《片机详细资料》PPT课件.ppt
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1、第七章 可编程并行接口8255A7.17.1并行接口的概述并行接口的概述7.2 7.2 可编程并行接口可编程并行接口8255A8255A7.3 8255A7.3 8255A的的0 0方式及其应用方式及其应用7.4 8255A7.4 8255A的的1 1方式及其应用方式及其应用7.5 8255A7.5 8255A的的2 2方式及其应用方式及其应用2wCPUCPU与外设之间的信息传送都是通过接口电路来进行的。与外设之间的信息传送都是通过接口电路来进行的。w计计算算机机与与外外部部设设备备、计计算算机机与与计计算算机机之之间间交交换换信信息息称称之之为为计计算机通信算机通信,计算机通信可分为两大类:
2、计算机通信可分为两大类:并行通信:并行通信:8 8位或位或1616位或位或3232位数据同时传输,位数据同时传输,速度快,信息速度快,信息 率高,成本高率高,成本高串行通信:串行通信:一位一位数据传送一位一位数据传送(在一条线上顺序传送在一条线上顺序传送),成本低,成本低 实现并行通信的接口就是并行接口。实现并行通信的接口就是并行接口。7.1并行接口的概述一、串行与并行通信一、串行与并行通信3并行接口最基本的特点是在多根据数据线上以数据字节(字)并行接口最基本的特点是在多根据数据线上以数据字节(字)为单位与为单位与I/OI/O设备或被控对象传送信息。设备或被控对象传送信息。如如:打印机接口,打
3、印机接口,A/DA/D、D/AD/A转换器接口,转换器接口,IEEE-488IEEE-488接口,接口,开关量接口,控制设备接口等。开关量接口,控制设备接口等。在并行接口中,除了少数据场合之外,一般都要求在接口与在并行接口中,除了少数据场合之外,一般都要求在接口与外设之间设置并行数据线的同时,外设之间设置并行数据线的同时,至少还要设置两根握手至少还要设置两根握手(联线)信号线(联线)信号线,以便进行互锁异步握手方式(即查询方式)以便进行互锁异步握手方式(即查询方式)的通信的通信。在并行接口中,在并行接口中,8 8位或位或1616位是一起行动的,因此,当采用并位是一起行动的,因此,当采用并行接口
4、与外设交换数据时,即使是只用到其中的一位,也是行接口与外设交换数据时,即使是只用到其中的一位,也是一次输入一次输入/输出输出8 8位或位或1616位。位。并行传送信息,不要求固定的格式,这与串行传送的数据格并行传送信息,不要求固定的格式,这与串行传送的数据格式的要求不同。式的要求不同。二、并行接口的特点二、并行接口的特点 对于各种型号的对于各种型号的CPUCPU都有与其配套的并行接口芯片。如都有与其配套的并行接口芯片。如IntelIntel公司公司8255A8255A(PPIPPI),),ZilogZilog公司公司Z-80PIOZ-80PIO,MC6820MC6820(PIOPIO)等,它们
5、的功能虽有差异,但工作原理基)等,它们的功能虽有差异,但工作原理基本相同。本相同。7.2 7.2 可编程并行接口可编程并行接口8255A8255A一、一、一、一、8255A8255A8255A8255A的外部特性和内部结构的外部特性和内部结构的外部特性和内部结构的外部特性和内部结构1.8255A1.8255A的基本特性的基本特性u具有两个具有两个8 8位(位(A A口和口和B B口)和两个口)和两个4 4位(位(C C口高口高/低低4 4位)并位)并行行I/OI/O端口的接口芯片。端口的接口芯片。u能适应能适应CPUCPU与与I/OI/O接口之间的多种数据传送方式的要求。接口之间的多种数据传送
6、方式的要求。uPCPC口的使用比较特殊,除作数据口外,当工作在口的使用比较特殊,除作数据口外,当工作在1 1方式和方式和2 2方式时,它的大部分引脚被分配作专用联络信号;方式时,它的大部分引脚被分配作专用联络信号;PCPC口口可以进行按位控制;在可以进行按位控制;在CPUCPU读取读取8255A8255A状态时,状态时,PCPC口又口又作作1 1,2 2方式的状态口用,等等。方式的状态口用,等等。u可执行功能很强,内容丰富的命令(方式字和控制字)为可执行功能很强,内容丰富的命令(方式字和控制字)为用户如何根据外界条件(用户如何根据外界条件(I/OI/O设备需要哪些信号线以及它设备需要哪些信号线
