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可编程并行接口芯片8255A.ppt

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可编程并行接口芯片8255A.ppt
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8.1.5 8253应用举例例8.2 使用8253计数器2产生频率为40 kHz的方波,设8253的端口地址为0040H0043H,已知时钟端CLK2输入信号的频率为2 MHz。试设计8253与8088总线的接口电路,并编写产生方波的程序。8253与8088总线的接口电路如图8.12所示。为了使计数器2产生方波,应使其工作于方式3,输入的2 MHz的CLK2时钟信号进行50次分频后可在OUT2端输出频率为40 kHz的方波,因此,对应的控制字应为10010111B,计数初值为十进制数50。程序如下所示:,MOV AL,10010111B ;对计数器2送控制字 MOV DX,0043H OUT DX,AL MOV AL,50H ;送计数初值50 MOV DX,0042H OUT DX,AL,图8.12 8253与8088总线的连接,8.2 可编程并行接口芯片8255A,8.2.1 8255A的引脚与结构1.8255A的引脚8255A是可编程的并行输入输出接口芯片,它具有三个8位并行端口(A口、B口和C口),具有40个引脚,双列直插式封装,由+5 V供电,其引脚与功能示意图如图8.14所示。A、B、C三个端口各有8条端口I/O线:PA7PA0,PB7PB0和PC7PC0,共32个引脚,用于8255A与外设之间的数据(或控制、状态信号)的传送。,图8.14 8255A引脚及功能示意图 (a) 引脚;(b) 功能示意图,表8.3 8255A各端口读/写操作时的信号关系,2.8255A的内部结构8255A的内部结构框图如图8.15所示,其内部由以下四部分组成。 1) 端口A、端口B和端口C端口A、端口B和端口C都是8位端口,可以选择作为输入或输出。还可以将端口C的高4位和低4位分开使用,分别作为输入或输出。当端口A和端口B作为选通输入或输出的数据端口时,端口C的指定位与端口A和端口B配合使用,用做控制信号或状态信号。,图8.15 8255A内部结构框图,2) A组和B组控制电路这是两组根据CPU送来的工作方式控制字控制8255工作方式的电路。它们的控制寄存器接收CPU输出的方式控制字,由该控制字决定端口的工作方式,还可根据CPU的命令对端口C实现按位置位或复位操作。,3) 数据总线缓冲器这是一个8位三态数据缓冲器,8255A正是通过它与系统数据总线相连,实现8255A与CPU之间的数据传送。输入数据、输出数据、CPU发给8255A的控制字等都是通过该部件传递的。,4) 读/写控制逻辑读/写控制逻辑电路的功能是负责管理8255A与CPU之间的数据传送过程。它接收CS及地址总线的信号A1、A0和控制总线的控制信号RESET、WR、RD,将它们组合后,得到对A组控制部件和B组控制部件的控制命令,并将命令送给这两个部件,再由它们控制完成对数据、状态信息和控制信息的传送。各端口读/写操作与对应的控制信号之间的关系见表8.3。,8.2.2 8255A的工作方式与控制字1.8255A的工作方式8255A在使用前要先写入一个工作方式控制字,以指定A、B、C三个端口各自的工作方式。8255A共有三种工作方式:方式0——基本输入输出方式,即无须联络就可以直接进行8255A与外设之间的数据输入或输出操作。A口、B口、C口的高4位和低4位均可设置为方式0。,方式1——选通输入输出方式,此时8255A的A口和B口与外设之间进行输入或输出操作时,需要C口的部分I/O线提供联络信号。只有A口和B口可工作于方式1。 方式2——选通双向输入输出方式,即同一端口的I/O线既可以输入也可以输出,只有A口可工作于方式2。此种方式下需要C口的部分I/O线提供联络信号。,2.8255A的控制字1) 工作方式选择控制字8255A的工作方式可由CPU写一个工作方式选择控制字到8255A的控制寄存器来选择。其格式如图8.16所示,可以分别选择端口A、端口B和端口C上下两部分的工作方式。端口A有方式0、方式1和方式2三种工作方式,端口B只能工作于方式0和方式1,而端口C仅工作于方式0。注意8255A工作方式选择控制字的最高位D7(特征位)应为1。,图8.16 8255的工作方式选择控制字,2) C口按位置位/复位控制字8255A的C口具有位控功能,即端口C的8位中的任一位都可通过CPU向8255A的控制寄存器写入一个按位置位/复位控制字来置1或清0,而C口中其他位的状态不变。其格式如图8.17所示,注意8255A的C口按位置位/复位控制字的最高位D7(特征位)应为0。例如,要使端口C的PC4置位的控制字为00001001B(09H),使该位复位的控制字为00001000B(08H)。应注意的是,C口的按位置位/复位控制字必须跟在方式选择控制字之后写入控制字寄存器,即使仅使用该功能,也应先选送一个方式控制字。