可编程并行接口芯片8255A及其应用

一、8255A的结构和功能二、8255A的控制字三、8255A的工作方式四、8255A的应用举例第九章可编程并行接口芯片8255A及其应用习题：9-6，9-7，9-10并行接口芯片应具有的功能：（1）具有两个以上的输入/输出数据端口（锁存/缓冲）；（2）每个数据端口有与CPU用应答方式交换信息所必须的控制和状态信号；也有与外设交换信息所必须的控制和状态信号；（3）通常每个数据端口还具有能用中断方式与CPU交换信息所必须的电路；（4）具有进行片选和读写控制的电路；（5）可编程（由程序来选择数据端口，数据传送方向，交换信息的方式等）。A组控制B组控制数据总线DBoooRDWRA0A1RESETCS读/写控制逻辑A口上C口下C口B口PA7~PA0PC7~PC4PC3~PC0PB7~PB0内部总线外设接口CPU接口内部逻辑第一节8255A的工作原理一、8255A的结构和功能端口A和端口B可用作8位数据I/O口，端口C既可作为8位I/O口，又可作为两个4位I/O口，还常用来配合A口和B口工作，作为控制信号输出、或作为状态信号输入。(一)数据端口8255A内部包含3个8位I/O端口A口、B口和C口，通过外部24根I/O线与外设交换数据或进行通信联络。其中C口可分为两个4位口使用。A口上C口下C口B口PA7~PA0PC7~PC4PC3~PC0PB7~PB0内部总线(二)控制逻辑这是两组根据CPU的编程命令控制8255A工作的电路，它们内部有控制寄存器，用来接收CPU送来的命令字，以决定A组、B组的工作方式，或对C口的每一个位执行置位/复位操作。A组控制B组控制内部总线端口A和端口C的上半部分（PC7~PC4）由A组控制逻辑管理，端口B和端口C的下半部分（PC3~PC0）由B组控制逻辑管理。(三)数据总线缓冲器是双向三态的8位缓冲器,用作8255A和系统数据总线的接口。1)接收CPU送来的数据或控制字；2)外设传送给CPU的数据或状态信息数据总线DBoooRDWRA0A1RESETCS读/写控制逻辑内部总线至数据端口至控制寄存器(四)读/写控制逻辑控制总线的开放与关闭；控制信息传送的路径和方向。A1A0=00，选中端口AA1A0=01，选中端口BA1A0=10，选中端口CA1A0=11，选中控制字寄存器端口(五)端口寻址A1A0RDWRCS功能00010端口A数据总线01010端口B数据总线10010端口C数据总线00100数据总线端口A01100数据总线端口B10100数据总线端口C11100数据总线控制字寄存器8255A端口选择表端口选择信号：当8255A用在8位数据总线的微处理器（8088）系统中时，端口选择信号输入端A1A0与地址总线的A1A0相连即可，例如端口地址为60H，61H，62H和63H。在16位数据总线的微处理器系统（8086）中，通常将端口选择信号输入端A1A0与地址总线的A2A1相连。8255A芯片的数据线D0~D7既可以接到系统数据总线的低8位，也可以接到系统数据总线的高8位。为了方便，通常接到系统数据总线的低8位，这样CPU要求芯片内部的各个端口都使用偶地址。例如端口地址为F0H，F2H，F4H和F6H。(六)方式选择8255ABCBDBRDWRD7~D0A0A1CSPBPAPC88I/OI/O44PB7~PB0PA7~PA0PC3~PC0PC7~PC4I/OI/O88I/OI/OPB7~PB0PA7~PA0PBPAPC控制或I/O控制或I/O88I/OI/OPB7~PB0PA7~PA0PBPAPCI/O控制方式0：基本输入输出方式1：选通输入输出方式2：双向总线二、8255A的控制字1、方式选择控制字8255A有3种基本的工作方式，在对8255A进行初始化编程时，应向控制寄存器写入方式选择控制字，以规定各端口的工作方式。方式选择控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D0下C口I/O1=输入0=输出B口I/O1=输入0=输出B口方式0=方式01=方式1上C口I/O1=输入0=输出特征位D7=1A口方式:00=方式001=方式11x=方式2A口I/O1=输入0=输出例：在一个8086/8088系统中，有一片8255A芯片，其各个端口的地址分别为0F8H~0FBH，现要求各个端口的工作方式为：端口A方式0输入端口B方式1输出端口C（上半部）PC7~PC4输出端口C（下半部）PC3输入要求：进行初始化编程10011001分析：根据8255A工作模式可确定方式控制字95H初始化编程：MOVAL，95HOUT0FBH，AL2、置位/复位控制字端口C常用作控制或应答信号，通过对8255A的控制口写入置位/复位控制字，可使C口的任一个引脚的输出单独置1或置0。置位/复位控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D01置位0复位无关位特征位D7=0000选中PC0001选中PC1111选中PC7位选择例：要使端口C的bit3置位的控制字为：00000111B；MOVAL，00000111BOUT0FBH，AL而使端口C的bit3复位的控制字为：00000110B；MOVAL，00000110BOUT0FBH，AL三、8255A的工作方式1、方式0－基本输入输出方式适用于不需要应答信号的简单I/O场合。A口和B口可作为8位端口，C口的高4位和低4位可作为两个4位的端口，且每个端口均可作为输入口或输出口用。数据输出有锁存，输入不能锁存。例如，要求8255A的A口和B口均工作于方式0,A口和下C口作输入口,B口和上C口作输出口,设8255A各端口地址为60H~63H,可用下列指令来设置这种工作方式：MOVAL，91H；方式控制字10010001BALOUT63H，AL；方式控制字送控制寄存器2、方式1－选通输入/输出方式端口A或B用作数据口，均可以工作于输入或输出方式。这两个8位数据口的输入、输出数据都能锁存，但必须在联络信号的控制下完成I/O操作，端口C的部分引脚用来产生或接收这些联络信号。