第7章常用數(shù)字接口電路

并行通信與串行通信的主要特點(diǎn)可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253-5

可編程并行接口芯片8255A可編程中斷控制器8259A第7章常用數(shù)字接口電路一、并行通信與串行通信1.

并行通信（1）兩個(gè)設(shè)備之間有多個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)傳輸以字節(jié)或字校驗(yàn)┇接收方發(fā)送方并行通信（2）并行方式主要用于近距離通信。如計(jì)算機(jī)內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：傳輸速度快，處理簡(jiǎn)單；適合近距離傳送；所傳送信息無固定格式要求。2.串行通信（1）數(shù)據(jù)的各位按時(shí)間順序依次通過同一通信線傳輸。先由發(fā)送設(shè)備將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并--串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式。┇接收方發(fā)送方7651021765430┇串行通信（2）——幾個(gè)概念數(shù)據(jù)傳送方式雙工，半雙工，單工通信方式同步通信通信時(shí)，發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘頻率和相位保持一致。每?jī)蓚€(gè)字符間的時(shí)間間隔固定。異步通信每?jī)蓚€(gè)字符間的時(shí)間間隔不固定。數(shù)據(jù)校驗(yàn)異步通信方式簡(jiǎn)單，成本低，但效率較同步方式低二、常用可編程接口芯片

8253-5計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8255A并行I/O接口8259A中斷控制器

8250串行I/O接口3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道每個(gè)計(jì)數(shù)器有6種工作方式按二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD碼）計(jì)數(shù)8253定時(shí)計(jì)數(shù)器24腳封裝的雙列直插式芯片。3路定時(shí)/計(jì)數(shù)口8位數(shù)據(jù)線2位片內(nèi)地址線3條控制線2條電源線8253引腳與功能結(jié)構(gòu)（一）D0~D7：數(shù)據(jù)線。A0~A1：地址線，用于選擇3個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)及選擇控制字寄存器。RD：讀控制信號(hào)，低有效。WR：寫控制信號(hào)，低有效。CS：片選端，低有效。CLK0~2：計(jì)數(shù)器0#、1#、2#的時(shí)鐘輸入端。GATE0~2：計(jì)數(shù)器0#、1#、2#的門控制脈沖輸入端，由外部設(shè)備送入門控脈沖。OUT0~2：計(jì)數(shù)器0#、1#、2#的輸出端，由它接至外部設(shè)備，以控制其啟停。8253-5引腳的定義如下:8253引腳與功能結(jié)構(gòu)（二）3個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)完全相同的16位計(jì)數(shù)器。每個(gè)計(jì)數(shù)器均以減法計(jì)數(shù)，可按二進(jìn)制或十進(jìn)制計(jì)數(shù)，有6種工作方式，可通過編程選擇。8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)（一）每個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)部包括：計(jì)數(shù)初值寄存器計(jì)數(shù)執(zhí)行部件計(jì)數(shù)輸出寄存器8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)（二）控制寄存器（寫操作）

初始值寄存器（讀寫操作）

CPU對(duì)8253寫入控制字，編程改變8253的功能CPU對(duì)8253寫入計(jì)數(shù)初值，使8253獲得定時(shí)量CPU從初值寄存器中讀取初值。計(jì)數(shù)初值的選擇和定時(shí)長短以及時(shí)鐘頻率有關(guān)。注：上述二個(gè)寄存器可編程寫控制字時(shí)初值寄存器清08253內(nèi)部結(jié)構(gòu)（三）為16位計(jì)數(shù)器，完成減1操作根據(jù)計(jì)數(shù)狀態(tài)產(chǎn)生輸出波形注：解決16位計(jì)數(shù)器與8位數(shù)據(jù)線的矛盾注：上述二個(gè)寄存器不可編程計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)輸出寄存器

8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)（四）3個(gè)計(jì)數(shù)器和1個(gè)控制字寄存器，可通過地址線A0、A1，讀寫控制線RD、WR與選片CS進(jìn)行尋址，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。8253尋址方式8253工作方式（一）計(jì)數(shù)器讀寫格式工作方式數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D000計(jì)數(shù)器001計(jì)數(shù)器110計(jì)數(shù)器211非法00計(jì)數(shù)器鎖存命令01只讀寫低字節(jié)10只讀寫高字節(jié)11先讀寫低字節(jié)后讀寫高字節(jié)000方式0001方式1010方式2011方式3100方式4101方式50二進(jìn)制計(jì)數(shù)值范圍：0000H～FFFFH0000H是最大值655361十進(jìn)制（BCD碼）計(jì)數(shù)值范圍：0000～99990000代表最大值10000寫入方式控制字控制字寫入I/O地址（A1A0＝11）0001000010HMOVAL，10HOUT43H，AL；寫計(jì)數(shù)器0的控制字MOVAL，04HOUT40H，AL；寫計(jì)數(shù)器0的初值

