微型計算機系統(tǒng)9課件

第9章可編程并行接口8255A

第9章可編程并行接口8255A

教學重點

8255A的工作方式和編程

8255A的應(yīng)用鍵盤的掃描程序

LED數(shù)碼管的多位顯示本章教學要求1.掌握8255A的結(jié)構(gòu)特點和引腳功能2. 掌握8255A的工作方式、編程及方式0、1的應(yīng)用3. 理解鍵盤的工作原理、抖動和重鍵問題及解決方法4. 掌握鍵盤掃描程序（掃描法、行反轉(zhuǎn)法）的編寫5.掌握LED數(shù)碼管的工作原理和多位顯示方法6.了解并行打印機接口的引腳定義和接口時序9.18255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

具有多種功能的可編程并行接口電路芯片最基本的接口電路：三態(tài)緩沖器和鎖存器與CPU間、與外設(shè)間的接口電路：狀態(tài)寄存器和控制寄存器還有端口的譯碼和控制電路、中斷控制電路分3個端口，共24個外設(shè)引腳共三種輸入輸出工作方式數(shù)據(jù)總線緩沖器內(nèi)部控制線內(nèi)部數(shù)據(jù)線D0～D7A組控制A組端口AA組端口C上部B組控制B組端口BB組端口C下部讀寫控制邏輯PC0～PC3PB0～PB7PC4～PC7PA0～PA7RDWRA0A1CSRESET8255的三個并行數(shù)據(jù)端口端口A：PA0～PA7A組，支持工作方式0、1、2端口B：PB0～PB7B組，支持工作方式0、1端口C：PC0～PC7僅支持工作方式0A組控制高4位PC4～PC7B組控制低4位PC0～PC3端口A：PA0～PA7常作數(shù)據(jù)端口，功能最強大端口B：PB0～PB7常作數(shù)據(jù)端口端口C：PC0～PC7可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口分兩個4位，每位可獨立操作控制最靈活，最難掌握初始化編程：一個方式控制字控制寄存器I/O地址：A1A0＝11工作過程中：通過數(shù)據(jù)端口對外設(shè)數(shù)據(jù)進行讀寫數(shù)據(jù)讀寫利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10IBMPC/XT機上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址為60H、61H、62H和63H9.38255A的控制字和工作方式

方式控制字格式9.3.18255A的控制字格式1.寫入方式控制字：示例要求：A端口：方式1輸入C端口上半部：輸出，C口下半部：輸入B端口：方式0輸出方式控制字：10110001B或B1H初始化的程序段：

movdx,0fffeh ;假設(shè)控制端口為0FFFEH

moval,0b1h ;方式控制字

outdx,al ;送到控制端口2.讀寫數(shù)據(jù)端口：示例利用8255A的輸出鎖存能力，可實現(xiàn)按位輸出控制

對輸出端口B的PB7位置位的程序段： movdx,0fffah ;B端口假設(shè)為0FFFAH

inal,dx ;讀出B端口原輸出內(nèi)容

oral,80h ;使PB7＝1

outdx,al ;輸出新的內(nèi)容3.讀寫端口C：歸納1C端口被分成兩個4位端口，兩個端口只能以方式0工作，可分別選擇輸入或輸出在控制上，C端口上半部和A端口編為A組，C端口下半部和B端口編為B組3.讀寫端口C：歸納2當A和B端口工作在方式1或方式2時，C端口的部分或全部引腳將被用做聯(lián)絡(luò)線其余引腳仍可設(shè)定工作在方式0輸入或輸出端口C的位控制字位控制字寫入控制端口特別便于置位復位內(nèi)部中斷允許觸發(fā)器INTE3.讀寫端口C：歸納4讀取的C端口數(shù)據(jù)有兩種情況未被A和B端口征用的引腳：將從定義為輸入的端口讀到引腳輸入信息；將從定義為輸出的端口讀到輸出鎖存器中的信息被A和B端口征用作為聯(lián)絡(luò)線的引腳：將讀到反映8255A狀態(tài)的狀態(tài)字D7D6D5D4D3D2D1D0方式1輸入I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRB方式1輸出OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB方式2雙向OBFAINTE1IBFAINTE2INTRA×××端口C的狀態(tài)字A組B組方式0輸入時序datadata輸入端口D0～D7RDCS,A1,A0請體會這里8255A的數(shù)據(jù)緩沖作用方式0輸出時序WRdatadata輸出端口D0～D7CS,A1,A08255A對CPU通過它輸出給外設(shè)的數(shù)據(jù)進行鎖存方式1輸入引腳：A端口數(shù)據(jù)選通信號表示外設(shè)已經(jīng)準備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請求信號請求CPU接收數(shù)據(jù)PC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBA中斷允許觸發(fā)器方式1輸入聯(lián)絡(luò)信號STB——選通信號，低電平有效由外設(shè)提供的輸入信號，當其有效時，將輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)鎖存至8255A的輸入鎖存器IBF——輸入緩沖器滿信號，高電平有效8255A輸出的聯(lián)絡(luò)信號。當其有效時，表示數(shù)據(jù)已鎖存在輸入鎖存器INTR——中斷請求信號，高電平有效8255A輸出的信號，可用于向CPU提出中斷請求，要求CPU讀取外設(shè)數(shù)據(jù)方式1輸入時序dataINTRIBF

