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1、第第7 7章章 微型计算机接口技术微型计算机接口技术7.1 7.1 微型计算机接口技术概述微型计算机接口技术概述7.2 7.2 输入与输出输入与输出7.3 7.3 并行数据接口并行数据接口7.4 7.4 串行数据接口串行数据接口7.5 DMA7.5 DMA接口接口7.6 7.6 可编程定时计数器可编程定时计数器本章学习目的本章学习目的v本章主要介绍了微型计算机接口技术的主要技术，本章主要介绍了微型计算机接口技术的主要技术，本章主要介绍了微型计算机接口技术的主要技术，本章主要介绍了微型计算机接口技术的主要技术，通过接口技术的学习重点掌握接口的概念和功能，掌通过接口技术的学习重点掌握接口的概念和功
2、能，掌通过接口技术的学习重点掌握接口的概念和功能，掌通过接口技术的学习重点掌握接口的概念和功能，掌握常用的各种接口芯片的接口芯片的工作原理。握常用的各种接口芯片的接口芯片的工作原理。握常用的各种接口芯片的接口芯片的工作原理。握常用的各种接口芯片的接口芯片的工作原理。v本章要点：本章要点：本章要点：本章要点：v接口技术的相关概念以及输入输出的基本方式接口技术的相关概念以及输入输出的基本方式接口技术的相关概念以及输入输出的基本方式接口技术的相关概念以及输入输出的基本方式v并行输入输出接口芯片并行输入输出接口芯片并行输入输出接口芯片并行输入输出接口芯片8255A8255A8255A8255Av可编程
3、串行接口可编程串行接口可编程串行接口可编程串行接口8251A8251A8251A8251Av中断的概念以及可编程中断的概念以及可编程中断的概念以及可编程中断的概念以及可编程DMADMADMADMA控制器控制器控制器控制器8237823782378237v可编程定时计数器可编程定时计数器可编程定时计数器可编程定时计数器82538253825382537.1 7.1 微型计算机接口技术概述微型计算机接口技术概述接口的定义接口的定义接口的定义接口的定义所谓接口（所谓接口（所谓接口（所谓接口（InterfaceInterfaceInterfaceInterface）是指微处理器）是指微处理器）是指微处
4、理器）是指微处理器CPUCPUCPUCPU与外部与外部与外部与外部设备、存储器或者两种外部设备之间通过系统总设备、存储器或者两种外部设备之间通过系统总设备、存储器或者两种外部设备之间通过系统总设备、存储器或者两种外部设备之间通过系统总线进行连接的逻辑电路，它是线进行连接的逻辑电路，它是线进行连接的逻辑电路，它是线进行连接的逻辑电路，它是CPUCPUCPUCPU与外界进行信息与外界进行信息与外界进行信息与外界进行信息交换的中转站。交换的中转站。交换的中转站。交换的中转站。7.1.2 7.1.2 接口的功能接口的功能CPUCPUCPUCPU与外设之间的接口主要实现如下功能。与外设之间的接口主要实现
5、如下功能。与外设之间的接口主要实现如下功能。与外设之间的接口主要实现如下功能。（1 1 1 1）数据的寄存和缓冲功能）数据的寄存和缓冲功能）数据的寄存和缓冲功能）数据的寄存和缓冲功能（2 2 2 2）对外设的控制和监测功能）对外设的控制和监测功能）对外设的控制和监测功能）对外设的控制和监测功能（3 3 3 3）设备选择功能）设备选择功能）设备选择功能）设备选择功能（4 4 4 4）信号转换功能）信号转换功能）信号转换功能）信号转换功能（5 5 5 5）中断管理或）中断管理或）中断管理或）中断管理或DMADMADMADMA管理功能管理功能管理功能管理功能（6 6 6 6）可编程功能）可编程功能）
6、可编程功能）可编程功能 7.1.3 CPU7.1.3 CPU与外设之间传送的信息与外设之间传送的信息CPUDBABCB数据状态信息控制信息外设I/O接口数据口状态口控制口图7-1外设接口简单框图一一一一个个个个简简简简单单单单的的的的、基基基基本本本本的的的的外外外外没没没没接接接接口口口口框框框框图图图图如如如如图图图图7-17-1所所所所示示示示。外外外外设设设设接接接接口口口口通通通通过过过过三三三三总总总总线线线线(即即即即DBDB、ABAB、CB)CB)同同同同 CPUCPU连连连连 接接接接，通通通通过过过过三三三三种种种种信信信信息息息息：数数数数据据据据信信信信息息息息、控控控
