可編程并行接口芯片8255A

1、可編程并行接口芯片8255A并行輸入/輸出就是把若干個二進制位信息同時進行傳送的數(shù)據(jù)傳輸方式。它具有 傳輸速度快、效率高的優(yōu)點。并行數(shù)據(jù)傳輸需用的信號線較多（與串行傳輸相比）， 不適合長距離傳輸。所以，并行數(shù)據(jù)傳輸適用于數(shù)據(jù)傳輸率要求較高，而傳輸距離相 對較短的場合。8255A是Intel公司為其80系列微處理器生產(chǎn)的通用可編程并行輸入輸出接口芯片, 也可以與其他系列的微處理器配套使用。由于其通用性強，與微機接口方 便，且可 通過程序指定完成各種輸入輸出操作，因此，8255獲得了廣泛的應用。8255A的引腳與結(jié)構(gòu)1. 8255A的引腳8255A是可編程的三端口并行輸入輸出接口芯片，具有40個引

2、腳，雙列直插 式封 裝，由+5V供電，其引腳與功能示意圖如圖所示。AB、C三個端口各有8條端口 I/O線：PA7PA0 PB7PB0 PC7PC0共32個引腳用 于8255A與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)（或控制、狀態(tài)信號）的傳送。D0D7 8位三態(tài)數(shù)據(jù)線，接至系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線。CPU通過它實現(xiàn)與8255之間數(shù) 據(jù)的 讀出與寫入，以及控制字和狀態(tài)字的寫入與讀出等。A0A1:地址信號。A0和A1經(jīng)片內(nèi)譯碼產(chǎn)生四個有效地址分別對應A、BC三個獨 立的數(shù)據(jù)端口以及一個公共的控制端口。在實際使用中，A1、A0端接到 系統(tǒng)地址總 線的A1、AOoCS#片選信號，由系統(tǒng)地址譯碼器產(chǎn)生，低電平有效。讀寫控制信號RD#和WR#

3、低電平有效，用于決定CPU和8255A之間信息傳 送的 方向：當RD#=0時，從8255A讀至CPU當 WR#=0時，由CPU寫入8255A。CPU 對8255各端口進行讀寫操作時的信號關(guān)系如表所示。RESRT復位信號，高電平有效。8255A復位后，A、B、C三個端口都置為輸 入方 式。2. 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，8255A的內(nèi)部由以下四部分組成：（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，可以選擇作為輸入或輸出。還可以將 端 口 C的高4位和低4位分開使用，分別作為輸入或輸出。當端口 A和端口 B作為選通輸入或輸岀的數(shù)據(jù)端口時，端口 C的指定位與端口

4、A和端口 B配合使用， 用作控制信號或狀態(tài)信號。（2）A組和B組控制電路這是兩組根據(jù)CPU送來的工作方式控制字控制8255工作方式的電路。它們的 控制 寄存器接收CPU輸出的方式控制字，由該控制字決定端口的工作方式，還可根據(jù)CPU 的命令對端口 C實現(xiàn)按位置位或復位操作。3）數(shù)據(jù)總線緩沖器這是一個8位三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器，8255A正是通過它與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，實現(xiàn)8255A 與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、CPU發(fā)給8255A的控制字等都是通 過該部件傳遞的。4）讀/寫控制邏輯讀/寫控制邏輯電路的功能是負責管理8255A與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送過程。它接收 CS及地址總線的信號A1、A0

5、和控制總線的控制信號RESET WR. RD,將 它們組合 后，得到對A組控制部件和B組控制部件的控制命令，并將命令送給這兩個部件，再 由它們控制完成對數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息和控制信息的傳送。各端口讀寫操作與對應的控 制信號之間的關(guān)系見表所示。8255A的工作方式與控制字1. 8255A的工作方式8255A在使用前要先寫入一個工作方式控制字，以指定A、B、C三個端口各自的 工作方式。8255A共有三種工作方式：方式0基本輸入輸出方式，即無須聯(lián)絡(luò)就可以直接進行8255A與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)輸入或輸出操作。A 口、B 口、C 口的高四位和低四位均可設(shè)置為方式Ov方式1選通輸入輸出方式，此時8255A的A 口和

