計算機硬件及網(wǎng)絡(luò)并行接口ppt課件

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1,1,2,計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送方式有兩種：并行數(shù)據(jù)傳送和串行數(shù)據(jù)傳送。 并行數(shù)據(jù)傳送是微機系統(tǒng)最基本的信息交換方式，是以計算機的字長（如8位、16位、32位、64位）為單位，一次傳送一個字長的數(shù)據(jù)。 串行數(shù)據(jù)傳送是通過一根數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)一位一位順序送出。,2,并行傳送速率比串行傳送快，適合于外設(shè)與微機之間近距離、大量和快速的信息交換，但引線多、且線間電容會引起串?dāng)_，不適合用于遠(yuǎn)距離傳送。 例如系統(tǒng)板上各部件（CPU與存儲器、CPU與I/O接口）、I/O擴展板上各部件、CPU與并行打印機、CPU與磁盤之間的數(shù)據(jù)交換都是采用并行數(shù)據(jù)傳送方式。,3,4,并行接口電路能從微處理器或外設(shè)接收數(shù)據(jù)，然后再發(fā)送出去，因此在信息傳送過程中，起著鎖存或緩沖的作用。 通常，并行接口應(yīng)具有如下功能和硬件支持：,具有鎖存器或緩沖器的數(shù)據(jù)交換端口； 每個端口都具有可與CPU用查詢方式或中斷方式交換數(shù)據(jù)所必須的控制和狀態(tài)信息， 有與外設(shè)交換數(shù)據(jù)所必須的控制和狀態(tài)信息；還有片選和控制電路。,4,5,在并行接口中一般都需要在接口與外設(shè)之間設(shè)置一對握手信號。（除無條件傳送） 在并行接口中8位或16位數(shù)據(jù)線是同時動作的，即使只用到其中的1、2位也是一次傳送8位或16位； 并行傳送的數(shù)據(jù)不需要固定的格式（與串行傳送不同），這就免去了因此而產(chǎn)生的編碼/解碼過程,所謂“并行轉(zhuǎn)送”，是指接口電路與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是指接口與CPU之間的傳送（必然的是并行傳送）,5,常用的可編程并行接口芯片有 Intel公司的8255A、 Motorola公司的MC6820、 Zilog公司的Z80PIO等等。,6,7,并行接口連接外設(shè)示意圖：,7,8,是Intel86系列的8位并行接口芯片 工作方式等設(shè)置具有可選擇性； 可以由用戶在其應(yīng)用程序中通過向其傳送命令字的形式改變各種設(shè)置,8,9,8255A的外部引腳,8255A芯片采用NMOS工藝制造，40個引腳的雙列直插40條引腳可分為與CPU連接和與外設(shè)連接的引腳。,9,10,8255A的引腳功能,面向控制總線的信號線： RD：讀信號，低電平有效，與CPU的控制線相連。當(dāng)CPU執(zhí)行IN指令時，該信號有效，CPU讀取各端口的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。 WR：寫信號，低電平有效，與CPU的控制線相連。當(dāng)CPU執(zhí)行OUT指令是，該信號有效，CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255A。 RESET：復(fù)位信號，高電平有效。當(dāng)RESET=1時，清除所有內(nèi)部寄存器的內(nèi)容，并將A、B、C口自動設(shè)為方式0下的輸入端口。 Vcc、GND：電源和地線 。,,,10,11,與外設(shè)相連的信號線 PA7～PA0：端口A的輸入/輸出線，三態(tài)、雙向，可直接與外設(shè)相連。 PB7～PB0：端口B的輸入/輸出線，三態(tài)、雙向，可直接與外設(shè)相連。 PC7～PC0：端口C的輸入/輸出線，三態(tài)、雙向，可直接與外設(shè)相連。,8255A的引腳功能,端口A和端口B一般只作為數(shù)據(jù)口使用 端口C除了作為數(shù)據(jù)口之外還可以控制端口使用： 例如：產(chǎn)生與外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò)信號；作為狀態(tài)口；按位控制等等,11,12,8255A的引腳功能,與CPU連接的信號線 面向數(shù)據(jù)總線的信號線： 面向地址總線的信號線：,D7～D0：雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)線，與CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。,CS：片選信號，低電平有效。CS=0時，表明8255A被選中。通常與地址譯碼電路輸出端相連。,A1、A0：端口地址選擇信號，用來指明哪一個端口被選中。