可編程并行接口芯片8255A

主要內(nèi)容一、可編程通用接口芯片的應(yīng)用方法二、可編程并行接口芯片8255A三、可編程定時/計數(shù)接口芯片8253四、可編程中斷控制器8259A五、可編程串行接口芯片8250六、可編程DMA控制芯片可編程接口芯片的開發(fā)應(yīng)用了解芯片的基本性能（功能）和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；掌握芯片的外部連接特性，以進(jìn)行硬件設(shè)計。一般將引腳分為面向CPU和面向外設(shè)的兩部分。注意端口地址的確定方法（面向CPU一邊）；掌握芯片各控制字的含義和設(shè)置方法，能根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求確定各控制字值；CPU在初始化程序中按要求發(fā)送各控制字到相應(yīng)端口 （寄存器）以確定芯片的工作方式和狀態(tài)；CPU在工作過程中可以通過讀狀態(tài)端口檢查接口芯片的工作狀態(tài)，并可重新設(shè)置和發(fā)送某些控制字值，以改變芯片的工作方式；01010110可編程：不改變硬件的連接，而通過程序設(shè)置數(shù)據(jù)的傳輸方向，接口線的連接和傳輸控制方向等可編程并行接口Intel8255初始化時用戶只需確定端口地址及控制字，并通過送出控制字確定8255A各端口的工作方式；數(shù)據(jù)傳送過程中，用戶通過讀/寫端口A、B、C實現(xiàn)數(shù)據(jù)收/發(fā)。注意C口的位操作方式是通過寫控制字來實現(xiàn)的?？删幊滩⑿薪涌贗ntel8255無條件和查詢式、中斷控制式數(shù)據(jù)傳送，其具體的工作方式由用戶程序確定。

8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本功能

8255的外接特性及端口地址8255的三種工作方式及控制字8255的程控技術(shù)8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本功能讀/寫邏輯控制A組控制B組控制A8bitPA7~PA0C上半部4bitC下半部4bitPC7~PC4PC3~PC0B8bitPB7~PB0CPU接口內(nèi)部邏輯外設(shè)接口三個獨立的8位數(shù)據(jù)端口；C口的其它用法：用作兩個獨立的4位數(shù)據(jù)端口；用作狀態(tài)或控制口，按位置位或復(fù)位；為A、B口提供所需的各種聯(lián)絡(luò)信號；具有三種工作方式；數(shù)據(jù)總線緩沖器D7~D0RESETRDWRCSA0A18位機系統(tǒng)中，8255的A1、A0分別接系統(tǒng)地址總線A1、A0；8086等16位機中，可將8255與8086CPU的低8位數(shù)據(jù)線相連，8255的A1、A0分別接系統(tǒng)地址總線A2、A1,A0=0。8255的外部特性及端口地址的確定PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7

D0D1D2D3D4D5D6D734433332231130402939283827371819920821622523362435251415161713261211108255A面向CPU面向外設(shè)操

作CSA0A100011011讀/寫端口A讀/寫端口B讀/寫端口C寫控制寄存器數(shù)據(jù)總線三態(tài)1XX0000A0A1/CS/RD/WRRSTVCCGND1.外設(shè)數(shù)據(jù)端口端口A：PA0~PA7A組，支持工作方式0、1、2端口B：PB0~PB7B組，支持工作方式0、1端口C：PC0~PC7僅支持工作方式0A組控制高4位PC4～PC7B組控制低4位PC0～PC38255的外部特性及端口地址的確定8255的工作方式控制字1D7D6D5D4D3D2D1D00輸出1輸入PC3~PC0B口0