data輸入端口D0～D7STBRDSTB和IBF是外設(shè)和8255A間的一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號，為的是可靠地輸入數(shù)據(jù)方式1中斷控制8255A的中斷由中斷允許觸發(fā)器INTE控制置位允許中斷，復位禁止中斷對INTE的操作通過寫入端口C的對應(yīng)位實現(xiàn)，INTE觸發(fā)器對應(yīng)端口C的位是作應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號的輸入信號的哪一位，只要對那一位置位/復位就可以控制INTE觸發(fā)器選通輸入方式下端口A的INTEA對應(yīng)PC4端口B的INTEB對應(yīng)PC2方式1輸出引腳：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBOBFBINTRBACKB外設(shè)響應(yīng)信號表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)輸出緩沖器滿信號表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)中斷請求信號請求CPU再次輸出數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器方式1輸出聯(lián)絡(luò)信號OBF——輸出緩沖器滿信號，低有效8255A輸出給外設(shè)的一個控制信號，當其有效時，表示CPU已把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以取走ACK——響應(yīng)信號，低有效外設(shè)的響應(yīng)信號，指示8255A的端口數(shù)據(jù)已由外設(shè)接受INTR——中斷請求信號，高有效當輸出設(shè)備已接受數(shù)據(jù)后，8255A輸出此信號向CPU提出中斷請求，要求CPU繼續(xù)提供數(shù)據(jù)端口A的INTEA對應(yīng)PC6端口B的INTEB對應(yīng)PC2方式1輸出時序

INTR

datadata輸出端口D0～D7WROBFACK

OBF和ACK是外設(shè)和8255A間的一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號，為的是可靠地輸出數(shù)據(jù)方式2雙向方式方式2將方式1的選通輸入輸出功能組合成一個雙向數(shù)據(jù)端口，可以發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5個信號線，其作用與方式1相同方式2的數(shù)據(jù)輸入過程與方式1的輸入方式一樣方式2的數(shù)據(jù)輸出過程與方式1的輸出方式有一點不同：數(shù)據(jù)輸出時8255A不是在OBF有效時向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，而是在外設(shè)提供響應(yīng)信號ACK時才送出數(shù)據(jù)方式2雙向引腳PC6PC7PC3PA7~PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6設(shè)置INTE1（輸出）用PC4設(shè)置INTE2（輸入）輸入和輸出中斷通過或門輸出INTRA信號方式2雙向時序data-out

INTR

data-outdata-indata-inPA0～PA7D0～D7IBF

WROBFACKSTBRD9.48255A與系統(tǒng)總線的連接

1．8255A與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的連接2．8255A與系統(tǒng)地址總線連接

3．端口地址范圍的確定

4．其它控制信號的連接

9.58255A的應(yīng)用舉例

作為通用的并行接口電路芯片，825A具有廣泛的應(yīng)用應(yīng)用在IBMPC/XT微機上應(yīng)用于打印機接口電路連接簡易鍵盤驅(qū)動LED數(shù)碼管……8255A在IBMPC/XT上的應(yīng)用工作在基本輸入/輸出方式0端口A為方式0輸入，用來讀取鍵盤掃描碼端口B工作于方式0輸出，例如控制揚聲器等端口C為方式0輸入，讀取系統(tǒng)狀態(tài)和配置系統(tǒng)的初始化編程： moval,10011001b ;方式控制字99H

out63h,al9.5.1鍵盤及其接口鍵盤是微機系統(tǒng)最常使用的輸入設(shè)備小鍵盤：適用于單板機或以微處理器為基礎(chǔ)的儀器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、地址、命令及指令等的輸入獨立鍵盤：通過5芯電纜與PC微機主機連接簡易鍵盤的工作原理+5V+5V+5V最簡單的線性結(jié)構(gòu)鍵盤每一個引腳連接一個鍵輸入0/1反映鍵是否按下簡易鍵盤的工作原理+5V+5V控制線檢測線常用的矩陣結(jié)構(gòu)鍵盤每行連接一個引腳每列連接一個引腳利用控制線為低、

