第七章 输入输出接口芯片

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第七章输入输出 接口芯片

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主要内容 §7.1 并行与串行通信 §7.2 可编程并行接口8255A

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§7.1并行与串行通信

CPU与外设之间的信息传送都是通过接口电路来进行 的。 计算机与外部设备、计算机与计算机之间交换信息 称之为计算机通信,计算机通信可分为两大类： 并行通信：8位或16位或32位数据同时传输， 速度快， 信息率高，成本高 串行通信：一位一位数据传送(在一条线上顺序传送), 成本低 实现并行通信的接口就是并行接口。

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§7.1并行与串行通信

并行接口的特点 并行接口最基本的特点是在多根据数据线上以数据 字节(字)为单位与I/O设备或被控对象传送信息。 如: 打印机接口，A/D、D/A转换器接口，IEEE-488 接口，开关量接口，控制设备接口等。 在并行接口中，除了少数据场合之外，一般都要求 在接口与外设之间设置并行数据线的同时，至少还 要设置两根握手(联线)信号线，以便进行互锁异 步握手方式(即查询方式)的通信。

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§7.1并行与串行通信 在并行接口中，8位或16位是一起行动的，因此， 当采用并行接口与外设交换数据时，即使是只用 到其中的一位，也是一次输入/输出8位或16位。 并行传送信息，不要求固定的格式，这与串行传 送的数据格式的要求不同。

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§7.2 可编程并行接口8255A对于各种型号的CPU都有与其配套的并行接口 芯片。如Intel公司8255A(PPI),Zilog公司Z80PIO,MC6820(PIO)等，它们的功能虽有差异，

但工作原理基本相同。用于并行通信，可以输入，可以输出，可以控 制其工作方式，即可以编程(对其进行设置，可以 改变),使用方便。

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一、8255A的内部结构A组 控制 A组 端口A PA0~PA7

D0~D7

数据 总线 缓冲器

内部数据线

A组 端口C 上部 B组 端口B

PC4~PC7

RD WR A0 A1 CS RESET

B组 控制 读写 控制 逻辑

PB0~PB7

内部控制线

B组 端口C 下部

PC0~PC3

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1.三个数据端口A,B,C 这三个端口均可看作是I/O口，但它们 的结构和功能也稍有不同。 · A口：是一个独立的8位I/O口，它的内部有 对数据输入/输出的锁存功能。 · B口：也是一个独立的8位I/O口，仅对输出 数据的锁存功能。 · C口：可以看作是一个独立的8位I/O口；也 可以看作是两个独立的4位I/O口。也是仅 对输出数据进行锁存。

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C口的作用与8255A的工作方式有关，它除了 作数据口以外，还有其他用途，故C口的使用比较 特殊，单独介绍如下： a.作数据口。 b.作状态口。 c.作专用(固定)联络(握手)信号线。 d.作按位控制用。

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2.A组和B组的控制电路 这是两组根据CPU命令控制8255A工作方式 的电路，这些控制电路内部

设有控制寄存 器，可以根据CPU送来的编程命令来控制 8255A的工作方式，也可以根据编程命令来 对C口的指定位进行置/复位的操作。 A组控制电路用来控制A口及C口的高4位； B组控制电路用来控制B口及C口的低4位。

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3.读/写控制逻辑 读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据 传输过程。它接收片选信号及系统读信号、 写信号、复位信号RESET,还有来自系统地 址总线的口地址选择信号A0和A1。

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4.数据总线缓冲器 8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系 统总线连接的界面，输入/输出的数据， CPU的编程命令以及外设通过8255A传送的 工作状态等信息，都是通过它来传输的。

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二、8255A的芯片引脚信号引脚信号可以分为两组：一组是面向CPU的 信号，一组是面向外设的信号。 1.面向外设的引脚信号及功能 PA0-PA7:A组数据信号，用来连接外设； PB0-PB7:B组数据信号，用来连接外设； PC0-PC7:C组数据信号，用来连接外设或者 作为控制信号。

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2.面向CPU的引脚信号及功能 D0-D7:8位，双向，三态数据线，用来与系统数 据总线相连。为了连线方便一般总是与低8位相连， 对应的偶地址，这是就要考虑地址线的连接； RESET:复位信号(对8255A的复位),高电平有 效，输入，用来清除8255A的内部寄存器，并置A 口，B口，C口均为输入方式； CS:片选，输入，用来决定芯片是否被选中； RD:读信号，输入，控制8255A将数据或状态信息 送给CPU;

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WR:写信号，输入，控制CPU将数据或控制信息送 到8255A; A1,A0:内部口地址的选择，输入。这两个引脚 上的信号组合决定对8255A内部的哪一个口或寄存 器进行操作。8255A内部共有4个端口：A口，B口， C口和控制口，两个引脚的信号组合选中端口见下 表。 前面提到8位数据线接CPU的低8位，因此，CPU, A0=0,A1接8255A的A0,A2接8255A的A1。与片选 结合得到端口地址。(偶地址)