【微机原理及接口技术】可编程并行接口芯片8255A

【微机原理及接口技术】可编程并行接口芯片8255A

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前言

本篇文章就8255芯片展开，包括8255A的内部结构和引脚，8255A的工作方式，8255A的编程，8255A的应用等展开详细介绍。

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并行数据传输方式
以计算机的字长，通常是8位、16位或32位为传输单位，一次传送一个字长的数据
适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和快速的信息交换
例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器
微机系统中最基本的信息交换方法
例如：系统板上各部件之间，接口电路板上各部件之间

8255A简介
包括四个端口——1个控制端口，3个数据端口
还包括端口的译码和控制电路、中断控制电路
包括三种输入输出工作方式

一、8255A的内部结构和引脚

1.与外设接口（数据端口）

端口A：PA0～PA7
A组，支持工作方式0、1、2
端口B：PB0～PB7
B组，支持工作方式0、1
端口C：PC0～PC7
仅支持工作方式0
A组控制高4位PC4～PC7
B组控制低4位PC0～PC3

端口A：PA0～PA7
常作数据端口，功能最强大
端口B：PB0～PB7
常作数据端口
端口C：PC0～PC7
可作数据、状态和控制端口
分两个4位，每位可独立操作
控制最灵活，最难掌握

2.与处理器接口

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二、8255A的工作方式

• 方式0：基本输入输出
  端口A、端口B、端口C高4位和低4位——输入口或输出口
  适用于无条件传送和查询方式的接口电路
• 方式1：选通输入输出
  端口A、端口B——输入口或输出口
  端口C——端口A和端口B的联络信号、输入口或输出口
  适用于查询和中断方式的接口电路
• 方式2：双向选通输入输出
  端口A——输入口和输出口
  端口C——一部分作为端口A的联络信号
  适用于双向传送数据的外设
  适用于查询和中断方式的接口电路

方式1输入引脚：A端口

方式1输入引脚：B端口

方式1输入联络信号
方式1需借用端口C用做联络信号同时还具有中断请求和屏蔽功能

STB——选通信号，低电平有效*
由外设提供的输入信号，当其有效时，将输入设备送来的数据锁存至8255A的输入锁存器
IBF——输入缓冲器满信号，高电平有效
8255A输出的联络信号。当其有效时，表示数据已锁存在输入锁存器
INTR——中断请求信号，高电平有效
8255A输出的信号，可用于向CPU提出中断请求，要求CPU读取外设数据

方式1中断控制
8255A的中断由中断允许触发器INTE控制
置位允许中断，复位禁止中断
对INTE的操作通过写入端口C的对应位实现，只要对那一位置位/复位就可以控制INTE触发器
选通输入方式下
端口A的INTEA对应PC4
端口B的INTEB对应PC2

方式1输出引脚：A端口

方式1输出引脚：B端口

方式1输出联络信号
OBF——输出缓冲器满信号，低有效*
8255A输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示CPU已把数据输出给指定的端口，外设可以取走
ACK——响应信号，低有效*
外设的响应信号，指示8255A的端口数据已由外设接收
INTR——中断请求信号，高有效
当输出设备已接收数据后，8255A输出此信号向CPU提出中断请求，要求CPU继续提供数据

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三、8255A的编程

初始化过程中：写入方式控制字
利用控制端口地址，A1A0=11
工作过程中：
通过数据端口来读写外设数据：
利用端口A、B和C的地址，A1A0依次等于00、01、10
通过控制端口来写入端口C的位控制字：
利用控制端口地址，A1A0=11
通过端口C来读取状态信息：
利用端口C的地址，A1A0=10

1. 写入方式控制字：控制字格式

2. 读写数据端口

初始化编程后：
当数据端口作为输入接口时，CPU执行IN指令将从输入设备得到外设数据
当数据端口作为输出接口时，CPU执行OUT指令将把CPU的数据送给输出设备
8255A具有锁存输出数据的能力
对输出方式的端口同样可以输入
不是读取外设数据
读取的是上次CPU给外设的数据