,,,12,13,8255A有A、B、C三個數(shù)據(jù)端口和一個控制端口（用來接收CPU送來的控制字）。A1A0為00、01、10、11時，分別選中A口、B口、C口、控制端口。,13,14,8255A的端口操作表,CS、A1、A0、RD、WR的信號組合所實現(xiàn)的讀/寫操作如下：,14,15,8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),15,16,8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由以下4部分組成： （1）數(shù)據(jù)總線緩沖器 這是一個8位雙向、三態(tài)緩沖器，可直接與CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，是8255A與CPU之間傳輸數(shù)據(jù)的必經(jīng)之路。所有輸入/輸出數(shù)據(jù)、CPU發(fā)出的控制命令字以及從外設(shè)讀入的狀態(tài)信息，都通過它傳送。,8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),16,17,（2）讀/寫控制邏輯 與CPU的6根控制線相連，接收來自CPU的地址總線信號和控制總線信號，轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N命令送到A、B組控制邏輯電路進(jìn)行相應(yīng)的操作。 CS、A1 、A0用于芯片選擇和端口尋址，RD、WR用來決定內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線信息傳送的方向，RESET用來使8255A復(fù)位。,8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),17,18,（3）數(shù)據(jù)端口A、B、C 8255A有A，B，C三個輸入/輸出端口（簡稱A口，B口，C口），用來與外設(shè)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息的交換。每個端口均有8位，可為輸入或輸出端口。 C口可以作為一個獨立的I/O口，也可分為兩個4位端口，作為數(shù)據(jù)輸入/輸出端口，或作為控制狀態(tài)端口，配合端口A、B工作。,8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),18,19,（4）A組和B組控制邏輯 端口A和端口C的高4位（PC7～PC4）構(gòu)成A組，由A組控制邏輯電路進(jìn)行控制； 端口B和端口C的低4位（PC3～PC0）構(gòu)成B組，由B組控制邏輯電路進(jìn)行控制。 這兩個控制電路內(nèi)部有控制寄存器，用來接收數(shù)據(jù)總線送來的控制字和讀/寫控制信號，并按控制字確定各端口的工作方式。,8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),19,20,在對8255A進(jìn)行地址譯碼電路設(shè)計時，對于8086系統(tǒng)，它有16位數(shù)據(jù)總線。 8255的D7～D0總是接到系統(tǒng)總線的低8位。 要選擇讀寫8255A的端口，端口地址必須為偶地址，應(yīng)將系統(tǒng)地址總線的A2A1接到8255的A1A0。,注意：,20,21,21,例如：系統(tǒng)分配給8255的端口地址是4個連續(xù)的偶地址 假如是0020H,0022H,0024H,0026H 4個連續(xù)的偶地址 這四個地址的低四位分別對應(yīng)為：,接8255的A1,接8255的A0,22,例如：系統(tǒng)分配給8255的端口地址是0024H,0026H,0028H,002AH 4個連續(xù)的偶地址,C口,控制口,A口,B口,23,24,8255A的控制字及其工作方式,8255A可以通過指令往控制端口中設(shè)置控制字來決定它的工作方式。 8255A有兩個控制字： 方式選擇控制字 端口C置位/復(fù)位控制字 兩個控制字共用一個地址：A1=A0=1。 為區(qū)分兩個控制字，將控制字的D7作為特征位， D7=1，表示方式選擇控制字； D7=0，表示C口置位/復(fù)位控制字。,24,25,8255A的控制字及其工作方式,8255A的3個端口共有3種工作方式：,25,26,8255A的方式選擇控制字,26,27,D7：特征位（標(biāo)志位）。 D6、D5：A組方式選擇。00—方式0；01—方式1；10和11為方式2。 D4：A口的輸入/輸出選擇。0為輸出，1為輸入。 D3：C口（高4位）輸入/輸出選擇。0為輸出，1位輸入。 D2：B組方式選擇。0為方式0，1為方式1。 D1：B口的輸入/輸出方式選擇。0為輸出，1為輸入。 D0：C口（低4位）的輸入/輸出選擇。0為輸出，1為輸入。