7、控制制制制信信信信息息息息和和和和状状状状态态态态信信信信 息息息息 同同同同 外外外外 设设设设 联联联联 系系系系，CPUCPU通通通通过过过过外外外外设设设设接接接接口口口口同同同同外外外外设设设设交交交交换换换换的的的的信信信信息息息息即即即即为为为为这三种。这三种。这三种。这三种。7.1.3 CPU7.1.3 CPU与外设之间传送的信息与外设之间传送的信息（1 1）数数数数据据据据信信信信息息息息(Data)(Data)微微微微机机机机中中中中的的的的数数数数据据据据信信信信息息息息大大大大致致致致包包包包括括括括三三三三种基本类型。种基本类型。种基本类型。种基本类型。数字量数字量数
8、字量数字量模拟量模拟量模拟量模拟量开关量开关量开关量开关量（2 2）状态信息）状态信息）状态信息）状态信息(Status)(Status)（3 3）控制信息）控制信息）控制信息）控制信息(Control)(Control)7.1.4 7.1.4 端口地址的编址方式端口地址的编址方式CPUCPU对对对对外外外外设设设设的的的的访访访访问问问问实实实实质质质质上上上上是是是是对对对对外外外外设设设设接接接接口口口口电电电电路路路路中中中中相相相相应应应应端口进行访问。端口进行访问。端口进行访问。端口进行访问。I/OI/O端口地址的编址方式有两种：端口地址的编址方式有两种：端口地址的编址方式有两种：
9、端口地址的编址方式有两种：独立编址独立编址独立编址独立编址存储器映射编址存储器映射编址存储器映射编址存储器映射编址独立编址独立编址独立编址独立编址特点：特点：特点：特点：存存存存储储储储器器器器和和和和I/OI/O端端端端口口口口在在在在两两两两个个个个独独独独立立立立的的的的地地地地址址址址空空空空间间间间中中中中，I/OI/O端端端端口口口口不不不不占占占占用用用用存存存存储储储储器器器器空空空空间间间间，I/OI/O端端端端口口口口的的的的读读读读、写写写写操操操操作作作作由由由由硬硬硬硬件件件件信信信信号号号号 和和和和 来来来来实实实实现现现现，访问外设端口用专用的访问外设端口用专用
10、的访问外设端口用专用的访问外设端口用专用的ININ指令和指令和指令和指令和OUTOUT指令。指令。指令。指令。优点：优点：优点：优点：I/OI/O端端端端口口口口的的的的地地地地址址址址码码码码较较较较短短短短(一一一一般般般般比比比比同同同同系系系系统统统统中中中中存存存存储储储储单单单单元元元元的的的的地地地地址址址址码码码码短短短短)。地地地地址址址址译译译译码码码码器器器器较较较较简简简简单单单单；端端端端口口口口操操操操作作作作指指指指令令令令执执执执行行行行时时时时间间间间短短短短，指指指指令令令令长长长长度度度度短短短短；端端端端口口口口操操操操作作作作指指指指令令令令形形形形式
11、式式式上上上上与与与与存存存存储储储储器器器器操操操操作作作作指指指指令令令令不不不不同同同同，使使使使程程程程序编写和阅读较清晰。序编写和阅读较清晰。序编写和阅读较清晰。序编写和阅读较清晰。缺点：缺点：缺点：缺点：需需需需要要要要有有有有专专专专用用用用的的的的I/OI/O指指指指令令令令，而而而而这这这这些些些些指指指指令令令令的的的的功功功功能能能能一一一一般般般般没没没没有有有有存存存存储储储储器器器器访问指令丰富，所以程序设计的灵活性较差。访问指令丰富，所以程序设计的灵活性较差。访问指令丰富，所以程序设计的灵活性较差。访问指令丰富，所以程序设计的灵活性较差。存储器映射编址（统一编址）
12、存储器映射编址（统一编址）存储器映射编址（统一编址）存储器映射编址（统一编址）特点：特点：特点：特点：存存存存储储储储器器器器和和和和I/OI/O端端端端口口口口共共共共用用用用统统统统一一一一的的的的地地地地址址址址空空空空间间间间；一一一一个个个个地地地地址址址址空空空空间间间间分分分分配配配配给给给给I/OI/O端口以后，存储器就不能再占有这一部分的地址空间。端口以后，存储器就不能再占有这一部分的地址空间。端口以后，存储器就不能再占有这一部分的地址空间。端口以后，存储器就不能再占有这一部分的地址空间。优点：优点：优点：优点：任任任任何何何何对对对对存存存存储储储储器器器器数数数数据据据据