控制字編程例1：8253工作為計(jì)數(shù)器0，方式0，初值為4，二進(jìn)制計(jì)數(shù)，設(shè)寄存器地址為40H~43H計(jì)數(shù)器0寫低字節(jié)方式0二進(jìn)制計(jì)數(shù)8253工作方式（二）

77H

控制字編程例2：8253工作為計(jì)數(shù)器1，方式3，初值為4020H，十進(jìn)制計(jì)數(shù)，設(shè)寄存器地址為40H~43H0111011

1MOVAL，77HOUT43H，AL；寫計(jì)數(shù)器1的控制字MOVAL，20HOUT41H，AL；寫計(jì)數(shù)器1的低8位初值

MOVAL，40HOUT41H，AL；寫計(jì)數(shù)器1的高8位初值計(jì)數(shù)器1先寫低字節(jié)后寫高字節(jié)方式3十進(jìn)制計(jì)數(shù)8253工作方式（三）

A7H

控制字編程例3：8253工作為計(jì)數(shù)器2，方式3，初值為4000H，十進(jìn)制計(jì)數(shù)，設(shè)寄存器地址為40H~43H1010011

1MOVAL，0A7HOUT43H，AL；寫計(jì)數(shù)器2的控制字MOVAL，40HOUT42H，AL；僅寫計(jì)數(shù)器2的高8位初值計(jì)數(shù)器2寫高字節(jié)方式3十進(jìn)制計(jì)數(shù)8253工作方式（四）

方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷輸出（軟件控制）方式1—重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)輸出（硬件控制）方式2—分頻器（軟件控制）方式3—方波發(fā)生器（軟件控制）方式4—選通信號(hào)發(fā)生器（軟件觸發(fā)）方式5—選通信號(hào)發(fā)生器（硬件觸發(fā)）8253工作方式功能

計(jì)數(shù)觸發(fā)特點(diǎn)（CLK）門控特點(diǎn)（GATE）波形輸出特點(diǎn)（OUT）不同工作方式有不同的計(jì)數(shù)脈沖的觸發(fā)特點(diǎn)不同工作方式門控電平方式有所不同不同工作方式會(huì)產(chǎn)生不同的輸出波形8253工作方式特點(diǎn)每種工作方式的過程類似：⑴設(shè)定工作方式⑵設(shè)定計(jì)數(shù)初值〔⑶硬件啟動(dòng)〕⑷計(jì)數(shù)初值進(jìn)入減1計(jì)數(shù)器⑸每輸入一個(gè)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器減1的計(jì)數(shù)過程⑹計(jì)數(shù)過程結(jié)束a、門控信號(hào)GATE必須為1，計(jì)數(shù)器才能計(jì)數(shù)；b、計(jì)數(shù)時(shí)通道輸出端OUT一直為0；c、通道計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0后，OUT由0到1，同時(shí)計(jì)數(shù)器停止工作。

方式0

計(jì)數(shù)結(jié)束，產(chǎn)生中斷控制門輸出端初始低電平8253工作方式0

方式1

可編程單穩(wěn)觸發(fā)器a、門控信號(hào)GATE是觸發(fā)信號(hào)，上升沿有效。即開始計(jì)數(shù)是由GATE的上升沿觸發(fā)的；

b、觸發(fā)后，通道計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，輸出端OUT由高變低。

c、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0，OUT再由低變高?？刂崎T輸出端初始高電平8253工作方式1a、GATE門為1，計(jì)數(shù)器才能工作，對(duì)CLK端上的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；b、當(dāng)計(jì)數(shù)器“減”計(jì)數(shù)到1時(shí)，OUT由高變低，再經(jīng)過一個(gè)CLK周期，即計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0時(shí)，OUT又跳變?yōu)楦摺７绞?輸出周期性負(fù)脈沖信號(hào)，其寬度固定為一個(gè)CLK周期；c、當(dāng)計(jì)數(shù)器的值減為0時(shí)，自動(dòng)重新裝入計(jì)數(shù)初值，實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。

方式2

分頻器（也稱分頻脈沖產(chǎn)生器）控制門輸出端初始高電平8253工作方式2

方式3

方波頻率發(fā)生器方式2雖然可以作分頻電路，但其輸出是窄脈沖，如果是方波，就只有選方式3方波寬度=n/2高電平寬度=(n+1)/2低電平寬度=(n-1)/2控制門輸出端8253工作方式3初始高電平