讀取檢測線來識別閉合鍵1.掃描法先使第0行接低電平，其余行為高電平，然后看第0行是否有鍵閉合（通過檢查列線電位實現(xiàn)）此后，再將第1行接地，然后檢測列線是否有變?yōu)榈碗娢坏木€。如此往下一行一行地掃描，直到最后一行在掃描過程中，當發(fā)現(xiàn)某一行有鍵閉合時，便在掃描中途退出通過組合行線和列線可識別此刻按下的是哪一鍵第1段：是否有鍵按下key1: moval,00 movdx,rowport

outdx,al ;使所有行線為低電平 movdx,colport

inal,dx ;讀取列值

cmpal,0ffh ;判定是否有列線為低電平 jzkey1 ;無閉合鍵，循環(huán)等待 calldelay ;有，延遲20ms清除抖動鍵盤掃描程序第2段：識別按鍵（掃描） movcx,8 ;行數(shù)送CX movah,0feh ;掃描初值送AHkey2: moval,ah movdx,rowport

outdx,al ;輸出行值（掃描值） movdx,colport

inal,dx ;讀進列值鍵盤掃描程序第2段：識別按鍵（判斷）

cmpal,0ffh ;判斷有無低電平的列線 jnzkey3 ;有，則轉(zhuǎn)下一步處理 rolah,1 ;無，則移位掃描值 loopkey2 ;準備下一行掃描 jmpkey1 ;所有行都沒有鍵按下，則返回繼續(xù)檢測key3: …… ;此時，al＝列值，ah＝行值鍵盤掃描程序2.反轉(zhuǎn)法首先，將行線作為控制線接一個輸出端口，將列線作為檢測線接一個輸入端口CPU通過輸出端口將行線（控制線）全部設(shè)置為低電平，然后從輸入端口讀取列線（檢測線）然后，將行線和列線的作用互換，即將列線作為控制線接輸出端口，行線作為檢測線接輸入端口將剛才讀得的列值從列線所接端口輸出，再讀取行線的輸入值這樣，當一個鍵被按下時，必定可以讀得一對唯一的行值和列值條件：連接行線和列線的接口電路必須支持動態(tài)改變輸入、輸出方式第1段：是否有鍵按下 …… ;設(shè)置行線接輸出端口，列線接輸入端口key2: moval,00 movdx,rowport

outdx,al ;設(shè)置行線全為低 movdx,colport

inal,dx ;讀取列值

cmpal,0ffh jzkey2 ;無閉合鍵，循環(huán)等待 pushax ;有閉合鍵，保存列值 pushax鍵盤掃描程序第2段：識別按鍵（反轉(zhuǎn)法） …… ;設(shè)置行線接輸入端口，列線接輸出端 movdx,colport popax outdx,al ;輸出列值 movdx,rowport inal,dx ;讀取行值 popbx ;組合行列值 movah,bl ;此時，al＝行值，ah＝列值鍵盤掃描程序行列值表和鍵代碼表 ;鍵盤的行列值表table dw0fefeh ;鍵0的行列值（鍵值） dw0fdfeh ;鍵1的行列值 dw0fbfeh ;鍵2的行列值 …… ;其他鍵的行列值 ;鍵盤的鍵代碼表char db…… ;鍵0的代碼值 db…… ;鍵1的代碼值 …… ;其他鍵的代碼值鍵盤掃描程序第3段：查找鍵代碼 movsi,offsettable movdi,offsetchar movcx,64 ;CX＝鍵的個數(shù)key3: cmpax,[si] ;與鍵值比較 jzkey4 ;相同，說明查到 incsi ;不相同，繼續(xù)比較 incsi incdi loopkey3 jmpkey1 ;全部比較完，仍無相同，說明是重鍵鍵盤掃描程序第4段：等待按鍵釋放key4: moval,[di] ;獲取鍵代碼送AL …… ;判斷按鍵是否釋放，沒有則等待 calldelay ;按鍵釋放，延時消除抖動 …… ;后續(xù)處理鍵盤掃描程序3.抖動和重鍵問題機械按鍵存在抖動現(xiàn)象當按下或釋放一個鍵時，往往會出現(xiàn)按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)抖動的持續(xù)時間通常不大于10ms采用硬件消抖電路或軟件延時方法解決重鍵指兩個或多個鍵同時閉合出現(xiàn)重鍵時，讀取的鍵值必然出現(xiàn)有一個以上的0是否給予識別和識別哪一個鍵重鍵問題的處理簡單情況：不予識別，認為是錯誤的按鍵通常情況：只承認先識別出來的鍵連鎖法：直到所有鍵都釋放后，讀入下一個鍵巡回法：等被識別的鍵釋放以后，就可以對其他閉合鍵作識別，而不必等待全部鍵釋放正常的組合鍵：都識別出來9.5.2打印機接口