13、进进进进行行行行操操操操作作作作的的的的指指指指令令令令都都都都可可可可用用用用于于于于I/OI/O端端端端口口口口的的的的数数数数据据据据操操操操作作作作，不不不不需需需需要要要要专专专专用用用用的的的的I/OI/O指指指指令令令令，从从从从而而而而使使使使系系系系统统统统编编编编程程程程比比比比较较较较灵灵灵灵活活活活，I/OI/O端端端端口口口口的的的的地地地地址址址址空空空空间间间间是是是是内内内内存存存存空空空空间间间间的的的的一一一一部部部部分分分分，这这这这样样样样I/OI/O端端端端口口口口的的的的地地地地址址址址空空空空间间间间可可可可大大大大可可可可小小小小，从从从从而而而
14、而使使使使外外外外设设设设的的的的数数数数目目目目几几几几乎乎乎乎可可可可以以以以不不不不受受受受限限限限制制制制，这这这这对对对对大大大大型型型型控制系统和数据通信系统是很有意义的。控制系统和数据通信系统是很有意义的。控制系统和数据通信系统是很有意义的。控制系统和数据通信系统是很有意义的。缺点：缺点：缺点：缺点：I/OI/O端端端端口口口口占占占占用用用用了了了了内内内内存存存存空空空空间间间间的的的的一一一一部部部部分分分分，当当当当然然然然内内内内存存存存空空空空间间间间必必必必然然然然减减减减少少少少，影影影影响响响响了了了了系系系系统统统统的的的的内内内内存存存存容容容容量量量量；同
15、同同同时时时时访访访访问问问问I/OI/O端端端端口口口口同同同同访访访访问问问问内内内内存存存存一一一一样样样样，由由由由于于于于访访访访问问问问内内内内存存存存时时时时的的的的地地地地址址址址长长长长，指指指指令令令令的的的的机机机机器器器器码码码码也也也也长长长长，执执执执行行行行时时时时间间间间显显显显然增加。并使端口地址译码电路变得复杂。然增加。并使端口地址译码电路变得复杂。然增加。并使端口地址译码电路变得复杂。然增加。并使端口地址译码电路变得复杂。返回本章首页返回本章首页7.2 7.2 输入与输出输入与输出7.2.1 7.2.1 7.2.1 7.2.1 概述概述概述概述在计算机的操
16、作中最基本和最频繁的操作是数据在计算机的操作中最基本和最频繁的操作是数据在计算机的操作中最基本和最频繁的操作是数据在计算机的操作中最基本和最频繁的操作是数据传送，在微机系统中，数据主要在传送，在微机系统中，数据主要在传送，在微机系统中，数据主要在传送，在微机系统中，数据主要在CPU CPU CPU CPU、内存和、内存和、内存和、内存和I/OI/OI/OI/O接口之间传送，在传送过程中接口之间传送，在传送过程中接口之间传送，在传送过程中接口之间传送，在传送过程中,关键问题是数关键问题是数关键问题是数关键问题是数据传送的控制方式。据传送的控制方式。据传送的控制方式。据传送的控制方式。按照按照按照
17、按照I/OI/OI/OI/O控制组织的演变顺序以及外设与主机并行控制组织的演变顺序以及外设与主机并行控制组织的演变顺序以及外设与主机并行控制组织的演变顺序以及外设与主机并行工作的程度，计算机系统中数据传送的控制方式工作的程度，计算机系统中数据传送的控制方式工作的程度，计算机系统中数据传送的控制方式工作的程度，计算机系统中数据传送的控制方式可分为程序控制传送方式、可分为程序控制传送方式、可分为程序控制传送方式、可分为程序控制传送方式、DMADMADMADMA方式。方式。方式。方式。7.2.1 7.2.1 概述概述程序控制的数据传送程序控制的数据传送程序控制的数据传送程序控制的数据传送分为无条件传
18、送、查询传送和中断传送分为无条件传送、查询传送和中断传送分为无条件传送、查询传送和中断传送分为无条件传送、查询传送和中断传送直接存储器访问直接存储器访问直接存储器访问直接存储器访问DMADMADMADMA是在存储器与是在存储器与是在存储器与是在存储器与I/OI/OI/OI/O设备之间直接传输数据，传送过程设备之间直接传输数据，传送过程设备之间直接传输数据，传送过程设备之间直接传输数据，传送过程中并不需要中并不需要中并不需要中并不需要CPUCPUCPUCPU干预，而是由一个干预，而是由一个干预，而是由一个干预，而是由一个DMADMADMADMA控制器控制器控制器控制器(DMAC)(DMAC)(D
19、MAC)(DMAC)加以控加以控加以控加以控制的。制的。制的。制的。7.2.2 CPU7.2.2 CPU与外设数据传送的方式与外设数据传送的方式(1)(1)(1)(1)无条件传送方式无条件传送方式无条件传送方式无条件传送方式例例7.1 7.1 例例7.1用用74LS244(74LS244为为2组组4线三态驱动器线三态驱动器)作输入接口，作输入接口，74LS374(74LS374为为8D锁存器锁存器)作输出接口，作输出接口，设计一个接口电路，将设计一个接口电路，将8个乒乓开个乒乓开关的状态用发光二极管表示出来。关的状态用发光二极管表示出来。74LS244、74LS374的地址均为的地址均为60H
