可编程并行接口芯片8255A

1、可编程并行接口芯片 8255A并行输入 / 输出就是把若干个二进制位信息同时进行传送的数据传输方式。它 具有传输速度快、 效率高的优点。 并行数据传输需用的信号线较多 （与串行传输 相比），不适合长距离传输。所以，并行数据传输适用于数据传输率要求较高， 而传输距离相对较短的场合。8255A 是 Intel 公司为其 80 系列微处理器生产的通用可编程并行输入输出接口 芯片，也可以与其他系列的微处理器配套使用。 由于其通用性强， 与微机接口方 便，且可通过程序指定完成各种输入输出操作，因此， 8255 获得了广泛的应用。8255A 的引脚与结构1 8255A 的引脚8255A 是可编程的三端口并

2、行输入输出接口芯片，具有 40 个引脚，双列直插 式封装，由 +5V 供电，其引脚与功能示意图如图所示。A B、C三个端口各有 8 条端口 I/O 线：PA7PA0 PB7PB0 PC7PC0 共 32 个 引脚 用于 8255A 与外设之间的数据（或控制、状态信号）的传送。D0D7 8位三态数据线，接至系统数据总线。CPU通过它实现与8255之间数 据的读出与写入，以及控制字和状态字的写入与读出等。A0A1:地址信号。A0和A1经片内译码产生四个有效地址分别对应 A、B C 三个独立的数据端口以及一个公共的控制端口。在实际使用中， A1、A0端接到 系统地址总线的 A1、 A0。CS#片选信

3、号，由系统地址译码器产生，低电平有效。读写控制信号RD#和WR#低电平有效，用于决定 CPU和8255A之间信息传 送的方向：当RD#=0时，从8255A读至CPU当 WR#=0时，由CPU写入8255A。 CPU对8255各端口进行读写操作时的信号关系如表所示。RESRT复位信号，高电平有效。8255A复位后，A、B、C三个端口都置为输 入方式。2.8255A的内部结构如图所示，8255A的内部由以下四部分组成：（1）端口 A、端口 B和端口 C端口 A、端口 B和端口 C都是8位端口，可以选择作为输入或输出。还可以将 端口 C的高4位和低4位分开使用，分别作为输入或输出。当端口 A和端口

4、B作为选通输入或输出的数据端口时，端口 C的指定位与端口 A和端口 B配合使 用，用作控制信号或状态信号。（2）A组和B组控制电路这是两组根据CPU送来的工作方式控制字控制8255工作方式的电路。它们的 控制寄存器接收CPU输出的方式控制字，由该控制字决定端口的工作方式，还 可根据CPU的命令对端口 C实现按位置位或复位操作。3）数据总线缓冲器这是一个8位三态数据缓冲器，8255A正是通过它与系统数据总线相连，实现 8255A与CPU之间的数据传送。输入数据、输出数据、 CPU发给8255A的控制 字等都是通过该部件传递的。4）读/ 写控制逻辑读/写控制逻辑电路的功能是负责管理 8255A与C

5、PU之间的数据传送过程。它 接收CS及地址总线的信号A1、A0和控制总线的控制信号 RESET WR、RD,将 它们组合后，得到对A组控制部件和B组控制部件的控制命令，并将命令送给 这两个部件， 再由它们控制完成对数据、 状态信息和控制信息的传送。 各端口读 写操作与对应的控制信号之间的关系见表所示。8255A的工作方式与控制字1. 8255A的工作方式8255A在使用前要先写入一个工作方式控制字，以指定 A、B、C三个端口各自 的工作方式。 8255A 共有三种工作方式：方式0基本输入输出方式，即无须联络就可以直接进行8255A与外设之间的数据输入或输出操作。A 口、B 口、C 口的高四位和

6、低四位均可设置为方式 0<方式1 选通输入输出方式，此时8255A的A 口和B 口与外设之间进行输入 或输出操作时，需要C 口的部分I/O线提供联络信号。只有A 口和B 口可工作于 方式 1 。方式2选通双向输入输出方式，即同一端口的I/O线既可以输入也可以输 出，只有A 口可工作于方式2。此种方式下需要C 口的部分I/O线提供联络信号。有关8255A三种工作方式的功能及应用的详细介绍见下一节。2. 8255A的控制字1）工作方式选择控制字8255A的工作方式可由CPU写一个工作方式选择控制字到8255A的控制寄存器 来选择。控制字的格式如图所示，可以分别选择端口 A、端口 B和端口 C