,8255A的方式選擇控制字,27,28,從中可看出： A口可工作在方式0\方式1\方式2; B口只能工作在方式0 \方式1； C口的高4位、低4位可分別設(shè)定其輸入輸出方式,但不能設(shè)定其工作方式（只能方式0）,8255A的方式選擇控制字,28,29,【例】 按下述要求對8255A進(jìn)行初始化： A口設(shè)為輸入數(shù)據(jù)，工作于方式1； B口設(shè)為輸出數(shù)據(jù)，工作于方式0； C口高四位輸出，低四位輸入數(shù)據(jù)。 8255A的端口地址為300H~306H。,解： 根據(jù)要求，8255的工作方式字=10110001=B1H,初始化程序段如下： MOV DX，306H ；送控制口地址 MOV AL，0B1H ；設(shè)置方式選擇控制字 OUT DX，AL,29,30,C口的任一位都可通過控制寄存器寫入該控制字，使之置位（輸出為1），或復(fù)位（輸出為0），而不影響其他位的狀態(tài)。其格式如圖。,8255A的置位/復(fù)位控制字,30,31,D7：特征位=0，表明寫入的是Ｃ口置位／復(fù)位控制字。 D6～D4：不用，可為任意值，一般取‘0’。 D3～D1：選擇對那一位進(jìn)行操作。 D0：選擇對選定的該位置置位還是復(fù)位。 1為置位，0為復(fù)位。,特別需要注意的是，盡管該控制字是對C口進(jìn)行操作，但必須寫入控制端口，而不是寫入C口。,8255A的置位/復(fù)位控制字,31,32,例：如果要把C口的PC2引腳置成高電平輸出，可以使用置位/復(fù)位命令字。 置位/復(fù)位命令字=00000101=05H 假設(shè)8255控制口地址=306H 該程序段為： MOV AL，05H MOV DX，306H OUT DX， AL,8255A的置位/復(fù)位控制字,32,33,例：如果要使C口的PC2引腳輸出低電平，可以使用 置位/復(fù)位命令字=00000100=04H 假設(shè)8255控制口地址=306H 該程序段為： MOV AL，04H MOV DX，306H OUT DX， AL,8255A的置位/復(fù)位控制字,33,34,例：如果要使8255的PC7產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，作為打印機接口電路的數(shù)據(jù)選通信號。,使用置位/復(fù)位命令字，首先讓PC7輸出“1”，然后再輸出“0”，最后再輸出“1”，便形成一個負(fù)脈沖.,MOV DX,306H MOV AL, 0FH OUT DX,AL； PC7置“1” MOV AL,OEH OUT DX,AL ； PC7置“0” NOP ；延時 NOP MOV AL,0FH； PC7置“1” OUT DX,AL,8255A的置位/復(fù)位控制字,34,35,*(選講)【例】 試編程使8255A的C口PC3位產(chǎn)生一個方波信號。8255A的端口地址為04A0H~04A6H。 解：可利用C口置/復(fù)位控制字，交替使PC3位輸出“1”和“0”。程序段如下： MOV DX，04A6H ；送控制口地址 LL：MOV AL，00000111B ；對PC3位置1 OUT DX，AL CALL DELAY ；延時 MOV AL，00000110B ；對PC3位置0 OUT DX，AL JMP LL ；循環(huán)，產(chǎn)生周期信號,8255A的置位/復(fù)位控制字,35,36,8255A的工作方式0,方式0 — 基本輸入/輸出方式 工作特點和使用場合 ： A口、B口、C口的高4位，低4位均可獨立地設(shè)置為輸出或輸入。 方式0可用于無條件傳送或查詢式傳送場合。 無條件傳送時，不用聯(lián)絡(luò)信號，CPU隨時用指令可對該外設(shè)進(jìn)行讀寫。一般用于連接簡單的外設(shè)，如鍵盤、開關(guān)、指示器。 單向I/0，不能同時指定某個端口又作輸入，又作輸出,36,37,【例】 在工業(yè)控制等實際應(yīng)用中，經(jīng)常需要檢測某些開關(guān)量的狀態(tài)。 如圖所示，在某系統(tǒng)中，采用8255A不斷檢測8個開關(guān)K7～K0的通斷狀態(tài)，并隨時在8個發(fā)光二極管LED7～LED0上顯示出來。 要求開關(guān)閉合時，相應(yīng)的LED亮； 開關(guān)斷開時，相應(yīng)的LED滅。 8255A的端口地址為60H～66H。,工作方式0及其應(yīng)用,37,38,8255A讀取開關(guān)狀態(tài)的電路圖,38,39,解：由電路原理可知，A口為方式0輸入，B口為方式0輸出，則8255A的方式字=10010000B=90H。 且開關(guān)閉合，則A口輸入低電平；當(dāng)B口輸出低電平時，相應(yīng)的LED點亮。程序段如下： MOV DX，66H MOV AL，90H ；設(shè)置方式選擇控制字 OUT DX，AL TES：MOV DX，60H ；讀A口（開關(guān)狀態(tài)） IN AL，DX MOV DX，62H ；送B口顯示 OUT DX，AL JMP TES ；循環(huán)檢測,思考： 如果要求開關(guān)打開時，相應(yīng)的LED亮；程序如何修改？