用8255A方式0與打印機接口BUSY

DATA0～78255APC7PC2PA0～PA7打印機STROBE打印機接口的信號與時序BUSYDATA0～7ACKSTROBE主機把數(shù)據(jù)送給引腳DATA0～DATA7同時送出數(shù)據(jù)選通信號STROBE打印機在BUSY信號線上發(fā)出忙信號打印機處理好輸入的數(shù)據(jù)時撤消忙信號同時又送出一個響應(yīng)信號ACK8255A的初始化

movdx,0fffeh ;控制端口地址：FFFEH

moval,10000001B ;方式控制字：91H outdx,al ;A端口方式0輸出，C端口上輸出、下輸入

moval,00001111B ;端口C的復位置位控制字，使PC7＝1 outdx,al打印機程序1打印子程序：查詢printc proc pushax pushdxprn: movdx,0fffch ;讀取端口C

inal,dx ;查詢打印機狀態(tài)

andal,04h ;PC2＝BUSY＝0？

jnzprn ;PC2＝1，打印機忙，則循環(huán)等待打印機程序1打印子程序：輸出

movdx,0fff8h ;PC2＝0，打印機不忙，則輸出數(shù)據(jù)

moval,ah

outdx,al ;將打印數(shù)據(jù)從端口A輸出打印機程序1打印子程序：打印 movdx,0fffeh ;從PC7送出控制低脈沖 moval,00001110B ;置STROBE＝0 outdx,al nop ;產(chǎn)生一定寬度的低電平 nop moval,00001111B ;置=1 outdx,al ;最終，STROBE產(chǎn)生低脈沖信號打印機程序1打印子程序：返回 popdx popax retprintc endp打印機程序1用8255A方式1與打印機接口1000pf2K15321441LS123單穩(wěn)電路+5VDATA0～78255APC6INTRPC3PC7PA0～PA7打印機ACKACKOBFSTROBE8255A方式1與打印機接口時序配合PA0～PA7（DATA0～7）ACKOBFSTROBE8255A的初始化

movdx,0fffeh

moval,0a0h outdx,al

moval,0ch

;使INTEA（PC6）為0，禁止中斷 outdx,al

……

movcx,counter ;打印字節(jié)數(shù)送CX movbx,offsetbuffer ;取字符串首地址 callprints ;調(diào)用打印子程序打印機程序2打印子程序：輸出prints proc pushax ;保護寄存器 pushdxprint1: moval,[bx] ;取一個數(shù)據(jù)

movdx,0fff8h

outdx,al ;從端口A輸出打印機程序2打印子程序：查詢

movdx,0fffchprint2: inal,dx

testal,80h ;檢測（PC7）為1否?

jzprint2 ;為0，說明打印機沒有響應(yīng)，繼續(xù)檢測打印機程序2打印子程序：返回 incbx ;為1，說明打印機已接受數(shù)據(jù) loopprint1 ;準備取下一個數(shù)據(jù)輸出 popdx ;打印結(jié)束，恢復寄存器 popax ret ;返回prints endp打印機程序29.5.3雙機并行通信接口PA0～PA7PC4PC08255A甲方（發(fā)送）PA0～PA7PC7PC68255A已方（接收）甲機的初始化 movdx,0fffeh moval,0a0h

outdx,al ;工作方式字：端口A方式1輸出 moval,0dh ;使PC6（INTEA）＝1，允許中斷

outdx,al雙機并行通訊程序甲機發(fā)送程序 trsmt: movdx,0fffch

inal,dx ;查詢PC3（INTRA）＝1？ andal,08h jztrsmt movdx,0fff8h ;發(fā)送數(shù)據(jù) moval,ah

