10.1 可編程并行輸入輸出接口芯片可編程并行輸入輸出接口芯片8255-A8255-A的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)10.2 10.2 方式選擇方式選擇10.3 10.3 方式方式 0 0 的功能的功能10.4 10.4 方式方式 1 1 的功能的功能10.5 10.5 方式方式 2 2 的功能的功能10.6 825510.6 8255應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例第第 10 10 章章 并行接口芯片并行接口芯片825582551當(dāng)當(dāng)CPUCPU要從外設(shè)輸入信號或者輸出信息給外設(shè)，可以采用要從外設(shè)輸入信號或者輸出信息給外設(shè)，可以采用程序查詢方式、中斷方式和程序查詢方式、中斷方式和DMADMA方式。但是，不論采用哪一

2、種方式。但是，不論采用哪一種方式，方式，CPUCPU總是通過接口電路總是通過接口電路(Interface)(Interface)才能與外設(shè)連接。所才能與外設(shè)連接。所以，接口電路一邊與以，接口電路一邊與CPUCPU連接，另一邊與外設(shè)連接。連接，另一邊與外設(shè)連接。在接口電路中，要有在接口電路中，要有: :輸入輸出數(shù)據(jù)的鎖存器和緩沖器輸入輸出數(shù)據(jù)的鎖存器和緩沖器; ; 要有狀態(tài)要有狀態(tài)( (如如ReadyReady，BusyBusy等等) )寄存器和控制命令的寄存器，以便于寄存器和控制命令的寄存器，以便于CPUCPU與接口電與接口電路之間采用應(yīng)答方式路之間采用應(yīng)答方式( (程序查詢式程序查詢式) )

3、來交換信息，也便于接口電來交換信息，也便于接口電路與外設(shè)之間傳送信息。路與外設(shè)之間傳送信息。接口電路中還要有端口的譯碼和控制電路，以及為了與接口電路中還要有端口的譯碼和控制電路，以及為了與CPUCPU用中斷方式交換信息所需要的中斷請求觸發(fā)器、中斷屏蔽用中斷方式交換信息所需要的中斷請求觸發(fā)器、中斷屏蔽觸發(fā)器、中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路和能向觸發(fā)器、中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路和能向CPUCPU發(fā)出中斷矢量的電路發(fā)出中斷矢量的電路等。等。這樣，才能解決這樣，才能解決CPUCPU的驅(qū)動能力問題、時(shí)序的配合問題以的驅(qū)動能力問題、時(shí)序的配合問題以及實(shí)現(xiàn)各種控制，保證及實(shí)現(xiàn)各種控制，保證CPUCPU能正確可靠地與外設(shè)交換信

4、息。能正確可靠地與外設(shè)交換信息。2隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)了許多通用的可編程序的接隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)了許多通用的可編程序的接口芯片。這些接口芯片按數(shù)據(jù)傳送的方式可以分為并行接口和串行接口口芯片。這些接口芯片按數(shù)據(jù)傳送的方式可以分為并行接口和串行接口兩大類。本章討論并行接口芯片。兩大類。本章討論并行接口芯片。通常并行接口芯片應(yīng)該具有以下功能：通常并行接口芯片應(yīng)該具有以下功能：(1) (1) 兩個(gè)或兩個(gè)以上具有鎖存器或緩沖器的數(shù)據(jù)端口；兩個(gè)或兩個(gè)以上具有鎖存器或緩沖器的數(shù)據(jù)端口；(2) (2) 每個(gè)數(shù)據(jù)端口都有與每個(gè)數(shù)據(jù)端口都有與CPUCPU用應(yīng)答方式交換信號所必需的控制

5、和用應(yīng)答方式交換信號所必需的控制和狀態(tài)信息，也有與外設(shè)交換信息所必需的控制和狀態(tài)信息；狀態(tài)信息，也有與外設(shè)交換信息所必需的控制和狀態(tài)信息；(3) (3) 通常每個(gè)數(shù)據(jù)端口還具有能用中斷方式與通常每個(gè)數(shù)據(jù)端口還具有能用中斷方式與CPUCPU交換信息所必需交換信息所必需的電路；的電路；(4) (4) 選片和控制電路；選片和控制電路； (5) (5) 通常這類接口芯片可用程序選擇數(shù)據(jù)端口，選擇端口的傳送方通常這類接口芯片可用程序選擇數(shù)據(jù)端口，選擇端口的傳送方向向( (輸入或輸出或雙向輸入或輸出或雙向) )，選擇與，選擇與CPUCPU交換信息的方法交換信息的方法( (查詢或中斷查詢或中斷) )等，故等

6、，故片中要有能實(shí)現(xiàn)這些選擇的控制字寄存器，它可由片中要有能實(shí)現(xiàn)這些選擇的控制字寄存器，它可由CPUCPU用輸出指令來寫入用輸出指令來寫入。所以，接口芯片在工作前必須要由所以，接口芯片在工作前必須要由CPUCPU用輸出指令對它編程用輸出指令對它編程初初始化，以規(guī)定它的工作方式。始化，以規(guī)定它的工作方式。 310.110.1可編程的并行輸入輸出接口芯片可編程的并行輸入輸出接口芯片8255A-58255A-5的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) Intel 8255A-5Intel 8255A-5是一個(gè)為是一個(gè)為80808080、80858085和和8086/80888086/8088微型計(jì)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用算機(jī)系統(tǒng)

7、設(shè)計(jì)的通用I/OI/O接口芯片。它可以用程序來改變功接口芯片。它可以用程序來改變功能，通用性強(qiáng)，使用靈活。通過它可以將能，通用性強(qiáng)，使用靈活。通過它可以將CPUCPU的總線直接接的總線直接接向外設(shè)。向外設(shè)。8255A8255A的方框圖如圖的方框圖如圖10-110-1所示。所示。 43. 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線緩沖器緩沖器讀讀/寫寫控制邏輯控制邏輯CSRESETA1RDWRPC7PC4PB7PB0PA7PA0端口端口A端口端口B數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線 B組組控制控制A0 A組組控制控制端口端口C上半部分上半部分端口端口C下半部分下半部分PC3PC0CPU接口接口內(nèi)部邏輯內(nèi)部邏輯 外設(shè)接口