,39,40,例：并行打印機接口設(shè)計，（8255工作方式0應(yīng)用）,,,,,,６,C2,,,2F4H—2F7H,端口地址？,40,41,LPST：,打印機忙否（PC2 =BUSY=？）,PC2=1，打印機忙，繼續(xù)測試PC2,CL中為將要打印的字符→AL,MOV AL，0DH ； OUT DX, AL,MOV DX, 02F6H IN AL，DX ；,AND AL，04H ；,JNZ LPST ；,MOV AL, CL ;,MOV DX，02F4H OUT DX, AL ；,MOV AL, 0CH MOV DX, 02F7H OUT DX, AL ；,INC AL OUT DX, AL ；,MOV AL，81H; MOV DX, 02F7H； OUT DX，AL,41,42,8255A的工作方式1,方式1 — 選通輸入/輸出方式 一、工作特點 A口、B口可作為數(shù)據(jù)傳輸口，而C口的一些引腳規(guī)定作為A口、B口的聯(lián)絡(luò)信號。 按照方式1工作時必須配合一些專門的聯(lián)絡(luò)信號(C口的一些引腳)，實現(xiàn)接口電路與外設(shè)之間的應(yīng)答； 單向傳送； 上述引腳的定義在方式1輸入與方式1輸出時有所不同；,42,43,當(dāng)A口作為方式1輸入時，C口的PC3、PC4、PC5作為控制信號，PC6、PC7仍可作為I/O口利用。 當(dāng)B口作為方式1輸入時，C口的PC0、PC1、PC2作為控制信號。,各控制信號的定義如下：,1、方式1輸入時，端口對應(yīng)的控制信號,二、方式1時端口對應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號,43,44,IBF：輸入緩沖器滿信號，高電平有效。 它是對STB的響應(yīng)信號，當(dāng)STB有效時，把數(shù)據(jù)傳送到輸入鎖存器中，輸入鎖存器鎖存數(shù)據(jù)后，使IBF置位，發(fā)IBF信號。 該信號一方面可作為8255A發(fā)出的狀態(tài)信號，供CPU查詢。當(dāng)CPU查詢到該信號，說明端口已有數(shù)據(jù)，執(zhí)行輸入指令，讀取數(shù)據(jù)。同時，讀信號RD的上升沿使IBF清0， 等待下一個數(shù)據(jù)。另一方面，作為外設(shè)的STB的響應(yīng)信號，該信號送給外設(shè)，阻止外設(shè)發(fā)送新的數(shù)據(jù)發(fā)送。,44,45,INTE（內(nèi)部信號）：A口、B口的中斷允許信號，高電平有效。該信號通過軟件對C端口的置/復(fù)位指令來實現(xiàn)對中斷的控制。將PC4置1，A口允許中斷；將PC2置1，B口允許中斷。清0，則屏蔽中斷。 需要說明的是，C口的PC4、PC2具有雙重功能，置/復(fù)位控制字寫入輸出鎖存器，其輸出緩沖器不選通，純粹是對內(nèi)部寄存器的操作。而STB信號通過輸入緩沖器輸入。兩者在硬件上的隔離，不會沖突。,INTR：中斷請求信號，高電平有效。該信號由8255A向CPU申請中斷。當(dāng)STB和IBF均為高電平時，在INTE有效的情況下，INTR=1，表明CPU可以從端口讀入數(shù)據(jù)。CPU讀取數(shù)據(jù)后，RD的下降沿自動使INTR清0。,45,46,在方式1下，數(shù)據(jù)從I/O設(shè)備通過8255送到CPU的過程如下：,CPU,8255,I/O設(shè)備,46,47,1、方式1輸入時，端口對應(yīng)的控制信號,,,47,48,當(dāng)A口作為方式1輸出時，C口的PC7、PC6、PC3作為控制信號， PC4、PC5作為I/O口使用。 當(dāng)B口作為方式1輸出時，C口的PC0、PC1、PC2作為控制信號，PC4、PC5作為I/O口使用。,2、方式1輸出時的聯(lián)絡(luò)信號,48,49,INTE （內(nèi)部信號） ：中斷允許信號，高電平有效。 PC6=1時，允許A口中斷；PC2=1，允許B口中斷。,INTR：中斷請求信號，高電平有效。 當(dāng)OBF=1，ACK=1，且INTE=1時，使INTR=1。,49,50,在方式1下，數(shù)據(jù)從CPU 通過8255送到I/O設(shè)備的過程如下：,CPU,8255,I/O設(shè)備,50,51,方式1輸出時，端口對應(yīng)的控制信號,,,51,52,方式1的使用場合 方式1常用于查詢方式傳送和中斷方式傳送。 查詢方式：CPU可通過讀取IBF、 OBF的狀態(tài)決定CPU是否進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 IBF（輸入：1—CPU讀取， 0—CPU不讀取）、 OBF（輸出: 1—CPU寫入數(shù)據(jù)，0—CPU不寫入數(shù)據(jù)） 中斷方式：A口、B口自動向CPU申請中斷（若INTE=1）。,52,53,方式0與方式1并行傳送數(shù)據(jù)的接口應(yīng)用舉例：,甲方方式1發(fā)送，乙方方式0接收；共傳送1K字節(jié)的數(shù)據(jù)，雙方均采用查詢的方式交換數(shù)據(jù)。