微型計算機接口技術(shù)：第4講 串并行通信和接口技術(shù)

1、第4講 串并行通信和接口技術(shù)1 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院教學(xué)建議，本章重點8251A的功能結(jié)構(gòu)；8251A的工作原理；8251A約定的初始化流程；8251A的編程方法；8255A的結(jié)構(gòu)；8255A的兩類控制字；8255A的工作方式；8255A的編程方法。2 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.1 串行接口和串行通信6.1.1串行通信涉及的幾個問題串行通信：數(shù)據(jù)按一定的格式逐位傳送，每一位占據(jù)一個規(guī)定的時間間隔(長度) 。 1、全雙工、半雙工和單工單工：僅能進行一個方向的傳送。半雙工：能交替地進行雙向數(shù)據(jù)的傳送。全雙工：能在兩個方向上同時進行數(shù)據(jù)的傳送。2、同步方式和異步方式：按照時鐘對通信過程的定時方式分

2、類3 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.1.1串行通信涉及的幾個問題同步方式：收發(fā)雙方采用同一個時鐘來定時，按數(shù)據(jù)塊來傳輸，每組數(shù)據(jù)（信息幀）的開始加上同步字符。同步傳輸不允許字符之間有間隙異步傳輸：收發(fā)雙方不用采用統(tǒng)一的時鐘來定時。兩個字符之間可有任意間隔。每個字符的前后都要有若干位作為分隔位進行識別。異步通信的信息幀只含有一個字符。SYNC SYNC 數(shù)據(jù) . 數(shù)據(jù)4 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院3、串行通信的傳輸率 所謂傳輸率就是每秒 鐘所傳送的數(shù)據(jù)的位數(shù)，也常稱為“波特率”。 在串行通信中，所說的傳輸速率是指波特率，而不是指字符速率，它們兩者的關(guān)系是： 假如在異步串行通信中，傳送一個字符，包括12位

3、（其中有一個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個奇偶校驗位,2個停止位），其傳輸速率是1200b/s=1200Bd，每秒所能傳送的字符數(shù)是1200/(1+8+1+2)=100個。接收方的接收波特率必須與發(fā)送方的發(fā)送波特率相同。 5 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 波特率因子在波特率指定后，輸入移位寄存器/輸出移位寄存器在接收時鐘/發(fā)送時鐘控制下，按指定的波特率速度進行移位。一般幾個時鐘脈沖移位一次。要求：接收時鐘/發(fā)送時鐘是波特率的16、32或64倍。波特率因子就是發(fā)送接收1個數(shù)據(jù)（1個數(shù)據(jù)位）所需要的時鐘脈沖個數(shù)，其單位是個位。如波特率因子為16，則16個時鐘脈沖移位1次。 例：波特率=9600bps，波特率因

4、子=32，則 接收時鐘和發(fā)送時鐘頻率=960032=297200Hz。3、串行通信的傳輸率6 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 串行接口芯片 計算機按并行方式傳送數(shù)據(jù)，當(dāng)采用串行方式與外部通信時，需要進行并/串的轉(zhuǎn)換，需要一些握手聯(lián)絡(luò)信號，確保發(fā)送方和接收方同步。同時還要監(jiān)測傳送過程中可能出現(xiàn)的一些錯誤，需要專門的可編程串行通信接口芯片來實現(xiàn)這些功能。 常用的通用串行接口芯片分為僅用于異步通信的接口芯片UART和即可工作與異步方式也可工作與同步方式的USART，8251A。 3、串行通信的傳輸率7 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院可編程串行接口的典型結(jié)構(gòu)6.1.2 串行接口8 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 串行接口部件

