步並列資料轉移

(1)

林銘波編著 --- 全華科技圖書公司 12.1

步並列資料轉移

(a) 單一時脈週期 CLK

位址與命令

資料

(b) 多時脈週期 CLK

位址與命令

資料

匯流排週期匯流排週期

微算機基本原理與應用第12章並列I/O與界面

閃脈控制方式 ---來源裝置啟動

來源裝置標的裝置

資料匯流排閃脈控制線

(a) 方塊圖

(b) 時序圖資料成立

匯流排

閃脈

控制線標的裝置將資料

閘入資料暫存器中

(2)

閃脈控制方式 ---標的裝置啟動

資料匯流排閃脈控制線

(a) 方塊圖

匯流排

閃脈

控制線標的裝置將資料

閘入資料暫存器中

來復式控制方式 ---來源裝置啟動

(a) 方塊圖

資料匯流排

DAV

匯流排

DAV

DAC

(3)

來復式控制方式 ---標的裝置啟動

(a) 方塊圖

資料匯流排

DAV DAC

匯流排

DAV DAC

輸入裝置的來復式控制

SR I

IE CR

界面電路資料匯流排

INT

RD

CS





 



 

接往CPU模組

3 4

DAC

DAV

I/O埠

I/O裝置 DAC

DAV

資料匯流排 t

資料成立的資料

5

6 7

2

1

(4)

輸出裝置的來復式控制

界面電路資料匯流排

INT

WR CS





 



 

接往CPU模組

4

1 DAC

DAV

I/O埠

I/O裝置 DAC

DAV

資料匯流排 t

資料成立的資料

4

5 6

3

2

三線來復式控制結構

資料匯流排

來源裝置

DAV RFD DAC 標的裝置 1

資料資料

資料

資料 DAV

DAC RFD

來復式控制線

(5)

三線來復式控制時序

資料匯流排

RFD

DAV

DAC

1

成立的資料

2 3

3

4 5

5

MCS-51 I/O埠位元線結構

(a) I/O埠0位元

D Q CL Q 讀取門閂

寫入門閂

讀取接腳內部匯流排

V

_CC

P1.x

(b) I/O埠1位元(標準MCS-51)

內部提升電阻器

D Q

CL Q

^MUX

讀取門閂

寫入門閂

讀取接腳內部匯流排

位址 / 資料控制 V

_CC

P0.x

(6)

MCS-51 I/O埠位元線結構

(c) I/O埠2位元

(d) I/O埠3位元(標準MCS-51); I/O埠1及3 位元(在8xC51Fx);I/O埠1、3、4、及5 位元(在8xC51GB)

D Q CL Q 讀取門閂

寫入門閂

讀取接腳內部匯流排

V

CC

Py.x 內部提升電阻器

D Q CL Q

MUX

讀取門閂

寫入門閂

讀取接腳內部匯流排

位址控制 V

CC

P2.x 內部提升電阻器

副功能輸出

副功能輸入

MCS-51的RMW指令組

指令功能使用例

ANL 邏輯 AND 運算 ANL P2,A

ORL 邏輯 OR 運算 ORL P2,A

XRL 邏輯 XOR 運算 XRL P3,A

JBC 若位元值為 1 ，則分岐並清除該位元 JBC P2.2,bitclear

CPL 將位元取補數 CPL P3.0

INC 將指定位元組加 1 INC P1

DEC 將指定位元組減 1 DEC P2

DJNZ 減 1 後，若不為 0 ，則分岐 DJNZ P3,again MOV Px.y,C 複製進位旗號位元到 I/O 埠 x 位元 y MOV P3.2,C CLR Px.y 清除 I/O 埠 x 位元 y 為 0 CLR P1.4 SETB Px.y 設定 I/O 埠 x 位元 y 為 1 SETB P1.2

(7)

*82C55A內部功能方塊圖

Vcc Gnd

PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7

PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC4 PC5 PC6 PC7

PC0 PC1 PC2 PC3 I/O埠

A

I/O埠 C 上半部

I/O埠 C 下半部

I/O埠 B A 群

A群控制B群控制

8位元內部資料匯流排

讀取／寫入控制邏輯資料匯流排緩衝器

B 群 D0

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

RESET A0 A1

26 7

34 33 32 31 30 29 28 27

4 3 2 1 40 39 38 37

13 12 11 10

14 15 16 17

18 19 20 21 22 23 24 25 5

36 35 9 8 6 RD WR

CS

*82C55A內部暫存器之選取

選擇信號選擇信號

A1 A0

RD WR

CS 動作

A1 A0

RD WR

CS 動作 0 0 0 1 0 I/O 埠 A →D7~D0 1 0 1 0 0 D7~D0→I/O 埠 C 0 1 0 1 0 I/O 埠 B → D7~D0 1 1 1 0 0 D7~D0→ 控制語