读写数据端口：示例
利用8255A的输出锁存能力，可实现按位输出控制
对输出端口B的PB7位置位的程序段：
mov DX,FFFDH ;设B端口地址为FFFDH
in AL,DX ;读出B端口原输出内容
or AL,80H ;使PB7＝1
out DX,AL ;输出新的内容

3. 读写端口C

归纳1
C端口被分成两个4位端口，两个端口只能以方式0工作，可分别选择输入或输出
在控制上，C端口高4位和A端口编为A组，C端口低4位和B端口编为B组

归纳2
当A和B端口工作在方式1或方式2时，C端口的部分或全部引脚将被征用
其余引脚仍可设定工作在方式0

归纳3
对端口C的数据输出有两种办法
利用端口C的地址：
向C端口直接写入字节数据。这一数据被写进C端口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对设置为输入的引脚无效——字节操作
利用控制端口地址：
向控制端口写入端口C的位控制字，使C端口的某个引脚输出1或0，或置位复位内部的中断允许触发器——位操作
端口C的位控制字

归纳4
读取的C端口数据有两种情况
未被A和B端口征用的引脚：
将从定义为输入的部分（上半部或下半部）读到引脚输入信息；
将从定义为输出的部分（上半部或下半部）读到输出锁存器中的信息
被A和B端口征用作为联络线的引脚：
将读到反映8255A状态的状态字

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四、8255A的应用

作为通用的并行接口电路芯片，8255A具有广泛的应用
应用在IBM PC/XT微机上
应用于打印机接口电路
连接简易键盘
驱动LED数码管
……

1.开关量的检测

例：在工业控制过程中，经常需要检测某些开关的状态。例如，在某一系统中，有8个开关K7～K0，要求不断地检测它们的通断状态，并随时在发光二极管上显示。通过8255A的端口A读入开关状态信息，使端口B、端口C连接的发光二极管的状态与端口A开关状态相呼应，并重复执行。假设8255A在系统中端口A、B、C及控制口的地址分别为100H，101H，102H，103H，试设计出硬件电路图，并编写初始化程序。
(1) 硬件电路

(2) 相应的8255A程序为：
MOV DX，103H ；控制端口地址送给DX
MOV AL， 10010000B ；控制字
OUT DX，AL ；写入控制字
L1： MOV DX，100H ；端口A地址送给DX
IN AL，DX ；从端口A读入开关状态
MOV DX，101H ；端口B地址送给DX
OUT DX，AL ；从端口B输出，控制LED
XOR　AL， 0FFH ；AL← AL取反
MOV DX，102H ；端口C地址送给DX
OUT　 DX， AL ；从端口C输出
JMP L1 ；循环

2.LED数码管的驱动

发光二极管LED是最简单的显示设备
由7段LED就可以组成的LED数码管
LED数码管广泛用于单板微型机、微型机控制系统及数字化仪器中
LED数码管可以显示内存地址和数据等
(1) LED数码管的工作原理
主要部分是7段发光管
顺时针分别称为a、b、c、d、e、f、g
有的产品还附带有一个小数点h
通过7个发光段的不同组合
主要显示0～9
也可以显示A～F（实现16进制数的显示）
还可以显示个别特殊字符，如－、P 等

LED数码管的结构

(2) 单个LED数码管的显示

3.多个LED数码管的显示

8个数码管：用2个8位输出端口控制
硬件上用公用的驱动电路来驱动各数码管
软件上用扫描方法实现数码显示

段控制端口电路

位控制端口电路

控制哪个（位）数码管显示
共阴极时，当位控制端口的控制码某位为高电平时，经反相驱动，便在相应数码管的阴极加上了低电平，这个数码管就可以显示数据

段控制端口作用
控制一个数码管显示什么数码
段控制端口送给数码管要显示字形的段码
段控制端口由所有数码管共用

通过位、段控制端口的共同作用才能确定哪个数码管显示什么数码

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总结

到这里这篇文章的内容就结束了，谢谢大家的观看，如果有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦！