西安交通大学：《微机原理与接口技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 数字量输入输出接口（主讲：桂小林）

的该员穿计算的专金 微型计算机如 接口技术 小展 第6章数字量输入输出接口 西安交通大学计算机系 桂小林 2016年11月6日星期五

1 第6章 数字量输入输出接口 西安交通大学计算机系 桂小林 2016年11月6日星期五

目录 61并行接口的概念 62并行接口控制芯片8255A 63数字量并行接口的应用 64数字量串行接口及芯片8251A 65光电隔离输入输出接旦 微机接口技术,桂小林 2

微机接口技术，桂小林 2 目录 ◼ 6.1 并行接口的概念 ◼ 6.2并行接口控制芯片8255A ◼ 6.3 数字量并行接口的应用 ◼ 6.4 数字量串行接口及芯片8251A ◼ 6.5 光电隔离输入输出接口

概述 n数字量输入输出接口包括数字量输入和数字 量输出两大部分 数字量是计算机能够直接识别和处理的信号。 输入输出系统中的主要数字量包括开关量输 入和输出。所以数字量又称为开关量。 本章主要介绍数字量并行输入输出接口、数 字量串行输入输出接口以及光电隔离的输入 输出接口。 微机接口技术,桂小林 3

微机接口技术，桂小林 3 概述 ◼ 数字量输入输出接口包括数字量输入和数字 量输出两大部分。 ◼ 数字量是计算机能够直接识别和处理的信号。 输入输出系统中的主要数字量包括开关量输 入和输出。所以数字量又称为开关量。 ◼ 本章主要介绍数字量并行输入输出接口、数 字量串行输入输出接口以及光电隔离的输入 输出接口

6.1并行接口的概念 并行接口通信就是把一个字符的各位同时用 几根线进行传输 ■并行通信用在传输速率要求较高,而传输距 离较短的场合。 图6-1给出了数据总线进行并行通行的例子。 D2目 D4 D3的 DDD 567 图6-1数据总线进行并行通行的例子 微机接口技术,桂小林

微机接口技术，桂小林 4 6.1 并行接口的概念 ◼ 并行接口通信就是把一个字符的各位同时用 几根线进行传输。 ◼ 并行通信用在传输速率要求较高，而传输距 离较短的场合。 ◼ 图6-1给出了数据总线进行并行通行的例子。 0 1 0 1 0 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 目 的 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 源 图6-1 数据总线进行并行通行的例子

6.2并行接口控制芯片8255A 8255A是Inte公司生产的可编程并行接口芯 片,它有多种工作方式可以进行选择,并且 通常无需外围电路,使用方便而且广泛。 6218255A的编程结构 6228255A的引脚功能 6238255A的控制字 6248255A的工作方式 微机接口技术,桂小林

微机接口技术，桂小林 5 6.2并行接口控制芯片8255A ◼ 8255A是Intel公司生产的可编程并行接口芯 片，它有多种工作方式可以进行选择，并且 通常无需外围电路，使用方便而且广泛 。 ◼ 6.2.1 8255A的编程结构 ◼ 6.2.2 8255A的引脚功能 ◼ 6.2.3 8255A的控制字 ◼ 6.2.4 8255A的工作方式

6,2.18255A的编程结构 8255A的逻辑结构如图62所示,主要包括 三个并行的输入/输出端口A、B和C,A组和 B组的控制电路,数据缓冲器以及读写控制逻 辑等部分。 n为了与A组和B组进行区分,以下将端口A、 B和C称为PA口、PB口和PC口。 微机接口技术,桂小林 6

微机接口技术，桂小林 6 6.2.1 8255A的编程结构 ◼ 8255A的逻辑结构如图6-2所示，主要包括 三个并行的输入/输出端口A、B和C，A组和 B组的控制电路，数据缓冲器以及读写控制逻 辑等部分。 ◼ 为了与A组和B组进行区分，以下将端口A、 B和C称为PA口、PB口和PC口