5、4個主要寄存器 控制寄存器 狀態(tài)寄存器 數(shù)據(jù)輸入寄存器 數(shù)據(jù)輸出寄存器 只需兩個端口地址6.1.2 串行接口9 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2 可編程串行通信接口芯片8251A6.2.1 8251A的基本功能 8251A是Intel公司生產(chǎn)的一種通用同步/異步數(shù)據(jù)收發(fā)器 能編程工作于全雙工方式，支持同步傳輸和異步傳輸方式 同步傳送：每個字符數(shù)據(jù)位為58位，可選擇內(nèi)同步和外同步字符，自動插入同步字符。數(shù)據(jù)傳輸速率為064kbps 異步傳送：每個字符數(shù)據(jù)位為58位，時鐘速率為通訊波特率的1、16或64倍。可產(chǎn)生1、1或2位停止位，可檢查假啟動位，并能自動產(chǎn)生、監(jiān)測和處理中止符。數(shù)據(jù)傳輸速率為019.

6、2kbps 具有奇偶、溢出和幀錯誤等檢測電路。 10 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.2 8251A的基本工作原理1、8251A的功能結(jié)構(gòu)11 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 8251A由接收緩沖器、接收控制電路、發(fā)送緩沖器，發(fā)送控制電路、數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫控制邏輯電路和調(diào)制解調(diào)/控制電路7個模塊組成。 接收緩沖器和接收控制電路 接收緩沖器從RXD引腳接收串行數(shù)據(jù)，并將他們送入移位寄存器，待接收到一個字符數(shù)據(jù)后，通過串/并變換電路轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。 接收控制電路配合接收緩沖器工作，管理有關(guān)結(jié)束的所有功能。見P2031、8251A的功能結(jié)構(gòu)12 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 發(fā)送緩沖器和發(fā)送控制電路 發(fā)送緩沖

7、器把來自CPU的并行數(shù)據(jù)加上相應(yīng)的控制信息，送入移位寄存器將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)經(jīng)TxD引腳串行發(fā)送出去發(fā)送控制電路和發(fā)送緩沖器配合工作，它控制和管理所有與串行發(fā)送有關(guān)的功能。見P203 數(shù)據(jù)總線緩沖器 將8251A數(shù)據(jù)總線與系統(tǒng)總線相連，是8251A與CPU交換信息的必由之路（數(shù)據(jù)、控制字、命令字和狀態(tài)信息）。 數(shù)據(jù)總線緩沖器其實包括數(shù)據(jù)輸入緩沖器、數(shù)據(jù)輸出緩沖器、控制寄存器和命令寄存器。1、8251A的功能結(jié)構(gòu)13 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 讀/寫控制邏輯電路用來配合數(shù)據(jù)總線緩沖器工作 接收WR，將來自數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)和控制字寫入8251A接收RD，將數(shù)據(jù)和狀態(tài)字從8251A送往數(shù)據(jù)總線接收

8、控制/數(shù)據(jù)信號C/D，與讀/寫信號配合通知8251A讀/寫數(shù)據(jù)/控制字、狀態(tài)字接收CLK，完成8251A的內(nèi)部定時接收RESET，使8251A處于空閑狀態(tài) 調(diào)制/解調(diào)控制電路用來實現(xiàn)8251A和調(diào)制解調(diào)器的連接，提供一組握手信號1、8251A的功能結(jié)構(gòu)14 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院異步接收方式異步發(fā)送方式2、8251A的發(fā)送與接收15 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院同步接收方式同步發(fā)送方式2、8251A的發(fā)送與接收16 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院8251A的引腳6.2.3 8251A的對外信號17 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院8251A與CPU及外設(shè)的連接關(guān)系：包括和CPU之間及和外設(shè)之間的信號6.2.3 825

9、1A的對外信號18 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1、8251A和CPU之間的連接信號片選信號CS，低電平有效時，是CPU的一部分地址信號譯碼后得到，啟用8251A工作數(shù)據(jù)信號D0D7與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連讀/寫信號C/D、RD、WR的編碼和對應(yīng)的操作6.2.3 8251A的對外信號19 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號TxRDY：發(fā)送器準(zhǔn)備好，輸出，高電平有效。用來告訴CPU，8251A以準(zhǔn)備好發(fā)送字符，即TxRDY有效，表示發(fā)送緩沖器已準(zhǔn)備好從CPU接收數(shù)據(jù)。TxRDY可作為中斷申請信號或 聯(lián)絡(luò)信號供CPU查尋。查詢到TxRDY有效，可用OUT指令輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU向8251輸出一個數(shù)據(jù)后，TxR