雙方的端口地址均為300H—306H。,53,54,甲方發(fā)送數(shù)據(jù)的程序：,MOV DX,306H MOV AL,0A0H;工作方式字=10100000=A0H (A口方式1輸出) OUT DX,AL MOV AL,0DH;置位/復(fù)位字=00001101=0DH (PC6置‘’1’’，A口輸出中斷允許) OUT DX,AL LEA SI, BUFS MOV CX,3FFH; 發(fā)送的字節(jié)數(shù)=1KB MOV DX,300H MOV AL,[SI] OUT DX,AL; 向A口寫第一個數(shù)據(jù)，產(chǎn)生OBF信號送給乙方， 等待乙方的ACK信號 INC SI; 地址指針加1 DEC CX； 字節(jié)計數(shù)器減1,54,55,L：MOV DX，304H； 讀C口，查詢發(fā)送中斷請求INTRA=1？ IN AL， DX AND AL，08H ；PC3=1？ JZ L； 如果沒有中斷請求，反復(fù)查詢；如果有，向A口寫數(shù)據(jù) (因為如果數(shù)據(jù)輸出緩沖器滿時：INTRA=1) MOV DX, 300H MOV AL, [SI] OUT DX, AL; 向A口寫第二個數(shù)據(jù)， INC SI; 地址指針加1 DEC CX；字節(jié)計數(shù)器減1 JNZ L MOV AH，4CH INT 21H ： BUFS DB 1024個字節(jié)的數(shù)據(jù),,55,56,乙方接收數(shù)據(jù)的程序：,MOV DX,306H MOV AL,98H; 工作方式字=10011000=98H (A口方式0輸入；C上半口輸入，下半口輸出) OUT DX,AL MOV AL,07H;置位/復(fù)位字=00000111=07H (PC3置‘’1’’，輸出ACK=1,為產(chǎn)生有效的ACK=0初始化) OUT DX,AL MOV DI,OFFSET BUFR MOV CX,3FFH; 發(fā)送的字節(jié)數(shù)=1KB L1：MOV DX,304H IN AL，DX；讀C口 AND AL， 80H ; 測試PC7=？來自甲方的 OBF=？ JNZ L1； 當(dāng)OBFA=1，甲方輸出緩沖未滿；當(dāng)OBFA=0，甲方輸出緩沖 滿 MOV DX， 300H IN AL， DX MOV [DI]，AL；,56,57,MOV DX， 306H； MOV AL，04H；PC3置“0”，產(chǎn)生ACK=0信號，發(fā)給甲方 OUT DX，AL NOP NOP MOV AL， 07H； PC3置“1”，恢復(fù)原狀態(tài)，為下一次準(zhǔn)備 OUT DX， AL INC DI DEC CX JNZ L1 MOV AH，4CH INT 21H ： ： BUFR DB 1024DUP（？）,,57,58,8255A的工作方式2及其應(yīng)用,方式2 — 雙向輸入/輸出方式 一、工作特點 該方式只適用于A口（因其有輸入、輸出兩個鎖存器）。在該方式下，可使外設(shè)利用A口的8位數(shù)據(jù)線與CPU之間分時進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送，即在單一的8位數(shù)據(jù)線PA7-PA0上，既可輸出數(shù)據(jù)給外設(shè)，又可以從外設(shè)輸入數(shù)據(jù)（當(dāng)然不能同時進(jìn)行）。輸入或輸出數(shù)據(jù)均鎖存。 A口工作在方式2時，C口的PC7～PC3被規(guī)定為控制信號，配合A口使用。圖中控制信號的含義與方式1中完全相同。,58,59,二、方式2的控制信號,,,59,60,可以看出，雙向傳輸方式不過是A口在方式1情況下輸出和輸入的組合。此時，INTE1由PC6置位決定， INTE2由PC4置位決定。只要輸入、輸出方式有一個發(fā)出中斷申請，則INTRA=1。 當(dāng)A口工作在方式2時，B口可工作在方式0或方式1。在方式1情況下，可用PC2～PC0作為控制信號。,60,使用場合 根據(jù)方式2的工作特點，若有個外設(shè)具有輸入、輸出功能，但不是同時輸入輸出數(shù)據(jù)，可采用此方式。如磁盤驅(qū)動器，既可接收主機來的數(shù)據(jù)，也可向主機提供數(shù)據(jù)，而這種輸入、輸出的過程是分時進(jìn)行的?？蓪⒋疟P驅(qū)動器的數(shù)據(jù)線與8255A的PA7～PA0相連，再將8255A的PC7～PC3與磁盤驅(qū)動器的控制線、狀態(tài)線相連，即可使用。,61,62,補充題1：,要求針對圖示電路連線圖編寫8255的初始化程序，同時實現(xiàn)開關(guān)閉合時對應(yīng)的指示燈點亮。8255的端口地址由圖示的譯碼電路確定。,62,補充題2：,假設(shè)系統(tǒng)分配給8255的端口地址為0224H—022AH，要求用LED數(shù)碼管顯示開關(guān)閉合的個數(shù)（0，1，…8）。