8255A高清中文资料(说明书+电路图+使用例子+参考程序)

目录

8255A中文资料（可编程外围接口）........................................1

8255A内部结构原理图..............................................I

引脚介绍..........................................................2

基本操作..........................................................3

LA、B、C端口的工作方式控制.................................3

2.C端口位的控制...............................................5

8255A模式概括....................................................6

元件使用条件及相关参数...........................................6

8255A使用的基本流程..............................................7

应用举例..............................................................8

控制程序的编写.......................................................9

地址计算..........................................................9

控制器地址计算...............................................10

端口A写入地址计算...........................................10

端口B写入地址计算...........................................11

端口C写入地址计算...........................................11

参考程序.........................................................11

8255A说明书+应用举例+参考程序

8255A中文资料（可编程外围接口）

目前网络上基本都是说8255A是Intel公司生产的，但是实际上AMD公司也

生产该品牌，在网上也可以查到AMD生产的8255A芯片的说明书。从AMD的8255A

说明书可以看出，该芯片主要用于军用。因此下文介绍的8255A忽略生产公司。

8255A是一款可编程的I/O芯片。它有24个I/O引脚，这些引脚可以大致

分为两组，每组12个。该芯片有3中工作模式。该芯片的第一种模式（模式0）,

每组I/O口可以分为8+4的形式，并可以配置为输入或输出模式。第二种模式

（模式1），每组可以设置为8位输入或输出模式，剩下的4个引脚中的3个用

于传递握手信号以及中断信号。第三种工作模式（模式2）是双向总线模式，A组

的8个引脚作为双向总线的输入以及输出，C组的5条线作为握手信号线。

8255A内部结构原理图

图1

上图形象表述了8255A的内部结构，其中左侧基本为控制引脚，右侧为输入

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8255A说明书+应用举例+参考程序

输出引脚。24个输出引脚可以为位两组，也可以分为三组。从引脚名称来看分为

了3组，A、B和C组，每组8个。从上图来看，被分为2组，其中C组被拆成

两个4位。数据在芯片内部可以按照图示箭头方向流动。8255A与控制器的数据

交换主要D0-D7引脚。D0-D7引脚通过数据总线与A端口(PA0-PA7)、B端口

(PB0-PB7)以及C端口(PC0-PC7)相连接。通过控制引脚以及控制命令,控制

数据在芯片内的具体流向，

引脚介绍

8255A芯片的引脚排方图与51单片机相似，如图2所示。

140

PA3PA4

239

PA2PA5

338

PAIPA6

437

PAOPA7

536

RDWR

635

CSRESET

734

GNDDO

833

AlDI

932

AOD2

1031

PC7D3

1130

PC6D4

1229

PC5D5

1328

PC4D6

1427

PCOD7

1526

PCIVCC

1625

PC2PB7

1724

PC3PB6

1823

PBOPB5

1922

PB1PB4

2021

PB2PB3

8255A

图2

RD:读引脚(read)。当该引脚是低电平时，8255A会把数据或状态信息通过

数据总线输送至控制器。也就是说，此时8255A允许控制器“读取”信息。

CS:片选引脚(ChipSelect)。当该引脚是低电平时,8255A开始工作，可以

与控制器进行信息的交换。

GND:电源负极引脚。供电端,连接0几

AO,A1:端口地址控制引脚。通过这两个引脚对输出端口进行控制。

VCC:电源正极引脚。供电端，连接+5V。

PA0-PA7:A端口,共8位。

PB0-PB7:B端口,共8位。

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PC0-PC7:C端口，共8位。

WR:写引脚（write）o当该引脚是低电平时,控制器可以把数据或控制字发

送至8255A。

RESET:复位引脚。该引脚是高电平后，会清除8255A内部的控制寄存器并把

A/B/C端口都设置为输入状态（即A/B/C三个端口共24个引脚都是高电平状态）。

D0-D7:8位数据总线引脚。控制器与8255A通过数据总线，进行双向的数据

传送。

基本操作

读者需要认真读懂以下部分，以下部分是编程控制的关键。

8255A的工作方式主要通过CS、WR、RD、A0和Al引脚进行控制。8255A的

基本操作以及注释如表1所示。

表1

CSWRRDAlAO功能

写00100将数据写入A端口（也就是从A端口输出数据）

操00101将数据写入B端口（也就是从B端口输出数据）

作00110将数据写入C端口（也就是从C端口输出数据）

00111将数据写入命令控制器（也就是对8255A进行控制）

读01000将A端口状态读入数据总线

操01001将B端口状态读入数据总线

作01010将C端口状态读入数据总线

01011非法条件

1XXXX将8255A与数据总线断开

011XX将8255A与数据总线断开（关闭了读和写操作）

注释：表中X代表0或1。

从上表可以看出，我们可以通过数据总线引脚（DO-D7）向8255A写入基本

命令，卜.面我们来看一下写入命令的基木格式以及基本控制方式。通过数据总线

引脚写入的控制命令是8位的（因为有8条数据总线引脚，因此正常情况下会有

8位），如表2所示。

表2

D7D6D5D4|D3D2D1D0

向8255A写入的命令主要可以分为两种控制方式，分别为A、B、C端口的工

作方式控制以及C端口每一位的控制。这两种方式通过D7位进行选择，1为A、

B、C端口的工作方式控制，0位C端口位的控制。

l.AsB、C端口的工作方式控制

在这种控制方式下，控制命令的每一位的意义如下：

D7：固定为1。选择鼠B、C端口的工作方式。

D6、D5：A端口工作方式控制位。00设置A端口为工作方式0；01设置A端

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口为工作方式1;IX设置A端口为工作方式2。

D4：A端口状态设置。。设置A端口为输出状态，1设置A端口为输入状态。

D3：C端口高4位（PC4-PC7）状态设置。0设置C端口高4位为输出状态,

1设置C端口高4位为输入状态。

D2：B端口工作方式控制位。。设置B端口为工作方式0：1设置B端口为工

作方式1.

DI：B端口状态设置。0设置B端口为输出状态，1设置B端口为输入状态。

DO：C端口低4位（PCO-PC3）状态设置。0设置C端口低4位为输出状态;