7、上下两 部分的工作方式。端口 A有方式0、方式1和方式2共三种工作方式，端口 B只 能工作于方式0和方式1，而端口 C仅工作于方式0。注意：在端口 A 工作于方式 1 或方式 2，端口 B 工作于方式 1 时， C 口部分 I/O 线被定义为8255A与外设之间进行数据传送的联络信号线，此时，C 口剩下的I/O 线仍工作于方式0,是输入还是输出则由工作方式控制字的 D0和D3位决定，如 图所示。（2）C 口按位置位/复位控制字8255A的C 口具有位控功能，即端口 C的8位中的任一位都可通过 CPU向8255A 的控制寄存器写入一个按位置位/复位控制字来置1或清0，而C 口中其他位的 状态不变

8、。控制字格式如图所示。例如，要使端口 C的PC4置位的控制字为00001001B （09H）,使该位复位的 控制字为 00001000B（ 08H）。应注意的是，C 口的按位置位/复位控制字必须跟在方式选择控制字之后写入控 制字寄存器， 即使仅使用该功能， 也应先选送一个方式控制字。 方式选择控制字 只需写入一次，之后就可多次使用 C口按位置位/复位控制字对C口的某些位进 行置 1 或清 0 操作。8.2.3 各种工作方式的功能1 方式 0基本输入输出方式方式0无须联络就可以直接进行8255A与外设之间的数据输入或输出操作。它 适用于无需应答（握手）信号的简单的无条件输入 /输出数据的场合，即

9、输入 /输 出数据处于准备好状态。在此方式下，A 口、B 口、C 口的高4位和低4位可以分别设置为输入或输出， 即8255A的这四个部分都可以工作于方式 0。需要说明的是，这里所说的输入或 输出是相对于8255A芯片而言的。当数据从外设送往 8255A则为输入，反之， 数据从8255A送往外设则为输出。方式0也可以用于查询方式的输入或输出接口电路， 此时端口 A和B分别作为 一个数据端口，而用端口 C的某些位作为这两个数据端口的控制和状态信息。如图所示是一个方式0下利用C口某些位作为联络信号的接口电路。在此例中将 8255A设置为：A 口输出，B 口输入，C 口高4位输入（现仅用PC7 PC6

10、两位输 入外设的状态），C 口低4位输出（现仅用PC1、PC0两位输出选通及清除信号）。 此时8255A的工作方式控制字为：B（ 8AH）。其工作原理如下：在向输出设备送数据前， 先通过PC7查询设备状态，若设备 准备好则从A 口送出数据，然后通过PC1发选通信号使输出设备接收数据。从 输入设备取数据前，先通过 PC6查询设备状态，设备准备好后，再从 B 口读入 数据，然通过PC0发清除信号，以便输入后续字节。与下面介绍的选通输入输出方式（方式 1 ）和选通双向输入输出方式（方式 2） 相比，方式0的联络信号线可由用户自行安排（方式1和方式2中使用的C 口联 络线是已定义好的），且只能用于查询

11、，不能实现中断。2 方式 1 选通输入输出方式与方式0相比，它的主要特点是当A 口、B 口工作于方式1时，C 口的某些I/O 线被定义为A 口和B口在方式1下工作时所需的联络信号线，这些线已经定义， 不能由用户改变。现将方式1分为：A 口和B 口均为输入、A 口和B 口均为输出 以及混合输入与输出等三种情况进行讨论。（1） A 口和B 口均为输入A 口和B 口均工作于方式1输入时，各端口线的功能如图所示。A 口工作于方式1输入时，用PC5PC3乍联络线。B 口工作于方式1输入时， 用PC2PC0 C 口剩余的两个I/O线PC7和 PC6工作于方式0,它们用作输入还 是输出，由工作方式控制字中的

12、 D3位决定，D3=1，输入；D3=0,输出。各联络信号线的功能解释如下 （请参考图所示的方式 1 输入时序图来理解各信 号的功能）：STB（ Strobe）:选通信号，输入，低电平有效。当STB有效时，允许外设数据 进入端口 A或端口 B的输入数据缓冲器。STBA接 PC4, STBB接 PC2 IBF（Input Buffer Full）：输入缓冲器满信号，输出，高电平有效。当IBF有效时，表示当前 已有一个新数据进入端口 A或端口 B缓冲器，尚未被CPU取走，外设不能送新 的数据。一旦CPU完成数据读入操作后，IBF复位（变为低电平）。INTR（Interrupt Request：） 中