8、外設(shè)接口8位內(nèi)部位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線8255A8255A由以下幾個(gè)部分組成：由以下幾個(gè)部分組成：1.1.三個(gè)三個(gè)8 8位數(shù)據(jù)端口位數(shù)據(jù)端口A A、B B、C C輸入輸出端口：輸入輸出端口： 每一個(gè)端口都可以選擇作為輸入或輸出，但功能上有著每一個(gè)端口都可以選擇作為輸入或輸出，但功能上有著不同的特點(diǎn)。不同的特點(diǎn)。(1) (1) 端口端口A A：一個(gè)：一個(gè)8 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器緩沖器和一個(gè)位數(shù)據(jù)輸出鎖存器緩沖器和一個(gè)8 8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。所以用端口位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。所以用端口A A作為輸入端口或輸出端口作為輸入端口或輸出端口時(shí)，數(shù)據(jù)均被鎖存。時(shí)，數(shù)據(jù)均被鎖存。(2) (2) 端口端口B B：一個(gè)

9、：一個(gè)8 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器緩沖器和一個(gè)位數(shù)據(jù)輸出鎖存器緩沖器和一個(gè)8 8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。所以用端口位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。所以用端口B B作為輸入端口或輸出端口作為輸入端口或輸出端口時(shí)，數(shù)據(jù)均被鎖存。時(shí)，數(shù)據(jù)均被鎖存。(3) (3) 端口端口C C：一個(gè)：一個(gè)8 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè)位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè)8 8位的數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器緩沖器。所以端口輸出鎖存器緩沖器。所以端口C C作為輸入端口時(shí)不能對數(shù)作為輸入端口時(shí)不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，作為輸出端口時(shí)能對數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。據(jù)進(jìn)行鎖存，作為輸出端口時(shí)能對數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。通常端口通常端口A A或或B B作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口，而端口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)

10、端口，而端口C C作為作為控制或狀態(tài)信息的端口，在方式字的控制下，可以分成兩個(gè)控制或狀態(tài)信息的端口，在方式字的控制下，可以分成兩個(gè)4 4位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè)位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè)4 4位鎖存器，它們分別與端口位鎖存器，它們分別與端口 A A和和B B配合使用，可以作為控制信號輸出，或者作為狀態(tài)信號配合使用，可以作為控制信號輸出，或者作為狀態(tài)信號輸入。輸入。62.A2.A組和組和B B組控制電路組控制電路這是兩組根據(jù)這是兩組根據(jù)CPUCPU的命令字控制的命令字控制8255A8255A工作方式的電路。工作方式的電路。它們有控制寄存器，接受它們有控制寄存器，接受CPUCPU輸出的命令字，然

11、后分別決定輸出的命令字，然后分別決定兩組的工作方式，也可兩組的工作方式，也可根據(jù)根據(jù)CPUCPU的命令字對端口的命令字對端口C C的每一位實(shí)的每一位實(shí)現(xiàn)按位現(xiàn)按位“復(fù)位復(fù)位”或或“置位置位”。 A A組控制電路控制端口組控制電路控制端口A A和端口和端口C C的上半部的上半部(PC7(PC7PC4)PC4)。B B組控制電路控制端口組控制電路控制端口B B和端口和端口C C的下半部的下半部(PC3(PC3PC0)PC0)。3.3.數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器這是一個(gè)三態(tài)雙向這是一個(gè)三態(tài)雙向8 8位緩沖器，它是位緩沖器，它是8255A8255A芯片與系統(tǒng)數(shù)芯片與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。輸入輸出的數(shù)據(jù)

12、，輸出的指令以及據(jù)總線的接口。輸入輸出的數(shù)據(jù)，輸出的指令以及CPUCPU發(fā)出發(fā)出的控制字和外設(shè)的狀態(tài)信息，也都是通過這個(gè)緩沖器傳送的的控制字和外設(shè)的狀態(tài)信息，也都是通過這個(gè)緩沖器傳送的。 8255A 8255A的的D7D7D0D0通常是接在通常是接在1616位數(shù)據(jù)總線的低位數(shù)據(jù)總線的低8 8位上。位上。數(shù)數(shù)據(jù)緩沖用于匹配快速的處理器與相對慢速的外設(shè)或兩個(gè)功能據(jù)緩沖用于匹配快速的處理器與相對慢速的外設(shè)或兩個(gè)功能部件速度不匹配的數(shù)據(jù)交換。部件速度不匹配的數(shù)據(jù)交換。74.4.讀讀/ /寫和控制邏輯寫和控制邏輯它與它與CPUCPU的地址總線中的的地址總線中的A1A1、A0A0以及有關(guān)的控制信號以及有關(guān)

13、的控制信號(RD(RD，WRWR，RESETRESET，IO/M)IO/M)相連，由它控制把相連，由它控制把CPUCPU的控制命令或輸?shù)目刂泼罨蜉敵鰯?shù)據(jù)送至相應(yīng)的端口，也由它控制把外設(shè)的狀態(tài)信息或輸出數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的端口，也由它控制把外設(shè)的狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的端口，送至入數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的端口，送至CPUCPU。5.5.一些控制命引腳一些控制命引腳(1) CS(Chip Select)(1) CS(Chip Select)選片信號，低電平有效，由選片信號，低電平有效，由它啟動它啟動CPUCPU與與8255A8255A芯片之間的通信芯片之間的通信(Communication)(Communi