輸出1輸入0方式01方式1B口工作方式PC7~PC40輸出1輸入A口0輸出1輸入特征位，D7=1表示是方式控制字A口工作方式00方式001方式11x方式2A口方式0輸出，B口方式0輸入，C上輸出，C下輸入，試寫控制字0D7D6D5D4D3D2D1D00復(fù)位1置位設(shè)置內(nèi)容特征位，D7=0表示是C口按位置位/復(fù)位控制字無意義選擇操作位8255的C口置/復(fù)位控制字D3D2D1C端口位000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7設(shè)8255A端口地址為60h~63h，PC5初始為低電平，試將從PC4輸出一個正脈沖數(shù)據(jù)傳輸特點1.最多可提供三個8位端口或兩個8位端口＋兩個4位端口2.所有端口均為單向傳輸（即只能做輸入或輸出）3.可實現(xiàn)無條件或自定義聯(lián)絡(luò)信號（C口）的查詢傳送CPU8255打印機并行接口(2~9)(1)(11)(16)PA0~7PC7PC2地D0~7STBBUSY地DB工作方式0－基本輸入輸出工作方式1－選通輸入輸出PA7~PA0PC4PC5PC3INTEA與門IBFASTBAINTRARDD7~D0A口方式1輸入時相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號B口方式1輸入時相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號IBFBSTBBINTRBPB7~PB0PC2PC1PC0INTEB與門RDD7~D0一、輸入接口信號的定義PC4PC2PB7~PB0PA7~PA0STBIBFINTRRD外設(shè)送來數(shù)據(jù)②⑥當(dāng)INTE=1時

①⑤③④⑦⑧⑨中斷服務(wù)程序中CPU從A口或B口讀取外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)工作方式1－選通輸入輸出A口方式1輸出時相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號B口方式1輸出時相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號PA7~PA0PC7PC6PC3INTEA與門ACKAOBFAINTRAWRD7~D0PB7~PB0PC1PC2PC0INTEB與門ACKBOBFBINTRBWRD7~D0二、輸出接口信號的定義與時序工作方式1－選通輸入輸出①送往外設(shè)的數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)端口WROBFINTRACK②③當(dāng)INTE=1時

PB7~PB0PA7~PA0中斷服務(wù)程序中CPU向A口或B口寫入輸出給外設(shè)的數(shù)據(jù)②④⑤工作方式1－選通輸入輸出三、數(shù)據(jù)傳輸特點1.最多可提供兩個8位端口2.所有端口均為單向傳輸（即只能做輸入或輸出）3.可實現(xiàn)固定聯(lián)絡(luò)信號（C口）的查詢傳送或中斷傳送，未定義的C口信號線可自行定義使用。CPU8255PA0~7PC7PC6D0~7STBDBPC3ACKOBFINTRPC0工作方式1－選通輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸特點：1.A為雙向端口，B為單向端口，C口組合方式2.可實現(xiàn)固定聯(lián)絡(luò)信號（C口）的查詢傳送或中斷傳送，未定義的C口信號線可自行定義使用。工作方式2－雙向輸入、輸出PA7~PA0PC6PC7ACKAOBFAD7~D0RDWRPC4PC5STBAIBFAINTEA1PC4INTEA2PC6與門PC3INTRA或門與門中斷服務(wù)程序中CPU可通過查詢IBF和OBF信號來確定此次中斷是輸入還是輸出操作8255的編程初始化編程：一個方式控制字采用控制I/O地址：A1A0＝11工作過程：通過數(shù)據(jù)端口對外設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)讀寫利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10IBMPC/XT機上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址為60H、61H、62H和63H例：某8255A占用端口地址范圍0F0~0F3H。1)確定各端口地址。

2)編程設(shè)置8255A:A口方式0輸入，B口方式0輸出，PC7~PC4輸出，PC3~PC0輸入結(jié)論：A口地址0F0H，B口地址0F1H，C口地址0F2H，控制口地址為0F3H；控制字10010001B，即91H

