文章目录
- 并行接口的特点
- 并行接口电路结构形式
- 可编程并行接口芯片82C55A
- 82C55A外部特性
- 内部结构
- 82C55A的端口地址
- 82C55A的编程命令
- 82C55A的0方式及其应用
- 例题: 并行打印机接口设计
- 例题：步进电机控制接口设计
- 实验：控制七段数码管
- 静态显示
- 动态显示
并行接口的特点
- 在多根数据线上以字节、字、双字宽度在接口与I/O设备间传输数据，速率较快。
- 除数据线外，还可设置握手联络信号线，易于实现异步互锁协议，提高数据传输的可靠性。
- 一般不作差错检验和传输速率控制。
- 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。
并行接口电路结构形式
- 采用非可编程IC芯片
- 采用可编程并行接口芯片
- 采用PLD/FPGA器件
可编程并行接口芯片82C55A
通用型、功能强、成本低
82C55A外部特性
外部特性
- 面向系统总线的信号线
- 面向I/O设备的信号线
- 与面向系统总线信号线
- 数据线D0~D7：三态双向，用于CPU向82C55A发送命令、数据和8255A向CPU回送状态、数据等。
- 地址线A1、A0：芯片内部端口地址寻址。形成四个端口地址。
- CS：片选信号，低电平有效
- 控制线RD、WR：读、写信号，低电平有效
- RESET：复位信号，高电平有效。它清除控制寄存器并将8255A的A,B,C三个端口均为0方式输入；状态寄存器被复位，并且屏蔽中断请求。
- 面向I/O设备的信号线
- PA0~PA7：端口A的输入、输出线
- PB0~PB7：端口B的输入、输出线
- PC0~PC7：端口C的输入、输出线
（1）A口和B口只作为输入/输出的数据口用
（2）C口除了作数据口外，在1方式和2方式时，它的大部分引脚被分配用作专用联络信号；PC口可以进行按位控制；当读取82C55A状态时，PC口又作1、2方式的状态口用
内部结构
- 数据总线缓冲器。是一个三态双向8位缓冲器，它是82C55A与CPU系统数据总线的接口。
- 读/写控制逻辑。读/写控制逻辑由读信号RD、写信号WR、选片信号CS以及端口选择信号A1,A0等组成。
- 输入/输出端口PA,PC和PC。82C55A包括3个8位输入/输出端口。每个端口都有一个数据输入寄存器和一个数据输出寄存器
- A组和B组控制电路。控制A,B和C三个端口的工作方式。两个控制电路分别控制：A组和C组的高4位；B组和C组的低4位。
82C55A的端口地址
- 作为PC微机系统的系统资源：分配给82C55A的端口地址是PA是60H，PB是61H，PC是62H，命令和状态口是63H。
- 作为用户扩展的接口：根据用户的需要确定。
82C55A的编程命令
82C55A有两个编程命令：（1）工作方式命令。（2）对C端口的按位操作（置位/复位）命令。
- 方式命令
作用：指定82C55A的工作方式及其方式下3个并行端口（PA,PB,PC）的输入/输出功能。
格式：其中最高位是特征位，一定要写1，其余各位定义如下：
D7=1 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
特征位 | D6,D5 A组方式选择 00=0方式 01=1方式 10=2方式 11=不用 | A端口 1=入 0=出 | C端口高4位 （PC4-PC7） 1=入 0=出 | B组方式选择 1=1方式 0=0方式 | B端口 1=入 0=出 | C端口低4位 （PC0-PC3） 1=入 0=出 |
例1：要把A口指定为1方式，输入，C口上半部为输出；B口指定为0方式，输出，C口下半部定为输入，则工作方式命令代码是：
10110001B 或 B1H
初始化程序段：
MOV DX,303H ;8255A命令口地址（假设）
MOV AL,0B1H ;初始化命令
OUT DX,AL ;送到命令口- 按位置位/复位命令
作用：指定PC口的某一位（某一个引脚）输出高电平或低电平。
格式：最高位是特征位，一定要写0，其余各位的定义如下：
D6-D4无效，D3-D1选择引脚，D0选择置位还是复位
例2：若要把C口的PC2引脚置成高电平输出，则命令字应该为00000101B或05H。
程序段：
MOV DX，303H ；8255A命令口地址(假设)
MOV AL，05H ；使PC2=1的命令字
OUT DX，AL ；送到命令口如果要使引脚PC2输出低电位，则程序段为：