句

1 0 0 1 0 I/O 埠 C → D7~D0 φ φ φ φ 1 D7~D0→ (高阻抗) 0 0 1 0 0 D7~D0→I/O 埠 A 1 1 0 1 0 不成立

0 1 1 0 0 D7~D0→I/O 埠 B φ φ 1 1 0 D7~D0→ (高阻抗)

(8)

*82C55A控制語句格式

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

1 A 群控制 B 群控制

模式選擇 00 = 模式 0 01 = 模式 1 1φ = 模式 2

I/O 埠 A 0 = 輸出 1 = 輸入

I/O 埠 C (上半部) 0 = 輸出 1 = 輸入

模式選擇 0 =模式 0 1 =模式 1

I/O 埠 B 0 = 輸出 1 = 輸入

I/O 埠 C (下半部) 0 = 輸出 1 = 輸入

*I/O埠C位元設定/旗號清除控制語句

D7

D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

0 未用指定 I/O 埠 C 位元設定/清除

D3 D2 D1=000:位元 0

∼ D3 D2 D1=111:位元 7

1=設定

0=清除

(9)

*82C55A模式1(輸入)

PA7 − PA0

PC5

PC3 PC4

PC6 PC7 INTE A

STB _A

RD

IBF _A

INTR _A

PB7 − PB0

PC1

PC0 INTE B PC2

STB _B

RD

IBF _B

INTR _B

*82C55A模式1(輸入)

資料成立

8255A將資料閘入PORT A或PORT B STB

IBF

INTR

RD

PORT A / B

CPU讀取資料

(10)

*82C55A模式1(輸入)

1 ;ex12.3-1.a51

8000 2 PPIBASE EQU 8000H ;82C55A I/O base address 8000 3 PORTA EQU PPIBASE

8002 4 PORTC EQU PPIBASE+2 0020 5 IBFA EQU 20H ;PC5

6 ;

---- 7 CSEG AT 0100H

8 ;read 82C55A PORT A and return the data in ACC.

0100 908002 9 READ_PA: MOV DPTR,#PORTC 0103 E0 10 WAIT1: MOVX A,@DPTR ;wait until 0104 30E5FC 11 JNB ACC.5,WAIT1 ;IBFA = 1 0107 908000 12 MOV DPTR,#PORTA ;read PORT A 010A E0 13 MOVX A,@DPTR ;and return 010B 22 14 RETURN: RET

15 END

*82C55A模式1(輸出)

PA7 − PA0

PC6

PC3 PC7

PC4 PC5 INTE A

OBF _A

WR

ACK _A

INTR _A

PB7 − PB0

PC2

PC0 INTE B PC1

WR

INTR _B OBF _B

ACK _B

(11)

*82C55A模式1(輸出)

CPU將資料閘入PORT A或PORT B WR

CPU資料輸出

ACK INTR

週邊裝置讀取資料

OBF

*82C55A模式1(輸出)

1 ;ex12.3-2.a51

8002 4 PORTC EQU PPIBASE+2 0080 5 OBFA EQU 80H ;PC7

6 ;

---- 7 CSEG AT 0100H

8 ;write the data in ACC to 82C55A PORT A 0100 908002 9 WRITE_PA: MOV DPTR,#PORTC 0103 E0 10 WAIT1: MOVX A,@DPTR ;wait until 0104 30E7FC 11 JNB ACC.7,WAIT1 ;OBFA = 1 0107 908000 12 MOV DPTR,#PORTA ;write PORT A 010A F0 13 MOVX @DPTR,A ;and return 010B 22 14 RETURN: RET

15 END

(12)

*82C55A模式2

PA7−PA0

PC5

PC3 PC4

PC0 PC2 INTE 2

STB_A

WR

IBF_A

INTR

RD

PC7 PC6 ACKA

OBF_A INTE 1

PC1

*82C55A模式2

送至82C55A的資料 PORT A

自82C55A取得的資料 IBF

INTR WR OBF

ACK

STB

RD

(13)

*82C55A模式2

1 ;ex12.3-3.a51

8002 4 PORTC EQU PPIBASE+2 0020 5 IBFA EQU 20H ;PC5 0080 6 OBFA EQU 80H ;PC7

7 ;

---- 8 CSEG AT 0100H

9 ;read 82C55A PORT A and return the data in ACC.