MOVAL,91HOUT0F3H,AL解：A7

A6A5A4

A3

A2

A1

A01

1

1

1

0

0

0

01

11

1

0

0

0

11

1

1

1

0

0

1

01

1

1

1

0

0

1

1A1A0CS地址0F0H

0F1H0F2H

0F3H0

0

0

1

1

01

18255舉例D7D6D5D4D3D2D1D0控制字1特征位00A口方式01A口輸入0PC7~PC4輸出0B口方式00B口輸出1PC3~PC0輸入例：設(shè)8255的A口工作于方式1輸入，B口工作于方式0輸出，若允許A口產(chǎn)生中斷，試編程初始化該8255（其端口地址為60H~63H)。MOVAL,0B0H；1011x00XOUT63H,AL;寫方式控制字MOVAL,09H；0XXX1001OUT63H,AL

;寫置/復(fù)位控制字，置INTEA＝1b7b6b5b4b3b2b1b0

1011x00xb7b6b5b4b3b2b1b0

0xxx1001C口置/復(fù)位控制字工作方式控制字8255舉例例：利用8255的PC6產(chǎn)生方波，經(jīng)濾波和功放后，送到揚聲器以發(fā)出不同頻率的聲音。MOV DX，303H ；8255控制口MOV AL，00001101B ；置PC6=1OUT DX，AL CALL DELAY ；高電平維持時間MOV AL，00001100H ；置PC6=0OUT DX，AL CALL DELAY ；低電平維持時間其中DELAY為延時子程序，改變延時時間，即可改變喇叭發(fā)聲的頻率。8255舉例例：編程實現(xiàn)8255控制的A/D/A接口。8255用作A/D、D/A接口電路，占用的端口地址分別為300H~303H1.初始化8255A方式1，B方式02.啟動AD（PC7）3.查詢IBF（PC5）4.收AD數(shù)據(jù)5.發(fā)數(shù)據(jù)到DAD/A8255舉例通道選用

A端口方式1輸入,用于A/D變換的數(shù)據(jù)輸入接口

B端口方式0輸出,用于D/A變換的數(shù)據(jù)輸出接口

C端口中的位：1、為A端口服務(wù)；2、作控制信號I/O接口的控制方式輸入(A端口)采用查詢方式輸出(B端口)采用無條件程控方式

C端口為位操作方式

PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAPC4與門IBFASTBAINTRARDD7~D0問：A口方式1輸入的聯(lián)絡(luò)信號是什么？8255舉例通道控制8255A對A/D芯片的控制

PC7=H，啟動A/D變換；PC7=L，停止A/D變換

PC4(/STBA)=L，A/D變換后的數(shù)據(jù)送A口鎖存

PC5(IBFA)=H，A口已鎖存A/D變換后的數(shù)據(jù)

注：查詢狀態(tài)信息PC5=H，下一步完成讀A/D數(shù)據(jù)8255A對D/A芯片的控制

B端口工作于方式0輸出,為直接數(shù)據(jù)輸出8255舉例控制字設(shè)置A端口方式1輸入D6D5D4=011B端口方式0輸出D2D1=00C端口PC7

輸出

D3=0寫方式控制字編程

MOVAL，1011000XBMOVDX，303HOUTDX，AL1011000X方式控制字8255舉例啟動/停止A/D轉(zhuǎn)換MOVDX，303HMOVAL，0XXX1110BOUTDX，AL0XXX11110XXX1110MOVDX，303HMOVAL，0XXX1111BOUTDX，AL停止A/D，即清PC7=L完成A/D變換過程編程啟動A/D，即置PC7=H8255舉例A/D轉(zhuǎn)換狀態(tài)查詢及讀結(jié)果查詢PC4，完成A/D變換數(shù)據(jù)讀入A端口

MOVDX,302H；C端口R/W地址為302HAG：INAL,DX；C端口數(shù)據(jù)讀入ALTESTAL,00100000B；測PC5位是否為0JZAG；為0循環(huán)查詢，為1繼續(xù)