10、DY被清為低。TxE：發(fā)送器空，輸出，高電平，用來表示8251發(fā)送器中并行到串行轉(zhuǎn)換器空，指示一個發(fā)送動作的完成。當(dāng)8251從CPU得到一個字符時TxE = L。6.2.3 8251A的對外信號20 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號RxRDY：接收器數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，輸出，高電平有效。用來表示8251已從外設(shè)或MODEM接收到一個字符，正在等待CPU取走。 RxRDY可作為中斷申請信號或 聯(lián)絡(luò)信號供CPU查尋。查詢到RxRDY，由IN指令讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU從8251輸入緩沖器讀取一個字符后，RxRDY 變?yōu)榈?。SYNDET：同步檢測信號只用于同步方式，輸入/輸出，輸出：當(dāng)8251工作在內(nèi)同步時，作

11、為輸出。當(dāng)8251檢測到同步字符時，SYNDET=H，表示 8251已達到了同步。雙同步時，在第2個字符的最后1位被檢測到后，SYNDET=H。輸入：8251工作在外同步時，作為輸入。當(dāng)SYNDET有正跳變時，8251在RxC的下一個下降沿，開始裝配字符。6.2.3 8251A的對外信號21 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院2、8251A和外設(shè)之間的連接信號 數(shù)據(jù)信號TxD： 用來發(fā)送數(shù)據(jù)，輸出并轉(zhuǎn)串。RxD： 用來接收數(shù)據(jù)，接收串行數(shù)據(jù)。 和外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號DTR：數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好信號。由8251送往MODEM。CPU通過控制字第1位=1，使DTR=L，通知外設(shè)CPU當(dāng)前已準(zhǔn)備就緒。 DSR：數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備

12、好信號。是MODEM送往8251。表示當(dāng)前外設(shè)已準(zhǔn)備好。當(dāng)DSR=L時，使8251的狀態(tài)寄存器的第7位置1。 RTS：請求發(fā)送信號。是MODEM送往外設(shè)的。CPU通過編程置控制字的第5位=1，使RTS=L，表示CPU已準(zhǔn)備好發(fā)送。 CTS：清除請求發(fā)送信號。是由MODEM送往8251。只有CTS=L，則TxRDY=H，8251才能發(fā)送數(shù)據(jù)。6.2.3 8251A的對外信號22 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院2、8251A和CPU外設(shè)的連接信號 時鐘信號TxC：發(fā)送時鐘、由外部輸入。決定發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，同步方式等于發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率，異步方式等于發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率1、16、64倍。RxC：接收時鐘、由外部輸

13、入。決定接收數(shù)據(jù)的速率，同步方式等于接收數(shù)據(jù)的波特率，異步方式等于接收數(shù)據(jù)的波特率1、16、64倍。CLK：要求在同步方式下大于接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率的30倍，在異步方式下大于接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率的4.5倍6.2.3 8251A的對外信號23 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.4 8251A的編程1、8251A的初始化 8251A需要連續(xù)的兩個端口地址，偶地址對應(yīng)數(shù)據(jù)寄存器，奇地址對應(yīng)狀態(tài)寄存器、模式寄存器、控制寄存器和同步字符寄存器 設(shè)計8251A芯片時，作出的約定 復(fù)位后，第一次寫入的值作為模式字 如為同步模式，則接著同步字符 此后不管是同步模式還是異步模式，奇地址端口寫入的值作為控