方式4

軟件觸發(fā)選通脈沖a、門控信號(hào)GATE為高電平，計(jì)數(shù)器開始減1計(jì)數(shù)，OUT維持高電平；b、當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0，輸出端OUT變低，再經(jīng)過一個(gè)CLK輸入時(shí)鐘周期，OUT輸出又變高。初始高電平控制門輸出端8253工作方式4

方式5

硬件觸發(fā)選通脈沖同方式4很相似，當(dāng)控制字寫入控制寄存器后，OUT變高。同方式4不同的一點(diǎn)是當(dāng)計(jì)數(shù)值寫入通道計(jì)數(shù)器后，通道并未被觸發(fā)，也就是計(jì)數(shù)器并不立即開始計(jì)數(shù)。只有當(dāng)GATE信號(hào)的上升沿觸發(fā)通道后，通道計(jì)數(shù)器才開始計(jì)數(shù)?？刂崎T輸出端初始高電平8253工作方式58253的工作方式小結(jié)方式2、4、5的輸出波形是相同的，都是寬度為一個(gè)CLK周期的負(fù)脈沖方式2連續(xù)工作方式4由軟件觸發(fā)啟動(dòng)方式5由硬件觸發(fā)啟動(dòng)。方式5與方式1工作過程相同，但輸出波形不同方式1輸出的是寬度為N個(gè)CLK脈沖的低電平有效的脈沖（計(jì)數(shù)過程中輸出為低）方式5輸出的為寬度為一個(gè)CLK脈沖的負(fù)脈沖（計(jì)數(shù)過程中輸出為高）輸出端OUT的初始狀態(tài)方式0在寫入方式字后輸出為低其余方式，寫入控制字后，輸出均變高。任一種方式，均是在寫入計(jì)數(shù)初值之后，才能開始計(jì)數(shù)方式0、2、3、4都是在寫入計(jì)數(shù)初值之后，開始計(jì)數(shù)而方式1和方式5需要外部觸發(fā)啟動(dòng)，才開始計(jì)數(shù)。6種工作方式中，只有方式2和方式3是連續(xù)計(jì)數(shù)，其它方式都是一次計(jì)數(shù)，要繼續(xù)工作需要重新啟動(dòng)，方式0、4由軟件啟動(dòng)，方式1、5由硬件啟動(dòng)。計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算(請(qǐng)結(jié)合后面的例子來理解)方式2或者方式3，計(jì)數(shù)常數(shù)就是分頻系數(shù)，分頻系數(shù)＝?i/?o（?i：輸入CLK頻率；?o：OUT端輸出頻率）。作為定時(shí)器工作時(shí)，CLK通常來自系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)鐘，計(jì)數(shù)常數(shù)就是定時(shí)系數(shù)，定時(shí)系數(shù)＝T/tCLK=T×?CLK（T為定時(shí)時(shí)間，tCLK為輸入的CLK時(shí)鐘周期，?CLK為輸入的CLK頻率）。作為外部計(jì)數(shù)使用時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖通常來自系統(tǒng)外部，計(jì)數(shù)常數(shù)就是要記錄的外部事件的脈沖個(gè)數(shù)。8253應(yīng)用舉例（一）例：

產(chǎn)生各種定時(shí)波形8253的基地址為310H，使用的時(shí)鐘頻率為1MHz。通道0：輸出頻率為2KHz的方波；通道1：產(chǎn)生寬度為480μs的單脈沖；通道2：用硬件方式觸發(fā)，輸出單脈沖，時(shí)間常數(shù)26。通道0：方式3，tC=1μs，方波周期500μs，設(shè)置值500控制字00100111B通道1：方式1，tC=1μs，設(shè)置值480控制字01110011B通道2：方式5，設(shè)置值26控制字10011011B8253應(yīng)用舉例（二）CLK0CLK1CLK21MHz方波GATE0OUT0+5V2KHz方波GATE1OUT1480μs寬度單脈沖GATE2OUT2負(fù)單脈沖CSA0A1RDWRD7~D08253Y4G1G2AG2BCBA74LS138A9A8A7A6A5A4A3A0M/IOA1A2RDWRD7~D08086CPU8253的接口電路通道0：310H通道1：312H通道2：314H控制字：316H MOVAL,00100111B ;計(jì)數(shù)器0，寫高字節(jié)，工作方式3，十進(jìn)制計(jì)數(shù)MOVDX,316H