6、B 口與外設(shè)之間進行輸入 或輸出操作時，需要C 口的部分I/O線提供聯(lián)絡(luò)信號。只有A 口和B 口可工作于方式1。方式2選通雙向輸入輸出方式，即同一端口的I/O線既可以輸入也可以輸出，只 有A 口可工作于方式2。此種方式下需要C 口的部分I/O線提供聯(lián)絡(luò)信號。有關(guān)8255A三種工作方式的功能及應用的詳細介紹見下一節(jié)。28255A的控制字1）工作方式選擇控制字8255A的工作方式可由CPU寫一個工作方式選擇控制字到8255A的控制寄存器 來 選擇?？刂谱值母袷饺鐖D所示，可以分別選擇端口 A、端口 B和端口 C上下兩 部分 的工作方式。端口 A有方式0、方式1和方式2共三種工作方式，端口 B只能工作

7、于 方式0和方式1,而端口 C僅工作于方式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時，C 口部分I/O 線被定義為8255A與外設(shè)之間進行數(shù)據(jù)傳送的聯(lián)絡(luò)信號線，此時，C 口剩下的I/O線仍 工作于方式0,是輸入還是輸出則由工作方式控制字的D0和D3位決定，如圖所示。(2) C 口按位置位/復位控制字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過CPU向8255A 的控制寄存器寫入一個按位置位/復位控制字來置1或清0,而C 口中其他位的狀態(tài)不 變?？刂谱指袷饺鐖D所示。例如，要使端口 C的PC4置位的控制字為00001001B (09H)，使該位復位的 控

8、 制字為 00001000B ( 08H)。應注意的是，C 口的按位置位/復位控制字必須跟在方式選擇控制字之后寫入控制字 寄存器，即使僅使用該功能，也應先選送一個方式控制字。方式選擇控制字只需寫 入一次，之后就可多次使用C 口按位置位/復位控制字對C 口的某些位進行置1或清0 操作。8.2.3各種工作方式的功能1.方式0基本輸入輸出方式方式0無須聯(lián)絡(luò)就可以直接進行8255A與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)輸入或輸出操作。它適用 于無需應答(握手)信號的簡單的無條件輸入/輸出數(shù)據(jù)的場合，即輸入/輸出數(shù)據(jù)處 于準備好狀態(tài)。在此方式下，A 口、B 口、C 口的高4位和低4位可以分別設(shè)置為輸入或輸出，即 8255A的

9、這四個部分都可以工作于方式0o需要說明的是，這里所說的輸入或 輸出是 相對于8255A芯片而言的。當數(shù)據(jù)從外設(shè)送往8255A則為輸入，反之，數(shù)據(jù)從8255A 送往外設(shè)則為輸出。方式0也可以用于查詢方式的輸入或輸出接口電路，此時端口 A和B分別作為一 個數(shù)據(jù)端口，而用端口 C的某些位作為這兩個數(shù)據(jù)端口的控制和狀態(tài)信息。如圖所示是一個方式0下利用C 口某些位作為聯(lián)絡(luò)信號的接口電路。在此例中將8255A 設(shè)置為：A 口輸出，B 口輸入，C 口高4位輸入(現(xiàn)僅用PC7 PC6兩位輸入外設(shè)的狀 態(tài)),C 口低4位輸出(現(xiàn)僅用PC1、PC0兩位輸出選通及清除信號)。此時8255A 的工作方式控制字為：B

10、( 8AH) o其工作原理如下：在向輸出設(shè)備送數(shù)據(jù)前，先通過PC7查詢設(shè)備狀態(tài)，若設(shè)備 準 備好則從A 口送出數(shù)據(jù)，然后通過PC1發(fā)選通信號使輸出設(shè)備接收數(shù)據(jù)。從輸入設(shè)備 取數(shù)據(jù)前，先通過PC6查詢設(shè)備狀態(tài)，設(shè)備準備好后，再從B 口讀入 數(shù)據(jù)，然通過PCO發(fā)清除信號，以便輸入后續(xù)字節(jié)。與下面介紹的選通輸入輸出方式（方式1 ）和選通雙向輸入輸出方式（方式2）相 比，方式0的聯(lián)絡(luò)信號線可由用戶自行安排（方式1和方式2中使用的C 口聯(lián)絡(luò)線是 已定義好的），且只能用于查詢，不能實現(xiàn)中斷。2. 方式1選通輸入輸出方式與方式0相比，它的主要特點是當A 口、B 口工作于方式1時，C 口的某些I/O線被 定義