7、以及它能提供哪些状态线)来使用能提供哪些状态线)来使用8255A8255A构成多种接口电路,组构成多种接口电路,组成微机应用系统提供了灵活方便的编程环境。成微机应用系统提供了灵活方便的编程环境。u82558255芯片内部主要由控制寄存器、状态寄存器和数据寄芯片内部主要由控制寄存器、状态寄存器和数据寄器组成。器组成。2.8255A2.8255A的外部引线与内部结构的外部引线与内部结构 8255A8255A是一个单是一个单+5V+5V电源供电,电源供电,4040个引脚的双列直插式组件,个引脚的双列直插式组件,其外部引线如图所示。其外部引线如图所示。(1 1)外部引脚)外部引脚与系统总线的连接信号与
8、系统总线的连接信号w面向数据总线的有:面向数据总线的有:D D0 0D D7 7:双向数据线,用于:双向数据线,用于CPUCPU向向8255A8255A发送命令、数据和发送命令、数据和8255A8255A向向CPUCPU回送状态、数据和回送状态、数据和8255A8255A向向CPUCPU回送状态、数回送状态、数据。据。w面向地址总线的有:面向地址总线的有:8255A引脚 RDRD:读信号,低电平有效。:读信号,低电平有效。WRWR:写信号,低电平有效。:写信号,低电平有效。RESETRESET:复位信号,高电平:复位信号,高电平有效。它清除控制寄存器有效。它清除控制寄存器并将并将8255A82
9、55A的的A A、B B、C C三三个端口均置为输入方式;个端口均置为输入方式;输入寄存器和状态寄存器输入寄存器和状态寄存器被复位,并且屏蔽中断请被复位,并且屏蔽中断请求;求;2424条面向外设信号线条面向外设信号线呈现高阻悬浮状态。呈现高阻悬浮状态。12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221PA4PA5PA6PA7PB6PB5PB4PB3PB7D1D2D3D4D0D5D6D7VCCRESETWRRDCSPA3PA2PA1PA0GNDA1A0PC7PC6PC4PC0PC1PC2PC5PB0PB1
10、PB2PC38255A与外部设备的连接信号与外部设备的连接信号 PAPA0 0PAPA7 7:端口:端口A A的输入的输入/输出线。输出线。PBPB0 0PBPB7 7:端口:端口B B的输入的输入/输出线。输出线。PCPC0 0PCPC7 7:端口:端口C C的输入的输入/输出线。输出线。这这2424根信号线均可用来连接根信号线均可用来连接I/OI/O设备和传送信息。其中,设备和传送信息。其中,A A口和口和B B口只作输入口只作输入/输出的数据口用,尽管有时也利用它输出的数据口用,尽管有时也利用它们从们从I/OI/O设备读取一些状态信号,如打印机的设备读取一些状态信号,如打印机的“忙忙”(
11、BusyBusy)状态信号、)状态信号、A/DA/D转换器的转换器的“转换结束转换结束”(EOCEOC)状态信号,但对)状态信号,但对A A口和口和B B口来说,都是作口来说,都是作8255A8255A的数据口读入,而不是作的数据口读入,而不是作8255A8255A的状态口读入的。的状态口读入的。C C口的作用与口的作用与8255A8255A的工作方式有关,它除了作数据口的工作方式有关,它除了作数据口以外,还有其他用途,故以外,还有其他用途,故C C口的使用比较特殊,单独介绍口的使用比较特殊,单独介绍如下:如下:a.a.作数据口。作数据口。b.b.作状态口。作状态口。c.c.作专用(固定)联络
12、(握手)信号线。作专用(固定)联络(握手)信号线。d.d.作按位控制用。作按位控制用。(2 2)内部结构)内部结构8255A8255A的内部结构如图所示。它由以下的内部结构如图所示。它由以下4 4个部分组成。个部分组成。A组控制数据总线缓冲器读/写控制逻辑B组控制A组A口(8位)A组C口高位(4位)B组C口低位(4位)B组B口(8位)D0D7CSWRA1A0RESETRDPA0PA7PC4PC7PC0PC3PB0PB78255A内部框图 数据总线缓冲器。数据总线缓冲器。这是一个三态双向这是一个三态双向8 8位缓冲器,它是位缓冲器,它是8255A8255A与与CPUCPU系统数据总线的接口。系统
13、数据总线的接口。读读/写控制逻辑。写控制逻辑。读读/写控制逻辑由读信号写控制逻辑由读信号RDRD、写信号、写信号WRWR、选片信号选片信号CSCS以及端口选择信号以及端口选择信号A1A0A1A0等组成。等组成。输入输入/输出端口输出端口A A、B B、C C。8255A8255A包括包括3 3个个8 8位输入输出端位输入输出端口(口(portport)。每个端口都有一个数据输入寄存器和一个数据)。每个端口都有一个数据输入寄存器和一个数据输出寄存器。输出寄存器。A A组和组和B B组控制电路。组控制电路。控制控制A A、B B和和C C三个端口的工作方式。三个端口的工作方式。CS A1A0RDW