14、制字，偶地址端口寫入的值為數(shù)據(jù)24 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.4 8251A的編程8251A的初始化流程圖25 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.4 8251A的編程2、模式寄存器的格式8251A模式寄存器的格式異步模式；同步模式D1D0=00時，為同步方式其余為異步方式，D1D0的三種不同取值用來確定波特率系數(shù)，即就是TxC和RxC信號與波特率之間的系數(shù)收發(fā)時鐘頻率=收發(fā)波特率X波特率系數(shù)例 TxC=19200，系數(shù)16，收發(fā)波特率=120026 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.4 8251A的編程3、控制寄存器的格式27 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.4 8251A的編程4、狀態(tài)寄存器的格式

15、 28 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院8251A和調(diào)制解調(diào)器連接的例子6.2.5 8251A編程舉例圖6.11 8251A和調(diào)制解調(diào)器的連接(a) 異步模式；(b) 同步模式29 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1、異步方式初始化程序 MOV AL，0FAHOUT 42H，ALMOVAL，37HOUT42H，AL6.2.5 8251A編程舉例30 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院2、同步方式初始化程序 MOVAL，38HOUT42H，ALMOVAL，16HOUT42H，ALOUT42H，ALMOVAL，97HOUT 42H，AL 6.2.5 8251A編程舉例31 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院3、利用狀態(tài)字進行編程的舉例MOV

16、 AL,0FAHOUT 42H,ALMOVAL,35HOUT 42H,ALMOV DI,0MOV CX,80BEGIN:IN AL,42HTESTAL,02HJZBEGININ AL,40HMOVDX,OFFSET BUFFERMOVDX+DI,ALINCDIINAL,42HTESTAL,38HJNZERRORLOOPBEGINJMPEXITERROR:CALLERR_OUTEXIT: -6.2.5 8251A編程舉例32 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.6 8251A的使用舉例圖6.12 用8251A作為CRT接口的實際例子33 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.6 8251A的使用實例8251初

17、始化程序INIT: XOR AX，AX MOV CX，0003MOV DX，00DAHOUT1： CALL KKKLOOP OUT1 MOV AL，40H CALL KKK MOV AL，4EH CALL KKK MOV AL，27H CALL KKK KKK： OUT DX，AL PUSH CXMOV CX，0002 ABC： LOOP ABC POP CX RET 34 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.2.6 8251A的使用實例往CRT輸出一個字符的例子CHAROUT：MOVDX，0DAHSTATE： INAL，DXTESTAL，01JZ STATEMOVDX，0D8HPOPAXOUTDX，A

18、L 35 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.3 并行通信和并行接口并行通信用若干條線同時進行傳輸，用于數(shù)據(jù)傳輸率高和距離短的場合。并行接口：包括輸入、輸出和雙向 圖6.13 并行接口連接外設(shè)的示意圖36 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.4 可編程并行通信接口8255A 8255A是一種通用的可編程并行I/O接口芯片，由3個8位數(shù)據(jù)端口：端口A、端口B和端口C（C口被分成C口上半部分和下半部分）組成；具有3種工作方式：方式0、方式1和方式2。37 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)38 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1、數(shù)據(jù)端口A、B、C6.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255有3個8位數(shù)據(jù)端口：

19、端口A、端口B和端口C，每個端口都可用軟件組成各自的功能(輸入/輸出) 端口A：一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器 一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器 端口B：一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器 端口C：一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器 端口C可以通過設(shè)定工作方式而分成兩個4位的端口，一個4位輸入緩沖器和一個4位輸出鎖存緩沖器，它們一起與端口A和端口B一起用于輸出控制信號和輸入狀態(tài)信號。39 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院2、A組和B組控制邏輯6.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)A組和B組中的每個控制部件都從讀寫控制邏輯接收命令，從內(nèi)部數(shù)據(jù)總線接收控制字，以此決定兩組