方式选择控制字只需写入一次,之后就可多次使用C口按位置位/复位控制字对C口的某些位进行置1或清0操作。,图8.17 8255A的C口按位置位/复位控制字,8.2.3 各种工作方式的功能1.方式0——基本输入输出方式方式0无须联络就可以直接进行8255A与外设之间的数据输入或输出操作。它适用于无须应答(握手)信号的简单的无条件输入/输出数据的场合,即输入/输出设备始终处于准备好状态。在此方式下,A口、B口、C口的高4位和低4位可以分别设置为输入或输出,即8255A的这四个部分都可以工作于方式0。需要说明的是,这里所说的输入或输出是相对于8255A芯片而言的。当数据从外设送往8255A时为输入,反之,数据从8255A送往外设则为输出。,图8.18 方式0查询方式的接口电路,方式0也可以用于查询方式的输入或输出接口电路,此时端口A和B分别作为一个数据端口,而用端口C的某些位作为这两个数据端口的控制和状态信息。图8.18是一个A口和B口工作在方式0时利用C口某些位作为联络信号的接口电路。在此例中将8255A设置为:A口输出,B口输入,C口高4位输入(现仅用PC7、PC6两位输入外设的状态),C口低4位输出(现仅用PC1、PC0两位输出选通及清除信号)。此时8255A的工作方式控制字为10001010B(8AH)。,其工作原理如下:在向输出设备送数据前,先通过PC7查询设备状态,若设备准备好则从A口送出数据,然后通过PC1发选通信号使输出设备接收数据。从输入设备取数据前,先通过PC6查询设备状态,设备准备好后,再从B口读入数据,然后通过PC0发清除信号,以便输入后续字节。与下面介绍的选通输入输出方式(方式1)和选通双向输入输出方式(方式2)相比,方式0的联络信号线可由用户自行安排(方式1和方式2中使用的C口联络线是已定义好的),且只能用于查询,不能实现中断。,2.方式1——选通输入输出方式与方式0相比,它的主要特点是当A口、B口工作于方式1时,C口的某些I/O线被定义为A口和B口在方式1下工作时所需的联络信号线,这些线已经定义,不能由用户改变。现将方式1分为A口和B口均为输入、A口和B口均为输出以及混合输入与输出等三种情况进行讨论。,1) A口和B口均为输入,图8.19 方式1输入时端口线的功能,IBF(Input Buffer Full):输入缓冲器满信号,输出,高电平有效。当IBF有效时,表示当前已有一个新数据进入端口A或端口B缓冲器,尚未被CPU取走,外设不能送新的数据。一旦CPU完成数据读入操作后,IBF便复位(变为低电平)。INTR(Interrupt Request):中断请求信号,输出,高电平有效。在中断允许信号INTE=1且IBF=1的条件下,由STB信号的后沿(上升沿)产生,该信号可接至中断管理器8259A作中断请求。它表明数据端口已输入一个新数据。若CPU响应此中断请求,则读入数据端口的数据,并由RD信号的下降沿使INTR复位(变为低电平)。,图8.20 方式1输入信号时序图,INTE(Interrupt Enable):中断允许信号,高电平有效。它是8255A内部控制8255A是否发出中断请求信号(INTR)的控制信号。这是由软件通过对C口的置位或复位来实现对中断请求的允许或禁止的。端口A的中断请求INTRA可通过对PC4的置位或复位加以控制:PC4置1,允许INTRA工作;PC4清0,则屏蔽INTRA。端口B的中断请求INTRB可通过对PC2的置位或复位加以控制。,2) A口和B口均为输出,图8.21 方式1输出时端口线的功能,,图8.22 方式1输出时信号时序图,3) 混合输入与输出在实际应用中,8255A端口A和端口B也可能出现一个端口工作于方式1输入,另一个工作于方式1输出的情况,这有以下两种情况:,图8.23 方式1A口输入B口输出,图8.24 方式1A口输出B口输入,3.方式2——选通双向输入输出方式选通双向输入输出方式,即同一端口的I/O线既可以输入也可以输出,只有A口可工作于方式2。此时C口有5条线(PC7PC3)被规定为联络信号线。剩下的3条线(PC2PC0)可以作为B口工作于方式1时的联络线,也可以独立工作于方式0。8255A的A口工作于方式2时C口各I/O线的功能如图8.25所示。,图8.25 8255A工作于方式2时端口线的功能,8.2.4 8255A的应用举例例8.4 8255A初始化编程。设8255A的A口工作方式1输出,B口工作方式1输入,PC4和PC5输入,禁止B口中断。设片选信号CS由A9A2=10000000确定。试编写程序对8255A进行初始化。根据题意,设计接口电路如图8.26所示。,图8.26 8255方式1接口电路及控制字,初始化程序如下:MOV AL,10101110B ;控制字送ALMOV DX,1000000011B ;8255A控制字寄存器地址送DXOUT DX,AL ;控制字送8255A的控制寄存器MOV AL,00001101B ;PC6置1,允许A口中断OUT DX,ALMOV AL,00000100B ;PC2置0,禁止B口中断OUT DX,AL,
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