14、R读操作读操作内容内容PC系统系统实验平台实验平台00001PA口口数据总线(数据总线(CPU)数据数据60H200H00101PB口口数据总线(数据总线(CPU)数据数据61H201H01001PC口口数据总线(数据总线(CPU)数据数据62H202H写操作写操作00010PA口口 数据总线(数据总线(CPU)数据数据60H200H00110PB口口数据总线(数据总线(CPU)数据数据61H201H01010PC口口数据总线(数据总线(CPU)数据数据62H202H01110控制寄存器控制寄存器数据总线数据总线控制字控制字63H203H无操作情况无操作情况1总线悬浮(三态)总线悬浮(三态)0
15、11总线悬浮总线悬浮01101控制口不能读控制口不能读63H203H表表7.1 8255A基本操作与端口地址基本操作与端口地址二、二、8255A的编程命令的编程命令1.方式命令方式命令作用:作用:指定指定8255A8255A的工作方式及其方式下的工作方式及其方式下3 3个并行端口(个并行端口(PAPA、PBPB、PCPC)的功能,是作输入还是作输出。)的功能,是作输入还是作输出。格式:格式:8 8位,其中最高位是特征位,一定要写位,其中最高位是特征位,一定要写1 1,其余各位定,其余各位定义如下,应根据用户的设计要求填写义如下,应根据用户的设计要求填写1 1或或0 0。PC030=输出1=输入
16、PB0=输出1=输入B组方式0=0方式1=1方式PC470=输出1=输入PA0=输出1=输入A组方式00=0方式01=1方式10=2方式11=不用特征位D0D1D2D3D4D5D61例例1 1:要把要把A A口指定为口指定为1 1方式,输入,方式,输入,C C口上半部为输口上半部为输出;出;B B组指定为组指定为0 0方式,输出,方式,输出,C C口下半部定为口下半部定为输入,则工作方式命令代码是:输入,则工作方式命令代码是:10110001B10110001B或或B1HB1H。若将此命令代码写到若将此命令代码写到8255A8255A的命令寄存器,即实现了的命令寄存器,即实现了对对8255A8
17、255A工作方式及端口功能的指定,或者说完成了对工作方式及端口功能的指定,或者说完成了对8255A8255A的初始化。初始化的程序段为:的初始化。初始化的程序段为:MOV DXMOV DX,203H 203H ;8255A8255A命令口地址命令口地址 MOV ALMOV AL,0B1H 0B1H ;初始化命令;初始化命令 OUT DXOUT DX,AL AL ;送到命令口;送到命令口2.2.按位置位按位置位/复位命令复位命令作用:作用:指定指定PCPC口的某一位(某一个引脚)输出高平或低电平口的某一位(某一个引脚)输出高平或低电平。格式:格式:8 8位,其中最高位是特征位,一定要写位,其中最
18、高位是特征位,一定要写0 0,其余各位的定,其余各位的定义如下,应根据用户的设计要求填写义如下,应根据用户的设计要求填写1 1或或0.0.1=置位(高电平)0=复位(低电平)位 选 择000=C口0位001=C口1位111=C口7位 不 用(写0)特征位D0D1D2D3D4D5D60例例2 2:若要把若要把C C口的口的PCPC2 2引脚置成高电平输出,则命令字引脚置成高电平输出,则命令字应该为应该为00000101B00000101B或或05H05H。将该命令的代码写入将该命令的代码写入8255A8255A的命令寄存器,就会使的命令寄存器,就会使得从得从PCPC口的口的PCPC2 2引脚输出
19、高电平,其程序段为:引脚输出高电平,其程序段为:MOV DXMOV DX,203H 203H ;8255A8255A命令口地址命令口地址 MOV ALMOV AL,05H 05H ;使;使PCPC2 2=1=1的命令字的命令字 OUT DXOUT DX,AL AL ;送到命令口;送到命令口 如果要使引脚如果要使引脚PC2PC2输出低电位,则程序段为:输出低电位,则程序段为:MOV DXMOV DX,203H 203H ;8255A8255A命令口地址命令口地址 MOV ALMOV AL,04H 04H ;使;使PCPC2 2=0=0的命令字的命令字 OUT DXOUT DX,AL AL ;送到