已知LED數(shù)碼管的顯示編碼保存在內(nèi)存DISBUF起始處。編寫該系統(tǒng)的初始化程序和工作程序。,63,64,8255A的應(yīng)用舉例,【例】8255A作為矩陣鍵盤接口，工作于方式0，如圖示。試編程讀取矩陣鍵盤的按鍵掃描碼。 矩陣式鍵盤是非編碼鍵盤的一種，指按鍵開關(guān)按行列排列，形成二維矩陣的結(jié)構(gòu)。圖6.10中的鍵盤為4行×4列的矩陣鍵盤，其行線接8255A的端口A的低4位，列線接端口B的低4位。8255A的A口設(shè)為方式0輸出，B口設(shè)為方式0輸入。 識別鍵盤上哪個鍵被按下的過程稱為鍵盤掃描，其過程如下：先使行線全為“0”，若此時無鍵按下，則列線應(yīng)為全“1”；若有鍵按下，則相應(yīng)位置的列線應(yīng)為“0”。有鍵按下時，還要判斷按下的鍵在哪行哪列，即讀取按鍵的掃描碼。方法之一是逐行掃描法，也就是先掃,64,65,矩陣鍵盤接口,65,66,8255A的應(yīng)用舉例,描第一行，使PA0=0，PA3～PA1為１，判別列線有無低電平。若有，則可識別出第一行哪一列上有鍵按下（此時A口、B口的值即為該鍵的掃描碼）；若沒有，則繼續(xù)掃描第二行，使PA1=0，其余為１，依上述方法判別，直至掃描完所有4行，總可以找到按下的按鍵。 當(dāng)然，在檢測到有鍵按下后，還必須消除按鍵的抖動。消除按鍵抖動的常用方法是在檢測到有鍵按下后，延長一定的時間（通常為20ms），再檢查該鍵是否仍被按著，若是，才能認(rèn)定該鍵確實被按下了，而不是干擾信號。 設(shè)圖6.10中8255A的端口地址為80~86H，其鍵盤掃描程序段如下：,66,67,8255A的應(yīng)用舉例,；判別是否有鍵按下 START：MOV AL，82H ；設(shè)置8255A的工作方式字 OUT 86H，AL MOV AL，00H ；給A口輸出00H OUT 80H，AL WAIT1：IN AL，82H ；讀入B口的值 AND AL，0FH ；取低4位 CMP AL，0FH ；比較 JZ WAIT ；結(jié)果為0，則無鍵按下，繼續(xù)等待 CALL DELAY；調(diào)用延時子程序，消除按鍵抖動 IN AL，82H ；再次讀B口，測試有無低電平 AND AL，0FH CMP AL，0FH JZ WAIT ；結(jié)果為0，則是干擾，繼續(xù)等待 ；判斷哪個鍵按下,67,68,8255A的應(yīng)用舉例,MOV CL，4 ；設(shè)置計數(shù)初值 MOV AL，0EH ；使A0=0，準(zhǔn)備先掃描第一行 CHECK：OUT 80H，AL MOV AH，AL ；保存行掃描碼 IN AL，82H ；讀B口 AND AL，0FH ；取低4位 CMP AL，0FH ；比較 JNZ TABLE ；不為0，則該行有鍵按下，轉(zhuǎn)鍵值處理子程序 MOV AL，AH ；無鍵按下，則修改行掃描碼 ROL AL，1 DEC CL ；行數(shù)減1 JNZ CHECK ；未掃描完4行，則繼續(xù) JMP START ；重新掃描 TABLE：CALL KEYVALUE ；此時AH中為行掃描碼，AL中為列掃描碼，調(diào)用鍵值處理子程序,68,69,8255A的應(yīng)用舉例,；等待按鍵釋放 MOV AL，00 ；向A口輸出00H OUT 80H，AL WAIT2：IN AL，82H ；讀B口 AND AL，0FH ；取低4位 CMP AL，0FH ；比較 JNZ WAIT2 ；按鍵未釋放，則繼續(xù)等待 ．．． ；后續(xù)處理 對于圖6.10的電路，還可以采用反轉(zhuǎn)法讀取按鍵的掃描碼，即在已辨別出有鍵按下，要讀取行和列的掃描碼時，可重新設(shè)置8255A的工作方式字，使A口為輸入，B口為輸出。然后將剛才B口讀入的列值從B口輸出，再從A口讀入行值。這樣，從A口讀入的值為行掃描碼，,69,70,8255A的應(yīng)用舉例,從B口讀入的值為列掃描碼。根據(jù)上述方法，讀者可以自行編寫出程序，這里略過。 【例6-6】 8255A作為打印機接口，工作于方式0，如圖6.11所示。試編寫程序?qū)崿F(xiàn)：CPU用查詢方式向打印機輸出26個英文字母。8255A的端口地址為80H~86H。 打印的工作過程如下：當(dāng)主機要向打印機輸出字符時，先查詢打印機忙信號，若打印機正在處理一個字符或正在打印一行字符，則BUSY=1；反之，則BUSY=0。因此，當(dāng)查詢到BUSY=0時，則可通過8255A向打印機輸出一個字符。此時，要給打印機的選通端STB一個負(fù)脈沖，將字符選通到打印機的輸入緩沖器中。 解：由電路圖可知，A口作為傳送字符的通道，工作于,70,71,8255A作為打印機接口（查詢方式）,71,72,8255A的應(yīng)用舉例,方式0輸出；C口高四位工作于方式0輸出，C口低四位工作于方式0輸入。故8255A的方式選擇控制字為10000001B，即81H。