可编程IO接口.ppt

第8章可编程并行I/O接口芯片255A 8．1 并行接口的基本概念 1．并行接口的数据输入过程 外设首先将数据传输给接口，同时给出“输入准备好”信号。接口把数据接收到输入缓冲寄存器后，置“输入回答”有效，应答外设，阻止外设传输下一个数据，同时使状态寄存器中“输入缓冲器满”状态位置“1”，此时接口也可向CPU发出中断请求信号。 2．并行接口的数据输出过程 每当外设从接口取走一个数据后，接口就会将状态寄存器中的“输出缓冲器空”状态位置“1”，这个状态位可供CPU查询或向CPU提出中断请求，以通知CPU当前可以往接口中输出数据 8．2 可编程的并行接口芯片8255A 8．2．1 8255A的内部结构 它由以下几个部分组成： 1．数据总线缓冲器 2．并行I/O端口（A、B、C口） 3．A组和B组控制电路 A组：A口和C口上半部。 B组：B口和C口下半部。 A组控制和B组控制结合，组成控制字寄存器，接收CPU写入的方式选择控制字和对C口按位置位/复位控制字。 4．读/写控制逻辑 8．2．2 8255A的引脚特性 8．2．3 8255A的控制字 1.方式选择控制字 8255A有以下3种工作方式，由方式选择控制字来选用。 方式0——基本输入/输出方式； 方式1——选通输入/输出方式； 方式2——双向传送方式。 端口A可处于3种工作方式（方式0、1、2），端口B只可处于两种方式（方式0、1），端口C常常被分成高4位和低4位两部分，可分别用来传送数据信息或控制信息。 通过定义工作方式控制字可将8255A的3个端口分别定义为3种不同工作方式的组合，该控制字格式如图所示。 2.按位置位/复位控制字 端口C的每一位都可以通过向控制字寄存器写入置位/复位控制字，而使它相应位置位（为1）或复位（为0）。端口C置位/复位控制字的格式如图所示。 8．2．4 8255A的工作方式 8255A具有3种工作方式，具体它的3个端口工作于何种方式，用户可根据实际需要写入不同的控制字来加以选择。 1．方式0 ——基本输入输出方式 这种方式又称为基本输入输出方式，方式0的基本特点如下。 ①此时8255具有A口、B口两个8位数据口，以及C口的高4位和低4位两个4位数据口，它们可分别定义为输入口或输出口，各端口相互独立，故共有16种不同的组合。例如定义A口和C口的高4位为输入口，B口和C口的低4位为输出口；或A口为输出，B口和C口的高4位、低4位均为输入口等。 ②定义为输出的口具有锁存数据的能力，而定义为输入的口无锁存能力。 ③在方式0下，C口有按位进行置位/复位的功能。 ④CPU和8255A A口、B口之间传送数据只能用程控方式，即无条件或查询方式，不能用中断方式。方式0最适合用于无条件传送，CPU 只需直接执行输入输出指令便可将数据读入或写出。 方式0也可用于查询方式，由于没有指定C口的某些线作为专门的信号联络线，但是用户可以自定义C口的某些线作为信号联络线，而A口和B口用来传送数据。 2．方式1——选通输入输出方式 这种方式又称为选通输入输出方式。在这种方式下，A口和B口仍作为数据的输出口或输入口，但数据的输入输出要在选通信号控制下来完成。这些选通信号利用C口的某些位来提供。 3．方式2——双向方式 这种方式又称为双向传输方式。8255A的方式2可以使外设在8位数据线上既能向CPU发送数据，又能向CPU接收数据，实现双向传输。8255A只允许A口工作在方式2，当A口工作在方式2时，B口可工作在方式0或方式1。端口C的高5位（PC7～PC3）配合端口A的方式2传输。方式2在规定的信号配合下，可用查询方式和中断方式进行传输。 8．2．5 8255A的状态字 当8255A工作在方式1或方式2时，C口根据不同的情况产生或接收联络信号，对C口执行读操作可得到一个8255A的状态字。可供CPU读取的状态位组成为输出信号联络线、输入缓冲器满IBF、中断允许INTE和中断申请INTR，但输入信号联络线是不能作为状态位供CPU读取的。 状态位的读取是CPU对C口执行输入操作来完成的。 当8255A工作在方式1或方式2时， 根据8255A状态字IBF和INTR标志位，可实现数据的查询传送。由于8255A不能直接提供中断类型码，因此当8255A采用中断方式时，CPU也要通过读状态字来确定中断源，实现查询中断。当8255A的A口工作在方式2，并且使用中断方式传送数据时，输入和输出共同使用一个中断请求信号线PC3。CPU响应中断后，要检查状态字的D7（）和D5（IBF），以便确定是双向的输出引起的中断，还是双向的输入引起的中断。 8．3 8255A的应用 8．3．1 8255A的初始化 例如：假设在一系统中，要求8255A的A口工作于方式1输入，禁止中断，B口为方式0输出，C口