0100 908002 10 READ_PA: MOV DPTR,#PORTC 0103 E0 11 WAIT10: MOVX A,@DPTR ;wait until 0104 30E5FC 12 JNB ACC.5,WAIT10 ;IBFA = 1 0107 908000 13 MOV DPTR,#PORTA ;read PORT A 010A E0 14 MOVX A,@DPTR ;and return 010B 22 15 RETURN0: RET

16 ;

*82C55A模式2

17 ;write the data in ACC to 82C55A PORT A 010C 908002 18 WRITE_PA: MOV DPTR,#PORTC 010F E0 19 WAIT11: MOVX A,@DPTR ;wait until 0110 30E7FC 20 JNB ACC.7,WAIT11 ;OBFA = 1 0113 908000 21 MOV DPTR,#PORTA ;write PORT A 0116 F0 22 MOVX @DPTR,A ;and return 0117 22 23 RETURN1: RET

24 END

(14)

*82C55A狀態語句格式

A 群 B 群

位元 7 位元 6 位元 5 位元 4 位元 3 位元 2 位元 1 位元 0 模式 1 輸入組態

I/O I/O

IBF

_A INTE A

INTR

_A INTE B

IBF

_B

INTR

_B 模式 1 輸出組態

OBF

_A INTE A I/O I/O

INTR

_A INTE B

OBF

_B

INTR

_B 模式 2

OBF

_A INTE 1

^IBF

A INTE 2

^INTR

A - - -

*82C55A模式定義總覽

模式 0 模式 1 模式 2

輸入輸出輸入輸出 A 群

I/O 埠 A 輸入輸出輸入輸出雙向

I/O 埠 B 輸入輸出輸入輸出模式 0/1

PC0 輸入輸出

INTR

_B

INTR

_B I/O

PC1 輸入輸出

IBF

_B

OBF

_B I/O

PC2 輸入輸出

_STB

_B

_ACK

_B I/O

PC3 輸入輸出

INTR

_A

INTR

_A

INTR

_A

PC4 輸入輸出

_STB

_A I/O

STB

_A

PC5 輸入輸出

IBF

A I/O

IBF

A

PC6 輸入輸出 I/O

ACK

_A

ACK

_A

PC7 輸入輸出 I/O

_OBF

_A

_OBF

_A

(15)

*82C55A讀取與寫入時序

(b)寫入時序 (a)讀取時序

t

_RA

CS

RD

資料匯流排

資料成立 t

_RR

t

_RD

t

DF

t

AR

A1,A0

t

_AW

t

_WA

資料匯流排

WR

t

_WW

t

_DW

t

_WD

CS

A1,A0

(c)參數值(82C55A-2) t

_AW

t

_WA

t

_DW

t

_WD

t

_WW

t

_RA

t

_RR

t

_RD

t

DF

參數

數值(ns) min max

0 20 30 30 100

0 0 150

120 10 75 t

AR

t

_RV

200

*82C55A與MCS-51模組的界接

XTAL1

XTAL2

PSEN PSEN RST 30pF

30pF 12 MHz

19

18

9

29 Reset

8.2 K

100 10µF

40 VCC

P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 8 7 6 5 4 3 2 1 31EA

RD WR P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0

D D DD D D D D

Q Q QQ Q Q Q Q G

OE 11 13 14 8 7 17 18 4 3

1 2 5 19 166 9 15 12

74LS373

ALE

P3.7 P3.6 17 16 28 2726 25 24 23 22 21 30

P0.7 P0.6 P0.5P0.4 P0.3P0.2 P0.1 P0.0 32 33 34 35 36 37 38 39

D7 D6 D5 D4 D3D2 D1 D0 A7 A6 A5A4 A3A2 A1 A0 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8

P3.1 P3.0 P3.5 P3.4 P3.3 P3.211

10 15 14 13 12

AB C

G1 GND

Y0

G2A 16

2 3

4 5 6 8 10111279

1314 15 74LS138

Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 G2B 1

VCC

CS

A0 A1

RESET RD WR 9 8

35 5 36 6

VCC 26

GND

MCS-51

82C55A

PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 4 3 2 1 40 39 38 37

PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 18 19 20 21 22 23 24 25

PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7

14 15 16 17 13 12 11 10 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 34 33 32 31 30 29 28 27 A1 A0

步並列資料轉移