outdx,al雙機并行通訊程序乙機的初始化 movdx,0fffeh moval,98h

outdx,al ;工作方式字：端口A方式0輸入 moval,01h ;使PC0（ACK）＝1，因尚未收到數(shù)據(jù)

outdx,al雙機并行通訊程序乙機:查詢接收 receive: movdx,0fffch

inal,dx ;查詢PC4（OBF）＝0？ andal,10h jnzreceive movdx,0fff8h;接收數(shù)據(jù)

inal,dx movah,al雙機并行通訊程序乙機：接收響應(yīng)雙機并行通訊程序 movdx,0fffeh moval,00h ;使PC0（ACK）＝0

outdx,al nop ;適當延時，產(chǎn)生一定寬度的低脈沖 nop moval,01h ;使PC0（ACK）＝1

outdx,al ;產(chǎn)生低脈沖ACK信號9.5.4LED數(shù)碼管及其接口發(fā)光二極管LED是最簡單的顯示設(shè)備由8段LED組成的LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管廣泛用于單板微型機、微型機控制系統(tǒng)及數(shù)字化儀器中LED數(shù)碼管可以顯示內(nèi)存地址和數(shù)據(jù)等1.LED數(shù)碼管的工作原理主要部分是7段LED發(fā)光管各段順時針排列，分別稱為a、b、c、d、e、f、g、dp（或h,即小數(shù)點，有時不用）通過7個發(fā)光段的不同組合可顯示可顯示0～9十個數(shù)碼也可以顯示A～F（實現(xiàn)16進制數(shù)的顯示）還可以顯示個別特殊字符，如－、P、H等abcdefgLED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)共陽極共陽極+5Vabcdefgh共陰極abcdefgh共陰極2.單個LED數(shù)碼管的顯示8255APA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7同相驅(qū)動電路abcdefghcom+5V對一般數(shù)字電路而言，其灌電流（輸出低電平）的能力要大于拉電流（輸出高電平）的能力共陽數(shù)碼管送0點亮送0點亮單個數(shù)碼管的顯示LEDtb db0c0h,0f9h,0a4h ;共陽七段碼表 db……

moval,1 ;要顯示的數(shù)碼在表中的位置 movbx,offsetLEDtb ;bx指向七段碼表

xlat ;通過換碼取要顯示的七段碼 ;al←ds:[bx＋al] movdx,port

outdx,al ;輸出七段碼軟件譯碼3.多個LED數(shù)碼管的顯示以動態(tài)掃描顯示8個數(shù)碼管為例硬件——使用兩個8位的輸出端口，其中：鎖存輸出七段碼的端口，通過公用的段驅(qū)動電路來驅(qū)動多個數(shù)碼管各段鎖存輸出位選通碼的端口，每次只點亮一個數(shù)碼管軟件——用輪流點亮（掃描）的方法實現(xiàn)多位數(shù)碼顯示，掃描頻率應(yīng)控制在16次/秒以上，當掃描頻率達50次/秒時，顯示將無閃爍感。多個LED數(shù)碼管的顯示8鎖存同相驅(qū)動鎖存反相驅(qū)動七段碼端口位選通碼端口8共陽數(shù)碼管控制控制數(shù)據(jù)送0時點亮相應(yīng)段，七段碼：11111001B將顯示數(shù)碼“1”送1時選通相應(yīng)數(shù)碼管，選通碼：00000001B將選中最左邊的數(shù)碼管1段控制端口電路D0D1D2D3D4D5D6D7陽極位0abcdefgh位1位2段碼D0～D7段控制鎖存/同相驅(qū)動segport,-IOW段控制端口作用控制哪些段點亮，決定具體顯示什么數(shù)碼段控制端口送出七段碼到數(shù)碼管段控制端此端口為8個數(shù)碼管的共用端口段控制：Di＝0，相應(yīng)段點亮D7D6D5D4D3D2D1D0hgfedcba通過位、段控制端口的共同作用才能確定哪個數(shù)碼管顯示什么數(shù)碼位控制端口電路D7D6D5D4D3D2D1D0共陽極數(shù)位0數(shù)位1數(shù)位2位碼D0～D7位控制鎖存/反相驅(qū)動bitport,-IOW共陽極共陽極位控制端口作用位控制端口控制點亮哪位數(shù)碼管（其余數(shù)碼管暫不點亮）當位控制端口的控制碼某位為0時，經(jīng)反相驅(qū)動，便在相應(yīng)數(shù)