第9章可编程外围接口芯片8255A及应用

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1、1,微型计算机原理及其应用 第9章：可编程外围接口芯片8255A及应用,2,可编程外围接口芯片8255A及应用,串行通信和并行通信 可编程并行接口芯片8255A,3,可编程外围接口芯片8255A及应用串行通信和并行通信,在计算机领域中有两种数据通信方式：串行传送和并行传送。 并行传送：数据在多条并行1位宽的传输线上同时由源传送到目的。以1字节的数据为例，在并行传送中，1字节的数据通过8条并行传输线同时由源传送到目的。 串行传送：数据在单条1位宽的传输线上，一位一位地按顺序分时传送。以1字节为例，在串行传送中，1字节的数据要通过一条传输 线分8次由低位到高位按顺序一位一位地传送。,4,可编程外围

2、接口芯片8255A及应用串行通信和并行通信,5,可编程外围接口芯片8255A及应用串行通信和并行通信,串行通信和并行通信比较 距离：并行近距离传送（通常小于30米） 串行远距离传送（几米数千公里） 速度：二者的传送速率与距离成反比，但在短距离内并行快得多。 设备费用：随着大规模和超大规模集成电路的发展、逻辑器件价格趋低，而通信线路费用趋高，因此对远距离通信而言，串行通信的费用显然会低得多。另一方面串行通信还可利用现有的电话网络来实现远程通信，降低了通信费用。,6,可编程外围接口芯片8255A及应用,串行通信和并行通信 可编程并行接口芯片8255A,7,可编程外围接口芯片8255A及应用8255

3、A,概述Intel8255A是一种通用的可编程序并行I/O接口芯片，又称“可编程外设接口芯片”，是为Intel8080/8085系列微处理据设计的，也可用于其它系列的微机系统。可由程序来改变其功能，通用性强、使用灵活。通过8255A，CPU可直接同外设相连接，是应用最广的并行I/O接口芯片。含3个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存能力。可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向(入/出/双向)。,8,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的内部结构,9,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的内部结构 数据总线缓冲器：三态8位双向缓

4、冲器，与系统数据总线连接的缓冲部件；传送数据、控制字、状态字的通道。 3个8位数据端口(PA、PB、PC)：通常PA口与PB口用作输入输出的数据端口，PC口用作数据传输或提供联络线的端口。在方式字的控制下，PC口可以分成两个4位的端口，其中PC7PC4同端口A配合使用， PC3PC0同端口B配合使用。 A组、B组控制电路：这两组控制电路根据CPU发出的方式选择控制字来控制8255A的工作方式，每个控制组都接收来自读写控制逻辑的“命令”，接收来自内部数据总线的“控制字”，并向与其相连的端口发出适当的控制信号。A组控制电路控制PA口和PC口高4位，B组控制电路控制PB口和PC口低4位。 读/写控制

5、逻辑：用来管理数据、控制字和状态字的传送，接收系统总线发来的有关信号，并向A、B两组控制部件发送命令。,10,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的引脚功能 DIP封装，共40个引脚。 1. 连接系统总线的主要引脚 D0D7：数据线，双向，连CPU数据总线； RESET：复位输入，接系统总线的RESET； CS*：片选控制输入，接译码器； RD*：读命令输入，接CPU的RD*或IOR*； WR*：写命令输入，接CPU的WR*或IOW*； A0，A1：片内端口地址输入，可选4个片内 端口。接AB的任2位。,11,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的引脚功

6、能 A1、A0端口选择情况，见右表由CS*、A1、A0、RD*、WR*引脚的不 同组合，实现各种不同的功能。见下表：,12,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的引脚功能 2. 连接外设端的引脚 PA0PA7：A口外设数据线，接外设； PB0PB7：B口外设数据线，接外设； PC0PC7：C口外设数据线或联络线，接外设。,13,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A与系统的连接示意图,14,8255A的初始化方式选择控制字,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,15,8255A的初始化C口置位/复位控制字,可编程外围接口芯片8255A及应用8255

7、A,16,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的工作方式 方式0基本输入/输出方式（A、B、C口） 方式1选通工作方式（A、B口） 方式2双向选通传送方式（仅A口） 某端口工作于哪一种方式，可通过软件编程来指定。即向8255写入方式控制字来决定其工作方式。,17,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的工作方式方式0(基本输入/输出方式) 特点： 8255A相当于三个独立的8位数据口。 各端口既可设置为输入口，也可设置为输出口，但不能同时实现输入及输出。 C端口即可以是一个8位的简单接口，也可以分为两个独立的4位端口。 设置为输出口时有锁存能力，设置为输入

8、口时无锁存能力。 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。,18,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的工作方式方式0(基本输入/输出方式) IN AL,PORT外设将数据送到8255输入缓冲器中； CPU给出有效的8255地址； CPU发读命令，将8255A输入缓冲器中数据读入CPU的AL寄存器中。,19,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的工作方式方式0(基本输入/输出方式) 方式0输入时序：,有效,20,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A