20、。试画出电路图，编写程序段。试画出电路图，编写程序段。INAL，60HOUT60H，AL其接口电路示意如图其接口电路示意如图7.5所示。所示。7.2.2 CPU7.2.2 CPU与外设数据传送的方式与外设数据传送的方式（2 2 2 2）查询传送方式）查询传送方式）查询传送方式）查询传送方式由于由于由于由于CPUCPUCPUCPU和和和和I/OI/OI/OI/O设备的工作往往是异步的，达就很难保证当设备的工作往往是异步的，达就很难保证当设备的工作往往是异步的，达就很难保证当设备的工作往往是异步的，达就很难保证当CPUCPUCPUCPU输入时，外设已经准备好数据；输出时，外设的数据锁输入时，外设已
21、经准备好数据；输出时，外设的数据锁输入时，外设已经准备好数据；输出时，外设的数据锁输入时，外设已经准备好数据；输出时，外设的数据锁存器是空的。因此，在存器是空的。因此，在存器是空的。因此，在存器是空的。因此，在CPUCPUCPUCPU传送数据前，应去查传送数据前，应去查传送数据前，应去查传送数据前，应去查下外设的下外设的下外设的下外设的状态，若设备准备好，就进行数据传送，否则，状态，若设备准备好，就进行数据传送，否则，状态，若设备准备好，就进行数据传送，否则，状态，若设备准备好，就进行数据传送，否则，CPUCPUCPUCPU就等待。就等待。就等待。就等待。（2 2）查询传送方式）查询传送方式
22、查询式输入查询式输入查询式输入查询式输入状态信息选通信号+5V三态缓冲器（8）数据端口地址译码数据&状态端口地址译码缓冲器（1）锁存器 R D Q输入装置&READY去数据总线DB图7-6查询式输入接口电路（2 2）查询传送方式）查询传送方式 查询式输入的时序流程图查询式输入的时序流程图查询式输入的时序流程图查询式输入的时序流程图图7.7 查询输入的时序流程图（2 2）查询传送方式）查询传送方式查询式输出查询式输出查询式输出查询式输出数据总线DBACK+5V输出数据端口译码地址译码数据&状态端口地址译码缓冲器（1）锁存器D QR输出装置&“BUSY”图7-8查询式输出接口电路地址总线系统DB状
23、态信息“BUSY”（2 2）查询传送方式）查询传送方式（3 3 3 3）中断传送方式）中断传送方式）中断传送方式）中断传送方式查询方式占用查询方式占用查询方式占用查询方式占用CPUCPUCPUCPU时间多，还难以满足实时控制的时间多，还难以满足实时控制的时间多，还难以满足实时控制的时间多，还难以满足实时控制的需要。因为在查询方式下需要。因为在查询方式下需要。因为在查询方式下需要。因为在查询方式下CPUCPUCPUCPU处于主动地位，外设处于主动地位，外设处于主动地位，外设处于主动地位，外设处于消极被查询的被动地位。而在实时系统中，处于消极被查询的被动地位。而在实时系统中，处于消极被查询的被动地
24、位。而在实时系统中，处于消极被查询的被动地位。而在实时系统中，外设要求外设要求外设要求外设要求CPUCPUCPUCPU的服务是随机的，要求外设有主动申的服务是随机的，要求外设有主动申的服务是随机的，要求外设有主动申的服务是随机的，要求外设有主动申请请请请CPUCPUCPUCPU服务的权利。此时，服务的权利。此时，服务的权利。此时，服务的权利。此时，般采用中断传送方式。般采用中断传送方式。般采用中断传送方式。般采用中断传送方式。（2 2）查询传送方式）查询传送方式（4 4 4 4）DMADMADMADMA工作方式工作方式工作方式工作方式中断方式尽管可以较为实时地响应外部中断源的请求，中断方式尽管
25、可以较为实时地响应外部中断源的请求，中断方式尽管可以较为实时地响应外部中断源的请求，中断方式尽管可以较为实时地响应外部中断源的请求，但由于它需要额外开销时间但由于它需要额外开销时间但由于它需要额外开销时间但由于它需要额外开销时间(用于中断响应、断点保用于中断响应、断点保用于中断响应、断点保用于中断响应、断点保护与恢复等护与恢复等护与恢复等护与恢复等)以及中断处理的服务时间，使得中断响以及中断处理的服务时间，使得中断响以及中断处理的服务时间，使得中断响以及中断处理的服务时间，使得中断响应频率受到了限制。当高速外设与计算机系统进行信应频率受到了限制。当高速外设与计算机系统进行信应频率受到了限制。当
