《微机原理与接口技术》第8章——并行接口和8255A

虽然写这个博客主要目的是为了给我自己做一个思路记忆录，但是如果你恰好点了进来，那么先对你说一声欢迎。我并不是什么大触，只是一个菜菜的学生，如果您发现了什么错误或者您对于某些地方有更好的意见，非常欢迎您的斧正！

目录

第1节——并行接口的概念
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E7%AC%AC1%E8%8A%82%E2%80%94%E2%80%94%E5%B9%B6%E8%A1%8C%E6%8E%A5%E5%8F%A3%E7%9A%84%E6%A6%82%E5%BF%B5>

●并行接口的特点
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E2%97%8F%E5%B9%B6%E8%A1%8C%E6%8E%A5%E5%8F%A3%E7%9A%84%E7%89%B9%E7%82%B9>

第2节——8255A的外部引脚和内部结构
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E7%AC%AC2%E8%8A%82%E2%80%94%E2%80%948255A%E7%9A%84%E5%A4%96%E9%83%A8%E5%BC%95%E8%84%9A%E5%92%8C%E5%86%85%E9%83%A8%E7%BB%93%E6%9E%84>

●8255A的基本特点
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E2%97%8F8255A%E7%9A%84%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%89%B9%E7%82%B9>

第3节——8255A的控制字
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E7%AC%AC3%E8%8A%82%E2%80%94%E2%80%948255A%E7%9A%84%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%AD%97>

●8255A的3种工作方式
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E2%97%8F8255A%E7%9A%843%E7%A7%8D%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E6%96%B9%E5%BC%8F>

●方式选择控制字
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E2%97%8F%E6%96%B9%E5%BC%8F%E9%80%89%E6%8B%A9%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%AD%97>

第4节——8255的工作方式
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E7%AC%AC4%E8%8A%82%E2%80%94%E2%80%948255%E7%9A%84%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E6%96%B9%E5%BC%8F>

●0方式（基本I/O方式）
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E2%97%8F0%E6%96%B9%E5%BC%8F%EF%BC%88%E5%9F%BA%E6%9C%ACI%2FO%E6%96%B9%E5%BC%8F%EF%BC%89>

●1方式（选通I/O方式、应答方式）
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E2%97%8F1%E6%96%B9%E5%BC%8F%EF%BC%88%E9%80%89%E9%80%9AI%2FO%E6%96%B9%E5%BC%8F%E3%80%81%E5%BA%94%E7%AD%94%E6%96%B9%E5%BC%8F%EF%BC%89>

●甲乙两机（查询方式）传送1K字节[起址0030:0000]
<https://blog.csdn.net/weixin_40851250/article/details/84452033#%E2%97%8F%E7%94%B2%E4%B9%99%E4%B8%A4%E6%9C%BA%EF%BC%88%E6%9F%A5%E8%AF%A2%E6%96%B9%E5%BC%8F%EF%BC%89%E4%BC%A0%E9%80%811K%E5%AD%97%E8%8A%82%5B%E8%B5%B7%E5%9D%800030%3A0000%5D>

