第6章 系统扩展接口技术.ppt

2）方式1 选通输入/输出工作方式。A口和B口通常用于I/O数据传送，C口用作A口和B口的联络线，以中断方式传送数据。 （1） 方式1输入 控制联络信号如图6-7所示，STB*与IBF构成了一对应答联络信号，联络信号的功能如下： STB*：选通输入，是由输入外设送来的输入信号。 IBF：输入缓冲器满，高电平有效。该信号有效时，表示输入到A口或B口输入缓冲器内的数据未被CPU读走，外设不能再把数据输入缓冲器内。 INTR：中断请求信号，高电平有效。由8255A输出，向单片机 发中断请求。 　　下面以A口为例，说明选通输入方式下的数据传输过程，其硬件连接如图6-7(a)所示。 　　　 图6-7 选通输入/输出连接示意图 (a) A口工作在选通输入方式下信号连接方式及时序； (b) A口工作在选通输出方式下信号连接方式及时序 ① 当外设需要将数据输入到8255 A口时，先检查IBFA(即PC5引脚)的状态。　　② 当IBFA无效(即低电平)时，把数据送到A口。　　③ 外设输出信号到8255的PC4引脚，将输入数据锁存到A口的输入缓冲器中。　　④ 8255接收到信号后，一方面，在信号的下降沿(即前沿)触发IBFA，使PC5引脚为高电平，?通知外设不能再发送数据；另一方面，在信号的上升沿(即后沿)将INTRA(即PC3引脚)置为有效状态，向CPU发出中断请求，告知CPU可以读取A口的输入数据。 ⑤CPU响应INTRA请求后，向8255发出信号，读A口数据。8255接收信号后，在脉冲下降沿使INTRA无效(自动清除INTRA标志)，在上升沿使IBF无效，为接收下一外设数据做准备。　　以上为完成一字节数据的接收过程。 （2）方式1输出 如图6-7所示。OBF*与ACK*构成了一对应答联络信号，各信号的功能如下： OBF*：输出缓冲器满信号，82C55给外设的联络信号，外 设可以将数据取走。 ACK*：外设的响应信号，外设已将数据取走。 INTR*：中断请求信号。表示该数据已被外设取走，请求单 片机继续输出下一个数据。 下面以A口为例，说明选通输出方式下的数据传输过程，其硬件连接如图6-7(b)所示。 ① CPU把数据写入8255的A口，8255芯片在写选通脉冲WR*的下降沿将INTR信号置为无效(即低电平)；在WR*的上升沿将OBF*置为有效(即低电平)，指示外设可以读取A口上的数据。　　② 当外设读取了A口数据后，回送一个低电平的ACK*信号到8255芯片的PC6引脚，表明外设已读走了A口的数据。　　③ 在ACK*信号下降沿，8255芯片将OBF*置为无效，使外设感知A口上的数据已无效(防止多次读同一数据)；在　ACK*的上升沿，8255芯片将INTR置为高电平，通知CPU可输出下一数据到A口。 3）方式2 只有A口才能设定为方式2。图6-7B为方式2工作示意图。在方式2下，PA7～PA0为双向I/O总线。 当输入时，PA7～PA0受STBA*和IBFA控制，其工作过程和方式1输入时相同； 当输出时，PA7～PA0受OBFA*、ACKA*控制，其工作过程和方式1输出时相同。 图6-7B 5 .8255芯片与MCS-51 CPU连接应用举例MCS-51 CPU与8255接口芯片连接方式如下：(1) ?8255芯片数据总线与CPU数据总线直接相连。(2) ?8255芯片读控制信号RD*、写控制信号WR*分别与CPU读/写控制信号相连。 (3) ?8255芯片地址线A1、A0可直接与CPU高8位地址线相连。 (4) ?8255芯片片选信号可直接与CPU高位地址线相连(即采用线选法，如图6-8所示)，或者由高位地址译码后产生。 　　 图6-8 MCS-51 CPU与8255芯片的连接 5.3.2.4 利用CPU扩展I/O口 　 当I/O引脚资源不够时，用另一块CPU来扩展I/O端口比用三态门、触发器、专用I/O扩展芯片如8255、8155等扩展I/O引脚，在特定应用系统中可能更实用。一方面，不仅扩展了I/O引脚，也扩展了其他硬件资源(如定时/计数器、中断输入端等)；另一方面，部分工作可由扩展CPU完成，减轻了主CPU负担；三是CPU I/O口电平可任意设置，从而省去承担逻辑转换的与非门电路芯片。 利用CPU扩展I/O资源时，可使用UART、I2C异步通信方式、类似SPI接口同步串行通信方式或并行通信方式实现两CPU之间的信息交换。 2. 矩阵输入/输出方式　　在这种方式中，将CPU I/O引脚分成两组，用N条引脚构成行线，M条引脚构成列线，行、列交叉点就构成了所需的N×M个检测点