1设置C端口低4位为输入状态。

工作方式0：数据直接输入、输出模式。A端口，B端口以及C端口都可以

工作在这种模式下。这种模式可以用于对单片机的1/0口进行简单的扩展。

工作方式1：带交互信息的数据输入、输出模式。A端口和B端口可以工作

在这种模式下。在这种模式下，A端口和B端口在作为输入或输出时，通过C端

口的某些引脚作为状态引脚。例如当A端口输出的数据已经准备好时，可以通过

PC7引脚输出一个低电平，外设检测到PC7上的低电平后，取走A端口输出的数

据。

＞当A端口工作在模式1,且在输出状态时：

PC7引脚充当OBFA引脚。其功能为,当该引脚为低电平时，8255A通知外设，

A端口的数据已经准备完毕，可以取走。0BR引脚不需要编程控制，当A端口处

于模式1时，当执行控制器向8255A写数据时（即WR引脚低电平）,OBFA引脚自

动变为低电平。下面要讲的ACK引脚有效时，OBFA引脚自动变为高电平。

PC6引脚充当AC&引脚。其功能为，当该引脚为低电平时，表明外设通知

8255A,A端口的数据已经取走。

PC3引脚充当INT&引脚。其功能为,通知控制器,8255A与外设已经完成1

次数据的传输，控制器可以传输下一个数据了。当0BR引脚输出高电平（表明数

据已经准备好，外设已经取走）以及ACK,为低电平（即外设通知8255A数据已经

取走），则INTR引脚则会变为高电平，通知控制器已经完成数据的传输。WR引

脚的下调沿（由高电平变低电平的瞬间）8255A自动将INTR,引脚清零。

＞当B端口工作在模式1时，且在输出状态时：

其工作方式与A端口相同。PC2引脚充当AC&引脚,PC1引脚充当0BR引脚，

PCO引脚充当NTR“引脚。工作过程参照A端口，这里不再赘述。

＞当A端口工作在模式1,且在输入状态时：

PC5引脚充当IBR引脚。当该引脚为高电平时，表示数据从己经被8255A接

收，但是还没有被控制器取走，因此外设不能撤走A口的数据。当STB引脚为低

电平时，IBR引脚被清零；RD引脚电平由低到高时,该引脚被置位。

PC4引脚充当STB,,引脚。当该引脚为低电平时，外部器件通知8255A数据准

备完毕，8255A将数据存入锁存器中。（当8255A取走数据之后，上述的IBR引

脚会自动变为低电平，表明8255A取值完毕，外设可以重新输入一个值。）

PC3引脚充当INTRA引脚,当STB-引脚与IBFA引脚是高电平.INTRHI脚自动

变为高电平。通过该引脚通知控制器，外设数据准备完毕，可以提取了。该引脚

在RD引脚出现下调沿（由高电平变为低电平的瞬间）「寸，自动变为低电平。

＞当B端口工作在模式1时，且在输入状态时：

其工作方式与A端口相同。PC2引脚充当STB.,引脚,PCI引脚充当IBFs引脚，

PCO引脚充当INTR引脚。工作过程参照A端口，这里不再赘述。

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8255A说明书+应用举例+参考程序

工作方式2：只有A端口才可以工作在这种模式下。在这种模式下，A端口

需要用到C端口的5个引脚（在工作方式1下，A端口用到C端口3个引脚）。

在这种工作方式下，A端口既可以输入也可以输出。“握手”信号以及中断信号与

工作方式1类似。C端口的具体引脚功能如下：

PC7引脚充当OBR引脚。PC6引脚充当ACL弓|脚。PC5引脚充当IBR引脚.

PC4引脚充当STB.引脚。PC3引脚充当INTR”引脚。这些引脚的功能与上述讲解

的相同。

A端口的工作方式2,相当于兼容输入和输出两种方式的数据传送。当需某

端口即输出数据又读入数据的时候，如果使用方式1,需要不断修改端口的输入

输出模式，可以采用方式2进行控制。但是编程者需要注意，此时中断有两种形