第1节——并行接口的概念


●并行接口的特点


❶数据线有多根，所有数据线一起传输


♦典型数据线的根数：8根（字节）或16根（字），也可自定

♦对比串行接口：通过1根线传送信息

♦8位或16位一起传输（即使只用到其中1位）

♦并行：特指接口与I/O设备之间


❷数据格式不受限制


❸分类：硬连接并口和可编程并口


♦硬连接并口：

工作方式及引脚功能固定（如373,244）




♦可编程并口：

工作方式及引脚功能可编程设定（如8255A）

作用：扩充数据总线的数量和适应性




8255A与PC微机的典型连接方式（DB被扩充：1->3）



第2节——8255A的外部引脚和内部结构


●8255A的基本特点


❶功能


♦扩充数据总线的数量（1->3）：PA，PB，PC

♦适应输入/输出，查询，中断等多种应用场合

♦具有3个输入/输出并口（PA，PB，PC）


❷特点


♦可选择某特定并口连接CPU与外设

♦每个并口可以指定输入/输出方向

♦与CPU之间的数据传送方式可选择

♦有4个8位端口：PA，PB，PC，控制端口


❸8255的外部引脚（面向CPU侧）


①数据总线：D0~D7

♦命令、数据、状态等数据




②地址总线：A1，A0（CS）

♦4个端口：PA，PB，PC，控制口


③控制总线：RD，WR

♦读，写信号


④其他总线RESET，GND，VCC

♦RESET：高电平有效。清除控制寄存器并将三个端口置输入方式并且屏蔽中断请求。


❹8255的外部引脚（面向外设侧）


①三组并口线

♦PA0~PA7：对应PA端口

♦PB0~PB7：对应PB端口

♦PC0~PC7：对应PC端口




②说明

♦PA，PB与PC的作用和方式可以编程：可以做8位并行数据线，PC还可以按位控制作控制线来用


❺8255的操作与端口





❻8255A的内部结构




第3节——8255A的控制字

 

●8255A的常用控制字

♦方式选择控制字：设置工作方式

♦按位置位/复位字：按位设定PC某位的值

♦注意：控制字必须写在控制端口

 

●8255A的3种工作方式

♦方式0——基本输入输出

♦方式1——选通输入输出

♦方式2——双向传送

♦三个并口（端口）可以独自设置不同的工作方式

           PA：方式0，方式1，方式2

           PB：方式0，方式1

           PC：方式0

           传输方向可以指定

♦工作方式由方式选择控制字设定

 

●方式选择控制字



●例子：初始化8255：PA口方式一，输入；C口上部输出；PB口方式0，输出；C口下部输入。8255地址：300H~303H

1（特征位）01（PA方式一）1（A输入）0（C上输出）0（B方式0）1（B输出）1（C下输入）

10110011—>B3

所以指令为：

MOV  DX，303H     ；8255A命令口地址

MOV  AL，B1H      ；初始化命令

OUT  DX，AL        ；命令口

 

●按位置位/复位控制字

♦作用：按位设定PC某一为电平的高或低

♦格式：8位：最高位固定为0



♦例：PC3复位：0 000 011 0B

♦例：PC3置位：0 000 011 1B

♦例：把PC2置成高电平。命令字：0 000 010 1B或05H

          MOV  DX，303H   ；8255A命令口地址

          MOV  AL，05H    ；使PC2=1的命令字

          OUT  DX，AL      ；送到命令口

 

●按位置位/复位字与方式控制字的使用

♦D7位区分两命令

♦按位置位/复位字在方式选择控制字之后写入控制端口

♦按位置位/复位字写入命令口，不能写入PC口

♦按位置位/复位字不影响工作方式

第4节——8255的工作方式

 

●0方式（基本I/O方式）

♦指无条件传送或查询传送

      无条件传送：不用联络信号（状态信息）

      查询传送：联络信号可由任意空闲引脚充当

              没有特定的引脚充当联络信号

              联络信号的时序没有特别约定

♦PA，PB和两个PC4位都可以设定为0方式

♦可以由用户指定输入或输出的方向

♦单向输入或输出

♦输出有锁存能力，输入有缓冲能力而无锁存能力

 

●例子：方式0的应用——并行打印机接口设计（查询方式）

♦设计一个并行打印接口，CPU采用查询方式把存放在BUF缓冲区的256个字符（ASCII码）送去打印机进行打印。

♦数据线：DATA1-8

♦状态忙：BUSY

♦选通：STB



①CPU首先查询BUSY：1表示打印机忙，等待；0表示打印机不忙，通过DATA1-8送新的打印数据

②通过接口把数据传送到DATA1-8上（PA端口）

③STROBE（负脉冲）把数据打入到打印机数据缓冲器

④打印机收到数据后，发出“忙”（BUSY=1）信号

⑤每当一个字符打印完毕，撤销“忙”信号，置BUSY=0

⑥重复上述工作，知道全部字符被打印

 

需要完成的工作：

选定8255的工作方式—>设计8255的电路—>完成程序编写

PA输出：输出8位打印数据

PC7输出：数据选通信号（STB）

PC2输入：接收忙信号（BUSY）




软件实现


MOV DX,303H ;8255A命令口

MOV AL,10000001B ;工作方式字

OUT DX,AL ;A口0方式输出，C4~7输出，C0~3输入）

MOV AL,00001111B ;PC7置高，使STB=1

OUT DX,AL

MOV SI,OFFSET BUF ;打印字符的内存首址

MOV CX,0FFH ;打印字符个数

BUSY: MOV DX,302H ;PC口地址

IN AL,DX ;查BUSY=0? (PC2=0)