26、高速外设与计算机系统进行信应频率受到了限制。当高速外设与计算机系统进行信息交换时，若采用中断方式，将会出现息交换时，若采用中断方式，将会出现息交换时，若采用中断方式，将会出现息交换时，若采用中断方式，将会出现CPUCPUCPUCPU频繁响应频繁响应频繁响应频繁响应中断而不能有效地完成主要工作或者根本来不及响应中断而不能有效地完成主要工作或者根本来不及响应中断而不能有效地完成主要工作或者根本来不及响应中断而不能有效地完成主要工作或者根本来不及响应中断而造成数据丢失现象。采用直接存储器存取中断而造成数据丢失现象。采用直接存储器存取中断而造成数据丢失现象。采用直接存储器存取中断而造成数据丢失现象。采
27、用直接存储器存取DMA(Direct Memory Access)DMA(Direct Memory Access)DMA(Direct Memory Access)DMA(Direct Memory Access)技术可以确保外设与计技术可以确保外设与计技术可以确保外设与计技术可以确保外设与计算机系统进行高速信息交换。算机系统进行高速信息交换。算机系统进行高速信息交换。算机系统进行高速信息交换。返回本章首页返回本章首页7.3 7.3 并行数据接口并行数据接口7.3.17.3.17.3.17.3.1并行接口概述并行接口概述并行接口概述并行接口概述根据微机与外设之间的数据传送方式不同，可分为并行
28、接口根据微机与外设之间的数据传送方式不同，可分为并行接口根据微机与外设之间的数据传送方式不同，可分为并行接口根据微机与外设之间的数据传送方式不同，可分为并行接口和串行接口两种。并行接口的持点是用多根传输线，把数据和串行接口两种。并行接口的持点是用多根传输线，把数据和串行接口两种。并行接口的持点是用多根传输线，把数据和串行接口两种。并行接口的持点是用多根传输线，把数据的各位同时进行传输，通常每次传输的各位同时进行传输，通常每次传输的各位同时进行传输，通常每次传输的各位同时进行传输，通常每次传输8 8 8 8位或位或位或位或16161616位数据。实现位数据。实现位数据。实现位数据。实现并行通信的
29、接口称为并行通信接口，简称并行接口。并行通信的接口称为并行通信接口，简称并行接口。并行通信的接口称为并行通信接口，简称并行接口。并行通信的接口称为并行通信接口，简称并行接口。并行接口的特点有：并行接口的特点有：并行接口的特点有：并行接口的特点有：(1)(1)(1)(1)需要多根数据线，传输速度快。需要多根数据线，传输速度快。需要多根数据线，传输速度快。需要多根数据线，传输速度快。(2)(2)(2)(2)一般适合近距离传输的场合。一般适合近距离传输的场合。一般适合近距离传输的场合。一般适合近距离传输的场合。(3)(3)(3)(3)并行传送的信息一般不要求固定的格式。而串行传送的并行传送的信息一般
30、不要求固定的格式。而串行传送的并行传送的信息一般不要求固定的格式。而串行传送的并行传送的信息一般不要求固定的格式。而串行传送的信息一般要求有严格的数据格式。信息一般要求有严格的数据格式。信息一般要求有严格的数据格式。信息一般要求有严格的数据格式。1 18255A8255A芯片内部结构及其功能芯片内部结构及其功能 如图如图如图如图7-97-97-97-9所示，所示，所示，所示，8255A8255A8255A8255A有有有有40404040条引脚。条引脚。条引脚。条引脚。8255A8255A8255A8255A内部结内部结内部结内部结构如图构如图构如图构如图7-107-107-107-10所示，
31、内部所示，内部所示，内部所示，内部主要有数据输入输出端主要有数据输入输出端主要有数据输入输出端主要有数据输入输出端口即端口口即端口口即端口口即端口A A A A、端口、端口、端口、端口B B B B和端和端和端和端口口口口C C C C，A A A A组控制器和组控制器和组控制器和组控制器和B B B B组控组控组控组控制器，数据缓冲器及读制器，数据缓冲器及读制器，数据缓冲器及读制器，数据缓冲器及读写控制逻辑。写控制逻辑。写控制逻辑。写控制逻辑。8255A8255A芯片内部结构及其功能芯片内部结构及其功能 并行接口的特点有：并行接口的特点有：并行接口的特点有：并行接口的特点有：(1)(1)(1