20、命令口;送到命令口 利用利用C C口的按位控制特性还可以产生、负脉冲或方口的按位控制特性还可以产生、负脉冲或方波输出,对外设进行控制。波输出,对外设进行控制。例例3 3:利用利用8255A8255A的的PCPC7 7产生负脉冲,作打印机接口电路产生负脉冲,作打印机接口电路的数据选通信号,其程序段为:的数据选通信号,其程序段为:MOV DXMOV DX,203H 203H ;8255A8255A命令口命令口 MOV ALMOV AL,00001110B 00001110B ;置;置PCPC7 7=0=0 OUT DX OUT DX,ALAL NOP NOP ;维持低电平;维持低电平 NOP NO
21、P MOV AL MOV AL,00001111B 00001111B ;置;置PCPC7 7=1=1 OUT DX OUT DX,ALAL3.3.关于两个命令的讨论关于两个命令的讨论 方式命令是对方式命令是对8255A8255A的的3 3个端口的工作方式及功能进个端口的工作方式及功能进行指定,即进行初始化,初始工作要在使用行指定,即进行初始化,初始工作要在使用8255A8255A之之前做。前做。按位置位按位置位/复位命令只是对复位命令只是对PCPC口的输出进行控制,使口的输出进行控制,使用它产不破坏已经建立的用它产不破坏已经建立的3 3种工作方式,而是对它们实种工作方式,而是对它们实现动态控
22、制的一种支持。它可放在初始化程序以后的现动态控制的一种支持。它可放在初始化程序以后的任何地方。任何地方。两个命令的最高位(两个命令的最高位(D7D7)都分配作了特征位,之所以)都分配作了特征位,之所以要设置特征位,是为了识别两个不同的命令。要设置特征位,是为了识别两个不同的命令。按位置位按位置位/复位的命令代码只能写入命令口。复位的命令代码只能写入命令口。4.A4.A口和口和B B口另一个使用方法口另一个使用方法 A A口、口、B B口也可以按位输出高低电平,但是,它与前面的按口也可以按位输出高低电平,但是,它与前面的按位置位位置位/复位命令有本质的差别,并且实现的方法也不同,。复位命令有本质
23、的差别,并且实现的方法也不同,。C C口按位输出是以送数据到口按位输出是以送数据到A A口、口、B B口来实现的。其具体作法口来实现的。其具体作法是:若要使某一位置高电平,则先对端口进行读操作,将读是:若要使某一位置高电平,则先对端口进行读操作,将读入的原输出值,入的原输出值,“或或”上一个字节,字节中使该位为上一个字节,字节中使该位为1 1,其,其他位为他位为0 0,然后再送到同一端口,即可使该位为,然后再送到同一端口,即可使该位为0 0,然后再送,然后再送到同一端口,即可使该位置位。到同一端口,即可使该位置位。1 0 1 0 1 0 1 0OR 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1
24、0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1AND 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0例例4 4:若要使若要使PA7PA7位输出高位输出高/低电平,则用下列程序段:低电平,则用下列程序段:使使PA7PA7输出高电平输出高电平.MOV DX MOV DX,200H 200H ;PAPA数据口地址数据口地址 IN ALIN AL,DX DX ;读入;读入A A口原输出内容口原输出内容 MOV AHMOV AH,AL AL ;保存原输出内容;保存原输出内容 OR ALOR AL,80H 80H ;使;使PA7=1PA7=1 OUT DX OUT DX,AL AL ;
25、输出;输出PA7PA7 MOV AL MOV AL,AH AH ;恢复原输出内容;恢复原输出内容 OUT DXOUT DX,ALAL使使PAPA7 7输出低电平输出低电平MOV DXMOV DX,200H 200H ;A A口地址口地址IN ALIN AL,DX DX ;读入端口原输出值;读入端口原输出值MOV AHMOV AH,AL AL ;保存原输出值;保存原输出值AND ALAND AL,7FH 7FH ;使;使PAPA7 7=0=0OUT DXOUT DX,AL AL ;输出;输出PAPA7 7 MOV ALMOV AL,AH AH ;恢复原输出内容;恢复原输出内容OUT DXOUT
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