9、,8255A的工作方式方式0(基本输入/输出方式) OUT PORT,AL CPU给出有效的8255地址； CPU发写命令，将CPU的AL寄存器中数据写入8255A输出锁存器中。,21,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的工作方式方式0(基本输入/输出方式) 方式0输出时序：,有效,22,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,8255A的工作方式方式1(选通工作方式)利用一组选通控制信号控制A端口和B端口的数据输入输出。 特点： A、B口作输入或输出口，C口分为两部分，其部分位（6位）固定用作A口、B口的选通控制信号。 C口的剩余位仍可作数据位使用。 A口、B口在

10、作为输入和输出时的选通信号不同。 方式1的应用：主要用于中断控制方式下的输入输出。说明：C口除部分位用作选通信号外，其余位(2位)可工作在方式0下，作 为输入或输出线，用程序指定其数据传送方向。,23,8255A的工作方式方式1(选通工作方式) A、B口都设为方式1输入C口的联络信号： STB#选通信号，由外设输入。=0时， 将外设数据送入8255的输入锁存器。 A组 对应PC4；B组对应PC2。 IBF输入锁存器满信号，由8255A输出。 =1时通知外设输入的数据已写入缓冲器，此 时不能送下一个数据。此信号由STB#的前沿 产生。CPU用IN指令取走数据后（RD#的后 沿），此信号被清除。

11、A组对应PC5；B组对 应PC1。,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,24,8255A的工作方式方式1(选通工作方式) A、B口都设为方式1输入C口的联络信号： INTE中断允许，由PC4控制 是否允许发出INTR请求。 INTE =1和IBF为高电平时，允许发出INTR请 求。无引出。 INTR中断请求，由8255A输出。中断允许 时，由STB#的后沿产生，向CPU请求中断，让 CPU读走输入锁存器中的数据。INTR信号由 RD#的前沿清除。 A组对应PC3；B组对应PC0。,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,25,8255A的工作方式方式1(选通工作方式) 方式1输

12、入时序：,可编程外围接口芯片8255A及应用8255A,26,第9章：并行通信和并行接口8255A8255A,8255A的工作方式方式1(选通工作方式) A、B口都设为方式1输出C口的联络信号： OBF#输出缓冲器满信号，8255A输出。 =0时通知外设取走数据。 A组对应PC7；B 组对应PC1 ACK#响应信号，外设输入。0时表示 外设已从数据端口取走数据。此信号使OBF# 变高。 A组对应PC6；B组对应PC2。,27,第9章：并行通信和并行接口8255A8255A,8255A的工作方式方式1(选通工作方式) A、B口都设为方式1输出C口的联络信号： INTRACK#上升沿产生，8255

13、输出。=1 时请求CPU输出下一个数据(通常接到8259)。 A组对应PC3；B组对应PC0。 INTE中断允许位，INTE=1和OBF#为高 电平时，允许产生INTR信号。无引出。,28,第9章：并行通信和并行接口8255A8255A,8255A的工作方式方式1(选通工作方式) 方式1输出时序：,29,第9章：并行通信和并行接口8255A8255A,8255A的工作方式方式2(双向选通传送方式) 特点： 双向方式既是输入口，又是输出口。 利用C口的5条线提供传输联络信号。 类似于A口方式1下输入和输出的组合。工作时输入、输出都能锁存。 只有A口可工作在方式2下。 当A组工作在方式2时，B组可

14、工作在方式0或方式1下。 应用： 可用于中断控制输入输出方式。 也可用查询方式与CPU联系。 当A口工作于方式2时，B口可工作于方式1（此时C口的剩余位刚好用作B口选通控制线）；B口也可工作于方式0（此时C口的剩余位只能用作方式0下的输入输出线）。,30,第9章：并行通信和并行接口8255A8255A,方式2(双向选通传送方式),31,第9章：并行通信和并行接口8255A8255A,8255A的工作方式方式2(双向选通传送方式) 方式2的时序：,32,8255A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。读入C口各位的内容可检查或测试外设的状

15、态。C口的状态字如下：,（1）方式1,（2）方式2,第9章：并行通信和并行接口8255A8255A C口状态字,33,第二节 8255A的应用举例1,34,第二节 8255A的应用举例1,35,第二节 8255A的应用举例2,36,打印机接口。为某应用系统配置一个并行打印机接口，并且通过接口CPU采用查询方式打印。已知欲打印数据存放在数据段中有效地址位2000H的单元中。8255的口地址位80H、81H、82H、83H。 分析：由于打印接口直接面向的对象是打印机接口标准，而不是打印机本身，因此打印机接口要按照接口标准的要求进行设计，主要是8位并行数据线DATA0DATA7，2条握手联络线STB

16、#、ACK#和1条忙线BUSY。有关打印机接口工作时序见下图。,第二节 8255A的应用举例3,37,从图可见，当CPU通过接口要求打印机打印数据时，先要查看BUSY信号，BUSY0时，才能向打印机输出数据，在把数据送上DATA线后，先发STB#=0信号通知打印机，打印机接到STB#=0后，发出BUSY1，接收效据，当数据接收好并存入内部打印缓冲器后，送出ACK#=0信号，表示打印机已准备好接收新数据，并复位BUSY=0。,第二节 8255A的应用举例3,38,图中用8255A的PA口作为输出打印数据 口，工作于方式0，PC口高4位工作于输 出方式，PC6产生STB#信号；PC口低4位 工作于输入方式，PC2接收打印机的BUSY 信号。程序流程如右示。,