式，一种是8255A发送完毕的中断，一种是接收完毕的中断，在编程的时候需要

进行判断。

2.C端口位的控制

有时候需要单独对c端口的某一个位进行操作（不影响其他位的情况下），

如清零或置1。此时我们就需要通过指令来控制c端口的某一个位（如果需要控

制多个位，可以分别控制启动这种控制方式的方法是将D7位设置为0,如前

所述。

在这种控制方式下，控制命令的每一位的意义如下：

D7：固定为0。选择C端口位的工作方式。

D6、D5、D4：无意义°这3位不参与控制，其值可以是任意。

D3、D2、D1：控制位选择。通过这三个位，选择具体对C端口的哪一个位进

行控制。具体参照表3。例如D3-D1分别为001,则这条控制命令的意思为对C

端口的PC1进行控制，而具体清零还是置位需要根据控制命令的其他位来判断。

表3

D3、D2、D1C口位选择

000PCO

001PC1

010PC2

011PC3

100PC4

101PC5

110PC6

111PC7

D0：位捽制方式设定位。通过D0来控制对指定位的清零还是置位。0为对

指定的位进行复位（也就是清零）；1位对指定的位进行置位（也就是置1）。

注意:C端口的位控制命令可以只修改C端口的某一个位而不改变其他的位。

并且这个指令可以多条顺序执行，相互之间不干扰。

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8255A说明书+应用举例+参考程序

8255A模式概括

上述介绍了那么多端口以及工作模式，为了方便读者理解，8255A的端口以

及工作模式可以通过下表来进行概括。读者可以通过表4进一步理解8255A的端

口与工作模式的关系。

表4

模式0模式1模式2

输入状态输出状态输入状态输出状态输入输出

PA0VVVVV

PA1VVVVV

PA2VVVVV

PA3VVVVV

A端口

PA4VVVVV

PA5VVVVV

PA6VVVVV

PA7VVVVV

PB0VVVV无

PB1VVVV无

PB2VVVV尢

PB3VVVV无

B端口

PB4VVVV无

PB5VVVV无

PB6VVVV无

PB7VVVV无

PC0VVINTRBINTRBI/O

PC1VVIBF8OBFBI/O

PC2VVSTBBACKBI/O

PC3VVINTRAINTRAINTRA

C端口

PC4VVSTBAI/OSTBa

PC5VVIBFAI/OIBFA

PC6VVI/OACKAACKA

PC7VVI/OOBFAOBFA

表注：从上表可以看出，在模式1和模式2中，C端口未使用的引脚可以当做

普通I/O口来使用。

元件使用条件及相关参数

使用环境温度范围：0℃-70℃

存储温度：-65℃-150℃

任何引脚上可以施加的对地电压范围：-0.5V-7V

耗散功率：

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8255A说明书+应用举例+参考程序

直流特性(TA=0UC-70℃,VCC=5V±10%,GND-OV)

符号参数最小值最大值单位测试条件

V1L输入低电平-0.50.8V

V.H输入高电平2.0VCCV

Voc(DB)数据总线上输出低电平0.45VIOL=2.5mA

VOL(PER)端口上输出低电平0.45VIOL=1»7mA

_

V；W(DB)数据总线上输出高电平2.4VIOH=4OOUA

VOH(PER)端口上输出高电平2.4VI(,H=-200UA

IDAR达灵顿驱动电流-1.0-4.0nAREXT=750Q；

5V

Icc供电端电流120nA

I.L输入负载电流±10uAVIN=VCC到ov

loFL输出负载泄漏±10uAVouv=VCC到0.45V

P

电容(TA=25C,VCC=GND=0V)