14、cation)。(2) RD(2) RD讀信號，低電平有效。它控制讀信號，低電平有效。它控制8255A8255A送出數(shù)送出數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息至據(jù)或狀態(tài)信息至CPUCPU。(3) WR(3) WR寫信號，低電平有效。它控制把寫信號，低電平有效。它控制把CPUCPU輸出的輸出的數(shù)據(jù)或命令信號寫到數(shù)據(jù)或命令信號寫到8255A8255A。(4) RESET(4) RESET復(fù)位信號，高電平有效。它清除控制寄復(fù)位信號，高電平有效。它清除控制寄存器，并且置所有端口存器，并且置所有端口(A(A、B B、C)C)為輸入方式。為輸入方式。 86.6.端口尋址端口尋址8255A8255A中有三個(gè)輸入輸出端口，另外，內(nèi)

15、部還有一個(gè)控制中有三個(gè)輸入輸出端口，另外，內(nèi)部還有一個(gè)控制字寄存器，共有四個(gè)端口，要有兩個(gè)輸入端來加以選擇，這兩字寄存器，共有四個(gè)端口，要有兩個(gè)輸入端來加以選擇，這兩個(gè)輸入端通常接到地址總線的最低兩位個(gè)輸入端通常接到地址總線的最低兩位A1A1和和A0A0。A1A1、A0A0、RDRD、WRWR及及CSCS組合所實(shí)現(xiàn)的各種功能，如表組合所實(shí)現(xiàn)的各種功能，如表10-110-1所所示。示。 9A A1 1A A0 0RDWRCS輸入操作（讀）輸入操作（讀）0 00 01 10 01 10 00 00 00 01 11 11 10 00 00 0端口端口AA數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線端口端口BB數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線

16、端口端口CC數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線輸出操作（寫）輸出操作（寫）0 00 01 11 10 01 10 01 11 11 11 11 10 00 00 00 00 00 00 00 0數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線端口端口A A數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線端口端口B B數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線端口端口C C數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線控制字寄存器控制字寄存器無操作情況無操作情況X XX XX XX X1 1數(shù)據(jù)總線為三態(tài)（高阻）數(shù)據(jù)總線為三態(tài)（高阻）1 11 10 01 10 0非法狀態(tài)非法狀態(tài)X XX X1 11 10 0數(shù)據(jù)總線為三態(tài)（高阻）數(shù)據(jù)總線為三態(tài)（高阻）10.2 10.2 方方 式式 選選 擇擇 可編程并行接口可編程并行接口8255

17、A8255A有三種基本的工作方式：有三種基本的工作方式：(1) (1) 方式方式0(Mode 0)0(Mode 0)基本輸入輸出方式；基本輸入輸出方式； A A、B B、C C口口(2) (2) 方式方式1(Mode 1)1(Mode 1)選通輸入輸出方式；選通輸入輸出方式； A A、B B口口(3) (3) 方式方式2(Mode 2)2(Mode 2)雙向傳送方式。雙向傳送方式。 A A口口如圖如圖10-210-2所示，它們由所示，它們由CPUCPU輸出的控制字來選擇。輸出的控制字來選擇。101110.2.1 10.2.1 方式選擇控制字方式選擇控制字 可編程并行接口可編程并行接口8255A

18、8255A的工作方式，可由的工作方式，可由CPUCPU利用利用I/OI/O指指令輸出一個(gè)控制字到令輸出一個(gè)控制字到8255A8255A的控制字寄存器來選擇。這個(gè)控的控制字寄存器來選擇。這個(gè)控制命令字的格式如圖制命令字的格式如圖10-310-3所示?？梢苑謩e選擇端口所示?？梢苑謩e選擇端口A A和端口和端口B B的工作方式，端口的工作方式，端口C C分成兩部分，上半部（分成兩部分，上半部（PC7PC4PC7PC4）隨端口）隨端口A A，下半部（，下半部（PC3PC0PC3PC0）隨端口）隨端口B B。端口端口A A有方式有方式0 0、1 1和和2 2三種三種工作方式，而端口工作方式，而端口B B只

19、能工作于方式只能工作于方式0 0和和1 1。 121310.2.2 10.2.2 方式選擇舉例方式選擇舉例 若有一個(gè)若有一個(gè)80808080系統(tǒng)，它有兩個(gè)系統(tǒng)，它有兩個(gè)8255A8255A芯片，分別與不同芯片，分別與不同的外設(shè)交換信息，如圖的外設(shè)交換信息，如圖10-410-4所示。所示。要確定兩個(gè)要確定兩個(gè)8255A8255A的工作方式，就要在輸出控制字之前的工作方式，就要在輸出控制字之前，先確定兩個(gè)，先確定兩個(gè)8255A8255A的各自的控制字寄存器的端口地址。的各自的控制字寄存器的端口地址。I/OI/O端口地址由端口地址由CPUCPU地址總線的低地址總線的低8 8位位A7A7A0A0確定。

20、在本確定。在本例中，端口地址的考慮如圖例中，端口地址的考慮如圖10-510-5所示。所示。8 8位地址線可選擇位地址線可選擇256256個(gè)不同端口，現(xiàn)在地址線最低兩位個(gè)不同端口，現(xiàn)在地址線最低兩位A0A0、A1A1用于用于8255A8255A內(nèi)部的端口選擇，另外內(nèi)部的端口選擇，另外6 6位位A2A7A2A7就用于選就用于選擇不同的擇不同的8255A8255A以及其他的外設(shè)，在本系統(tǒng)中外設(shè)少，故可以及其他的外設(shè)，在本系統(tǒng)中外設(shè)少，故可用線選的方法來選擇不同的用線選的方法來選擇不同的8255A8255A。因而，兩個(gè)。因而，兩個(gè)8255A8255A的各個(gè)的各個(gè)端口地址如表端口地址如表10-210-2