MOVDX,300H；A端口R/W地址為300HINAL,DX

；A/D變換數(shù)據(jù)讀入AL8255舉例D/A轉(zhuǎn)換完成B端口D/A變換數(shù)據(jù)輸出編程

；數(shù)據(jù)處理過程略

MOVDX，301H；B端口R/W地址為301HOUTDX，AL；B端口數(shù)據(jù)送D/A變換器8255舉例定時/計數(shù)芯片Intel8253定時/計數(shù)器的作用生產(chǎn)線上統(tǒng)計產(chǎn)品的數(shù)目----計數(shù)器系統(tǒng)的動態(tài)存儲器刷新----定時器系統(tǒng)時鐘計時----定時器揚聲器的頻率源----定時器如何定時軟件定時，優(yōu)點是節(jié)省硬件；缺點是執(zhí)行程序期間CPU一直被占用，降低了CPU效率硬件定時，要用額外的硬件—計數(shù)/定時器，但可提高CPU的利用率初始化：8253沒有復(fù)位端，開機后必須進(jìn)行軟件初始化。另外，在改變計數(shù)器工作方式時也需要對8253進(jìn)行初始化設(shè)置。必須先寫入控制字，再設(shè)置計數(shù)初值。在設(shè)置計數(shù)初值時，要根據(jù)控制字中內(nèi)容確定是只寫高8位，只寫低8位，還是先低后高寫入16位。讀計數(shù)值：CPU應(yīng)先送計數(shù)器鎖存命令，再用輸入指令從輸出鎖存器中獲取計數(shù)值。

讀取計數(shù)值時應(yīng)根據(jù)控制字內(nèi)容確定是只讀高8位，只讀低8位，還是先低后高讀出16位。定時/計數(shù)芯片Intel8253

8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及基本功能

8253的外接特性及端口地址

8253的控制字及工作方式8253的程控技術(shù)定時/計數(shù)功能的實現(xiàn)定時功能和計數(shù)功能均可通過計數(shù)器來實現(xiàn)：若計數(shù)器輸入為標(biāo)準(zhǔn)時鐘脈沖，則通過計數(shù)可得到時間間隔，實現(xiàn)定時功能；若計數(shù)器的輸入為需計數(shù)的信號，則計數(shù)值就是一定時間內(nèi)信號（脈沖）出現(xiàn)的次數(shù)，即實現(xiàn)計數(shù)功能。定時/計數(shù)器控制寄存器狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)緩沖讀/寫控制邏輯計數(shù)初值寄存器當(dāng)前計數(shù)值輸出寄存器計數(shù)器計數(shù)控制數(shù)據(jù)總線RESETREADY中斷申請CLKGATEOUT面向外設(shè)面向CPURDWRCSA1

A08253內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器8D0~D7內(nèi)部總線CLK0計數(shù)器0GATE0OUT0計數(shù)器1CLK1GATE1OUT1計數(shù)器2CLK2GATE2OUT2讀/寫邏輯A0A1WRRDCS控制字寄存器內(nèi)部的各計數(shù)器的結(jié)構(gòu)&CLKGATE16位當(dāng)前計數(shù)值鎖存器16位減一計數(shù)器16位計數(shù)初值寄存器OUT（減1至0時）MSBLSB裝入初值LSBMSB鎖存后讀出當(dāng)前值8253基本功能具有三個相互獨立的16位計數(shù)器通道每個通道都可設(shè)定以6種工作方式之一進(jìn)行計數(shù)/定時每個計數(shù)器都可設(shè)為按二進(jìn)制或BCD碼計數(shù)具有計數(shù)和定時功能，基于減1計數(shù)工作定時器減為0后，可自動裝入定時常數(shù)初值，并產(chǎn)生輸出信號在減1操作中，任何時刻計數(shù)器的值都可由CPU經(jīng)計數(shù)輸出寄存器讀取8253引腳8253引腳8253與CPU的接口