32、)(1)需要多根数据线，传输速度快。需要多根数据线，传输速度快。需要多根数据线，传输速度快。需要多根数据线，传输速度快。(2)(2)(2)(2)一般适合近距离传输的场合。一般适合近距离传输的场合。一般适合近距离传输的场合。一般适合近距离传输的场合。(3)(3)(3)(3)并行传送的信息一般不要求固定的格式。并行传送的信息一般不要求固定的格式。并行传送的信息一般不要求固定的格式。并行传送的信息一般不要求固定的格式。而串行传送的信息一般要求有严格的数据格式。而串行传送的信息一般要求有严格的数据格式。而串行传送的信息一般要求有严格的数据格式。而串行传送的信息一般要求有严格的数据格式。并行接口电路可分
33、为不可编程有和可编程接口。不可编程并行接口电路可分为不可编程有和可编程接口。不可编程并行接口电路可分为不可编程有和可编程接口。不可编程并行接口电路可分为不可编程有和可编程接口。不可编程接口一般有数据锁存器和三态数据缓冲器组成，电路简单，接口一般有数据锁存器和三态数据缓冲器组成，电路简单，接口一般有数据锁存器和三态数据缓冲器组成，电路简单，接口一般有数据锁存器和三态数据缓冲器组成，电路简单，使用方便；但由于其工作方式及功能由硬件电路设定，故使用方便；但由于其工作方式及功能由硬件电路设定，故使用方便；但由于其工作方式及功能由硬件电路设定，故使用方便；但由于其工作方式及功能由硬件电路设定，故不能改变
34、。可编程接口由于其接口的工作方式及功能可用不能改变。可编程接口由于其接口的工作方式及功能可用不能改变。可编程接口由于其接口的工作方式及功能可用不能改变。可编程接口由于其接口的工作方式及功能可用软件编程的方法改变，无疑使用更灵活、功能更强，在微软件编程的方法改变，无疑使用更灵活、功能更强，在微软件编程的方法改变，无疑使用更灵活、功能更强，在微软件编程的方法改变，无疑使用更灵活、功能更强，在微机系统中应用广泛。机系统中应用广泛。机系统中应用广泛。机系统中应用广泛。可编程并行输入可编程并行输入/输出接口输出接口8255A8255A8255A8255A8255A8255A是与是与是与是与Intel 8
35、086Intel 8086Intel 8086Intel 8086系列微处理机相配套并行接口芯片，系列微处理机相配套并行接口芯片，系列微处理机相配套并行接口芯片，系列微处理机相配套并行接口芯片，它可为它可为它可为它可为CPUCPUCPUCPU与外设之间提供并行输入与外设之间提供并行输入与外设之间提供并行输入与外设之间提供并行输入/输出通道。该芯片是输出通道。该芯片是输出通道。该芯片是输出通道。该芯片是可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方式，通常可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方式，通常可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方式，通常可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方式，通常82
36、55A8255A8255A8255A连接外设时，不再附加外部电路，使用时很方便。连接外设时，不再附加外部电路，使用时很方便。连接外设时，不再附加外部电路，使用时很方便。连接外设时，不再附加外部电路，使用时很方便。1 1 1 18255A8255A8255A8255A芯片内部结构及其功能芯片内部结构及其功能芯片内部结构及其功能芯片内部结构及其功能 如图如图如图如图7-97-97-97-9所示，所示，所示，所示，8255A8255A8255A8255A有有有有40404040条引脚。条引脚。条引脚。条引脚。8255A8255A8255A8255A内部结构如图内部结构如图内部结构如图内部结构如图7-
37、7-7-7-10101010所示，内部主要有数据输入输出端口即端口所示，内部主要有数据输入输出端口即端口所示，内部主要有数据输入输出端口即端口所示，内部主要有数据输入输出端口即端口A A A A、端口、端口、端口、端口B B B B和和和和端口端口端口端口C C C C，A A A A组控制器和组控制器和组控制器和组控制器和B B B B组控制器，数据缓冲器及读写控制组控制器，数据缓冲器及读写控制组控制器，数据缓冲器及读写控制组控制器，数据缓冲器及读写控制逻辑。逻辑。逻辑。逻辑。并行输入并行输入并行输入并行输入/输出端口输出端口输出端口输出端口A A A A、B B B B、C C C CAA