13、断请求信号， 输出，高电平有效。 在中断允许 INTE=1 且IBF=1的条件下，由STB信号的后沿（上升沿）产生，该信号可接至中断管理 器8259A作中断请求。它表明数据端口已输入一个新数据。若CPU响应此中断请求，则读入数据端口的数据，并由RD信号的下降沿使INTR复位（变为低电平）。INTE（I nterrupt En able）：中断允许信号，高电平有效。它是 8255A内部控制 8255A是否发出中断请求信号（INTR）的控制信号。这是由软件通过对 C 口的置 位或复位来实现对中断请求的允许或禁止的。 端口 A的中断请求INTRA可通过对 PC4的置位或复位加以控制，PC4置1,允许

14、INTRAX作，PC4清0,则屏蔽INTRA 端口 B的中断请求INTRB可通过对PC2的置位或复位加以控制。2） A 口和 B 口均为输出A 口和B 口均工作于方式1输出时，各端口线的功能如图所示A 口工作于方式1输出时，用PC3 PC6和PC7作联络线。B 口工作于方式1 输出时，用PC0PC2乍联络线。C 口剩余的两个I/O线PC4和PC5工作于方式0。 各联络信号线的功能解释如下(请参考图所示时序图来理解各信号的功能)：OBF( Output Buffer Full):输出缓冲器满信号，输出，低电平有效。当 CPU 把数据写入端口 A或B的输出缓冲器时，写信号 WR的上升沿把OBF置成

15、低电 平，通知外设到端口 A或B来取走数据，当外设取走数据时向 8255A发应答信 号ACK ACK的下降沿使OBF恢复为高电平。ACK( Ack nowledge):外设应答信号，输入，低电平有效。当 ACK有效时， 表示CPU输出到8255A的数据已被外设取走。INTR(I nterrupt Request):中断请求信号，输出，高电平有效。该信号由 ACK 的后沿(上升沿)在INTE=1且OBF=1的条件下产生，该信号使8255A向CPU发 出中断请求。若CPU响应此中断请求，向数据口写入一新的数据，写信号WR上升沿(后沿)使INTR复位，变为低电平。INTE(Interrupt Ena

16、ble):中断允许信号，与方式1输入类似，端口 A的输出 中断请求INTRA可以通过对PC6的置位或复位来加以允许或禁止。端口 B的输 出中断请求信号INTRB可以通过对PC2的置位或复位来加以允许或禁止。( 3) 混合输入与输出在实际应用中，8255A端口 A和端口 B也可能出现一个端口工作于方式1输入， 另一个工作于方式 1 输出的情况，有以下两种情况:端口 A为输入，端口 B为输出时，其控制字格式和连线图如图所示。端口 A为输出，端口 B为输入时，其控制字格式和连线图如图所示。3 方式 2选通双向输入输出方式选通双向输入输出方式，即同一端口的I/O线既可以输入也可以输出，只有 A 口可工

17、作于方式2。此时C 口有5条线(PC7PC3被规定为联络信号线。剩下的 3条线(PC2PC0可以作为B 口工作于方式1时的联络线，也可以与B 口一起工 作于方式 0。 8255A 工作于方式 2 时各端口线的功能如图所示。图中INTE1是输出的中断允许信号，由PC6的置位或复位控制。INTE2是输入 的中断允许信号，由PC4的置位或复位控制。图中其他各信号的作用及意义基本 上与方式 1 相同，在此不再赘述。8255A的应用举例例8255A初始化编程。设8255A工作于方式1 , A 口输出，B 口输入，PC4, PC5输入，禁止B 口中断。设片选信号 CS由A9A2=®定。试编写程序

18、对8255A 进行初始化。根据题意，设计接口电路如图所示。初始化程序：MOV AL， B；控制字送 ALMOV DX 11B； 8255A控制字寄存器地址送 DXOUT DX AL;控制字送8255A的控制寄存器MOV AL 00001101B； PC6置 1,允许 A 口中断OUT DX，ALMOV AL 00000100B； PC2置 0,禁止 B 口中断OUT DX，AL例 用于对非编码键盘的管理。如图所示，使用8255A构成4行4列的非编码矩阵键盘控制电路。图中8255A的A 口工作于方式0输出，B 口工作于方式0输入。键盘工作过程 如下：首先进行第1次键盘扫描（判断是否有键按下）。使

19、 A 口 PA3PA0输出 均为0,然后读入B 口的值，查看PB3PBC是否有低电平，若没有低电平，则说 明没有键按下，继续进行扫描。若 PB3PB0中有一位为低电平，使用软件延时 10ms20ms以消除抖动，若低电平消失，贝U说明低电平是由干扰，或按键的抖动 引起的，必须再次扫描， 否则，则确认有键按下， 接着进行第 2次扫描（行扫描， 判断所按键的位置）。首先通过 A 口输出使PA0=0, PA仁1, PA2=1, PA3=1对第 0行进行扫描，此时，读入 B 口的值，判断PB3PB0中是否有某一位为低电平， 若有低电平，则说明第0行某一列上有键按下。如果没有低电平，接着使A 口输 出PA