1)选通输入方式此时PC3~5和PC0~2分别用作A口和B口的状态和控制线,PC6和PC7用作I/O线PA7~PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O线&INTEAoRD方式1(A口)PB7~PB08PC2STBBPC1IBFBPC0INTRB&INTEBoRD方式1(B口)IBF－输入缓冲器满信号，高电平有效，由8255A输出的状态信号，表示输入缓冲器已满，向外设指明不能再送入数据。INTE－中断允许信号。是控制8255A能否向CPU发中断请求信号，它没有外部引脚，INTEA、INTEB是由用户对PC4、PC2按位置位实现的。PA7~PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O线&INTEAoRD方式1(A口)各控制联络信号的意义STB－数据选通输入信号，低电平有效，由外设输入；INTR－中断请求信号，高电平有效。是8255A向CPU发出的请求中断信号，要求CPU服务。当IBF=1、STB=1且INTE=1时，INTR=1。2)选通输出方式这时PC3、PC6和PC7作A口的应答信号，PC0、PC1和PC2作B口的应答信号。余下的PC4和PC5可作输入或输出线。PA7~PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O线&INTEAoWR方式1输出(A口)PB7~PB08PC2ACKBPC1OBFBPC0INTRB&INTEBoWR方式1输出(B口)ACK－外设的回答信号，低电平有效，由外设送给8255A。表示CPU送到指定端口的数据已被外设接受。各应答信号的意义：OBF－输出缓冲器满信号，输出，低电平有效。表示CPU已输出数据到指定端口。INTE－中断允许信号。INTEA、INTEB是由用户对PC6、PC2按位置位实现的。PA7~PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O线&INTEAoWR方式1输出(A口)INTR－中断请求信号，高电平有效。当ACK=1、OBF=1且INTE=1时，INTR=1。3、方式2－双向总线方式（仅适用于A口）这时PA7~PA0作为双向数据总线，PC3~PC7用作A口的联络控制信号。PC2~PC0可用作B口的应答信号线,或作I/O线。PC3INTRAPA78PC7PC6OBFAACKAPC4PC5PC2~PC03STBAIBFAINTE2&~PA0&1OOWRRD各信号意义:INTRA－中断请求信号,‘1’有效.OBFA－输出缓冲器满,‘0’有效.ACKA－外设响应信号,‘0’有效.IBFA－输入缓冲器满信号,‘1’有效.STBA－选通输入信号,‘0’有效.4、C口状态字8255A工作在方式0时，C口各位作输入输出用。当工作在方式1和方式2时，C口产生与外设的联络信号。此时。读取C口的内容可检查或测试外设的状态。C口的状态字如下：（1）方式1I/OI/OIBFA输入INTEAINTRAINTEBIBFBINTRBD7D6D5D4D3D2D1D0I/OI/O输出INTEAINTRAINTEBOBFBINTRBD7D6D5D4D3D2D1D0OBFA（2）方式2*INTE1INTRAINTE2IBFAD7D6D5D4D3D2D1D0OBFA**第二节8255A的应用举例8255A作为开关K0~K3及七段LED显示器接口。要求开关设置的二进制信息，由PC0~PC3输入，经程序转换为对应的七段LED显示器的字形代码后，由A口输出显示。8255APA7PA0~驱动器+5V＋5VK0K1K2K3PC3PC2PC1PC0D7~D0RDWRA1A2ABCG2AG2BG1Y0Y1Y2OOOD7~D0RDWRA0A1CSA0A3A4A78086系统总线LS138接口电路M/IO&A5A6一、基本输入输出应用各端口地址为：E8H~EEH8255A各端口地址确定:由图可知：A7A6A5A4A3A2A1A01110108255A方式选择控制字:LED显示器的字形代码表存放在TABLE单元开始的内存中.TABLEDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8HDB80H,98H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EHCSABCG2AG2BG1Y0Y1Y2A0A3A4A7LS138M/IO&A5A6按题意设置端口A方式0输出,下C口输入.10000××181H实现操作的具体程序如下:MOVDX,0E8H；指向端口AOUTDX,AL；输出字形码显示HLTMOVDX，0EEH；设置8255A工作方式MOVAL，81HOUTDX，ALMOVDX，0ECH；指向端口C，读开关状态INAL，DXANDAL，0FHLEABX，TABLE；显示代码表首地址送BXXLAT；查表，取出相应的字形码送ALLED显示器的结构abdcefgdpLED显示器的外形abcdefgdp共阳极LED显示器的结构abcdefgdp共阴极LED显示器的结构LED显示器的工作原理软件译码法PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA78255DB7--DB0abcdefgdp方案1共阳极LED显示器与同相驱动器接口abdcefgdpabdcefgdpD7D6D5D4D3D2D1D0dpgfedcba0(C0H)11000000abdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdp9(90H)100100001(F9H)111110012(A4H)101001003(B0H)101100004(99H)100110015(92H)100100106(82H)100000107(F8H)111110008(80H)10000000PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA78255DB7--DB0abcdefgdp方案2共阳极LED显示器与反相驱动器接口abdcefgdpabdcefgdpD7D6D5D4D3D2D1D0dpgfed