其程序如下： DATA SEGMENT EWO DB ‘a(chǎn)bcdefghijklmnopqrstuvwxyz’ DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE，DS：DATA START：MOV AX，DATA ；裝載DS MOV DS，AX MOV AL，81H ；設(shè)置8255A方式選擇控制字 OUT 086H，AL MOV AL，0DH ；用C口置/復(fù)位控制字使PC6=1 OUT 086H，AL MOV BX，26 ；設(shè)置計數(shù)初值 LEA SI，EWO ；內(nèi)存緩沖區(qū)的首地址送SI,72,73,8255A的應(yīng)用舉例,LL：IN AL，084H ；讀C口的值 AND AL，04H JNZ LL ；不為0，則PC2=1，打印機正忙，等待 MOV AL，[SI] ；打印機不忙，則送字符給A口 OUT 080H，AL MOV AL，0CH ；使=0 OUT 086H，AL INC AL ；使=1，則得一個負(fù)脈沖輸出 OUT 086H，AL INC SI ；修改地址指針 DEC BX ；修改計數(shù)值 JNZ LL ；26個字母未輸完，則繼續(xù) MOV AH，4CH ；返回DOS系統(tǒng) INT 21H CODE ENDS END START,73,74,8255A的應(yīng)用舉例,【例6-7】 8255A也可用作中斷方式工作的并行打印機接口，如圖6.12所示。試編寫程序?qū)崿F(xiàn)：CPU用查詢方式向打印機輸出26個英文字母。8255A的端口地址為80H~86H。8259A的端口地址為20H、21H。 圖中，8255A的A口工作在方式1輸出，用于給打印機傳送字符。C口的PC7、PC6自動成為A口的控制信號，但由于PC7（OBFA）產(chǎn)生的信號不能滿足打印機STB選通端的要求，故不用PC7端，而用軟件在PC0端產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，提供給打印機的STB端。另外，C口的PC3作為中斷請求信號送到中斷控制器8259A的IR3端，對應(yīng)的中斷類型號為0BH。 解：由電路原理圖可知，8255A的A口工作于方式1輸出，,74,75,8255A作為打印機接口（中斷方式）,75,76,8255A的應(yīng)用舉例,則其方式選擇控制字為10100000B，即A0H。程序如下： DATA SEGMENT EWO DB ‘a(chǎn)bcdefghijklmnopqrstuvwxyz’ DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE，DS：DATA START：MOV AX，SEG IS8255 ；設(shè)置中斷向量0BH MOV DS，AX MOV AX，OFFSET IS8255 MOV DX，AX MOV AX，250BH INT 21H MOV AX，DATA ；裝載DS MOV DS，AX MOV AL，0A0H ；設(shè)置8255A方式選擇控制字 OUT 086H，AL,76,77,8255A的應(yīng)用舉例,MOV AL，01H ；用C口置/復(fù)位控制字使PC0=1 OUT 086H，AL MOV AL，0DH ；用C口置/復(fù)位控制字使PC6=1 OUT 086H，AL IN AL，21H ；讀8259A的中斷屏蔽字 AND AL，0F7H ；開放8259A的IR3中斷 OUT 21H，AL MOV CL，26 ；設(shè)置計數(shù)初值 LEA SI，EWO ；內(nèi)存緩沖區(qū)的首地址送SI STI ；開中斷 LL：CMP CL，0 ；26個英文字母未輸完，則繼續(xù)等待中斷 JNZ LL MOV AH，4CH ；返回DOS系統(tǒng) INT 21H IS8255 PROC MOV AL，[SI] ；打印機不忙，則送字符給A口 OUT 080H，AL,77,78,8255A的應(yīng)用舉例,MOV AL，0CH ；使STB=0 OUT 086H，AL INC AL ；使STB=1，則得一個負(fù)脈沖輸出 OUT 086H，AL INC SI ；修改地址指針 DEC CL ；修改計數(shù)值 JNZ NEXT MOV AL，0CH ；使PC6置為0，關(guān)閉打印機中斷 OUT 086H，AL IN AL，21H ；讀8259A的屏蔽字 OR AL，08H ；恢復(fù)8259A原有的屏蔽字 OUT 21H，AL NEXT：MOV AL，20H ；給8259A發(fā)EOI命令 OUT 20H，AL IRET IS8255 ENDP CODE ENDS END START,78,79,8255A在PC機中的應(yīng)用,在IBM PC/XT微機的應(yīng)用 在IBM PC/XT微機系統(tǒng)中，使用一片8255A，端口地址為60～7FH，常用的是60H～63H（64H～7FH為映像地址，A4未接），分別是A口、B口、C口、控制端口的地址。其連接電路如圖6.13所示。 在XT機中，8255A工作在方式0。A口在正常工作時為輸入，用來讀取鍵盤掃描碼；在加電自檢時為輸出，輸出當(dāng)前檢測部件的標(biāo)志信號。