OUTDX,AL ;控制端口地址316HMOVAL,05H ;計(jì)數(shù)值500MOVDX,310H OUTDX,AL ;計(jì)數(shù)器0，地址為310H MOVAL,01110011B

;計(jì)數(shù)器1，先寫低、后寫高，工作方式1，十進(jìn)制計(jì)數(shù)MOVDX,316H

OUTDX,AL ;控制端口地址316HMOVAX,0480H ;計(jì)數(shù)值480MOVDX,312H

;計(jì)數(shù)器1，地址為312HOUTDX,AL ;先寫低字節(jié)

MOVAL,AHOUTDX,AL ;再寫高字節(jié)MOVAL,10011011B ;計(jì)數(shù)器2，寫低字節(jié)，工作方式5，十進(jìn)制計(jì)數(shù)MOVDX,316H

OUTDX,AL ;控制端口地址316H

MOVAL,26H ;計(jì)數(shù)值26MOVDX,314H OUTDX,AL ;計(jì)數(shù)器0，地址為314H

程序如下：8253應(yīng)用舉例（三）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(gè)端口（每個(gè)端口8條線），共24個(gè)外設(shè)引腳（也可分為2組工作，每組12條線）共三種輸入輸出工作方式（可編程設(shè)置）并行接口電路8255A40DIP封裝8

位A、B、C口8

位數(shù)據(jù)線2

位片內(nèi)地址線4

條控制線2

條電源線8255A引腳定義與功能（一）8255APA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB38255A引腳圖D0~D7：數(shù)據(jù)線，三態(tài)雙向8位緩沖器。A0~A1：地址線，用于選擇端口。RD：讀控制線，低有效。WR：寫控制線，低有效。CS：片選端，低有效。RESET：復(fù)位信號(hào)，高有效。A口：8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器和8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。B口：8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。C口：8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。8255A引腳定義與功能（二）8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（一）3個(gè)8位數(shù)據(jù)端口A、B、C各有不同特點(diǎn)，可分別作為輸入端口或輸出端口。 A口與B口常作為獨(dú)立的輸入端口或輸出端口，C口則配合A口和B口工作。C口通過控制命令分成為2個(gè)4位端口，每個(gè)4位端口包含1個(gè)4位的輸入緩沖器和1個(gè)4位的輸出鎖存器/緩沖器，分別用來為A口和B口輸出控制信號(hào)和輸入狀態(tài)信號(hào)。1.數(shù)據(jù)端口A、B、C8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（二）兩個(gè)功能:接收來自芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上的控制字；接收來自讀寫控制邏輯電路的讀/寫命令，以此來決定兩組端口的工作方式和讀/寫操作。2.A組控制和B組控制部件8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（三）3.讀/寫控制邏輯電路管理數(shù)據(jù)傳輸過程：接收CS及來自地址總線的信號(hào)A1、A0和控制總線的信號(hào)RESET、WR、RD。將它們組合后，得到對(duì)A組控制部件和B組控制部件的控制命令，并送給這兩個(gè)部件，再由它們完成對(duì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息和控制信息的傳輸。8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（四）4.數(shù)據(jù)總線緩沖器雙向三態(tài)8位數(shù)據(jù)緩沖器，8255A通過它與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、CPU發(fā)給8255A的控制字都是通過該部件傳遞的。8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（五）8255A內(nèi)部有3個(gè)I/O端口和一個(gè)控制字端口，通過地址線A0、A1，讀寫控制線RD、WR與片選端CS進(jìn)行尋址并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。：：8255A尋址方式

方式0—基本輸入/輸出方式；方式1—選通輸入/輸出方式；方式2—雙向傳送方式。通過寫入控制寄存器實(shí)現(xiàn)方式控制，但8255A有兩個(gè)控制字需寫入(方式選擇字

和C口的置1/置0控制字)。當(dāng)8255A接收到寫入控制口的控制字時(shí)，對(duì)D7位標(biāo)志位進(jìn)行測(cè)試。8255A工作方式（一）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0

若D7=1，方式選擇字。8255A工作方式（二）

若D7=0，C口的置1/置0控制字。0XXXB2B1B01/0特征位D7D6D5D4D3D2D1D01=置10=置0C口PC0~PC7位的位編碼8255A工作方式（三）C端口的位選擇編碼D3D2D1

編碼D0=0D0=1000PC0LH001PC1LH010PC2LH011PC3LH100PC4LH101PC5LH110PC6LH111PC7LH8255A工作方式（四）

任何一個(gè)端口都可用作輸入或輸出。

方式0：基本的輸入/輸出方式

由A口、B口、C口高4位與C口低4位4組組合成16種不同的輸入/輸出組態(tài)。100A口C口高4位0B口C口低4位特征位D7D6D5D4D3D2D1D0方式0A組B組定義B口為方式0