21、所示。所示。 141516計(jì)算地址計(jì)算地址當(dāng)?shù)刂反_定后，把地址總線的當(dāng)?shù)刂反_定后，把地址總線的A0A0、A1A1直接接至直接接至8255A8255A的的A0A0、A1A1輸入端，地址總線的其他輸入端，地址總線的其他6 6位位A2A2A7A7應(yīng)按地址的規(guī)定應(yīng)按地址的規(guī)定經(jīng)譯碼后送至經(jīng)譯碼后送至8255A8255A的的CSCS輸入端。輸入端。若要求若要求8255A18255A1的各個(gè)端口處在如下的工作方式：的各個(gè)端口處在如下的工作方式：端口端口A A方式方式0 0輸入輸入端口端口B B方式方式1 1輸出輸出端口端口C(C(上半部上半部)PC7)PC7PC4PC4輸出輸出端口端口C(C(下半部下半部

22、)PC3)PC3PC0PC0輸入輸入17則要用方式控制字則要用方式控制字=10010101B=10010101B或或95H95H?？捎靡韵聟R編程序來置上述工作方式：可用以下匯編程序來置上述工作方式：CWR EQUCWR EQU 0FBH0FBH；8255A18255A1控制字寄存器端口地址輸出方式控制字寄存器端口地址輸出方式控制字控制字MOV ALMOV AL，10010101B10010101BOUT CWROUT CWR，AL AL 1810.2.3 10.2.3 按位置位按位置位/ /復(fù)位功能復(fù)位功能 端口端口C C的的8 8位中的任一位，可用一條輸出指令來置位或復(fù)位中的任一位，可用一條

23、輸出指令來置位或復(fù)位位( (其他位的狀態(tài)不變其他位的狀態(tài)不變) )。這個(gè)功能主要用于控制。能實(shí)現(xiàn)這。這個(gè)功能主要用于控制。能實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的控制字，如圖個(gè)功能的控制字，如圖10-610-6所示。所示。若要使端口若要使端口C C的位的位3 3置位的控制字為置位的控制字為00000111B00000111B，而使它，而使它復(fù)位的控制字為復(fù)位的控制字為00000110B00000110B。相應(yīng)的匯編程序?yàn)椋?。相?yīng)的匯編程序?yàn)椋篊WR EQUCWR EQU 0FBH 0FBH ；控制口地址；控制口地址MOV ALMOV AL，00000111B00000111BOUT CWROUT CWR，AL AL

24、；置位端口；置位端口C C位位3 3MOV ALMOV AL，00000110B00000110BOUT CWROUT CWR，AL AL ；復(fù)位端口；復(fù)位端口C C位位3 3注意：注意： 使端口使端口C C按位置位或復(fù)位按位置位或復(fù)位的控制字也是寫入至控的控制字也是寫入至控制字寄存器的。制字寄存器的。192010.3.1 10.3.1 方式方式0 0的基本功能的基本功能 方式方式0 0是一種基本的輸入或輸出方式。在這種工作方式是一種基本的輸入或輸出方式。在這種工作方式下，三個(gè)端口的每一個(gè)都可由程序選定作為輸入或輸出，但下，三個(gè)端口的每一個(gè)都可由程序選定作為輸入或輸出，但這種方式?jīng)]有規(guī)定固定的

25、用于應(yīng)答式的聯(lián)絡(luò)信號線。其基本這種方式?jīng)]有規(guī)定固定的用于應(yīng)答式的聯(lián)絡(luò)信號線。其基本功能為：功能為：(1) (1) 兩個(gè)兩個(gè)8 8位端口位端口(A(A，B)B)和兩個(gè)和兩個(gè)4 4位端口位端口( (端口端口C)C)；(2) (2) 任一個(gè)端口可以作為輸入或輸出；任一個(gè)端口可以作為輸入或輸出；(3) (3) 輸出是鎖存的；輸出是鎖存的；(4) (4) 輸入是不鎖存的；輸入是不鎖存的；(5) (5) 在方式在方式0 0時(shí)，各個(gè)端口的輸入、輸出（由控制字時(shí)，各個(gè)端口的輸入、輸出（由控制字D D4 4、D D3 3、D D1 1、D D0 0決定）可以有決定）可以有1616種不同的組合。種不同的組合。21

26、10.3 10.3 方式方式0 0的功能的功能在這種工作方式下，任一個(gè)端口都可由在這種工作方式下，任一個(gè)端口都可由CPUCPU用簡單的輸用簡單的輸入或輸出指令來進(jìn)行讀或?qū)?。入或輸出指令來進(jìn)行讀或?qū)?。方式方? 0可作為查詢式輸入或輸出的接口電路，此時(shí)端口可作為查詢式輸入或輸出的接口電路，此時(shí)端口A A和和B B可分別作為一個(gè)數(shù)據(jù)端口，而取端口可分別作為一個(gè)數(shù)據(jù)端口，而取端口C C的某些位作為這兩的某些位作為這兩個(gè)數(shù)據(jù)端口的控制和狀態(tài)信息。個(gè)數(shù)據(jù)端口的控制和狀態(tài)信息。 2210.3.2 10.3.2 方式方式0 0的時(shí)序的時(shí)序1.1.方式方式0 0的輸入時(shí)序的輸入時(shí)序在方式在方式0 0時(shí)，基本的

27、輸入時(shí)序如圖時(shí)，基本的輸入時(shí)序如圖10-710-7所示。所示。 若外設(shè)的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，若外設(shè)的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，CPUCPU用輸入指令從用輸入指令從8255A8255A讀入讀入這個(gè)數(shù)據(jù)，則這個(gè)數(shù)據(jù)，則RDRD的寬度至少應(yīng)為的寬度至少應(yīng)為300ns300ns，而且地址信號必須，而且地址信號必須在在RDRD有效前有效前t tARAR時(shí)間有效。這樣在時(shí)間有效。這樣在RDRD有效后經(jīng)過時(shí)間有效后經(jīng)過時(shí)間t tRDRD，數(shù)，數(shù)據(jù)即可在數(shù)據(jù)總線上穩(wěn)定。據(jù)即可在數(shù)據(jù)總線上穩(wěn)定。經(jīng)分析，在經(jīng)分析，在I/OI/O讀周期讀周期8088 CPU8088 CPU與與8255A8255A在時(shí)序上不能很在時(shí)序上不能很好配