8位數(shù)據(jù)線：D0~D7

尋址控制線：A0、A0、/CS

讀寫控制線：/RD、/WR8253與外設(shè)的接口

注:三個獨立的計數(shù)器/定時器時鐘輸入：CLK

輸入門控：GATE

波形輸出：OUT

8253的外接特性及端口地址的確定8796115104321511422132319201821162417128253D0D1D2D3D4D5D6D7/WR/RDA0A1/CSVCCGNDCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2面向CPU面向外設(shè)數(shù)據(jù)總線三態(tài)1XX寫控制寄存器011讀/寫計數(shù)器2001讀/寫計數(shù)器1010讀/寫計數(shù)器0000操

作A0A1CS8253寄存器選擇表

二進(jìn)制計數(shù)時最小值為0001H，最大值為10000H(65535)

十進(jìn)制（BCD碼）計數(shù)時最小值為0001，最大值為10000。8253的控制字及工作方式D7D6D5D4D3D2D1D0D0=0，采用二進(jìn)制計數(shù)；D0=1，采用二-十進(jìn)制計數(shù)；D3D2D1=000，計數(shù)器工作在方式0D3D2D1=001，計數(shù)器工作在方式1D3D2D1=*10，計數(shù)器工作在方式2D3D2D1=*11，計數(shù)器工作在方式3D3D2D1=100，計數(shù)器工作在方式4D3D2D1=101，計數(shù)器工作在方式5D5D4=00，將當(dāng)前計數(shù)值鎖存至輸出寄存 器中以供CPU讀；D5D4=01，只讀/寫計數(shù)器低8位；D5D4=10，只讀/寫計數(shù)器高8位；D5D4=11，先讀/寫計數(shù)器低8位，再讀/寫 計數(shù)器高8位；D7D6=00，選擇計數(shù)器0的控制寄存器；D7D6=01，選擇計數(shù)器1的控制寄存器；D7D6=10，選擇計數(shù)器2的控制寄存器；D7D6=11，非法；例將計數(shù)器2初始化為工作方式3，計數(shù)初值為533H，為二進(jìn)制計數(shù)方式，設(shè)寄存器地址為40H~43H控制字10110110B6HMOV AL，0B6H ；計數(shù)器2，先低后高字節(jié)OUT 43H，AL ；寫命令字MOV AX，533H ；計數(shù)初值OUT 42H，AL ；寫計數(shù)值低位MOV AL，AHOUT 42H，AL ；寫計數(shù)值高位8253的控制字例8253工作為計數(shù)器1，方式3，初值為4020H，十進(jìn)制計數(shù)，設(shè)寄存器地址為40H~43H控制字

