1、第五章 输入与输出接口技术,一、接口技术的基本概念 二、输入输出传送方式 三、I/O端口读写技术 四、可编程定时器/计数器芯片8253 五、可编程并行输入输出接口芯片8255A,第一节 接口技术的基本概述,一个简单的微机系统需要CPU、存储器、基本的输入输出系统以及将它们连接在一起的各种信号线和接口电路。外部设备通过接口电路和系统总线相联，接口电路的作用是把计算机输出的信息变成外设能够识别的信息，把外设输入的信息转化成计算机所能接受的信息。,返回本章首页,接口的概念和功能,1、数据的寄存和缓冲能力 2、设备的选择功能 3、信号的转换功能 4、对外设的控制和监测功能 5、中断和DMA管理功能 6
2、、可编程功能,CPU和I/O设备之间的接口信息,1、数据（数字量、模拟量、开关量） 2、状态信息 3、控制信息,端口的编码方式,1、存储器映射 2、I/O映射方式,5.2 CPU与外设数据传送的方式,1程序控制方式（如图5-6、5-7所示） 无条件传送方式 、查询传送方式 2中断传送方式如图5-8所示 3直接存储器访问（DMA）方式 4I/O处理机方式,图5-6 查询传送方式控制流程,（a）输入时状态信息,（b）输出时状态信息,图5-7 查询式传送时读入的状态信息,D6,D7,返回本节,5.3 I/O端口读写技术,（1）8086/8088采用IN和OUT指令访问端口 （2）80286和8038
3、6/80486还支持INSB/INSW和OUTSB/OUTSW指令访问端口,3Intel CPU的输入输出时序,在CPU进行输入输出操作时，若8086 CPU处在最大组态下，则T1期间，S0S1的编码为I/O操作；若8086 CPU在最小组态下，则使IO/信号为高电平，指明是对I/O操作（如图6-2所示）。,图6-2 I/O读写时序图,4I/O端口地址译码,（1）当接口电路的I/O端口固定不变时，采用固定式译码电路。 （2）当端口地址可需适应不同的场合而改变时，采用可选式译码电路。,表5-1 PC/XT机系统板配置的端口地址,表5-2 PC/XT机适配器控制卡的端口地址,图5-3 门电路译码,
4、门电路译码,图5-4 PC/XT机系统板I/O接口电路的片选信号的产生电路,专用译码器译码电路,返回本节,5.4 可编程定时器/计数器芯片8253,5.4.1 概述 5.4.2 8253定时计数器,返回本章首页,5.4.1 概述,实现定时和计数有两种方法：硬件定时和软件定时。 软件定时是利用CPU每执行一条指令都需要几个固定的指令周期的原理，运用软件编程的方式进行定时。 硬件定时，是利用专门的定时电路实现精确定时。这种定时方式又可分为简单硬件定时和利用可编程接口芯片实现定时。,返回本节,一、8253的结构和引脚,图5-48 8253的引脚配置,A1A0编码与8253内部寄存器的对应关系,表5-
5、9 8253寄存器寻址,二、8253的编程控制字,图5-49 8253控制字格式,本节以下各例均设8253占用端口地址40H43H。 方式0 减1计数到0时发中断请求,三、8253的工作方式及举例,图5-50 方式0的时序图,例：设8253计数器通道0工作于方式0，用8位二进制计数，其计数值为50，二十进制，则它的初始化程序段如下： MOV AL，11H ；设置控制字 OUT 43H，AL ；写入控制字寄存器 MOV AL，50 ；设置计数初值 OUT 40H，AL ；写入计数初值寄存器,图5-51 方式1的时序图,方式1 可编程单脉冲输出,例：设计数器通道1工作于方式1，按二进制计数，计数初
6、值为40H，它的初始化程序段为： MOV AL，62H ；工作方式控制字 OUT 43H，AL MOV AL，40H ；送计数初值 OUT 41H，AL,图5-52 方式2的时序图,方式2 周期性时间间隔计时器（频率发生器）,例：设8253计数器0工作于方式2，按二进制计数，计数初值为0304H。 MOV AL，00110100B ；设控制字，通道0，先读/写高8位 ；再读写低8位，方式2，二进制。 OUT 43H，AL MOV AL，04H ；送计数值低字节 OUT 40H，AL MOV AL，03H OUT 40H，AL ；送计数值高字节,图5-53 方式3的时序图,方式3 方波发生器,例
7、：设8253计数器2工作在方式3，按二十进制计数，计数初值为4，则它的初始化程序段如下： MOV AL，10010111B ；计数器2，只读/写低8位，工作方式3，二十进制 OUT 43H，AL ；控制字送控制字寄存器 MOV AL，4 ；送计数初值 OUT 42H，AL,图5-54 方式4的时序图,方式4 软件触发选通,例：设8253计数器1工作于方式4，按二进制计数，计数初值为3，则初始化程序段为： MOV AL，058H ；设置控制字寄存器 OUT 43H，AL ；送控制字 MOV AL，3 ；置计数初值 OUT 41H，AL ；送计数初值,图5-55 方式5时序图,方式5 硬件触发脉冲
8、,例：设8253的通道1工作于方式5，按二进制计数，计数初值为4000H，则它的初始化程序段为： MOV AL，01101010B ；通道1，只读写高字节，方式5，二进制计数。 OUT 43H，AL MOV AL，40H OUT 41H，AL ；送计数初值,四8253的读操作,（1）读之前先停止计数 （2）读之前先送计数值锁存命令,五PC/XT机中8253的应用,（1）计数器0：用于产生实时时钟信号 （2）计数器1：用于产生动态存储器刷新的地址更新信号 （3）计数器2：产生扬生器的发音驱动信号,返回本节,5.5 可编程并行输入输出接口芯片8255A,5.5.1 简单并行口 5.5.2 8255
9、A可编程输入/输出接口,5.5.1 简单并行口,1行输入 稳定量的输入、变化量的输入 2行输出 输出接口中要有数据锁存能力，以便输出设备能够得到正确的数据。 3双向输入/输出接口 利用数据总线进行双向传送信息,一、8255A的结构与引脚,18255A的结构框图从功能上来分，8255A的结构可分为：总线接口电路、内部控制逻辑和输入/输出接口电路。 （1）总线接口电路 数据总线缓冲器和读/写控制逻辑。 （2）内部控制逻辑 （3）输入/输出接口电路,8255A的结构框图,8255A的引脚说明,8255A是40根引脚，双列直插式芯片。40根引脚的分布图，这些引脚可分成： （1）与外设连接的引脚 （2）
10、与CPU连接的引脚,8255A引脚分布图,8255A端口选择表,二8255A的控制字 与状态字,（1）工作方式控制字：用来设定通道的工作方式及数据的传送方向的。 （2）C口按位置位/复位控制字：向控制寄存器写入控制字，而使它的每一位置位或复位。 （3）两个控制字的差别 工作方式控制字放在程序的开始部分；按位置位/复位控制字可放在初始化程序以后的任何地方。,8255A工作方式控制字格式,8255AC口按位置位/复位控制,三8255A的工作方式及应用,（1）方式0及其应用 （2）方式1及其应用 （3）方式2及其应用,系统连接图,8255A方式1输出,8255A方式1输出时序,8255A方式1状态字,8255A方式2引脚定义,方式2的输入输出时序,方式2的状态字,方式2应用接口电路图,程序的流程,返回本节,