28、合，需要好配合，需要CPUCPU插入一個(gè)等待狀態(tài)。插入一個(gè)等待狀態(tài)。 23242.2.方式方式0 0的輸出時(shí)序的輸出時(shí)序可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片8255A8255A方式方式0 0的基本輸出時(shí)序，如圖的基本輸出時(shí)序，如圖10-910-9所示。所示。要由寫指令把要由寫指令把CPUCPU的數(shù)據(jù)輸出給外設(shè)，對于的數(shù)據(jù)輸出給外設(shè)，對于8255A8255A，要求，要求寫脈沖寬度至少為寫脈沖寬度至少為400ns400ns。且地址信號必須在寫信號前。且地址信號必須在寫信號前t tAWAW時(shí)時(shí)間有效。并保持間有效。并保持t tWAWA時(shí)間。另外要寫出的數(shù)據(jù)必須在寫信號結(jié)時(shí)間。另外要寫出的數(shù)據(jù)必須在寫

29、信號結(jié)束前束前t tDWDW時(shí)間有效時(shí)間有效( (出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上) )，且保持，且保持t tWDWD時(shí)間。這時(shí)間。這樣，在寫信號后最多樣，在寫信號后最多t tWBWB時(shí)間，寫出的數(shù)據(jù)在輸出端口出現(xiàn)。時(shí)間，寫出的數(shù)據(jù)在輸出端口出現(xiàn)。 經(jīng)分析，經(jīng)分析，I/OI/O寫周期也要求寫周期也要求80888088插入一個(gè)等待狀態(tài)。插入一個(gè)等待狀態(tài)。 252610.4 10.4 方式方式1 1的功能的功能這是一種選通的這是一種選通的I/OI/O方式。在這種方式時(shí)，端口方式。在這種方式時(shí)，端口A A或端口或端口B B仍作為數(shù)據(jù)的輸入仍作為數(shù)據(jù)的輸入/ /輸出口，但同時(shí)規(guī)定端口輸出口，但同時(shí)規(guī)定

30、端口C C的某些位作的某些位作為控制或狀態(tài)信息。為控制或狀態(tài)信息。2710.4.1 10.4.1 方式方式1 1的主要功能的主要功能8255A8255A的端口工作在方式的端口工作在方式1 1時(shí)，具有以下主要功能：時(shí)，具有以下主要功能：(1) (1) 用作一個(gè)或兩個(gè)選通端口；用作一個(gè)或兩個(gè)選通端口；(2) (2) 每一個(gè)端口包含：每一個(gè)端口包含： 8 8位的數(shù)據(jù)端口，三條控制線位的數(shù)據(jù)端口，三條控制線( (是固定指定的，不能用程序改變是固定指定的，不能用程序改變) )，提供中斷邏輯；，提供中斷邏輯；(3) (3) 任何一個(gè)端口都可作為輸入或輸出；任何一個(gè)端口都可作為輸入或輸出；(4) (4) 若

31、只有一個(gè)端口工作于方式若只有一個(gè)端口工作于方式1 1，余下的，余下的1313位，可以位，可以工作在方式工作在方式0(0(由控制字決定由控制字決定) )；(5) (5) 若兩個(gè)端口都工作于方式若兩個(gè)端口都工作于方式1 1，端口，端口C C還留下兩位，這還留下兩位，這兩位可以由程序指定作為輸入或輸出，也具有置位兩位可以由程序指定作為輸入或輸出，也具有置位/ /復(fù)位功復(fù)位功能。能。 2810.4.2 10.4.2 方式方式1 1輸入輸入當(dāng)任一端口工作于方式當(dāng)任一端口工作于方式1 1輸入時(shí)，如圖輸入時(shí)，如圖10-1110-11所示。其各所示。其各個(gè)控制信號的意義為：個(gè)控制信號的意義為：STB(Stro

32、be)STB(Strobe)選通輸入，低電平有效。這是由外設(shè)選通輸入，低電平有效。這是由外設(shè)供給的輸入信號，當(dāng)其有效時(shí)，把輸入裝置來的數(shù)據(jù)送入輸供給的輸入信號，當(dāng)其有效時(shí)，把輸入裝置來的數(shù)據(jù)送入輸入鎖存器。入鎖存器。IBF(Input Buffer Full)IBF(Input Buffer Full)輸入緩沖器滿，高電平有輸入緩沖器滿，高電平有效。這是一個(gè)效。這是一個(gè)8255A8255A輸出至外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號。當(dāng)其有效時(shí)，輸出至外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號。當(dāng)其有效時(shí)，表示數(shù)據(jù)已輸入至輸入鎖存器，它由表示數(shù)據(jù)已輸入至輸入鎖存器，它由STBSTB信號置位信號置位( (高電平高電平) )，而，而RDRD信號的上

33、升沿使其復(fù)位。信號的上升沿使其復(fù)位。 2930INTR(Interrupt Request)INTR(Interrupt Request)中斷請求信號，高電平中斷請求信號，高電平有效。這是有效。這是8255A8255A的一個(gè)輸出信號，可用于作為向的一個(gè)輸出信號，可用于作為向CPUCPU的中斷的中斷請求信號，以要求請求信號，以要求CPUCPU服務(wù)。它是當(dāng)服務(wù)。它是當(dāng)STBSTB為高電平、為高電平、IBFIBF為高為高電平和電平和INTE(INTE(中斷允許中斷允許) )為高電平時(shí)被置為高，而由為高電平時(shí)被置為高，而由RDRD信號的信號的下降沿清除。下降沿清除。INTEA(Interrupt En