MOV DX，303H ；8255A命令口地址(假设)
MOV AL，04H ；使PC2=0的命令字
OUT DX，AL ；送到命令口例3：利用8255A的PC7产生负脉冲，作打印机接口电路的数据选通信号，其程序段为：
MOV DX，303H ；8255A命令口
MOV AL，00001110B ；置PC7=0
OUT DX，AL
NOP ；维持低电平
NOP
MOV AL，00001111B ；置PC7=1
OUT DX，AL关于两个命令的使用
- 方式命令是对8255A的3个端口的工作方式及功能进行指定（即初始化），初始化工作要在使用8255A之前进行。
- 按位置位/复位命令只是对PC口的输出进行控制，使用它不破坏已经建立的3种工作方式，而是对它们实现动态控制的一种支持，它可放在初始化程序以后的任何地方。
- 两个命令的最高位（D7）都分配作了特征位，之所以要设置特征位，是为了识别两个不同的命令（写到同一地址）。
- 按位置位/复位命令代码只能写入命令口，而不能写到数据口（因为是命令）。
A口和B口另一个有趣的使用方法
A口、B口也可以按位输出高低电平，但它与C口的按位置位/复位命令有本质的差别，并且实现的方法也不同。A口、B口按位输出是以送数据到A口、B口来实现的。
具体做法是：若要使用某一位置高电平，则先对端口进行读操作，然后“或”上一个字节，此字节中的对应位为1，其它各位为0，最后再送到同一端口。
例4：若要使PA7位输出高/低电平，而其它位不变，则用下列程序段：
- 使PA7输出高电平
MOV DX，300H ；PA数据口地址
IN AL，DX ；读入A口原输出内容
OR AL，80H ；使PA7=1
OUT DX，AL ；输出PA7- 使PA7输出低电平
MOV DX，300H ；A口地址
IN AL，DX ；读入A口原输出内容
AND AL，7FH ；使PA7=0
OUT DX，AL ；输出PA7高电平或，低电平与
82C55A的0方式及其应用
0方式的特点
- 是一种基本输入/输出方式。通常不用联络信号，或不适用固定的联络信号。0方式适用于：
- 无条件输入输出方式。
- 查询输入输出方式：把A、B口作为8位数据的输入或输出口，C口的高/低4位分别定义为A、B口的控制位和状态位
- 两个8位（A和B）和两个4位（C高4位和低4位）并行口，都能被指定为输入或输出口用，共有16种不同的使用状态。
- 不设置专用联络信号线，需要联络时，可由用户任意指定C口中的哪一根线完成某种联络功能，这与1方式、2方式下设置固定的专用联络信号线不同。
- 是单向I/O，一次初始化只能指定端口（PA,PB和PC高四位和低四位）作输入或输出，不能指定端口同时既作输入又作输出。
例题: 并行打印机接口设计
- 要求：为某应用系统配置一个并行打印机接口，CPU采用查询方式把存放在BUF缓冲区的256个字符（ASCII码）送去打印。
- 分析：打印机接口应按Centronics标准定义信号线和工作时序。Centronics 打印机接口是一种使用三线信号交换的8位平行连接线。
并行接口工作时序图
采用查询方式时，打印机与CPU之间传送数据的过程是：
- 首先查询BUSY。若BUSY=1，打印机忙，则等待；若BUSY=0，打印机不忙，则送数据。
- 通过并行接口把数据送到数据线DATA1~DATA8上，此时数据并未送入打印机。
- 再送出一个数据选通信号STROBE，把数据打入到打印机的内部缓冲器中。
- 打印机在收到数据后，发出“忙”（BUSY=1）信号，表明打印机正在处理输入的数据。
- 当打印机处理完该数据，会送出一个回答信号ACK给主机，表示上一个字符已经处理完毕，准备接收下个数据。
- 设计: 接口包括硬件接口电路和软件驱动程序。
① 打印机硬件接口电路
按照Centronics标准，打印机接口信号应包括8根数据线（DATA1～8），1根控制线（STB），1根状态线（BUSY）和1根地线。
选用PA口作数据口输出8位打印数据（工作在0方式），PC7（C口的上半区）作控制线（STB），PC2（C口的下半区）作状态线（BUSY）。
82C55A并行打印机接口电路框图
② 接口驱动程序
程序流程:
③接口驱动程序
CODE SEGMENT
ASSUME CS：CODE，DS：CODE
ORG 100H
START：
MOV AX，CODE
MOV CS，AX
MOV DS，AX
MOV DX，303H ；8255A命令口
MOV AL，10000001B ；工作方式字
OUT DX，AL ；A口0方式，输出，