使用場(chǎng)合：

無條件傳送，查詢式傳送。8255A工作方式0

方式1：選通輸入/輸出方式，適合中斷式傳送利用端口C提供的選通信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)，來控制輸入/輸出操作。8255A工作方式1（一）工作在方式1的端口，為單向傳送端口。在方式1下，C口作為A口、B口聯(lián)絡(luò)信號(hào)的引腳，其動(dòng)作關(guān)系在芯片設(shè)計(jì)和制造時(shí)已固定，

不由用戶自己安排，也不能編程改變。方式1輸入引腳：A端口數(shù)據(jù)選通信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號(hào)表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)PC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBA中斷允許觸發(fā)器INTE沒有外部引出端，通過編程設(shè)置。方式1輸入引腳：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBB數(shù)據(jù)選通信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號(hào)表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器方式1需借用端口C用做聯(lián)絡(luò)信號(hào)同時(shí)還具有中斷請(qǐng)求和屏蔽功能方式1輸入聯(lián)絡(luò)信號(hào)STB*——選通信號(hào)，低電平有效由外設(shè)提供的輸入信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，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(hào)，高電平有效8255A輸出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。當(dāng)其有效時(shí)，表示數(shù)據(jù)已鎖存在輸入鎖存器INTR——中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效8255A輸出的信號(hào)，可用于向CPU提出中斷請(qǐng)求，要求CPU讀取外設(shè)數(shù)據(jù)方式1輸入時(shí)序外設(shè)送來數(shù)據(jù)PB7~PB0PA7~PA0STBIBFINTRRD②③當(dāng)INTE=1時(shí)

①①當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送至端口線PA7~PA0或PB7~PB0②

外設(shè)發(fā)出選通信號(hào)STB*:(1)將數(shù)據(jù)鎖存在輸入端口內(nèi)。(2)使IBF變高，表示輸入端口滿，可用于阻止外設(shè)輸入新數(shù)據(jù)。(3)如果INTE=1,IBF的高電平和STB*的上升沿使INTR變高，發(fā)出中斷請(qǐng)求。③轉(zhuǎn)中斷處理程序，執(zhí)行IN指令，CPU讀取數(shù)據(jù)，發(fā)出RD信號(hào):(1)RD*的下降沿清除INTR(2)RD*的上升沿清除IBF(3)端口內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)入CPU端口A和端口B均為輸入方式10111/011X特征位D7D6D5D4D3D2D1D0方式1A口輸入B口輸入B口方式1PC6、PC71＝輸入，0＝輸出端口A和端口B均為輸出方式10101/010X特征位D7D6D5D4D3D2D1D0方式1A口輸出B口輸出B口方式1PC4、PC51＝輸入，0＝輸出8255A工作方式1（二）端口A輸入、端口B輸出10111/010X特征位D7D6D5D4D3D2D1D0方式1A口輸入B口輸出B口方式1PC6、PC71＝輸入，0＝輸出8255A工作方式1（三）端口A輸出、端口B輸入10101/011X特征位D7D6D5D4D3D2D1D0方式1A口輸出B口輸入B口方式1PC4、PC51＝輸入，0＝輸出8255A工作方式1（四）

方式2：選通雙向傳輸僅適用于端口A。11XXX1/01/01/0特征位D7D6D5D4D3D2D1D0方式2B口工作方式0＝方式01＝方式1PB0~PB70＝輸出1＝輸入PC0~PC20＝輸出1＝輸入8255A工作方式2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(hào)例1：某應(yīng)用系統(tǒng)以8255A作為接口，采集一組開關(guān)S7~S0

的狀態(tài)，然后通過一組發(fā)光二極管LED7~LED0顯示開關(guān)狀態(tài),(Si閉合，則對(duì)應(yīng)LEDi亮，Si斷開，則對(duì)應(yīng)的LEDi滅）電路連接如下圖，已知8255A、B兩組均工作在方式0。寫出8255四個(gè)端口的地址。寫出8255工作方式控制字。寫出實(shí)現(xiàn)給定功能的匯編語言程序。LED7LED0S7S0PB7PB0PA7PA08255AD7~D0D7~D0WR#RD#IOW#IOR#Y0*G1G2A*G2B*CBA74LS138CS*A9AEN&A8A7A6A5A4A3A2A1A0A1A0答：A口、B口、C口和控制口的地址分別是