20、端口的工作方式。 A組控制部件-端口A和端口C的高四位。 B組控制部件-端口B和端口C的低四位。40 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院3、讀/寫控制邏輯電路 負(fù)責(zé)管理8255A的所有內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)信息、控制字或狀態(tài)字的傳送過程。它接收來自CPU地址總線及控制總線的輸入信號，然后向A組和B組的控制部件發(fā)送控制命令。 CS：片選 RD：CPU從8255讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。 WR：允許CPU把數(shù)據(jù)或控制命令寫入8255。 A1、A0：端口選擇信號，3個數(shù)據(jù)端口A、B、C和控制字寄存器端口。 RESET：復(fù)位信號，有效時所有內(nèi)部寄存器都被清除，并將三個端口均被置成輸入方式。6.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)41

21、北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院讀/寫控制邏輯6.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)42 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院4、數(shù)據(jù)總線緩沖器 雙向三態(tài)8位數(shù)據(jù)緩沖器。與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。其作用是通過它與CPU進行數(shù)據(jù)交換及向8255發(fā)送控制字及命令。6.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)43 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.4.2 8255A的芯片和引腳信號12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221PA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC0PC1PC2PC3PB0PB1PB28255APA4PA5P

22、A6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB7PB6PB5PB4PB38255A的引腳見右圖 和外設(shè)一邊相連的 PA7PA0 PB7PB0 PC7PC0 和CPU一邊相連的 D7D0，RESET CS，RD，WR A1、A044 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.4.3 8255A的控制字 8255A有兩類控制字。一類用于定義個端口的工作方式，稱為方式選擇控制字，一類用于對C端口的任一位進行置位或復(fù)位操作，稱為置位復(fù)位控制字，8255A編程者兩種控制字都被寫入控制字寄存器中。45 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1、方式選擇控制字8255A有三種工作方式：系統(tǒng)復(fù)位時，所有數(shù)據(jù)端口都被置成輸

23、入方式。方式0-基本輸入/輸出方式；方式1-選通輸入/輸出方式；方式2-雙向輸入/輸出方式 端口A可工作任何一種方式，端口B可工作與方式0和方式1，端口C配合端口A和端口B工作，提供控制信號和狀態(tài)信號?？煞謩e工作于輸入和輸出方式46 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院方式控制字舉例：J1的方式控制字為83H，J2 的方式控制字為94H圖6.16 兩片8255A在微機系統(tǒng)中的連接47 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院方式選擇控制字為83H的含義。圖6.17 J1的方式控制字48 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院圖6.18 J2的方式控制字方式選擇控制字為94H的含義。49 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院為J1、J2兩片8255A設(shè)置控

24、制字MOV AL，83HMOV DX，00E6HOUT DX，AL；對第1片8255A設(shè)置方式選擇控制字MOV AL，94HMOV DX，00EEHOUT DX，AL；對第2片8255A設(shè)置方式選擇控制字50 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院2、端口C的置/復(fù)位控制字：端口C常用作控制或應(yīng)答信號，通過此命令字可使端口C的任意一個引腳的輸出單獨置1或置051 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院端口C置1/置0的例子MOVAL，0FH；對PC7置1的控制字MOVDX，00EEH；控制口地址送DXOUTDX，AL；對PC7進行置1操作MOVAL，06H；對PC3置0的控制字OUTDX，AL；對PC3進行置0操作52 北京

25、工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院例1：在8086系統(tǒng)中，8255A的端口A的地址為0500H，試編寫初始化程序，將A組置成方式1且端口A作為輸入端口，PC6和PC7作為輸出，B組置成方式1且端口B作為輸入端口。MOV DX，0506HMOV AL，10110110BOUT DX，AL53 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院例2：在8086系統(tǒng)中，要求在8255A的PC7上產(chǎn)生一個窄的正脈沖，8255的控制端口地址為0826H，試寫出程序段。MOV DX，0826HMOV AL，00001110BOUT DX，ALMOV AL， 00001111B OUT DX，ALMOV AL， 00001110BOUT DX，AL5