11、為A 口和B 口在方式1下工作時所需的聯(lián)絡(luò)信號線，這些線已經(jīng)定義，不能由用 戶改變?，F(xiàn)將方式1分為：A 口和B 口均為輸入、A 口和B 口均為輸出以及混合輸入 與輸出等三種情況進行討論。（1） A 口和B 口均為輸入A 口和B 口均工作于方式1輸入時，各端口線的功能如圖所示。A 口工作于方式1輸入時，用PC5PC3乍聯(lián)絡(luò)線。B 口工作于方式1輸入時，用 PC2-PC0 C 口剩余的兩個I/O線PC7和PC6工作于方式0,它們用作輸入還是輸出， 由工作方式控制字中的D3位決定，D3=1,輸入；D3=0,輸出。各聯(lián)絡(luò)信號線的功能解釋如下（請參考圖所示的方式1輸入時序圖來理解各信號的 功能）:STB

12、 （ Strobe）:選通信號，輸入，低電平有效。當STB有效時，允許外設(shè)數(shù)據(jù) 進 入端口 A或端口 B的輸入數(shù)據(jù)緩沖器。STBA接PC4, STBB接PC2 IBF （Input Buffer Full）:輸入緩沖器滿信號，輸出，高電平有效。當IBF有效時，表示當前已有一個新 數(shù)據(jù)進入端口 A或端口 B緩沖器，尚未被CPU取走，外設(shè)不能送新的數(shù)據(jù)。一旦CPU 完成數(shù)據(jù)讀入操作后，IBF復位（變?yōu)榈碗娖剑?。INTR（Interrupt Request：）中斷請求信號，輸出，高電平有效。在中斷允許INTE=1 且IBF=1的條件下，由STB信號的后沿（上升沿）產(chǎn)生，該信號可接至中斷管理器8259

13、A 作中斷請求。它表明數(shù)據(jù)端口已輸入一個新數(shù)據(jù)。若CPU響應此中斷請求，則讀入數(shù)據(jù)端口的數(shù)據(jù)，并由RD信號的下降沿使INTR復位（變?yōu)榈碗娖剑NTECI nterrupt En able）:中斷允許信號，高電平有效。它是8255A內(nèi)部控制8255A 是否發(fā)出中斷請求信號（INTR）的控制信號。這是由軟件通過對C 口的置位或復位來 實現(xiàn)對中斷請求的允許或禁止的。端口 A的中斷請求INTRA可通過對PC4的置位或 復位加以控制，PC4置1,允許INTRAX作，PC4清0,則屏蔽INTRA端口 B的中斷請 求INTRB可通過對PC2的置位或復位加以控制。2） A 口和B 口均為輸出A 口和B 口

14、均工作于方式1輸出時，各端口線的功能如圖所示A 口工作于方式1輸出時，用PC3 PC6和PC7作聯(lián)絡(luò)線。B 口工作于方式1輸出時, 用PC0PC2乍聯(lián)絡(luò)線。C 口剩余的兩個I/O線PC4和PC5工作于方式0。各聯(lián)絡(luò)信號 線的功能解釋如下(請參考圖所示時序圖來理解各信號的功能):OBF( Output Buffer Full):ij出緩沖器滿信號，輸出，低電平有效。當CPU把數(shù)據(jù) 寫入端口 A或B的輸出緩沖器時，寫信號WR的上升沿把OBF置成低電平，通知外 設(shè)到端口 A或B來取走數(shù)據(jù)，當外設(shè)取走數(shù)據(jù)時向8255A發(fā)應答信 號ACK ACK的 下降沿使OBF恢復為高電平。ACK( Ack nowl

