微机控制第10章 并行接口通信Word格式.docx
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一.并行通信与接口
并行通信就是把一个字符的各位同时用几根线进行传输。
传输速度快,信息率高。
电缆要多,随着传输距离的增加,电缆的开销会成为突出的问题,所以,并行通信用在传输速率要求较高,而传输距离较短的场合。
Intel8255A是一个通用的可编程的并行接口芯片,它有三个并行I/O口,又可通过编程设置多种工作方式,价格低廉,使用方便,可以直接与Intel系列的芯片连接使用,在中小系统中有着广泛的应用。
二.8255A的编程结构
8255A由以下几部分组成:
见图7-3
1.三个数据端口A,B,C
这三个端口均可看作是I/O口,但它们的结构和功能也稍有不同。
·
A口:
是一个独立的8位I/O口,它的内部有对数据输入/输出的锁存功能。
B口:
也是一个独立的8位I/O口,仅对输出数据的锁存功能。
C口:
可以看作是一个独立的8位I/O口;
也可以看作是两个独立的4位I/O口。
也是仅对输出数据进行锁存。
2.A组和B组的控制电路
这是两组根据CPU命令控制8255A工作方式的电路,这些控制电路内部设有控制寄存器,可以根据CPU送来的编程命令来控制8255A的工作方式,也可以根据编程命令来对C口的指定位进行置/复位的操作。
A组控制电路用来控制A口及C口的高4位;
B组控制电路用来控制B口及C口的低4位。
图7-38255A的编程结构
3.数据总线缓冲器
8位的双向的三态缓冲器。
作为8255A与系统总线连接的界面,输入/输出的数据,CPU的编程命令以及外设通过8255A传送的工作状态等信息,都是通过它来传输的。
4.读/写控制逻辑
读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据传输过程。
它接收片选信号及系统读信号、写信号、复位信号RESET,还有来自系统地址总线的口地址选择信号A0和A1。
习题与思考:
1.接口电路的主要作用是什么?
它的基本结构如何?
2.说明接口电路中控制寄存器与状态寄存器的功能,通常它们可共用一个端口地址码,为什么?
3.CPU寻址外设端口的方式通常有哪两种?
试说明它们的优缺点。
4.在CPU与外部设备接口电路的连接中,通过数据总线可传输哪几种信息?
在这里地址译码器起什么作用?
第二讲:
8.2可编程并行接口芯片8255A
接口与系统的连接,并行通信与接口,8255A的编程结构。
8255A的工作方式,8255A的编程及应用。
35”×
讨论
5”×
三.8255A的引脚功能
引脚信号可以分为两组:
一组是面向CPU的信号,一组是面向外设的信号。
1.面向CPU的引脚信号及功能
D0-D7:
8位,双向,三态数据线,用来与系统数据总线相连;
RESET:
复位信号,高电平有效,输入,用来清除8255A的内部寄存器,并置A口,B口,C口均为输入方式;
:
片选,输入,用来决定芯片是否被选中;
读信号,输入,控制8255A将数据或状态信息送给CPU;
写信号,输入,控制CPU将数据或控制信息送到8255A;
A1,AO:
内部口地址的选择,输入。
这两个引脚上的信号组合决定对8255A内部的哪一个口或寄存器进行操作。
8255A内部共有4个端口:
A口,B口,C口和控制口,两个引脚的信号组合选中端口见下表。
,,,A1,A0这几个信号的组合决定了8255A的所有具体操作,
表7-18255A的操作功能表
A1A0
操作
数据传送方式
00100
读A口
A口数据→数据总线
00101
读B口
B口数据→数据总线
00110
读C口
C口数据→数据总线
01000
写A口
数据总线数据→A口
01001
写B口
数据总线数据→B口
01010
写C口
数据总线数据→C口
01011
写控制口
数据总线数据→控制口
2.面向外设的引脚信号及功能
•PA0~PA7:
A组数据信号,用来连接外设;
•PB0~PB7:
B组数据信号,用来连接外设;
•PC0~PC7:
C组数据信号,用来连接外设或者作为控制信号。
四.8255A的工作方式
8255A有三种工作方式,用户可以通过编程来设置。
方式0――简单输入/输出――查询方式;
A,B,C三个端口均可。
方式1――选通输入/输出――中断方式;
A,B,两个端口均可。
方式2――双向输入/输出――中断方式。
只有A端口才有。
工作方式的选择可通过向控制端口写入控制字来实现。
在不同的工作方式下,8255A三个输入/输出端口的排列示意图如图7-4所示。
1.方式0:
为一种简单的输入/输出方式,没有规定固定的应答联络信号,可用A,B,C三个口的任一位充当查询信号,其余I/O口仍可作为独立的端口和外设相连。