20、0=1, PA1=0, PA2=1, PA3=1对第1行进行扫描，按上述方法判断，直到找 到被按下的键 并识别出其在矩阵中的位置 从而可根据键号去执行该键对应的 处理程序。设图中8255A的A 口、B 口和控制寄存器的地址分别为 80H、81H和83H,其 键盘扫描程序如下：；判断是否有键按下MOV AL 82H;初始化8255A, A 口方式0输出，B 口方式0输入MOV AL，00HOUT 80H， AL；使 PA3=PA2=PA1=PA0=0LOOA IN AL, 81H ;读B 口，判断PB3PB0是否有一位为低电平AND AL， 0FHCMP AL， 0FHJZ LOOA;PB3PB

21、0没有一位为低电平时转LOOA继续扫描CALL D20ms;PB3PB0有一位为低电平时调用延时20ms子程序IN AL， 81H;再次读入B 口值。如果PB3PB0仍有一位为低电平，AND AL， 0FH；说明确实有键按下，继续往下执行，以判断是哪个键CMP AL， 0FH;按下；如果延时后PB3PB0中低电平不再存在，JZ LOOA;说明是干扰或抖动引起，转 LOOA继续扫描。;判断哪一个键按下STAR：T MOV BL， 4 ;行数送 BLMOV BH， 4；列数送 BHMOV AL， 0FEH;D0=0,准备扫描0行MOV CL， 0FH；键盘屏蔽码送 CLMOV CH， 0FFH；C

22、H 中存放起始键号LOP1 OUT 80H, AL ; A 口输出，扫描一行ROL A，L 1；修改扫描码，准备扫描下一行MOV AH， AL；暂时保存IN AL， 81H；读 B 口，以便确定所按键的列值AND AL， CLCMP AL， CLJNZ LOP2;有列线为0,转LOP2找列值ADD CH，BH;无键按下，修改键号，使适合下一行找键号MOV AL，AH;恢复扫描码DEC BL;行数减 1JNZ LOP1;行未扫描完转 LOP1JMP START;重新扫描LOP2： INC CH;键号加 1ROR A，L 1;右移一位JC LOP2;无键按下，查下一列线MOV AL，CH;已找到，

23、键号送 ALCMP AL，0JZ KEY0;是0号键按下，转KEY（执行CMP AL，1JZ KEY1 ;是1号键按下，转KEY1执行CMP AL，0EH；JZ KEY14 ;是14号键按下，转KEY14执行JMP KEY15 ;不是014号键，一定是15号键，转KEY15执行例 利用8255A作为两机并行通讯接口。两台PC机通过8255A构成如图所示的并行数据传送接口，A机发送数据，B机接收数据。A机一侧的8255A工作于方式1输出，从PA7PA0发送由CPU写入 A 口的数据，PC3 PC7和 PC6提供A机一侧8255A的A 口工作于方式1时的联 络信号INTR OBF和ACK B机一侧

24、的8255A工作于方式0输入，从PA7PA0接 收A机送来的数据，PC4和PC0选作联络信号。工作过程如下：A机将数据从A 口送出后，经PC7送出OBF有效信号（请参阅图和），B机查询到OBF信号（经B机一侧8255A的PC4引脚）有效后，从A口读入数据，并通过软件在PC0上产生一个ACK有效信号，该信号的上升沿使A机的8255A的PC3上产生有效的INTR信号，A机CPU查询至U INTR有效（PC3为高电平）时，接着发送下一个数据， 如此不断重复， 直到发送完所有的数据为止。假设两台PC机传送1KB数据，发送缓冲区为0300:0000H,接收缓冲区为0400:OOOOH, A、B两机的82

25、55A的端口地址均为300303H。驱动程序如下：;A机的发送程序MOV AX， 0300H ；MOV ES， AX;设置A机发送数据缓冲区段地址MOV BX， 0;设置A机发送数据缓冲区偏移地址MOV CX， 03FFH;设置发送字节数;对A机8255A进行初始化MOV DX， 303H;指向A机8255A的控制寄存器MOV AL， B;8255A指定为工作方式1输出OUT DX， ALMOV AL， 00001101B;置发送中断允许 INTEA=1OUT DX， AL ;发送数据MOV DX， 300H;向A 口写第1个数据，产生第一个OBF信号，对方MOV AL ES BX;查询到OBF信号有效后，读入数据，并通过软件，;在PC0上发出ACK信号，该信号上升沿使A机8255A ;的 PC3产生有效的INTR信号，A机CPU查询到OUT DX， AL；该信号有效后，