可编程外围接口芯片8255A及其应用.ppt

1、第九章可编程外围接口芯片8255A及其应用，工作原理9-1 8255A 1。8255A 2的结构和功能。8255A 3的控制字。8255A的工作模式及c端口状态字9-2 8255A 1的应用实例。基本输入输出应用示例2。键盘接口3。8255A在PC机/XT 4机上的应用。PC机/XT机5的扬声器接口电路。并行打印机接口。英特尔8255A是一款通用可编程外设接口芯片。它有三个并行的输入输出端口，并可以编程设置各种工作模式。它便宜且易于使用，并且可以直接与英特尔系列芯片连接。它广泛应用于中小型系统。1.8255A的结构和功能，图9.1的引脚图和图9.2、1的内部结构图。三个数据端口a、b和c可以视

2、为输入/输出端口，但它们的结构和功能也略有不同。端口甲：它是一个独立的8位输入输出端口，有一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。当端口A输入和输出时，数据可以被锁存。b端口：它也是一个独立的8位输入输出端口，有一个8位输出锁存/缓冲区和一个8位输入缓冲区，只能锁存输出数据。c端口：可视为独立的8位输入输出端口；它也可以被视为两个独立的4位输入/输出端口。内部有一个8位输出锁存器/缓冲器和一个8位输入缓冲器，仅锁存输出数据。这是两组根据中央处理器指令控制8255A工作模式的电路。这些控制电路内部设有控制寄存器，可以根据中央处理器发送的编程命令控制8255A的工作模式，也可以根据

3、编程命令设置/复位C端口的指定位。a组控制电路用于控制a端口和c端口的高4位(pc7-pc4)；b组控制电路用于控制b端口和C端口的低4位(PC3-PC0).3数据总线缓冲器、8位双向三态缓冲器。作为8255A与系统总线的接口，输入输出数据、中央处理器的编程命令以及外设通过8255A传输的工作状态信息都是通过它传输的。4读/写控制逻辑读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据传输过程。它从系统地址总线接收芯片选择信号、系统读信号、写信号、复位信号和端口地址选择信号A0和A1。8255A的引脚功能8255A的引脚信号可以分为两组：一组是中央处理器的信号，另一组是外设的信号。面向中央处理器的引脚信

4、号和功能d0-D7: 8位、双向和三态数据线，用于连接系统数据总线；复位：复位信号，高电平有效，输入，用于清除8255A内部寄存器，并行设置端口A、端口B和端口C；芯片选择，输入，用于确定芯片是否被选中；研发读取信号，输入，控制8255A向中央处理器发送数据或状态信息；WR写信号，输入，控制中央处理器向8255A发送数据或控制信息；A1、AO:内部端口地址的选择和输入。这两个引脚上的信号组合决定了8255A内部的哪个端口或寄存器在工作。8255A有4个端口：a端口、b端口、c端口和控制端口。有关两个引脚信号组合的选定端口，请参见下表。这些信号CS、WR、RD、A1和A0的组合决定了8255A的

5、所有特定操作。A1和A0端口已选定。CS*、A1、A0、RD*和WR*引脚的不同组合见右表，以实现各种功能。参见下表：外设引脚信号和功能PA0PA7:连接外设的A组数据信号；pb0pb 7:b组数据信号，用于连接外设；pc0p 7:c组数据信号，用于连接外设或作为控制信号。第二，8255A的控制字，它有两种控制字：1。模式选择控制字定义每个端口的工作模式；2.置位复位控制字复位c端口的任何位，或用于设置INT位(模式1和2)。1.模式选择控制字应将控制字写入8255A的控制端口。只有写入控制字后，8255A才能按照指定的工作模式工作。8255A控制字的格式和每一位的功能如图9-4所示。、1、模

6、式0、基本输入/输出模式2、模式1、门控输入/输出模式3、模式2、双向总线输入/输出模式。当系统复位时，8255A的复位输入端处于高电平，这将复位8255A。所有数据端口都设置为输入模式。当复位信号被移除时，8255A继续被复位。通过用输出指令编程8259A的控制字寄存器，并写入用于设置工作模式的控制字，三个数据端口可以以不同的方式工作。其中，端口A可以工作在三种模式中的任何一种，端口B只能工作在模式0和模式1，而不能工作在模式2。端口C通常分为两个4位端口，它们不仅作为输入和输出端口，还与端口A和端口B协作，为这两个端口的输入和输出操作提供接触信号。示例1系统要求8255A使用端口A模式0输