B口為輸出方式，用于鍵盤控制、RAM和I/O通道檢驗、揚聲器的啟動和控制。C口為輸入方式，低4位讀取系統(tǒng)配置開關(guān)DIP的值以確定系統(tǒng)工作狀態(tài)，如是否使用8087、選擇RAM容量大小、顯示配置類型以及所連接的軟盤驅(qū)動器的數(shù)量；,79,80,圖8.13 PC/XT機的8255A連線圖,80,81,8255A在PC機中的應(yīng)用,高4位讀取系統(tǒng)狀態(tài)測試位，如揚聲器的狀態(tài)、RAM和I/O通道的奇偶檢驗結(jié)果等。 在圖8.13中，系統(tǒng)配置開關(guān)的8個信號分兩組均接到PC3~PC0，由PB3決定是讀取DIP開關(guān)的低四位還是高四位。工作過程如下：要讀取低四位，CPU先使PC3=0，一方面該信號經(jīng)74LS04反相后為高電平，由于7407為同相OC門（集電極開路），則7407的輸出全為高阻態(tài)，不會影響外部信號的狀態(tài)；另一方面PC3信號使三態(tài)緩沖器74LS244的控制端1G、2G有效，則緩沖器打開，DIP開關(guān)的低四位信號SW-1～SW-4送到PC3~PC0 ，可供CPU讀取。要讀取DIP開關(guān)的高四位，先使PC3=1，一方面該信號使三態(tài)緩沖器74LS244的控制端1G、2G,81,82,8255A在PC機中的應(yīng)用,無效，則禁止緩沖器輸出；另一方面PC3信號經(jīng)74LS04反相后為低電平，則7407的輸出為低電平，DIP開關(guān)的低四位信號SW-5～SW-8送到PC3~PC0 ，可供CPU讀取。由以上原理，讀者可以自行編寫出讀DIP開關(guān)的程序段，這里略過。 在80286以上的微機中的應(yīng)用 在80286以上的微機系統(tǒng)中， 8255A的對應(yīng)電路被集成到多功能芯片內(nèi)部。為了保持兼容性，系統(tǒng)保留了8255A的端口地址和它的相應(yīng)功能。也就是說，仍可以用60H地址讀取鍵盤掃描碼，用PB1和PB0控制發(fā)聲系統(tǒng)。,82,83,8255A的實驗設(shè)計,8.4.1 實驗?zāi)康?掌握8255A的工作方式及應(yīng)用編程。 掌握8255A的典型應(yīng)用電路接法。 8.4.2 實驗設(shè)備 PC機一臺，ADEK88ET實驗裝置一套。 8.4.3 實驗內(nèi)容 基本輸入輸出實驗。編寫程序，使8255A的A口為輸出，B口為輸入，完成開關(guān)到LED燈的數(shù)據(jù)傳輸。要求只要開關(guān)撥動，LED燈的顯示就要改變。 流水燈顯示實驗。編寫程序，使8255A的A口為輸出，實現(xiàn)8位LED燈的循環(huán)顯示。,83,84,8255A的實驗設(shè)計,8.4.4 實驗原理 可編程外圍接口芯片8255A是Intel公司生產(chǎn)的通用并行接口芯片，它有A、B、C三個8位并行接口，用+5V單電源供電，能在以下三種工作方式下工作：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。8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳如圖6.1和6.2所示。8255A的方式選擇控制字和C口置/復(fù)位控制字如圖6.3和6.4所示。 8.4.4 實驗步驟及說明 基本輸入/輸出實驗 本實驗使8255A的端口A工作在方式0輸出，端口B工作,84,85,8255A的實驗設(shè)計,在方式0輸入。用一組開關(guān)信號接入端口B，端口A的輸出線接至一組LED燈上，然后通過對8255A的編程實現(xiàn)其輸入/輸出功能。8255A的內(nèi)部連線圖和LED燈電路如圖8.14所示，其程序流程圖如圖8.15所示。 具體實驗步驟如下： 完成硬件連接。實驗箱上的開關(guān)K1~K8分別接至8255A的PB0~PB7，8255A的PA0~PA7分別接至LED燈DL1~DL8，8255A的片選信號CS55接至地址譯碼信號218H~21FH。 編寫程序，檢查無誤后匯編、連接。 打開實驗箱電源，下載并運行程序，撥動開關(guān)組，觀察LED燈的顯示。 流水燈顯示實驗 本實驗使8255A的端口A工作在方式0輸出。端口A的,85,86,圖8.14 8255A的內(nèi)部連線圖及LED燈電路,86,87,8255A的實驗設(shè)計,輸出線接至一組LED燈上。然后編寫程序，實現(xiàn)LED燈的循環(huán)顯示。8255A流水燈顯示實驗的程序流程圖如圖8.16所示。 具體實驗步驟如下： 完成硬件連接。8255A的PA0~PA7分別接至LED燈DL1~DL8，8255A的片選信號CS55接至地址譯碼信號218H~21FH。 編寫程序，檢查無誤后匯編、連接。 打開實驗箱電源，下載并運行程序，觀察LED燈的顯示。,87,88,圖8.15 8255A基本輸入/輸出實驗的程序流程圖,圖8.16 8255A流水燈顯示實驗的程序流程圖,88,作業(yè),P224 8.1,89,