AND AL,04H ;测试PC2位是否为0

JNZ BUSY ;忙，则等待

；不忙，则向A口送数

MOV DX,300H ；PA口地址

MOV AL,[SI] ；从内存取数

OUT DX,AL ；送数到A口

MOV DX,303H ；8255A命令口

MOV AL,00001110B ；置STB为低（PC7=0)

OUT DX,AL

DELEY_500MS ;负脉冲宽度（延时）

MOV AL,00001111B ；置STB为高（PC7=1)

OUT DX,AL

INC SI ；内存地址加1

DEC CX ；字符数减1

JNZ BUSY ；未完，继续

BUF DB “256个ASCII字符代码……”

●1方式（选通I/O方式、应答方式）

♦常用于查询（条件）传送或中断传送

需设置专用联络线，联络线指定固定引脚且有固定时序。

♦PA或/和PB为数据口，PC部分引脚固定充当联络信号

   A组：

        PA和PC3 , PC4 , PC5 3位联络信号

        PA和PC3 , PC6 , PC7 3位联络信号

   B组：

        PB和PC0～PC2

♦传送过程会产生状态字，可作查询或中断用：从PC口读取状态字

♦单向传送

 

●1方式输入时的时序



①外设准备好数据，发送STB信号，把信号输入到8255

②在STB下降沿，数据已锁存到8255缓冲器后，引起IBF变高，表示8255A“输入缓冲器满”，禁止输入新数据


③->④在STB上升沿后，在中断允许（INTE=1）的情况下IBF的高电平产生中断请求，使INTR上升变高，通知CPU，接口中已有数据，请求CPU读数。CPU接受中断命令后，转到相应的中断子程序。在子程序中执行IN指令，将缓冲器中的数据取走。

⑤->⑥CPU读操作（RD）信号的下降沿使INTR复位，为下一次中断请求做好准备

⑦->⑧RD信号上升沿延时一段时间后清除IBF使其变低，表示接口的输入缓冲器没空，允许外设再次输入新数据

●补充

♦若A组和B组都工作与方式1，则PC还留下PC6-7两位，可以做普通I/O用

     这2位可以由方式控制字D3位指定作为输入或输出

     也具有按位置位/复位功能

♦若A组或B组只有一组工作与方式1，则余下13位可以工作在方式0，可以作普通I/O用。



●1方式输出时的时序（假定在中断方式下）




③->④数据输出时，CPU准备好数据并写到8255输出数据寄存器。当CPU向8255A写完一个数据后，WR的上升沿使OBF有效，表示8255A的输出缓冲器已满，通知外设读取数据。

①->②WR的下降沿同时使中断请求INTR变低，封锁中断请求。

⑤外设得到OBF有效的通知后，开始读数。当外设读取数据后，用ACK（低电平）回答8255A，表示数据已经收到

⑥ACK下降沿将OBF置高，表示输出缓冲器变空，为下一次输出做准备

⑦->⑧在中断允许的情况下ACK上升沿使INTR变高，产生中断请求。CPU在中断服务程序中，向8255A写（OUT）新数据

 

●1方式的状态字

♦提供8255的状态；辅助CPU识别中断源（不提供中断矢量）

♦状态字从PC口读取，与外部引脚无关

♦状态字的格式



●1方式的应用和设计

基本思路：

①确定A组合B的输入/输出

②把PC联络线与外设连好，与CPU相应引脚连好

③确定是采用中断方式还是查询方式与CPU通信

             ♦中断方式：把INTR连线接到CPU或8259A的INTR

                      8255不提供中断矢量，可结合系统的中断控制器使用

             ♦查询方式：把INTR线空着，程序查询状态字INTR位

                     查询INTR位比查询IBF位或OBF位可靠性高

                     注意：查询INTR位时，要确保INTE已经置位



●1方式应用例子

●甲乙两机（查询方式）传送1K字节[起址0030:0000]

     ♦甲机发送（方式1）—>乙机接收（方式0）

     ♦825端口地址：300H~303H

●硬件连接：



确定方式控制字和软件流程













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