26、4 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院例3：在8086系統(tǒng)中，要求在8255的PC3上產(chǎn)生一個正跳變，8255的控制端口地址為00EEH，試寫出程序段。方法1：利用對C端口的 置/復(fù)位命令MOV DX，0EEHMOV AL，06HOUT DX，ALMOV AL，07HOUT DX，AL方法2：直接在端口C輸出數(shù)據(jù)MOV AL，80HOUT 0EEH，ALMOV AL，00HOUT 0ECH，ALMOV AL，08HOUT 0ECH，AL55 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院6.4.4 8255A的工作方式方式0-基本輸入/輸出方式方式1-選通輸入/輸出方式方式2-雙向輸入/輸出方式56 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1、

27、方式0-基本輸入/輸出方式方式0的工作特點：任何一個端口可作為輸入口，也可作為輸出口，各端口之間沒有規(guī)定的必然關(guān)系。各個端口的輸入或輸出，可有16種不同的組合，可適用于多種場合。方式0的輸入/輸出時序：方式0的輸入時序，見圖6-2057 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1、 方式0-基本輸入/輸出方式方式0的輸出時序 58 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1、 方式0-基本輸入/輸出方式方式0 的使用場合：同步傳輸，簡單I/O，不需要了解外設(shè)情況。查詢式傳輸，使用端口C的某些位作為傳輸控制，用端口A或端口B及端口C的其它位進行數(shù)據(jù)傳送。59 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院2、方式1-選通輸入/輸出方式方式1，A口和B口作

28、為數(shù)據(jù)口，均可工作為輸入或輸出方式，但必須在選通信號和應(yīng)答信號的控制下才能完成I/O操作，端口C的自動提供這些信號，與端口C的若干位有著固定的對應(yīng)關(guān)系。方式1的特點：端口A和端口B可分別工作在方式1，可作為輸入或輸出若端口A和端口B有一個工作在方式1，端口C就有3位被規(guī)定配合方式1工作的信號，其他可任意設(shè)置若端口A和端口B都工作在方式1，端口C就有6位被規(guī)定配合方式1工作的信號，其他2位可任意設(shè)置方式1輸入情況下有關(guān)信號的規(guī)定和輸入時序A口和B口都工作于選通輸入方式，則它們的選通信號和應(yīng)答信號和控制字60 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院A口和B口都工作于選通輸入方式A、B口作為輸入口，端口C的PC4，

29、PC5，PC3用作端口A的狀態(tài)線和控制線， PC2，PC1 ，PC0用作端口B的狀態(tài)線和控制線， PC6和PC7由方式選擇控制字中的D3來定義輸入輸出STB：選通信號輸入端，它由外設(shè)送往8255A，該信號時，8255A接收外設(shè)的8位數(shù)據(jù)，存入輸入緩沖器中，PC4作為A口，PC2作為B口；IBF：輸入緩沖區(qū)滿，高電平有效， 8255 A送給外設(shè)的狀態(tài)信號，即8255A不能再接收別的數(shù)據(jù)， PC5作為A口，PC1作為B口。IBF由STB信號所置位，而由讀信號的后沿將其復(fù)位。INTE：中斷允許信號（內(nèi)部信號），沒有外部引腳，只有軟件才能使他們置位和復(fù)位，INTEA由PC4控制， INTEB由PC2控

30、制，置位允許中斷，復(fù)位禁止中斷8255A可從PC3和PC0上發(fā)出INTR信號，向CPU發(fā)中斷請求信號。但是，是否允許中斷，取決于INTE。方式1輸入情況下有關(guān)信號的規(guī)定和輸入時序61 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院選通輸入方式端口對應(yīng)的控制信號 62 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院方式1的輸入時序63 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院A口和B口都工作于選通輸出方式A、B口都作為輸出口，端口C的PC3，PC6，PC7用作端口A的聯(lián)絡(luò)控制線，端口C的PC0，PC1，PC2用作端口B的聯(lián)絡(luò)控制線， PC4和PC5由方式選擇控制字中的D3來定義輸入輸出OBF：輸出緩沖器滿信號，8255A送給外設(shè)， OBF有效時通知外設(shè)將數(shù)據(jù)取