方式0的应用场合有两种:
一种是同步传送;
一种是查询传送。
2.方式1
方式1是一种选通I/O方式,A口和B口仍作为两个独立的8位I/O数据通道,可单独连接外设,通过编程分别设置它们为输入或输出。
而C口则要有6位(分成两个3位)分别作为A口和B口的应答联络线,其余2位仍可工作在方式0,可通过编程设置为输入或输出。
(1)方式1的输入组态和应答信号的功能
图7-5给出了8255A的A口和B口方式1的输入组态。
图7-5方式1输入组态
C口的PC3-PC5用作A口的应答联络线,
PC0-PC2则作用B口的应答联络线,
余下的PC6~PC7则可作为方式0使用。
应答联络线的功能如下:
选通输入。
用来将外设输入的数据打入8255A的输入缓冲器。
IBF:
输入缓冲器满。
作为STB的回答信号,。
INTR:
中断请求信号。
INTR置位的条件是STB为高且IBF为高且INTE为高。
INTE:
中断允许。
对A口来讲,是由PC4置位来实现,对B口来讲,则是由PC0置位来实现。
事先将其置位。
A口 B口
:
PC4PC2
PC5PC1
INTR:
PC3PC0
INTE:
PC4置1PC2置1
(2)方式1的输出组态和应答信号功能
图7-7方式1的输出组态
C口的PC3、PC6、PC7用作A口的应答联络线,
余下的PC4~PC5则可作为方式0使用。
:
输出缓冲器满。
当CPU已将要输出的数据送入8255A时有效,用来通知外设可以从8255A取数。
响应信号。
作为对的响应信号,表示外设已将数据从8255A的输出缓冲器中取走。
INTR:
INTR置位的条件是ACK为高且OBF为高且INTE为高。
INTE:
对A口来讲,由PC6的置位来实现,对B口仍是由PC2的置位来实现。
A口B口
PC6PC2
PC7PC1
PC3PC0
INTE:
PC6置1PC2置1
3.方式2
方式2为双向选通I/O方式,只有A口才有此方式。
这时,C口有5根线用作A口的应答联络信号,其余3根线可用作方式0,也可用作B口方式1的应答联络线。
方式2:
就是方式1的输入与输出方式的组合,各应答信号的功能也相同。
而C口余下的PC0~PC2正好可以充当B口方式1的应答线,若B口不用或工作于方式0,则这三条线也可工作于方式0。
(1)方式2的组态
PC4
PC5
PC6
PC7
PC3
(2)方式2的应用场合
方式2是一种双向工作方式,如果一个并行外部设备既可以作为输入设备,又可以作为输出设备,并且输入输出动作不会同时进行。
(3)方式2和其它方式的组合 (见书中183页)
①方式2和方式0输入的组合:
控制字:
11XXX01T
方式2和方式0输出的组合:
控制字:
11XXX00T
方式2和方式1输入的组合:
11XXX11X
方式2和方式1输出的组合:
11XXX10X
其中X表示与其取值无关,而T表示视情况可取1或0。
五.8255A的编程及应用
1.8255A的编程
对8255A的编程涉及到两个内容:
⑴写控制字设置工作方式等信息,
⑵使C口的指定位置位/复位的功能。
注:
均写入控制端口
(1)控制字格式
控制字要写入8255A的控制口,写入控制字之后,8255A才能按指定的工作方式工作。
8255A的控制字格式与各位的功能如图7-11所示。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
=1控制字标志C口低4位
A组工作方式1--输入
00--方式0A口控制0--输出
01--方式11--输入B口控制
1x--方式20--输出1--输入
C口高4位控制B组工作方式0--输出
1--输入0--方式0
0--输出1--方式1
图7-118255A的控制字格式
例1某系统要求使用8255A的A口方式0输入,B口方式0输出,C口高4位方式0输出,C口低4位方式0输入。
则控制字为:
10010001即91H
初始化程序为:
MOVAL,91H
OUTCTRL_PORT,AL
(2)C口的置位/复位功能
只有C口才有,它是通过向控制口写入按指定位置位/复位的控制字来实现的。
C口的这个功能可用于设置方式1的中断允许,可以设置外设的启/停等。
按位置位/复位的控制字格式如图7-12所示。
=0控制字标志1--置位
无意义置位/复位引脚编码0--复位
000--PC0
001--PC1
...
111--PC7
图7-12位置位/复位控制字格式
例如在书中例2,A口方式2要求发两个中断允许,即PC4和PC6均需置位。
B口方式1要求使PC2置位来开放中断。
初始化程序可补充完整如下。
MOVAL,0C4H
OUTCTRL_PORT,
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