34、able A)INTEA(Interrupt Enable A)端口端口A A中斷允許信號，中斷允許信號，可由用戶通過對可由用戶通過對PC4PC4的按位置位的按位置位/ /復(fù)位來控制復(fù)位來控制(PC4=1(PC4=1，允許中，允許中斷斷) )。而而INTEBINTEB由由PC2PC2的置位的置位/ /復(fù)位控制。復(fù)位控制。方式方式1 1的輸入時(shí)序，如圖的輸入時(shí)序，如圖10-1210-12所示。所示。 3132當(dāng)外設(shè)的數(shù)據(jù)已經(jīng)輸至當(dāng)外設(shè)的數(shù)據(jù)已經(jīng)輸至8255A8255A的端口數(shù)據(jù)線上，用選通的端口數(shù)據(jù)線上，用選通信號把數(shù)據(jù)鎖入信號把數(shù)據(jù)鎖入8255A8255A的輸入鎖存器，選通信號的寬度至少的輸入

35、鎖存器，選通信號的寬度至少為為500ns500ns。選通信號經(jīng)過時(shí)間選通信號經(jīng)過時(shí)間t tSIBSIB后，后，IBFIBF信號有效，輸送給外設(shè)，信號有效，輸送給外設(shè)，阻止外設(shè)輸入新的數(shù)據(jù)，也可供阻止外設(shè)輸入新的數(shù)據(jù)，也可供CPUCPU查詢。在選通信號結(jié)束查詢。在選通信號結(jié)束后，經(jīng)過后，經(jīng)過t tSITSIT向向CPUCPU發(fā)出發(fā)出INTRINTR信號信號( (中斷是允許的話中斷是允許的話) )。CPUCPU響應(yīng)中斷，發(fā)出響應(yīng)中斷，發(fā)出RDRD信號，把數(shù)據(jù)讀入信號，把數(shù)據(jù)讀入CPUCPU。在在RDRD信號有效后經(jīng)過信號有效后經(jīng)過t tRITRIT就清除中斷請求，當(dāng)就清除中斷請求，當(dāng)RDRD信號結(jié)

36、信號結(jié)束后，數(shù)據(jù)已讀至束后，數(shù)據(jù)已讀至CPUCPU，使，使IBFIBF變低。表示輸入緩沖器已空，變低。表示輸入緩沖器已空，通知外設(shè)可以輸入新的數(shù)據(jù)。通知外設(shè)可以輸入新的數(shù)據(jù)。 3310.4.3 10.4.3 方式方式1 1輸出輸出8255A8255A的端口工作在方式的端口工作在方式1 1輸出時(shí)，如圖輸出時(shí)，如圖10-1310-13所示。所示。1.1.主要的控制信號主要的控制信號OBF(Output Buffer Full)OBF(Output Buffer Full)輸出緩沖器滿信號，低輸出緩沖器滿信號，低電平有效。這是電平有效。這是8255A8255A輸出給外設(shè)的一個(gè)控制信號。當(dāng)其有輸出給外

37、設(shè)的一個(gè)控制信號。當(dāng)其有效時(shí)，表示效時(shí)，表示CPUCPU已經(jīng)把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以把已經(jīng)把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以把數(shù)據(jù)輸出。它由輸出命令數(shù)據(jù)輸出。它由輸出命令WRWR的上升沿設(shè)置為有效，由的上升沿設(shè)置為有效，由ACKACK的的有效信號使其恢復(fù)為高。有效信號使其恢復(fù)為高。ACK(Acknowledge)ACK(Acknowledge)低電平有效，這是一個(gè)外設(shè)的響低電平有效，這是一個(gè)外設(shè)的響應(yīng)信號，指示應(yīng)信號，指示CPUCPU輸出給輸出給8255A8255A的數(shù)據(jù)已經(jīng)由外設(shè)接收。的數(shù)據(jù)已經(jīng)由外設(shè)接收。3435方式方式1輸出輸出INTRINTR中斷請求信號，高電平有效。當(dāng)輸出裝置已

38、經(jīng)中斷請求信號，高電平有效。當(dāng)輸出裝置已經(jīng)接收了接收了CPUCPU輸出的數(shù)據(jù)后，它用來作為向輸出的數(shù)據(jù)后，它用來作為向CPUCPU提出新的中斷請?zhí)岢鲂碌闹袛嗾埱?，要求求，要求CPUCPU繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)ACKACK為為“1”(1”(高電平高電平) )，OBFOBF為為“1” (1” (高電平高電平) )和和INTEINTE為為“1”(1”(高電平高電平) )時(shí)，使其置位時(shí)，使其置位( (高電高電平平) )，而，而WRWR信號的下降沿使其復(fù)位信號的下降沿使其復(fù)位( (低電平低電平) )。INTEAINTEA由由PC6PC6的置位的置位/ /復(fù)位控制。而復(fù)位控制。而INTEBINT

39、EB由由PC2PC2的置位的置位/ /復(fù)復(fù)位控制。位控制。 362.2.時(shí)序時(shí)序82558255工作在方式工作在方式1 1輸出時(shí)的時(shí)序，如圖輸出時(shí)的時(shí)序，如圖10-1410-14所示。所示。用在中斷控制方式時(shí)，輸出過程是由用在中斷控制方式時(shí)，輸出過程是由CPUCPU響應(yīng)中斷開始響應(yīng)中斷開始的，在中斷服務(wù)程序中，的，在中斷服務(wù)程序中，CPUCPU輸出數(shù)據(jù)和發(fā)出輸出數(shù)據(jù)和發(fā)出WRWR信號，信號，WRWR信信號一方面清除號一方面清除INTR(INTR(經(jīng)過時(shí)間經(jīng)過時(shí)間t tWITWIT) )，另外在，另外在WRWR上升沿，使上升沿，使OBFOBF有效，通知外設(shè)接收數(shù)據(jù)，實(shí)質(zhì)上有效，通知外設(shè)接收數(shù)據(jù)，