31、走， PC7作為A口，PC1作為B口；ACK：外設(shè)的回答信號，表示數(shù)據(jù)已被外設(shè)取走， PC6作為A口，PC2作為B口。OBF由WR的上升沿置成低電平，ACK將其恢復(fù)成高電平。INTE：中斷允許信號（內(nèi)部信號），沒有外部引腳，只有軟件才能使他們置位和復(fù)位，INTEA由PC6控制， INTEB由PC2控制，置位允許中斷，復(fù)位禁止中斷8255A可從PC3和PC0上發(fā)出INTR信號，向CPU發(fā)中斷請求信號。但是，是否允許中斷，取決于INTE。方式1輸出情況下有關(guān)信號的規(guī)定和輸入時序64 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院選通輸出方式端口對應(yīng)的控制信號 65 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院方式1的輸出時序66 北京工業(yè)大學(xué)

32、計算機學(xué)院外設(shè)能為8255A提供選通信號或接收應(yīng)答信號方式1的使用場合67 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院8255A端口的狀態(tài)字：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0I/O I/O IBFA INTE A INTRA INTEB IBFB INTRBD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0OBFA INTEA I/O I/O INTRA INTEB OBFB INTRB方式1輸入狀態(tài)字方式1輸出狀態(tài)字其中：D7D3為A口狀態(tài)字，D2D0為B口狀態(tài)字其中：D7D3為A口狀態(tài)字，D2D0為B口狀態(tài)字68 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院方式1-選通單向輸入/輸出方式的特點 (1)方式1是一種選通輸入

33、/輸出方式，因此，需設(shè)置專用的聯(lián)絡(luò)信號線或應(yīng)答信號線，以便對I/O設(shè)備和CPU兩側(cè)進行聯(lián)絡(luò)。這種方式通常用于查詢（條件）傳送或中斷傳送。數(shù)據(jù)的輸入輸出都有鎖存能力。 (2)PA和PB為數(shù)據(jù)口，而PC口的大部分引腳分配作專用（固定）的聯(lián)絡(luò)信號用，對已經(jīng)分配做聯(lián)絡(luò)信號的C口引腳，用戶不能再指定做其它用途。 (3)各聯(lián)絡(luò)信號之間有固定的時序關(guān)系，傳送數(shù)據(jù)時，要嚴(yán)格按照時序進行。 (4)輸入/輸出操作過程中，產(chǎn)生固定的狀態(tài)字，這些狀態(tài)信息可作為查詢或中斷請求之用。狀態(tài)字從PC口讀取。 (5)單向傳送。一次初始化只能設(shè)置在一個方向上傳送，不能同時作兩個方向的傳送。 69 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院3、方式2

34、 方式2的工作特點只有A口可工作于方式2，A口可作為雙向數(shù)據(jù)口，即可輸入也可輸出數(shù)據(jù)，半雙工方式。端口C的5位（PC3PC7）作為A口的控制信號和狀態(tài)信號由于輸入或輸出操作引起的中斷請求信號都由同一引腳輸出，因此CPU響應(yīng)中斷時，必須查詢OBF和IBF狀態(tài)，才能確定是輸入過程還是輸出過程引起的中斷。70 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院方式2的控制信號和狀態(tài)信號71 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 INTRA：8255完成向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，輸入完成或輸出完成時，均可向CPU發(fā)中斷。 STBA：外設(shè)送給8255的選通信號，8255使用該信號把外設(shè)的數(shù)據(jù)存入輸入鎖存器中。 IBFA；當(dāng)8255輸入鎖存器有數(shù)據(jù)時，IB