7、入、端口B模式0输出、端口C高4位模式0输出和端口C低4位模式0输入。那么控制字是：10010001B，即91H初始化程序是：MOV A1，91H输出CTRL_PORT，A1；(2)端口c的置位/复位功能仅在端口c可用，这是通过将根据指定位置置位/复位的控制字写入控制端口来实现的。端口c的这一功能可用于设置模式1的中断许可，以及设置外设的启动/停止等。根据位置设置/复位控制字的格式如图9-5所示。在P329情况下示例2，端口a的模式2需要允许两个中断，即需要设置PC4和PC6。端口B的模式1需要设置PC2来打开中断。初始化过程可以按如下方式完成。MOV机场，0C4H出口控制中心_港口，机场；设

8、置工作模式MOV A1，09H输出控制端口A1；设置PC4，允许端口a的输入中断MOV A1，ODH OUT CTRL_PORT，A1；设置PC6，允许端口a的输出中断MOV A1，05H OUT CTRL_PORT，A1；PC2已设置；端口B的输出被允许中断。第三，8255A的工作模式和端口C的状态字，1模式0 1)模式0是基本输入输出模式，只能用于无条件传输或查询传输；2)A端口和B端口可用作8位端口，C端口的高4位和低4位可用作两个4位终端；在实际使用中，C端口的两半也可以组合成一个8位端口。这样，8255A可以形成三个8位输入输出端口，或者两个8位和两个4位端口，以适应不同的使用场合。

9、3)中央处理器可以通过输入指令直接从指定端口读取数据，或者通过输出指令将数据写入指定端口，而无需任何其他接触信号进行响应。对于模式0，还规定输出信号可以锁存，输入不能锁存。端口信号线之间没有固定的时序关系，用户根据数据传输的要求决定输入输出的操作过程。图9.6控制字当所有端口工作在模式0时，8255A模式0时序图1)8255A模式0输入时序图，2)8255A模式0输出时序图，例如：让8255A控制字的端口地址为304H，要求端口A和B工作在模式0，端口A、B和C的高4位为输入，低端口A、B和C都工作在模式0 OUT DX、AL、和PA端口8255用作A在模式0，8255下工作的端口a的地址是3

10、00H、301H、302H和303H；写出8255A的初始化程序和开始模数转换的程序段。解决方案：1)初始化程序1)8255A: MOV DX，304H MOV AL，10010010b端口A、B和C都工作在模式0输出DX、a1；a和b端口是输入，c端口是输出；2)启动模数转换和读取转换数据的程序段：MOV DX，303h MOV a1，0000111 b输出DX，a1 MOV a1，00001110B输出DX，a1；发送置位/复位控制字，在PC7引脚产生正方波输出，并启动模数转换器，MOV DX，301H再次：输入A1，DX；输入端口b数据测试A1，00010000bPB4=0？JNZ再次；

11、等待模数转换结束，MOV DX，300小时进制，DX；从端口a读取转换后的数据。模式1也称为门控输入/输出模式。端口和端口是数据端口，可以工作在输入或输出模式。这两个8位数据端口的输入输出数据可以锁存，但输入输出操作只能在接触信号的控制下完成。端口c的6条线路用于产生或接收这些接触信号。特点：模式1为单向门控输入输出模式；有特殊的中断请求和联系信号线；扩音机端口和扩音机端口是数据端口，电脑端口的大部分引脚是为接触信号分配的。接触信号之间存在固定的时序关系。输入/输出操作为查询或中断请求产生一个特定的状态字；模式1通常用于查询传输或中断传输。8255A的操作模式1(选通操作模式)使用一组选通控制

12、信号来控制端口a和端口B的数据输入和输出.特点：1 .端口A和B用作输入或输出端口，而端口C被分成两部分，其中一些位(6位)被固定为端口A和B的选通控制信号.2.端口C的剩余位仍然可以用作数据位。3.当端口A和端口B用作输入和输出时，它们的选通信号是不同的。模式1的应用：主要用于中断控制模式下的输入输出。注意：除了端口C的一些位用作选通信号外，其他位(2位)可以作为输入或输出线在模式0下工作，数据传输方向可以由程序指定。8255A的工作模式，模式1(选通工作模式)，端口a和b设置为模式1，端口c的接触信号输入：STB选通信号，由外设输入。=0时，外设数据被发送到8255的输入锁存器。a组对应于

