8255 输入、输出实验

8255 输入、输出实验课 程 设 计 说 明 书 题目:8255 输入、输出实验 第 0 页 共 21 页 课程设计(论文)任务书 院(系): 基层教学单位: 学 号 学生姓名 专业(班级) 设计题 8255 输入、输出实验 目 设 1 独立完成设计任务。 计 2 编程，上机调试。 技 3 连接硬件实验线路，实现所要求的功能。 术 4 完成设计，提交课程设计报告。 参 数 1 编程，上机调试。 2 连接硬件实验线路，实现所要求的功能。 设 3 完成设计，提交课程设计报告。 计 要 求 软件编程与硬件调试结合，绘制设计流程图，并编程进行硬件实现。 工 作 量 1 绘制硬件电路，软件流程图 工 2 熟悉韦福单片机编程环境读程序，修改软件参数修改软件地址，硬件调试。作 3 撰写实验报告 计 划 1)单片机原理及应用技术 张淑清，国防工业出版社 应 完 2)过程控制系统及仪表 邵裕森 巴筱云 成 3)单片机及应用 李大友，高等教育出版社 内 4)其他资料 容 指导教师签字 基层教学单位主任签字 说明:此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 第 1 页 共 21 页 目录 目录?3 摘要?4 第一章 8255 芯片的基本介绍?5 1.1 与CPU 连接部分?5 1.2 与外设接口部分 ?5 1.3 与控制器的连接?5 1.4 8255的特性?6 1.5 8255的引脚功能?7 1.6 8255 的控制?8 第二章 单片机 8051 的功能及介绍?8 2.1 8051 单片机的内部总体结构?8 2.2 8051 单片机引脚功能介绍?9 2.3 8051 的结构图?10 第三章 LAB6000 单片机仿真系统的使用?11 第四章 8255 输入、输出实验 ?13 4.1 实验介绍。?13 4.2 实验硬件电路图?14 4.3 试验程序?15 第五章 总结?20 参考文献?21 第 2 页 共 21 页 摘要 本文是介绍 8255 的输入输出，并且以实验控制。学习单片机的输入输出。首先，我们了解了解单片机和 8255 芯片的构成。 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控(Microcontroller Unit)， 常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了 I/O 设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。 单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。 8255 是 Intel 公司生产的可编程并行 I/O 接口芯片，有 3 个 8 位并行 I/O 口。具有 3 个通道 3 种工作方式的可编程并行接口芯片(40 引脚)。 其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255 可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。 8255 作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的 3 个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口 A、B、C 口。由于8255 可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而 8255 内部结构分为 3 个部分:与CPU 连接部分、与外设连接部 分、控制部分。我们该怎么用单片机控制 8255 芯片呢, 其实我只是把 8255 看成一个 139 译码器，CS 为片选，A0，A1 分别选中PA，PB，PC，D 口(控制寄存器)，唯一不同的是可以通过 D 口控制 PA，PB，PC 的工作方式。 第 3 页 共 21 页 第一章 8255 芯片的基本介绍 8255 作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的 3 个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口 A、B、C 口。由于8255 可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而 8255 内部结构分为 3 个部分:与CPU 连接部分、与外设连接部 分、控制部分。 1.1 与 CPU 连接部分 根据定义，8255 能并行传送 8 位数据，所以其数据线为 8 根 D0,D7。由于 8255具有 3 个通道 A、B、C，所以只要两根地址线就能寻址 A、B、C 口及控制寄存器，故地址线为两根 A0,A1。此外 CPU 要对 8255 进行读、写与片选操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。各信号的引脚编号如下: (1)数据总线 DB:编号为 D0,D7，用于 8255 与 CPU 传送 8 位数据。 (2)地址总线 AB:编号为 A0,A1，用于选择 A、B、C 口与控制寄存器。 (3)控制总线 CB:片选信号、复位信号 RST、写信号、读信号。当 CPU 要对 8255进行读、写操作时，必须先向 8255 发片选信号选中 8255 芯片，然后发读信号或写信号对 8255 进行读或写数据的操作。 1.2 与外设接口部分 根据定义，8255 有 3 个通道 A、B、C 与外设连接，每个通道又有 8 根线与外设连接，所以 8255 可以用 24 根线与外设连接，若进行开关量控制，则 8255 可同时控制 24 路开关。各通道的引脚编号如下: (1)A 口:编号为 PA0,PA7，用于 8255 向外设输入输出 8 位并行数据。 (2)B 口:编号为 PB0,PB7，用于 8255 向外设输入输出 8 位并行数据。 (3)C 口:编号为 PC0,PC7，用于 8255 向外设输入输出 8 位并行数据，当 8255工作于应答 I/O 方式时，C 口用于应答信号的通信。 1.3 与控制器的连接 8255 将 3 个通道分为两组，即 PA0,PA7 与 PC4,PC7 组成 A 组，PB0,PB7 与PC0,PC3 组成 B 组。如图所示，相应的控制器也分为 A 组控制器与 B 组控制器，各组控制器的作用如下: (1)A 组控制器:控制 A 口与上 C 口的输入与输出。 (2)B 组控制器:控制 B 口与下 C 口的输入与输出。 4 图 1. 8255 的引脚图 1.4 8255 的特性 (1)一个并行输入/输出的 8255 芯片,多功能的 I/O 器件,可作为 CPU 总线与外围的接口. (2)具有 24 个可编程设置的 I/O 口,即 3 组 8 位的 I/O 口为 PA 口,PB 口和 PC 口.它们又可分为两组 12 位的 I/O 口,A 组包括 A 口及 C 口(高 4 位,PC4PC7),B 组包括B 口及 C 口(低 4 位,PC0PC3).A 组可设置为基本的 I/O 口,闪控(STROBE)的 I/O 闪控式,双向 I/O3 种模式;B 组只能设置为基本 I/O 或闪控式 I/O 两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定. 5 图 2 8255 的内部引脚 1.5 8255 的引脚功能 RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器(包括控制寄存器)均被清除，所有 I/O 口均被置成输入方式。 CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0 时,表示芯片被选中，允许 8255 与 CPU 进行通讯;/CS=1 时,8255 无法与 CPU 做数据传输. RD:读信号线，当这个输入引脚为低跳变沿时,即/RD 产生一个低脉冲且/CS=0时,允许 8255 通过数据总线向 CPU 发送数据或状态信息，即 CPU 从 8255 读取信息或数据。 WR:写入信号，当这个输入引脚为低跳变沿时,即/WR 产生一个低脉冲且/CS=0时,允许 CPU 将数据或控制字写入 8255。 D0,D7:三态双向数据总线，8255 与 CPU 数据传送的通道，当 CPU 执行输入输出指令时，通过它实现 8 位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。 PA0,PA7:端口 A 输入输出线，一个 8 位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个 8 位的数据输入锁存器。 PB0,PB7:端口 B 输入输出线，一个 8 位的 I/O 锁存器， 一个 8 位的输入输出缓冲器。 6 PC0,PC7:端口 C 输入输出线，一个 8 位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8 位的数据输入缓冲器。端口 C 可以通过工作方式设定而分成 2 个 4 位的端口，每个 4 位的端口包含一个 4 位的锁存器，分别与端口 A 和端口 B 配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。 1.6 8255 的控制 (1)8255 输入/输出通道端口的工作方式 方式 0基本输入输出方式; 方式 1选通输入/出方式; 方式 2双向选通输入/输出方式; (2)地址选择线的控制 当 A1=0,A0=0 时,PA 口被选择; 当 A1=0,A0=1 时,PB 口被选择; 当 A1=1,A0=0 时,PC 口被选择; 当 A1=1.A0=1 时,控制寄存器被选择. (3)8255 控制字 方式选择控制字: D7D6D5D4D3D2D1D0 D7 : 1 表示是方式选择控制字 D6D5 : 决定 A 口工作方式 00-方式 0， 01-方式 1， 1X-方式 2 D4 : 决定A 口输入还是输出 1-输入 0-输出 D3 : 决定 C 口上输入还是输出 1-输入 0-输出 D2 : 决定 B 口工作方式 00-方式 0， 01-方式 1 D1 : 决定 B 口输入还是输出 1-输入 0-输出 D0 : 决定 C 口下输入还是输出 1-输入 0-输出 置位/复位控制字:D7D6D5D4D3D2D1D0 /复位控制字 D7 0 表示 置位D6D5D4 这 3 位任意 一般写 000 D3D2D1 这 3 位表示 000 PC0，001 PC1，010 PC2.111 PC7 D0 0 复位 1 置位 对某个 PCi 复位 0 或置位 1 (i 取值 0 到 7) 第二章 单片机 8051 的功能及介绍 2.1 8051 单片机的内部总体结构 8 位 CPU、片内振荡器 4k 字节 ROM、128 字节 RAM 7 21 个特殊功能寄存器 32 根 I/O 线 可寻址的 64k 字节外部数据、程序存贮空间 2 个 16 位定时器、计数器 中断结构:具有二个优先级、五个中断源 一个全双口串行口 位寻址(即可寻找某位的内容)功能，适于按位进行逻辑运算的位处理器。除128 字节 RAM、4k 字节 ROM 和中断、串行口及定时器模块外，还有 4 组 I/O 口 P0,P3，余下的就是 CPU 的全部组成。 2.2 8051 单片机引脚功能介绍 ? 电源: ? VCC - 芯片电源，接+5V; ? VSS - 接地端; ? 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ? 控制线:控制线共有 4 根， ? ALE/PROG:地址锁存允许/片内 EPROM 编程脉冲 ALE 功能:用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址 PROG 功能:片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ? PSEN:外 ROM 读选通信号。 ? RST/VPD:复位/备用电源。 RST(Rese