35、FA有效，輸入緩沖區(qū)滿。 OBFA：當(dāng)8255輸出緩沖器內(nèi)有數(shù)據(jù)時，通知外設(shè)來取數(shù)據(jù)。 ACKA：當(dāng)外設(shè)收到OBFA后，外設(shè)向8255發(fā)出ACKA信號，該信號開啟8255端口A的輸出緩沖器，從而把數(shù)據(jù)送給外設(shè)。 INTE1、INTE2：內(nèi)部信號（標(biāo)志），輸入或輸出完成時，8255均可PC3從上發(fā)出INTRA信號。但是，輸入完成時 是否允許中斷，取決于INTE2（PC4）；輸出完成時，是否允許中斷，取決于INTE1（PC6）。方式2的控制信號和狀態(tài)信號72 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 方式2的時序基本上也是在方式1下輸入時序和輸出時序的組合。輸入/輸出的先后順序是任意的，根據(jù)實際傳送數(shù)據(jù)的需要選定。

36、 方式2的時序73 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 (1)當(dāng)OBFA為高電平（輸出緩沖區(qū)空。有效的OBFA為低電平，表示輸出緩沖區(qū)滿）。且INTE1=1時，8255向CPU發(fā)出中斷請求（PC3上INTRA）。 (2)CPU可以響應(yīng)INTR中斷，向8255輸出數(shù)據(jù)，CPU也可查詢OBFA狀態(tài)，當(dāng)OBFA=1時，向8255發(fā)送數(shù)據(jù)。 1)8255收到數(shù)據(jù)后，使OBFA有效，一方面撤消中斷請求INTRA，消除OBFA狀態(tài)，另方面，OBFA信號通知外設(shè)來取數(shù)據(jù)。 2)外設(shè)收到OBFA信號后，發(fā)出ACKA，該信號使PA7-0的輸出緩沖器開啟，8255送出數(shù)據(jù)，外設(shè)獲得數(shù)據(jù)方式2-輸出過程 方式2的時序74 北京

37、工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 (1)當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，它把數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)線PA7-0上，同時發(fā)出選通信號STBA。 (2)8255收到STBA后，將PA7-0線上的數(shù)據(jù)送入輸入緩沖器，然后，一方面向CPU發(fā)出IBFA信號，另一方面，如果INTE2=1，在PC3上發(fā)出INTRA信號。 (3)CPU可以查詢IBFA信號或用中斷方式讀取數(shù)據(jù)，讀信號RD將清除IBFA和NTRA。 方式2-輸入過程 方式2的時序75 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 8255A端口的狀態(tài)字：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0方式2 狀態(tài)字 其中：D7D3為A組狀態(tài)字，D2D0為B組所用，當(dāng)B口工作于方式1時，這幾位作B口狀態(tài)字，

38、B口工作于方式0時，這幾位作輸入輸出用。OBFA INTE1 IBFA INTE2 INTRA X X X76 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 INTRA：8255完成向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，輸入完成或輸出完成時，均可向CPU發(fā)中斷。 STBA：外設(shè)送給8255的選通信號，8255使用該信號把外設(shè)的數(shù)據(jù)存入輸入鎖存器中。 IBFA；當(dāng)8255輸入鎖存器有數(shù)據(jù)時，IBFA有效，輸入緩沖區(qū)滿。 OBFA：當(dāng)8255輸出緩沖器內(nèi)有數(shù)據(jù)時，通知外設(shè)來取數(shù)據(jù)。 ACKA：當(dāng)外設(shè)收到OBFA后，外設(shè)向8255發(fā)出ACKA信號，該信號開啟8255端口A的輸出緩沖器，從而把數(shù)據(jù)送給外設(shè)。 INTE1、INTE2：內(nèi)部信號（標(biāo)志），輸入或輸出完成時，8255均可PC3從上發(fā)出INTRA信號。但是，輸入完成時 是否允許中斷，取決于INTE2（PC4）；輸出完成時，是否允許中斷，取決于INTE1（PC6）。方式2的使用場合77