77H編程

MOVAL，77HOUT43H，AL；寫計數(shù)器1的控制字

MOVAL，20HOUT41H，AL

；寫計數(shù)器1的低8位初值

MOVAL，40HOUT41H，AL

；寫計數(shù)器1的高8位初值8253的控制字0

10

111

11工作方式與功能方式0：計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷輸出（軟件啟動）方式1：可編程單脈沖（硬件啟動）方式2：速率發(fā)生器（軟、硬件啟動）方式3：方波發(fā)生器（軟、硬件啟動）方式4：軟件觸發(fā)選通方式5：硬件觸發(fā)選通方式0—計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷預(yù)置初值之后，OUT保持低電平。只有當(dāng)計數(shù)器中計數(shù)值減為0時，OUT才會輸出高電平并維持計數(shù)初值寄存器CR在延遲一個CLK脈沖后傳到CE中，因此N＋1個CLK脈沖后計數(shù)值才變?yōu)?GATE=0，計數(shù)暫停；1，繼續(xù)計數(shù)計數(shù)過程中可重寫或改變計數(shù)值8253工作在方式0時的波形圖CW寫入后使輸出OUT變?yōu)榈碗娖絃SB之后的第一個CLK下降沿才將計數(shù)初值送入計數(shù)器計數(shù)減至0后OUT恢復(fù)為高電平GATE信號可以使計數(shù)暫停計數(shù)過程中重新寫入的初值將在之后的第一個CLK下降沿起作用6種工作方式的對比方式0初始化設(shè)計數(shù)器0工作于方式0，8位二進(jìn)制計數(shù)，初值為9。端口地址為0E0H～0E3H初始化程序MOV AL，10H；設(shè)計數(shù)器0，工作方式0OUT 0E3H，AL；寫入控制寄存器MOV AL，9 ；設(shè)計數(shù)初值OUT 0E0H，AL；寫初值入計數(shù)器0的CR方式1—可編程單脈沖門控信號GATE正脈沖啟動定時/計數(shù)允許當(dāng)前計數(shù)未完時的多次重觸發(fā)，GATE再觸發(fā)后，OUT輸出會保持N個CLK脈寬的低電平下個GATE正脈沖觸發(fā)信號到來時，會將新初值裝入CE中，使計數(shù)單元從新初值開始計數(shù)方式1初始化設(shè)計數(shù)器1工作于方式1，BCD碼計數(shù)，計數(shù)值為十進(jìn)制4000。設(shè)端口地址為0E0H～0E3H16位計數(shù)初值，但由于計數(shù)值低8位為0，所以可以設(shè)定讀/寫操作控制段只寫高8位，CR低8位自動清0?？刂谱譃?1100011B，初始值40HMOV AL，63H ；設(shè)控制字OUT 0E3H，ALMOV AL，40H ；設(shè)初值40H（高8位）OUT 0E1H，AL方式2—速率發(fā)生器計數(shù)器減到1時，OUT僅輸出一個CLK脈寬的低電平，然后自動裝入重新計數(shù)GATE由低變高會重新裝入初值新初值在下次計數(shù)才起作用方式2初始化設(shè)計數(shù)器工作于方式2，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初值0304H。端口地址0E0H～0E3HMOV AL，0B4H ；控制字OUT 0E3H，ALMOV AL，04H ；計數(shù)器低字節(jié)OUT 0E2H，ALMOV AL，03H ；計數(shù)器高字節(jié)OUT 0E2H，AL方式3—方波發(fā)生器與方式2類似，但其輸出方波或準(zhǔn)方波計數(shù)值完成一半時，使OUT變低，直到計數(shù)任務(wù)全部完成為止，OUT恢復(fù)為高初值為偶數(shù)時，每次減2，直至0時OUT輸出變?yōu)榈碗娖?，然后又從初值開始，每次減2，直至0時OUT輸出變?yōu)楦唠娖匠踔禐槠鏀?shù)時，先減1，后每次減2，直至為0。即有(N+1)/2個脈寬的高電平,(N-1)/2個脈寬的低電平GATE由低變高時，重新開始計數(shù)方式3初始化計數(shù)器0工作于方式3，二進(jìn)制計數(shù)，初值為4。端口地址為0E0H～0E3H MOV AL，16H ；控制字

OUT 0E3H，AL MOV AL，4 ；初值

OUT 0E0H，AL方式4—軟件觸發(fā)選通計數(shù)減到0時輸出一個脈寬的低電平GATE由低到高時，計數(shù)器恢復(fù)工作，而不重置初值計數(shù)過程中，新初值立即起作用方式4初始化設(shè)計數(shù)器1工作于方式4，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初值為3。端口地址為0E0H～0E3HMOV AL，58H ；控制字OUT 0E3H，ALMOV AL，3 ；初值OUT 0E1H，AL方式5—硬件觸發(fā)選通如方式1，方式5也是硬件觸發(fā)計數(shù)器到0，輸出一個脈寬的負(fù)脈沖允許當(dāng)前計數(shù)未完時的多次重觸發(fā)GATE觸發(fā)，按新初值計數(shù)方式5初始化設(shè)計數(shù)器2工作于方式5，二進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)初值為3，端口地址為0E0H～0E3HMOVAL，9AH ；控制字OUT 0E3H，ALMOVAL，3 ；初始值OUT0E2H，AL8253工作方式總結(jié)5.4計數(shù)定時接口8253各工作方式的共同點控制字寫入計數(shù)器時，所有控