320H、321H、322H和323H。A口工作在方式0輸出，B口工作在方式0輸入，C口空閑，所以其控制字是10000010b＝82H程序如下：

MOV AL,82H ;置方式字

MOV DX,323H ;置控制端口地址

OUT DX,ALL1: MOV DX,321H ;置B口地址

IN AL,DX ;讀開關(guān)狀態(tài)（1斷，0通）

NOT AL ;狀態(tài)取反

MOV DX,320H ;置A口地址

OUT DX,AL ;輸出（1亮，0滅）

JMP L1例2：8255A作為連接打印機(jī)接口，工作在方式0，輸出。工作過程：需要打印時(shí)，查詢打印機(jī)是否忙？不忙時(shí)通過8255A發(fā)送一個(gè)字符給打印機(jī)。為使打印機(jī)接收數(shù)據(jù)，要生成一個(gè)選通脈沖（初始值是1，置0，再置1）。8255A應(yīng)用實(shí)例（一）A口：方式0、輸出數(shù)據(jù)C口上：方式0、PC6輸入狀態(tài)信號(hào)C口下：方式0、PC2輸出選通信號(hào)方式控制字為：10001000

B

(88H)80868255A打印機(jī)D7~D0PAPC2PC6STBBUSY100A口C口高4位0B口C口低4位特征位D7D6D5D4D3D2D1D0方式0A組B組定義B口為方式08255A應(yīng)用實(shí)例（二）

Setup：

MOV AL，88H ；設(shè)置工作方式

OUT 0D3H，AL MOV AL，05H ；置PC2為1

OUT 0D3H，AL

Ready：

INAL，0D2H TEST AL，40H ；測(cè)試PC6狀態(tài)

JNZ Ready MOV AL，BL ；打印的字符送AL中

OUT 0D0H，AL MOV AL，04H ；置PC2為0

OUT 0D3H，AL MOV AL，05H ；置PC2為1

OUT 0D3H，AL≥0.5ms設(shè)端口地址是：0D0H~0D3H，要打印的字符放在BL中。8255A應(yīng)用實(shí)例（三）8253-5內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8255A3個(gè)端口的特點(diǎn)與差異性

8255A3種工作方式本章小結(jié)（一）

重點(diǎn)掌握：第七章結(jié)束，謝謝！芯片特點(diǎn)使用形式注：中斷源數(shù)量與芯片數(shù)量間的關(guān)系

可編寫程序控制芯片的多項(xiàng)功能可提供多中斷源的中斷類型碼中斷源有多種觸發(fā)方式可屏蔽/允許輸入端的中斷源采用NMOS工藝制造，只需要一組5V電源

單片方式—可提供8個(gè)中斷源級(jí)聯(lián)方式—最多可提供64個(gè)中斷源(9片)8259A芯片特點(diǎn)28DIP封裝8個(gè)中斷源輸入8位數(shù)據(jù)線1

位片內(nèi)地址線3

條控制線4

條級(jí)聯(lián)線2

條中斷請(qǐng)求響應(yīng)線2條電源線8259A引腳與功能結(jié)構(gòu)（一）

與中斷源有關(guān)（14個(gè)）IR0~IR7—外部中斷源輸入引腳

INT—中斷請(qǐng)求輸出引腳

接8086CPU的INTRINTA—中斷響應(yīng)輸入引腳

接8086CPU的INTACAS0~CAS2—級(jí)連選擇線

SP/EN—級(jí)連控制線8259A引腳與功能結(jié)構(gòu)（二）

與CPU有關(guān)（12個(gè)）D0~D7

—8位數(shù)據(jù)傳送線

CPU將控制字經(jīng)數(shù)據(jù)線傳給8259控制字寄存器外部中斷源IR0~IR7狀態(tài)經(jīng)數(shù)據(jù)線傳給CPU8259內(nèi)部寄存器與CPU的數(shù)據(jù)傳送

RD、WR—讀/寫控制線

CS—片選控制線

CS=L時(shí)，8259片選有效

CS由譯碼電路產(chǎn)生

A0—片內(nèi)地址線

一線兩址，選定8259內(nèi)部寄存器

A0、CS構(gòu)成8259內(nèi)部寄存器地址8259A引腳與功能結(jié)構(gòu)（三）8259A中斷控制器包括8個(gè)主要功能部件。

8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)（一）1.

數(shù)據(jù)總線緩沖器三態(tài)雙向，通過引腳D0~D7與CPU的數(shù)據(jù)總線連接。用于傳送CPU發(fā)至8259的各種命令控制字、8259發(fā)至CPU的各種狀態(tài)信息，以及中斷響應(yīng)期間8259向CPU提供的中斷類型號(hào)。2.