40、實(shí)質(zhì)上OBFOBF信號是外設(shè)的一個(gè)選信號是外設(shè)的一個(gè)選通命令。在通命令。在WRWR上升沿后經(jīng)過上升沿后經(jīng)過t tWBWB時(shí)間數(shù)據(jù)就輸出了，當(dāng)外設(shè)接時(shí)間數(shù)據(jù)就輸出了，當(dāng)外設(shè)接收數(shù)據(jù)后，發(fā)出收數(shù)據(jù)后，發(fā)出ACKACK信號，它一方面使信號，它一方面使OBFOBF無效無效( (經(jīng)過經(jīng)過t tAOBAOB) )，另一方面在另一方面在ACKACK的上升沿使的上升沿使INTRINTR有效有效( (經(jīng)過經(jīng)過t tAITAIT) )，發(fā)出新的中，發(fā)出新的中斷請求。斷請求。 373810.5 10.5 方式方式2 2的功能的功能這種工作方式，使外設(shè)可以在單一的這種工作方式，使外設(shè)可以在單一的8 8位總線上，既能位

41、總線上，既能發(fā)送數(shù)據(jù)也能接收數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)也能接收數(shù)據(jù)( (雙向總線雙向總線I/O)I/O)。工作時(shí)可用程序查。工作時(shí)可用程序查詢方式，也可工作在中斷方式。詢方式，也可工作在中斷方式。 3910.5.1 10.5.1 方式方式2 2的主要功能的主要功能8255A8255A的端口工作在方式的端口工作在方式2 2時(shí)，具有以下主要功能：時(shí)，具有以下主要功能：(1) (1) 方式方式2 2只用于端口只用于端口A A；(2) (2) 一個(gè)一個(gè)8 8位的雙向總線端口位的雙向總線端口(A)(A)和一個(gè)和一個(gè)5 5位控制端口位控制端口( (端端口口C)C)；(3) (3) 輸入和輸出是鎖存的；輸入和輸出是鎖存的

42、；(4) 5(4) 5位控制端口是用作端口位控制端口是用作端口A A的控制和狀態(tài)信息，如圖的控制和狀態(tài)信息，如圖10-1510-15所示。所示。各個(gè)信號的意義為：各個(gè)信號的意義為：INTRINTR中斷請求信號，高電平有效。在輸入和輸出方中斷請求信號，高電平有效。在輸入和輸出方式時(shí)，用來作為向式時(shí)，用來作為向CPUCPU發(fā)出的中斷請求信號。發(fā)出的中斷請求信號。4041OBFOBF輸出緩沖器滿，低電平有效。這是對外設(shè)的一輸出緩沖器滿，低電平有效。這是對外設(shè)的一種命令信號，表示種命令信號，表示CPUCPU已把數(shù)據(jù)輸出至端口已把數(shù)據(jù)輸出至端口A A。ACKACK響應(yīng)信號，低電平有效。響應(yīng)信號，低電平有

43、效。ACKACK的有效沿啟動端口的有效沿啟動端口A A的三態(tài)輸出緩沖器，送出數(shù)據(jù)；否則，輸出緩沖器處在高的三態(tài)輸出緩沖器，送出數(shù)據(jù)；否則，輸出緩沖器處在高阻狀態(tài)。阻狀態(tài)。ACKACK的上升沿是數(shù)據(jù)已輸出的回答信號。的上升沿是數(shù)據(jù)已輸出的回答信號。INTE1INTE1與輸出緩沖器相關(guān)的中斷屏蔽觸發(fā)器，由與輸出緩沖器相關(guān)的中斷屏蔽觸發(fā)器，由PC6PC6的置位的置位/ /復(fù)位控制。復(fù)位控制。STBSTB選通輸入，低電平有效。這是外設(shè)供給選通輸入，低電平有效。這是外設(shè)供給8255A8255A的的選通信號，它把輸入數(shù)據(jù)選通至輸入鎖存器。選通信號，它把輸入數(shù)據(jù)選通至輸入鎖存器。IBFIBF輸入緩沖器滿，高

44、電平有效。它是一個(gè)控制信輸入緩沖器滿，高電平有效。它是一個(gè)控制信息，指示數(shù)據(jù)已進(jìn)入輸入鎖存器。在息，指示數(shù)據(jù)已進(jìn)入輸入鎖存器。在CPUCPU未把數(shù)據(jù)讀走前，未把數(shù)據(jù)讀走前，IBFIBF始終為高電平，阻止輸入設(shè)備送來新的數(shù)據(jù)。始終為高電平，阻止輸入設(shè)備送來新的數(shù)據(jù)。INTE2INTE2與輸入緩沖器相關(guān)的中斷屏蔽觸發(fā)器，由與輸入緩沖器相關(guān)的中斷屏蔽觸發(fā)器，由PC4PC4的置位的置位/ /復(fù)位控制。復(fù)位控制。4210.5.2 10.5.2 方式方式2 2的時(shí)序的時(shí)序8255A8255A的端口工作在方式的端口工作在方式2 2的時(shí)序，如圖的時(shí)序，如圖10-1610-16所示。所示。方式方式2 2實(shí)質(zhì)上是

45、方式實(shí)質(zhì)上是方式1 1輸入與方式輸入與方式1 1輸出的組合，故各個(gè)輸出的組合，故各個(gè)時(shí)間參數(shù)的意義與方式時(shí)間參數(shù)的意義與方式1 1的相同。輸出是由的相同。輸出是由CPUCPU執(zhí)行輸出指令執(zhí)行輸出指令( (給出給出I/OI/O的的WR)WR)信號開始的，輸入是由選通信號開始的。信號開始的，輸入是由選通信號開始的。圖上的輸入、輸出的順序是任意的，只要圖上的輸入、輸出的順序是任意的，只要WRWR在在ACKACK以前以前發(fā)生。發(fā)生。STBSTB在在RDRD以前發(fā)生就行。以前發(fā)生就行。在輸入和輸出的情況下，都可以用中斷方式。故在輸入和輸出的情況下，都可以用中斷方式。故INTR=IBFMASKSTBRD+