符号参数最小值典型值最大值单位测试条件

C1N输入电容10pFfc=lMHz

C]/O1/0电容值20pF

交流特性(TA=0℃-70℃,VCC=5V±10%,GND=OV)

总线参数

读

符号参数最小值最大值单位

t^R地址在读之前的稳定时间0ns

地址在读之后的稳定时间0ns

tRR读脉冲宽度300ns

tRD从读取至有效时长250ns

t[)F从读开始数据浮动时长10150ns

读或写之间的间隔850ns

写

符号参数最小值最大值单位

源地址在写之前的稳定时间0ns

金地址在写之后的稳定时间20ns

tvw写指令脉冲宽度400ns

to«从写至数据有效时长100ns

如D写之后到数据有效时长30ns

8255A使用的基本流程

对于芯片的初学者，尤其是单片机刚入门的读者来说，8255A芯片相对来说

比较复杂。往往看我长达8页的说明书依然没有读懂究竟该怎么去使用这样一款

芯片。端口那么多，模式也那么多，很让人无从下手。

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8255A说明书+应用举例+参考程序

小过也请读者注意，从说明书中读懂芯片的使用方法也是一种能力。读者一

定要有意识的培养自己这方面的能力，当然这个是在有一定的芯片使用能力的基

础上再完成的事情。当我们学过一些芯片之后，再去读一些芯片的使用手册或者

材料的时候，就会对芯片的使用方法有一个大概的判断。这个判断的准确性一般

会随着芯片使用数量的增加而提高。

我们看到每个端口（A端口、B端口、C端口）有很多中模式，因此我们在使

用这款芯片之前，我们先需要对芯片进行设置。我们要设置每个端口的工作模式

以及工作状态，究竟是输入还是输出状态。

对于一款新的芯片，尤其是初学者，千万不要妄图一下弄懂，一定要懂得循

序渐进。要学会由浅入深c例如8255A,模式0最简单，那么我们就先控制该芯

片工作在模式0。当我们掌握了模式0之后，确保我们会用这款芯片了，我们再

去探究其他的功能，如模:C1或模式2。

既然我们要使用芯片的模式0,通过表4我们可以发现，端口A、端口B以

及端口C都具有模式0这个工作方式，因此我们将上述3个端口都设置为模式

0。可以先设置为模式0的输入模式，再设置为模式0的输出模式。

模式设置好了之后，就可以开始对这些端口进行写入数据测试了，端口上可

以连接简单的电路，如发光二极管，或者直接通过万用表来测量高低电平。

8255A的使用流程其实非常简单，将上述大段话进行总结就是：

①设置8255A工作模式；

②对8255A进行写入数据测试。

提示：如果有仿真软件，最好在仿真软件里面测试新元件的使用方法，因为

我们对于所要学的新远见的特性往往不了解，直接使用实物，有可能会烧毁实物,

造成不必要的损失。

应用举例

下面我们通过一个简单.的应用例子，来进一步了解8255A的使用。

要求利用51单片机通过8255A的3组端口，控制3组，每组8个发光二极

管，要求第一组点亮第1个，第二组点亮前2个，第三组点亮前3个。

题目要求我们将3组端口都设置为输出模式（因为控制发光二极管）。我们

可以向8255A写入命令，控制3组端口都工作在模式0,输出状态。下面我们一

起来看一下向8255A写入命令的应用。写入命令的格式如上文表2所示。为了方

使读者阅读，将表2绘制如下，并修改。

D7D6D5D4D3D2D1D0

工作方式A组方式选A组状C高4状B组方式B组状C低4状

选择择态态选择态态

10000000

上表解释：

因为需要对工作方式进行控制，因此D7位为loD6和D5控制A组端口的工

作方式，00代表选择工作方式0oD4控制工作状态，3组端口都控制发光二极

管，因此都为输出状态，也为0。D3控制C端口高4位的状态，0为输出状态。

D2控制B组端口的工作方式，0为B组工作在方式0。D1控制B组的状态，0为

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8255A说明书+应用举例+参考程序

输出状态。DO控制C端口低4位的状态，0为输出状态。通过上表我们可以轻松

分析出单片机需要向8255A中写入的命令信息。将该值转换为十六进制为0x80

（这个数是将上述二进制数10000000转换为十六进制数而得来的），即向8255A

中写入的指令应该是0x80o

这是一个简单的8255A作为I/O口拓展芯片使用的例子。我们首先看一下控

制电路图。控制电路图如图3所示。图3的左侧部分是单片机最小系统，保证单

片机可以运行的部分。中间部分，单片机通过P0口与P2口以及P3口与8255A

相连接。右侧部分，8255n的3组端口直接与发光二极管相连（注意：为了简化

电路，发光二极管上没有连接电阻。同理，由于图纸中元件过多，原理图中也将