讀/寫邏輯用于接收來自CPU的讀/寫控制信號(hào)、片選控制信號(hào)及內(nèi)部端口選擇信息。8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)（二）3.

級(jí)聯(lián)緩沖器/比較器為8259A提供級(jí)聯(lián)控制信號(hào)CAS0~CAS2與雙向功能信號(hào)SP/EN，以滿足8259A在緩沖工作與主從工作方式下的功能需要。4.

控制邏輯根據(jù)CPU對(duì)8259編程設(shè)定的工作方式產(chǎn)生內(nèi)部控制信號(hào)，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)INT，以及將來自CPU的中斷響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部所需的各種控制信號(hào)。8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)（三）5.8位中斷請(qǐng)求寄存器IRR用于接收并保存來自IR0~IR7上的外設(shè)中斷請(qǐng)求。6.8位中斷服務(wù)寄存器ISR用于記錄當(dāng)前CPU正在處理的中斷請(qǐng)求位。如有中斷嵌套，則該寄存器可能有多個(gè)位被同時(shí)置位。8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)（四）7.8位中斷屏蔽寄存器IMR用于屏蔽已被鎖存在IRR中的任何一個(gè)中斷請(qǐng)求級(jí)。對(duì)所有要屏蔽的中斷請(qǐng)求線，將相應(yīng)的位置“1”即可。8.

優(yōu)先級(jí)判別器PR用于確定IRR中所有未被屏蔽的中斷請(qǐng)求位的優(yōu)先級(jí)。在CPU發(fā)出第一個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，將具有最高優(yōu)先級(jí)的申請(qǐng)位存入服務(wù)狀態(tài)寄存器ISR中相應(yīng)的位置。若出現(xiàn)多級(jí)中斷，PR還負(fù)責(zé)將IRR中的最高優(yōu)先級(jí)和ISR中正在服務(wù)的中斷的優(yōu)先級(jí)作比較，以確定是否向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)（五）(1)初始化工作方式

8259初始化是由CPU發(fā)送2~4個(gè)初始化命令字ICW來實(shí)現(xiàn)的。(2)接收外設(shè)中斷請(qǐng)求初始化后8259進(jìn)入正常工作狀態(tài)。當(dāng)外部中斷源通過IRn引腳向8259發(fā)出有效的中斷請(qǐng)求時(shí)，8259會(huì)自動(dòng)將其內(nèi)部中斷請(qǐng)求寄存器IRR的相應(yīng)位置1以記錄并保持外設(shè)的中斷請(qǐng)求。(3)中斷屏蔽判斷中斷請(qǐng)求寄存器IRR中的被置位與中斷屏蔽寄存器IMR的相應(yīng)位比較，如果沒有被屏蔽，信號(hào)被送入優(yōu)先級(jí)分析器。8259A中斷工作過程（一）(4)中斷判優(yōu)中斷請(qǐng)求進(jìn)入優(yōu)先權(quán)分析器PR后，PR將其中的最高優(yōu)先權(quán)與服務(wù)狀態(tài)寄存器ISR中正在處理的中斷優(yōu)先權(quán)比較以確定是否通過INT腳向CPU送出中斷請(qǐng)求信號(hào)。(5)中斷響應(yīng)