；C4～C7 输出，C0～C3输入
MOV AL，00001111B ；PC7位置高，使STB=1
OUT DX，AL
MOV SI，OFFSET BUF ；打印字符的内存首址
MOV CX，OFFH ；打印字符个数
L：MOV DX，302H ；PC口地址
IN AL，DX ；查BUSY=0？（PC2=0）
AND AL，00000100B
JNZ L ；忙，则等待；
不忙，则向A口送数
MOV DX，300H ；PA口地址
MOV AL，[SI] ；从内存取数
OUT DX，AL ；送数据到A口
MOV DX，303H ；8255A命令口
MOV AL，00001110B ；置STB信号为低（PC7=0）
OUT DX，AL
NOP ；负脉冲宽度（延时）
NOP
MOV AL，00001111B ；置STB为高（PC7=1）
OUT DX，AL
INC SI ；内存地址加1
DEC CX ；字符数减1
JNZ L ；未完，继续
MOV AX，4C00H ；已完，退出
INT 21H
BUF DB 256个ASCII字符代码
CODE ENDS
END START例题：步进电机控制接口设计
1.分析
（1）步进电机控制原理
- 步进电机是将电脉冲信号转换成角位移的一种机电式数模转换器。
- 步进电机旋转的角位移与输入脉冲的个数成正比。
- 步进电机的转速与输入脉冲的频率成正比。
- 步进电机的转动方向与输入脉冲对绕组加电的顺序有关。
- 因此，步进电机旋转的角位移、转速以及方向均受到输入脉冲的控制。
（2）运行方式与方向的控制
步进电机的运行方式是指各相绕组循环轮流通电的方式。如四相步进电机有：
单四拍：A→B→C→D
双四拍：AB→BC→CD→DA
单双八拍：AB→B→BC→C→CD→D→DA→A
双八拍：AB→ABC→BC→BCD→CD→CDA→DA→DAB
等几种方式。
循环查表法：是将各绕组加电顺序的控制代码制成一张表----步进电机相序表，存放在内存区，再设置一个地址指针。
相序表的建立，要考虑两个因素：
① 应根据步进电机运行方式的要求
② 步进电机的各相绕组与数据线连接的对应关系
（3）步进电机运行速度的控制------控制步进电机速度有两个途径：
① 用硬件改变输入脉冲的频率，通过对定时器（如：8253）定时常数的设定，使其升频、降频或恒频。
② 用软件延时或调用延时子程序。
（4）步进电机的硬件驱动
步进电机在系统中是一种执行元件，都要带负载，因此需要功率驱动。在电子仪器和设备中，一般所需功率较小，常采用达林顿复合管作功率驱动。
2.设计
包括硬件电路与软件编程两部分。
（1）硬件设计
- A口：输出，向步进电机发送相序码。
- C口高4位(PC4)：输出，控制74LS373开关，起隔离作用。
- C口低4位(PC0和PC1)：输入，分别与SW2和SW1连接，控制步进电机的启动和停止。按下SW1,则停止;按下SW2,则运行。
（2）软件设计
DATA SEGMENT
PSTA DB 05H,15H,14H,54H,50H,51H,41H,45H ;相序表
MESSAGE DB ’ HIT SW2 TO START, HIT SW1 TO QUIT.’
DB 0DH,0AH,’$’ ;提示信息
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA
START: MOV AX, DATA
MOV DS, AX
MOV AH, 09H ;显示提示信息
MOV DX，OFFSET MESSAGE
INT 21H
MOV DX，303H ;初始化82C55A
MOV AL，81H
OUT DX，AL
MOV AL，09H ;关闭74LS373,保护步进电机(置PC4=1)
OUT DX，AL
L： MOV DX，302H ;检测开关SW2是否按下（PC0=0？）
IN AL，DX
AND AL，01H
JNZ L ;未按SW2,等待
MOV DX，303H ;已按SW2,启动步进电机
MOV AL, 08H ;打开74LS373(置PC4=0)
OUT DX，AL
RELOAD: MOV SI，OFFSET PSTA ;设置相序表指针
MOV CX，8 ;设置循环次数
LOP: MOV DX，300H ;送相序代码
MOV AL，[SI]
OUT DX，AL
MOV BX，0FFFFH ;延时
DELAY: DEC BX
JNZ DELAY
MOV DX，302H ;监测SW1是否按下(PC1=0?)