13、PC4；b组对应于PC2。IBF输入锁存满信号，由8255A输出。当=1时，外设被告知输入数据已写入缓冲器，此时无法发送下一个数据。该信号由机顶盒的前沿产生。在中央处理器用输入指令(研发的后沿)取走数据后，该信号被清除。a组对应于PC5；组b对应于PC1。门控输入模式端口a和端口b在门控输入模式下工作，它们的端口状态、接触信号和控制字如下图所示。当端口a工作在模式1并作为输入端口时，端口c的PC4、PC4和PC3作为端口a的状态和控制线；当端口B工作在模式1并作为输入端口时，端口C的PC2、PC1和PC0作为端口A的状态和控制线；端口c的剩余PC6和PC7仍可用作输入或输出，模式控制字中的D3

14、位定义了PC6和PC7的传输方向。当D3=1时，PC6和PC7用作输入；当D3=0时，PC6和PC7输出。在模式1和模式2中，端口C作为端口A和端口B之间通信信号的引脚，其作用关系在芯片设计和制造过程中已经固定，不能由用户自行安排或通过编程改变。也就是说，端口c用作接触信号的引脚：它不受模式控制字的控制。当你出去的时候，你就进去。每个控制触点信号的含义如下：STB(Strated)选通信号，低电平有效，外部输入。当该信号有效时，8255A通过端口数据线PA7-PA0(用于端口A)或PB7-PB0(用于端口B)将外部设备输入的数据发送到所选端口的输入缓冲器。端口a的门信号STBA从PC4引入，端

15、口b的门信号STBB从PC2引入。IBF(输入缓冲器满)输入缓冲器满信号，高电平有效。8255A发送给外设的状态信号表示输入设备发送的数据已经传输到8255A的输入缓冲区，即缓冲区已满，8255A不能再接收其他数据。通常，该信号用于中央处理器查询。IBF由机顶盒信号设置，并由读取信号的上升沿复位。复位后，它指示输入缓冲器为空，并允许外设向8255A发送新数据。PC5作为端口a的输入缓冲器满信号IBFA，PC1作为端口B的输入缓冲器满信号IBFB、的中断使能信号.控制8255A是否可以向中央处理器发送中断请求信号，无需外部引脚。在组A和组B的控制电路中，有中断请求触发器INTE A和INTE B

16、，它们只能通过软件设置为1或清零，其中INTE A由设置/复位控制字中的PC4控制，INTE B由PC2控制。将置位/复位控制字写入8255A，将PC4置1，将INTE A置1，表示允许端口A中断；PC4清0，禁止端口a发送中断请求，即端口a处于中断屏蔽状态。同样，通过编程PC2来控制INTE B，允许或禁止端口B的中断。由于这两个触发器没有外部引脚，因此当引脚PC4和PC2上出现高电平或低电平信号时，中断使能触发器的状态不会改变。INTR(中断请求)中断请求信号。中断请求只有当机顶盒、机顶盒接口和互联网接口都很高时，网络中继才可能变高。也就是说，当选通信号结束时，由输入设备提供的数据已经被发

17、送到输入缓冲器，并且输入缓冲器满信号IBF已经变为高电平，并且中断被允许，8255A可以向中央处理器发送中断请求信号INTR。在中央处理器响应中断后，它可以使用输入指令来读取数据，并且读取信号RD的下降沿将INTR复位到低电平。INTR通常与8259A的中断请求输入段IR相连，并通过8259A的输出端int向中央处理器发送中断请求。端口A的中断请求信号INTER从引脚PC3输出，端口B的中断请求信号INTRB从引脚PC0输出。模式1选通输入的时序如下：分析模式1选通输入的工作过程：当外设向端口数据线PA7-PA0(用于端口A)或PB7-PB0(用于端口B)发送数据时，它向8255A发送负脉冲选通信号STB，外设的输入数据锁存在8255A的输入锁存器中。发送选通信号后，IBF在tSIB时间后有效，用作输入设备的应答信号，通知外设输入缓冲器已满，不发送新数据。选通信号结束后，如果机顶盒、机顶盒接口和互联网接口在时间间隔后都处于高电平，则INTR有效。该信号向中央处理器发送中断请求。在中央处理器响应中断后，它通过执行中断服务程序中的输入指令使读信号RD有效。读信号有效后，经过tRIT时间后，INTR变为低电平，中断被清除。读取信号后，数据已被读入累加器。tRIB时间后，IBF变低，表示