CPU在接收到8259的中斷請(qǐng)求信號(hào)后，如果CPU內(nèi)的中斷允許標(biāo)志IF=1，則在當(dāng)前指令執(zhí)行完后進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。8259A中斷工作過程（二）CPU在中斷響應(yīng)周期中向8259回送兩個(gè)負(fù)脈沖。8259的控制邏輯在接收到第一個(gè)負(fù)脈沖后完成下列任務(wù)：①禁止IRR不再受IR7~IR0信號(hào)的再次變化的影響(直到第二個(gè)結(jié)束)；②將優(yōu)先權(quán)處理器PR確定的最高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求信號(hào)存入服務(wù)狀態(tài)寄存器ISR;③將中斷請(qǐng)求寄存器IRR的相應(yīng)位復(fù)位。8259的控制邏輯在接收到第二個(gè)負(fù)脈沖后，將寄存器ICW2的當(dāng)前內(nèi)容通過數(shù)據(jù)總線D0~D7送至CPU。8259A中斷工作過程（三）(6)中斷結(jié)束如果8259初始化為中斷自動(dòng)結(jié)束方式，即ICW4的AEOI=1，在第二個(gè)負(fù)脈沖結(jié)束時(shí)，ISR中的被第一個(gè)負(fù)脈沖置位的位即被復(fù)位。如果8259初始化為非自動(dòng)結(jié)束中斷方式，即ICW4的AEOI=0，則等到中斷結(jié)束命令送到OCW2后，才清除ISR中的相應(yīng)位，表明中斷服務(wù)程序結(jié)束。8259A中斷工作過程（四）8259A強(qiáng)大中斷處理功能和各種靈活工作方式，是通過編程來設(shè)置的，即對(duì)8259A內(nèi)部有關(guān)寄存器寫入控制命令字來實(shí)現(xiàn)控制的。初始化命令字ICW(InitializationCommandWord)：ICW1~ICW4，必須在初始化時(shí)分別寫入4個(gè)相應(yīng)的寄存器。一旦寫入，一般在系統(tǒng)運(yùn)行過程中就不再改變。操作命令字OCW(OperationCommandWord)：也稱工作方式命令字OCW1~OCW3，必須在設(shè)置初始化命令后方能分別寫入3個(gè)相應(yīng)的寄存器。用來對(duì)中斷處理過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)的操作與控制。在一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，操作命令字可以被多次設(shè)置。8259A控制字格式（一）若要使用8259若要改變8259的功能注：一般由系統(tǒng)程序完成注：一般由應(yīng)用程序完成必須按規(guī)定向其寫入初始化命令字ICW1~ICW4使8259進(jìn)入工作狀態(tài)可隨時(shí)向其寫入操作命令字OCW1~OCW3使8259按要求工作8259A控制字格式（二）8259實(shí)際端口地址一線二址，址1：A0=0；址2：A0=18259應(yīng)操作的端口

4個(gè)初始化命令字的寫操作

3個(gè)操作命令字的寫操作

3個(gè)寄存器IRR、ISR、IMR的讀操作

1個(gè)中斷類型號(hào)的讀操作注：2個(gè)地址怎樣完成11個(gè)讀寫操作8259A端口地址（一）A0RDWRCS對(duì)應(yīng)的讀/寫操作0010讀IRR、ISR、中斷狀態(tài)查詢碼1010讀IMR0100寫OCW2、OCW3、ICW11100寫OCW1、ICW2、ICW3、ICW4X110無操作，數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài)XXX1無操作，數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài)8259A端口地址（二）A0=0讀操作—IRR、ISR、中斷類型號(hào)→CPU

注：解決1址3讀問題，用位控制定義讀入方法

A0=1讀操作—僅IMR→CPUA0=0寫操作—CPU→ICW1、OCW2、OCW3

注：解決1址3寫問題，用位識(shí)別寫入法

A0=1寫操作—CPU→ICW2、ICW3、ICW4、OCW1

注：解決1址4寫問題，用同址順序?qū)懭敕?259A端口地址（三）ICW1、ICW2

為必寫初始化命令字

ICW3、ICW4

為選寫初始化命令字

ICW2、ICW3、ICW4

采用同址順序?qū)懭敕ㄗⅲ篒CW1的地址不同8259A初始化命令字（一）ICW1—芯片控制初始化命令字D7D6D5D4D3D2D1D0XXX1LTIMXSNGLIC4A00同址識(shí)別位1=電平觸發(fā)0=變沿觸發(fā)1=單片0=級(jí)聯(lián)1=需要設(shè)置ICW40=不需要設(shè)置ICW48259A初始化命令字（二）ICW2—中斷類型號(hào)初始化命令字D7D6D5D4D3D2D1D0A15A14A13A12A11A10A9A8A01

D2~D0—IR0~IR7的編碼

注：中斷類型號(hào)的低3位

D7~D3—中斷類型號(hào)的高5位

注：中斷類型號(hào)的高5位由用戶編程定義,

中斷類型號(hào)的低3位自動(dòng)產(chǎn)生，保證IR0~IR7連續(xù)

8259A初始化命令字（三）ICW3—主/從8259A初始化命令字A01D7D6D5D4D3D2D1D0S7S6S5S4S3S2S1S0

若D0~D7為1，則IR0~IR7對(duì)應(yīng)端接有從8259芯片若D0~D7為0，則IR0~IR7對(duì)應(yīng)端未接從8259芯片

主8259中ICW3的位定義8259A初始化命令字（四）A01D7D6D5D4D3D2D1D000000ID2ID1ID0

從8259中ICW3的位定義D2~D0從8259的INT端接主8259的IRn端的編碼，D7~D3未用例如：010表示從8259A連到主8259A的IRQ2。8259A初始化命令字（五）ICW4—方式控制初始化命令字A01D7D6D5D4D3D2D1D0000SFNMBUFM/SAEOIPM識(shí)別碼1=特殊的全嵌套方式0=非特殊的全嵌套方式