P0口的上拉电阻省略，以保证截图足够清晰）。

s

s

z

s

f

sf

s

图3

如图3所示的连接，我们就可以通过单片机上的PD口，P2口中的3个引脚

以及P3rl的2个引脚控制8255A的3组端口的输出，也就是说通过单片机上的

13个引脚控制了24个引脚的输出。如果我们希望使用更少的I/O接口控制8255A

也是可以实现的，只需要再增加两片锁存器就可以进一步减少单片机I/O口的使

用，本文主要讲解8255A的使用方法，如何节省I/O口只是给读者一个提示，读

者感兴趣可以在掌握了8255A使用的基础上，再去思考这个问题。

这种连接方法是8255A的典型应用，控制程序简单，可以说是“一键”操作。

多数动作都可以自动完成，建议初学者使用这种典型的连接方式。我们再次看一

下这个典型的连接电路图，图3,8255A的A0-A7连接至单片机的P0.0-这.7。

我们仔细看一下单片机的P0.0-P0.7引脚，我们会发现，该引脚还有另外一个名

字AD0-AD7。这就是P0口的复用功能，专门用于单片机的扩展。同理,P2.0-P2.7

也有复用功能。所以读者如果不会用8255A,一定采用可3所示的连接方式。不

要修改图中单片机与8255A之间的连接引脚。但是还有一点需要读者注意，8255A

中的AO、Al以及CS引脚只要连接在P2口上就可以，至于连接到P2口的哪个引

脚，读者掌握8255A的地址计算方法后，可以尝试修改。

控制程序的编写

地址计算

在弄懂8255A的工作原理之后，到真正会用8255A还差••步。使用者必须根

9

8255A说明书+应用举例+参考程序

据电路图，会计算出8255A的地址，只有计算出8255A的地址，在程序中才能控

制它。否则，仅仅知道8255A的理论，无法实现控制。

控制器地址计算

在计算8255A的地址时，需要根据表1以及8255A的电路图来进行计算。根

据题目的要求，我们需要向8255A写入命令，首先我们计算8255A命令寄存器的

地址。从表1中，我们可以看出当需要向8255A中写入命令时，需要让：

CS=O

WR=O

RD=1

Al=l

AO=1

只要让上述的引脚处于上述电平状态即可，其余引脚状态随意。我们将单片

机中的P2和P0端口列入下表，我已经将上述引脚在表格中标注红色。一定要注

意顺序！！！（提示按照A15、A14..........ADO的顺序，其中没有WR和RD引

脚，这两,、引胭P是由单片机自动控制）

P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0

011

表格q口标为三红色的位的值）是固定的，只能是对应的1值。对于MW格中没有标注

红色的位的值可以是任意的，。或1均可。为了计算方便，我们将上表中空余的

位都填入0,就会得到下表。下表中的二进制数“0000001100000000”就代表了

向8255A写入命令的地址,将其转化为十六进制数为“0x0300”。读者一定要记

住这个数字，在编程的时候会用到。

P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0

000001F00000000

端口A写入地址计算

同上，查表格1与图3所示8255A连接原理图，根据表格我们可以知道需要

向A端口写入数据时，需要让：

CS=O

WR=O

RD=1

Al=0

A0=0

同理，我们绘制地址表格如下表，表格中红色底纹的位为固定值，空余位为

值任〕息，7口影响。为了计算方］史，我们将任意值的位设定为0。

P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0

0000000000000000

可以得到，A端口写入数据的地址为二进制“0000C00000000000”（共16个

0）,将其转换为十六进制数为“0x0000"（提示，如果进制部分比较明白，可以

直接写“0x0”或者“0”）

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8255A说明书+应用举例+参考程序

端口B写入地址计算

同上，查表格1与图3所示8255A连接原理图，根据表格我们可以知道需要

向B端口写入数据时，需要让：

CS=O

WR=O

RD=1

A1=O

AO=1

同理，我们绘制地址表格如下表，表格中红色底纹的位为固定值，空余位为

值任意，不影响。为了计算方便，我们将任意值的位设定为0。

同P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.01H-P0.6PO.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0

000000nr00000000