38、AA组控制部件和组控制部件和组控制部件和组控制部件和B B B B组控制部件组控制部件组控制部件组控制部件数据总线缓冲器数据总线缓冲器数据总线缓冲器数据总线缓冲器读读读读/写控制部件写控制部件写控制部件写控制部件8255A8255A8255A8255A中各端口有三种基本工作方式：中各端口有三种基本工作方式：中各端口有三种基本工作方式：中各端口有三种基本工作方式：方式方式方式方式0 0 0 0基本输入基本输入基本输入基本输入/输出方式输出方式输出方式输出方式方式方式方式方式1 1 1 1选通输入选通输入选通输入选通输入/输出方式输出方式输出方式输出方式方式方式方式方式2 2 2 2双向传送方式双
39、向传送方式双向传送方式双向传送方式2 28255A8255A控制字控制字 端口端口端口端口A A A A有上述三种工作方式，端口有上述三种工作方式，端口有上述三种工作方式，端口有上述三种工作方式，端口B B B B有两种方式有两种方式有两种方式有两种方式(方式方式方式方式0 0 0 0和和和和方式方式方式方式1)1)1)1)，端口，端口，端口，端口C C C C常被分成高常被分成高常被分成高常被分成高4 4 4 4位和低位和低位和低位和低4 4 4 4位两部分，分别用来位两部分，分别用来位两部分，分别用来位两部分，分别用来传送数据或控制信息。用户可用软件来分别定义一个端传送数据或控制信息。用户
40、可用软件来分别定义一个端传送数据或控制信息。用户可用软件来分别定义一个端传送数据或控制信息。用户可用软件来分别定义一个端口的工作方式。口的工作方式。口的工作方式。口的工作方式。控制字有两个，一个是工作方式控制字，用于控制字有两个，一个是工作方式控制字，用于控制字有两个，一个是工作方式控制字，用于控制字有两个，一个是工作方式控制字，用于8255A8255A8255A8255A的的的的初始化；另一个是初始化；另一个是初始化；另一个是初始化；另一个是C C C C口位控制字，用于口位控制字，用于口位控制字，用于口位控制字，用于C C C C口的位操作。这口的位操作。这口的位操作。这口的位操作。这两个
41、控制字使用同一口地址，由最高位两个控制字使用同一口地址，由最高位两个控制字使用同一口地址，由最高位两个控制字使用同一口地址，由最高位D7D7D7D7区分，若区分，若区分，若区分，若D7D7D7D7为为为为1 1 1 1，此控制字为，此控制字为，此控制字为，此控制字为8255A8255A8255A8255A的工作方式控制字；若的工作方式控制字；若的工作方式控制字；若的工作方式控制字；若D7D7D7D7为为为为0 0 0 0，此，此，此，此控制字为控制字为控制字为控制字为8255A8255A8255A8255A的的的的C C C C口的位控制字。口的位控制字。口的位控制字。口的位控制字。2 282
42、55A8255A控制字控制字 控制字控制字控制字控制字 定义工作方式控制字格式如图定义工作方式控制字格式如图定义工作方式控制字格式如图定义工作方式控制字格式如图7-117-117-117-11所示。通过定义工作方所示。通过定义工作方所示。通过定义工作方所示。通过定义工作方式控制字可将三个端口分别定义为三种不同状态的组合。式控制字可将三个端口分别定义为三种不同状态的组合。式控制字可将三个端口分别定义为三种不同状态的组合。式控制字可将三个端口分别定义为三种不同状态的组合。例例例例7.2 7.2 7.2 7.2 若要使若要使若要使若要使8255A8255A8255A8255A的的的的A A A A口
43、工作在方式口工作在方式口工作在方式口工作在方式1 1 1 1输入，输入，输入，输入，C C C C口上半部口上半部口上半部口上半部分输入，分输入，分输入，分输入，B B B B口工作在方式口工作在方式口工作在方式口工作在方式0 0 0 0输出，输出，输出，输出，C C C C口下半部分输出口下半部分输出口下半部分输出口下半部分输出.mov al,10111000B mov al,10111000B mov al,10111000B mov al,10111000B out 63H,al out 63H,al out 63H,al out 63H,al控制字控制字 置位置位置位置位/复位控制字，
44、只对端口复位控制字，只对端口复位控制字，只对端口复位控制字，只对端口C C C C有效。其使用格式如图有效。其使用格式如图有效。其使用格式如图有效。其使用格式如图7-127-127-127-12所示。所示。所示。所示。置位置位/复位控制字复位控制字例例例例7.3 7.3 7.3 7.3 若将若将若将若将C C C C口的口的口的口的D3D3D3D3位置位，则应送往控制寄存器的命位置位，则应送往控制寄存器的命位置位，则应送往控制寄存器的命位置位，则应送往控制寄存器的命令字为：令字为：令字为：令字为：00000111B(07H)00000111B(07H)00000111B(07H)0000011