IN AL，DX
AND AL，02H
JZ OVER ;已按SW1，则停止步进电机
INC SI ;未按SW1，继续运行
DEC CX
JNZ LOP ;未到8次，继续八拍循环
JMP RELOAD ;已到8次，重新赋值
OVER: MOV DX，303H ;关闭74LS373(置PC4=1),保护电机
MOV AL，09H
OUT DX，AL
MOV AH，4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START实验：控制七段数码管
静态显示
按图连接好电路，将8255的A口PA0～PA7分别与七段数码管的段码驱动输入端A～DP相连，位码驱动输入端S0接GND(选中)，编程从键盘输入一位十进制数字(0～9)，在七段数码管上显示出来。
接线：
8255/JP6(PA0—PA7) 接 数码管/JP3(A—DP)
8255/CS 接 I/O 译码/Y1(288H—28FH)
数码管/S0 接 GND
程序：
DATA SEGMENT
IO8255_A EQU 288H
IO8255_k EQU 28BH
LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
MESG1 DB 0DH,0AH,'INPUT A NUM (0--9),OTHER KEY IS EXIT:',0DH,0AH,'$'
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA
START: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,IO8255_K ;使8255的A口为输出方式
MOV AX,80H
OUT DX,AL
SSS: MOV DX,OFFSET MESG1 ;显示提示信息
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AH,01 ;从键盘接收字符
INT 21H
CMP AL,'0' ;是否小于0
JL EXIT ;若是则退出
CMP AL,'9' ;是否大于9
JG EXIT ;若是则退出
SUB AL,30H ;将所得字符的ASCII码减30H
MOV BX,OFFSET LED ;BX为数码表的起始地址
XLAT ;求出相应的段码
MOV DX,IO8255_A ;从8255的A口输出
OUT DX,AL
JMP SSS ;转SSS
EXIT: MOV AX,4C00H ;返回
INT 21H
CODE ENDS
END START动态显示
按图连接好电路，将8255A口的PA0～PA7分别接数码管的段码驱动输入端A～DP；位码驱动输入端S0和S0分别接8255C口的PC0和PC1; 编程在两个数码管上循环显示“00-99”
接线：
8255/JP6(PA0—PA7) 接 数码管/JP3(A—DP)
8255/CS 接 I/O 译码/Y1(288H—28FH)
8255/PC0,PC1 接 数码管/S0,S1
参考程序
DATA SEGMENT
IO8255_A EQU 288H
IO8255_C EQU 28AH
IO8255_K EQU 28BH
LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;段码
BUFFER1 DB 0,0 ;存放要显示的十位和个位
BZ DW ? ;位码
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA
START: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,IO8255_K ;将8255设为A口输出
MOV AL,80H
OUT DX,AL
MOV DI,OFFSET BUFFER1 ;设DI为显示缓冲区
LOOP1: MOV CX,030H ;循环次数
LOOP2: MOV BH,02
LLL: MOV BYTE PTR BZ,BH
PUSH DI
DEC DI
ADD DI,BZ
MOV BL,[DI] ;BL为要显示的数
POP DI
MOV BH,0
MOV SI,OFFSET LED ;置LED数码表偏移地址为SI
ADD SI,BX ;求出对应的LED数码
MOV AL,BYTE PTR [SI]
MOV DX,IO8255_A ;自8255A的口输出
OUT DX,AL
MOV AL,BYTE PTR BZ ;使相应的数码管亮
MOV DX,IO8255_C
OUT DX,AL
PUSH CX
MOV CX,100
DELAY: LOOP DELAY ;延时
POP CX
MOV AL,00H
OUT DX,AL
MOV BH,BYTE PTR BZ
SHR BH,0EH
JNZ LLL
LOOP LOOP2 ;循环延时
MOV AX,WORD PTR [DI]
CMP AH,09
JNZ SET
CMP AL,09
JNZ SET
MOV AX,0000
MOV [DI],AL
MOV [DI+1],AH
JMP LOOP1
SET: MOV AH,01
INT 16H
JNE EXIT ;有键按下则转EXIT
MOV AX,WORD PTR [DI]
INC AL
AAA
MOV [DI],AL ;AL为十位
MOV [DI+1],AH ;AH中为个位
JMP LOOP1
EXIT: MOV DX,IO8255_A
MOV AL,0 ;关掉数码管显示
OUT DX,AL
MOV AX,4C00H ; 返回
INT 21H
CODE ENDS
END START
程序似乎有错误