46、OBFMASKACKWRINTR=IBFMASKSTBRD+OBFMASKACKWR其中，其中，MASK=INTEMASK=INTE。 434410.5.3 10.5.3 方式方式2 2控制字控制字當(dāng)端口當(dāng)端口A A工作于方式工作于方式2 2時(shí)，端口時(shí)，端口B B可以工作在方式可以工作在方式0 0或方式或方式1 1；可以作為輸入，也可以作為輸出。此時(shí)端口；可以作為輸入，也可以作為輸出。此時(shí)端口C C的各位的功的各位的功能如圖能如圖10-1710-17所示。所示。4546若要求若要求8255A8255A工作于如下所示的方式：工作于如下所示的方式：則方式字則方式字ICW=11000110B=C6H

47、ICW=11000110B=C6H47在在8255A8255A方式控制命令字已經(jīng)輸出后，讀端口方式控制命令字已經(jīng)輸出后，讀端口C C，則可得，則可得到如下的方式到如下的方式2 2狀態(tài)字：狀態(tài)字：若要允許方式若要允許方式2 2中斷，則可用端口中斷，則可用端口C C的置位的置位/ /復(fù)位命令：復(fù)位命令：允許輸出中斷，置允許輸出中斷，置PC6PC6，則控制字為，則控制字為00001101B00001101B。允許輸入中斷，置允許輸入中斷，置PC4PC4，控制字為，控制字為00001001B00001001B。4810.6 825510.6 8255應(yīng)用應(yīng)用舉例舉例微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)系

48、統(tǒng)原理及應(yīng)用（第四版）周明德，（第四版）周明德，清清華大學(xué)出版社華大學(xué)出版社下面下面以雙機(jī)并行通信接口為例，介紹以雙機(jī)并行通信接口為例，介紹82558255的應(yīng)用。的應(yīng)用。1.1.要求要求在甲乙兩臺微型計(jì)算機(jī)之間并行傳送在甲乙兩臺微型計(jì)算機(jī)之間并行傳送1KB1KB數(shù)據(jù)。甲機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)。甲機(jī)發(fā)送，乙機(jī)接收。甲機(jī)一側(cè)的送，乙機(jī)接收。甲機(jī)一側(cè)的8255A8255A采用方式采用方式1 1工作，乙機(jī)一側(cè)工作，乙機(jī)一側(cè)的的8255A8255A采用方式采用方式0 0工作。兩臺微機(jī)的工作。兩臺微機(jī)的CPUCPU與接口之間都采用與接口之間都采用查詢方式交換數(shù)據(jù)。查詢方式交換數(shù)據(jù)。2.2.分析分析根據(jù)要求，雙機(jī)均采用

49、可編程并行接口芯片根據(jù)要求，雙機(jī)均采用可編程并行接口芯片8255A8255A構(gòu)成構(gòu)成接口電路，只是接口電路，只是8255A8255A的工作方式不同。的工作方式不同。493.3.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(1) (1) 硬件連接。根據(jù)上述要求，接口電路的連接如圖硬件連接。根據(jù)上述要求，接口電路的連接如圖10-1810-18所示。所示。甲機(jī)甲機(jī)8255A8255A為方式為方式l l發(fā)送發(fā)送( (輸出輸出) )，因此，把，因此，把PAPA口指定為輸口指定為輸出，發(fā)送數(shù)據(jù)，出，發(fā)送數(shù)據(jù)，PC7PC7和和PC6PC6引腳由方式引腳由方式1 1規(guī)定作為聯(lián)絡(luò)信號線規(guī)定作為聯(lián)絡(luò)信號線OBFOBF和和ACKACK。乙機(jī)。乙機(jī)82

50、55A8255A為方式為方式0 0接收接收( (輸入輸入) )，把，把PAPA口用作輸入口用作輸入，接收數(shù)據(jù)，聯(lián)絡(luò)信號自行選擇，可選擇，接收數(shù)據(jù)，聯(lián)絡(luò)信號自行選擇，可選擇PC4PC4和和PC0PC0作為聯(lián)絡(luò)作為聯(lián)絡(luò)信號線，信號線，PC4PC4輸入、輸入、PC0PC0輸出。雖然，兩側(cè)的輸出。雖然，兩側(cè)的8255A8255A都設(shè)置了都設(shè)置了聯(lián)絡(luò)信號線，但它們是不同的，甲機(jī)聯(lián)絡(luò)信號線，但它們是不同的，甲機(jī)8255A8255A工作在方式工作在方式1 1，其，其聯(lián)絡(luò)信號聯(lián)絡(luò)信號PC7PC7、PC6PC6是由方式是由方式1 1規(guī)定的不可替換；而乙機(jī)的規(guī)定的不可替換；而乙機(jī)的8255A8255A工作在方式工

51、作在方式0 0，其聯(lián)絡(luò)信號線是可以選擇的，比如可選，其聯(lián)絡(luò)信號線是可以選擇的，比如可選PC5PC5、PC1PC1或或PC6PC6、PC7PC7等。等。5051雙機(jī)并行通信接口PA0PA7PC4PC08255A甲方（發(fā)送）PA0PA7PC7(OBF)PC6(ACK)8255A乙方（接收）方式1應(yīng)用 示例1甲方A口：方式1乙方A口：方式0(2) (2) 軟件編程軟件編程 甲機(jī)發(fā)送程序：甲機(jī)發(fā)送程序：MOV DX,303HMOV DX,303H；8255A8255A命令口命令口MOV ALMOV AL，10100000B10100000B；A A口，方式口，方式1 1；B B口沒用方式字口沒用方式字OUT DX,ALOUT DX,AL；輸出方式字；輸出方式字MOV ALMOV AL，0DH0DH；置發(fā)送中斷允許；置發(fā)送中斷允許INTEAINTEA1;1;0000110100001101OUT DXOUT DX，ALAL；PC6PC6置置“1”1”；方式字；方式字D D7 7位為位為0 0，C C口按位置位口按位置位MOV MOV AXAX