45、1B(07H)。mov al,07H mov al,07H mov al,07H mov al,07H out 63H,al out 63H,al out 63H,al out 63H,al工作方式工作方式工作方式工作方式0 0 0 0 3 38255A8255A工作方式工作方式 是是是是8255A8255A8255A8255A各端口的基本输入各端口的基本输入各端口的基本输入各端口的基本输入/输出方式。它只完成简单的输出方式。它只完成简单的输出方式。它只完成简单的输出方式。它只完成简单的并行输入并行输入并行输入并行输入/输出操作，输出操作，输出操作，输出操作，CPUCPUCPUCPU可从指定端
46、口输入信息，也可可从指定端口输入信息，也可可从指定端口输入信息，也可可从指定端口输入信息，也可向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式0 0 0 0，可由工作方式控制字定义，可由工作方式控制字定义，可由工作方式控制字定义，可由工作方式控制字定义16161616种工作方式的组合。这种种工作方式的组合。这种种工作方式的组合。这种种工作方式的组合。这种情况下，端口情况下，端口情况下，端口情况下，端口C C C C被分成两个被分成两个被分成两个被分成两个4 4
47、 4 4位端口，它们可分别被定义位端口，它们可分别被定义位端口，它们可分别被定义位端口，它们可分别被定义为输入或输出端口。为输入或输出端口。为输入或输出端口。为输入或输出端口。CPUCPUCPUCPU与三个端口之间交换数据可直与三个端口之间交换数据可直与三个端口之间交换数据可直与三个端口之间交换数据可直接由接由接由接由CPUCPUCPUCPU执行执行执行执行ININININ和和和和OUTOUTOUTOUT指令来完成，不提供任何指令来完成，不提供任何指令来完成，不提供任何指令来完成，不提供任何“握手握手握手握手”信息，适合各种同步并行传送系统中。信息，适合各种同步并行传送系统中。信息，适合各种同
48、步并行传送系统中。信息，适合各种同步并行传送系统中。例例7.47.4例例例例7 7 7 74 4 4 4 一组一组一组一组8 8 8 8位开关、一位开关、一位开关、一位开关、一组组组组8 8 8 8位位位位 LED LED LED LED指示灯、一个指示灯、一个指示灯、一个指示灯、一个按钮开关、一个蜂鸣片、按钮开关、一个蜂鸣片、按钮开关、一个蜂鸣片、按钮开关、一个蜂鸣片、请用请用请用请用8255A8255A8255A8255A做接口芯片，做接口芯片，做接口芯片，做接口芯片，将外设连接到将外设连接到将外设连接到将外设连接到PC/XTPC/XTPC/XTPC/XT机中机中机中机中构成一个简单的微机
49、系统，构成一个简单的微机系统，构成一个简单的微机系统，构成一个简单的微机系统，画出接口连接图，并编制画出接口连接图，并编制画出接口连接图，并编制画出接口连接图，并编制驱动程序使得按钮按下蜂驱动程序使得按钮按下蜂驱动程序使得按钮按下蜂驱动程序使得按钮按下蜂鸣片响。鸣片响。鸣片响。鸣片响。例例7.57.5例例例例7.5 7.5 7.5 7.5 利用利用利用利用8255825582558255工作在工作在工作在工作在方式方式方式方式0 0 0 0实现打印机接口，实现打印机接口，实现打印机接口，实现打印机接口，将字符将字符将字符将字符A A A A送打印机，试画送打印机，试画送打印机，试画送打印机，试
50、画出出出出8255825582558255与打印机的连接与打印机的连接与打印机的连接与打印机的连接图，编写初始化程序和图，编写初始化程序和图，编写初始化程序和图，编写初始化程序和打印程序。打印程序。打印程序。打印程序。(注：注：注：注：8255825582558255的的的的地址：地址：地址：地址：380H-383H)380H-383H)380H-383H)380H-383H)工作方式工作方式1 1该方式被称作选通输入该方式被称作选通输入该方式被称作选通输入该方式被称作选通输入/输出方式。该工作方式时，数输出方式。该工作方式时，数输出方式。该工作方式时，数输出方式。该工作方式时，数据输入据输入