A组 A组 控制 端口AFPy 电路 A组 数据 端口C tPC- PC 总线 的高位 缓冲器 B组 端口C IPC3"PC 的低位 WR 读/写 B组 控制 控制 逻辑 电路 B组 t PBy"PBo 端口B 外部接口部分 CPU接口部分 微机接口技术,桂小杯

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(1)PA、PB和PC口的作用与功能 8255A有三个I/0端口,分别是PA、PB和PC,三个端口都是8位的, 并且通过编程可以作为输入、输出或输入/输出端口使用。 PA口是一个独立的8位I/o口,有数据输入/输出锁存功能 PB口也是一个独立的8位I/O口,有数据输出锁存功能。 Pc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,还可看作独立的8位/0口。有数据输出锁存功能。 端口PA和PB通常独立使用,而端口PC既可以独立使用,也可以配合端 口PA和PB的工作,为它们提供联络信号,包括选通信号和应答信号 端口PC在独立工作时,既可以8位并行输入或输出,也可以按位操作, 具有更大的灵活性。 微机接口技术,桂小林 8

微机接口技术，桂小林 8 （1）PA、PB和PC口的作用与功能 ◼ 8255A有三个I/O端口，分别是PA、PB和PC，三个端口都是8位的， 并且通过编程可以作为输入、输出或输入/输出端口使用。 ◼ PA口是一个独立的8位I/O口，有数据输入/输出锁存功能。 ◼ PB口也是一个独立的8位I/O口，有数据输出锁存功能。 ◼ PC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，还可看作独立的8位I/O口。有数据输出锁存功能。 ◼ 端口PA和PB通常独立使用，而端口PC既可以独立使用，也可以配合端 口PA和PB的工作，为它们提供联络信号，包括选通信号和应答信号。 ◼ 端口PC在独立工作时，既可以8位并行输入或输出，也可以按位操作， 具有更大的灵活性

(2)A组和B组的控制电路 在配合端口PA和PB工作时,端口PC被分为两部分,高4位(PC7 Pc4)与端口PA一起构成了A组,而低4位(PC3~Pc0)与端口PB 起构成了B组。 A组和B组的控制电路接收由读写控制逻辑获得的控制字,分别对A组和 B组的工作方式进行控制,因此A组和B组可以工作在不同方式下。 缓狎器 B组 端口C PC3" PCo 的低位 WR q读/写 B组 控制 控制 逻辑 电路 B组 t PBy"PBo 端口B 外部接口部分 CPU接口部分 微机接口技术,桂小杯 9

微机接口技术，桂小林 9 （2）A组和B组的控制电路 ◼ 在配合端口PA和PB工作时，端口PC被分为两部分，高4位（PC7 ~ PC4）与端口PA一起构成了A组，而低4位（PC3 ~ PC0）与端口PB一 起构成了B组。 ◼ A组和B组的控制电路接收由读写控制逻辑获得的控制字，分别对A组和 B组的工作方式进行控制，因此A组和B组可以工作在不同方式下

(3)数据缓冲器 ■双向、三态的数据缓冲器是8255A与数据总线的接口 微处理器可以通过它向三个I/o端口写入或读出数据,或 者写入控制字以选择8255A的工作方式。 (4)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,实 现8255A内部和外部的数据、控制字的传送。它根据地 址、控制信号(复位信号、读写信号和片选信号等)的组 合来决定将微处理器发送的控制字传送给A组或B组的控 制电路,或者选择输入或输出数据到PA、PB和PC口。 微机接口技术,桂小林 10

微机接口技术，桂小林 10 （3）数据缓冲器 ◼ 双向、三态的数据缓冲器是8255A与数据总线的接口， 微处理器可以通过它向三个I/O端口写入或读出数据，或 者写入控制字以选择8255A的工作方式。 （4）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，实 现8255A内部和外部的数据、控制字的传送。它根据地 址、控制信号（复位信号、读写信号和片选信号等）的组 合来决定将微处理器发送的控制字传送给A组或B组的控 制电路，或者选择输入或输出数据到PA、PB和PC口