15、edge):外設(shè)應答信號，輸入，低電平有效。當ACK有效時，表示 CPU輸出到8255A的數(shù)據(jù)已被外設(shè)取走。INTR(I nterrupt Request):中斷請求信號，輸出，高電平有效。該信號由ACK的后 沿(上升沿)在INTE=1且OBFT的條件下產(chǎn)生，該信號使8255A向CPU發(fā)出中斷請 求。若CPU響應此中斷請求，向數(shù)據(jù)口寫入一新的數(shù)據(jù)，寫信號WR上升沿(后沿)使INTR復位，變?yōu)榈碗娖?。INTE(lnterrupt Enable):中斷允許信號，與方式1輸入類似，端口 A的輸出中斷請 求INTRA可以通過對PC6的置位或復位來加以允許或禁止。端口 B的輸 出中斷請求 信號INTRB

16、可以通過對PC2的置位或復位來加以允許或禁止。(3) 混合輸入與輸出在實際應用中，8255A端口 A和端口 B也可能出現(xiàn)一個端口工作于方式1輸入，另 一個工作于方式1輸出的情況，有以下兩種情況：端口 A為輸入，端口 B為輸出時，其控制字格式和連線圖如圖所示。端口 A為輸出，端口 B為輸入時，其控制字格式和連線圖如圖所示。3. 方式2選通雙向輸入輸出方式選通雙向輸入輸出方式，即同一端口的I/O線既可以輸入也可以輸出，只有A 口可工 作于方式2。此時C 口有5條線(PC7PC3被規(guī)定為聯(lián)絡(luò)信號線。剩下的3條線(PC2PC0 可以作為B 口工作于方式1時的聯(lián)絡(luò)線，也可以與B 口一起工作于方式0。82

17、55A I 作于方式2時各端口線的功能如圖所示。圖中INTE1是輸出的中斷允許信號，由PC6的置位或復位控制。INTE2是輸入的中 斷允許信號，由PC4的置位或復位控制。圖中其他各信號的作用及意義基本上與方式1 相同，在此不再贅述。8255A的應用舉例例8255A初始化編程。設(shè)8255A I作于方式1 , A 口輸出，B 口輸入，PC4, PC5 輸入，禁止B 口中斷。設(shè)片選信號CS由A9A2=定。試編寫程序?qū)?255A進行初始 化。根據(jù)題意，設(shè)計接口電路如圖所示。MOV AL 00001101BOUT DX, ALMOV AL 00000100BPC2置0,禁止B 口中斷初始化程序：MOV

18、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PC6置1,允許A 口中斷OUT DX, AL例用于對非編碼鍵盤的管理。如圖所示，使用8255A構(gòu)成4行4列的非編碼矩陣鍵盤控制電路。圖中8255A的A 口工作于方式0輸出，B 口工作于方式0輸入。鍵盤工作過程 如 下：首先進行第1次鍵盤掃描（判斷是否有鍵按下）。使A 口 PA3-PA0輸出均為 0,然后讀入B 口的值，查看PB3PBC是否有低電平，若沒有低電平，則說明沒有鍵 按下，繼續(xù)進行掃描。若PB3PB0中有一位為低電平，使用軟件延時10ms20ms以 消除抖動

19、，若低電平消失，貝U說明低電平是由干擾，或按鍵的抖動引起的，必須再 次掃描，否則，則確認有鍵按下，接著進行第2次掃描（行掃描，判斷所按鍵的 位置）。首先通過A 口輸出使PA0=0, PA仁1, PA2=1, PA3=1對第0行進行掃描, 此時，讀入B 口的值，判斷PB3PB0中是否有某一位為低電平，若有低電平，則說 明第0行某一列上有鍵按下。如果沒有低電平，接著使A 口輸出PA0=1,PA1=0, PA2=1,PA3=1對第1行進行掃描，按上述方法判斷，直到找 到被按下的鍵 并識別 出其在矩陣中的位置 從而可根據(jù)鍵號去執(zhí)行該鍵對應的處理程序。設(shè)圖中8255A的A 口、B 口和控制寄存器的地址分

20、別為80H、81H和83H,其 鍵 盤掃描程序如下：;判斷是否有鍵按下MOV AL 82H;初始化8255A, A 口方式0輸出，B 口方式0輸入MOV AL, OOHOUT 80H, AL ；使 PA3=PA2=PA1=PA0=0LOO A IN AL, 81H;讀B 口，判斷PB3PB0是否有一位為低電平AND AL, OFHCMP AL, OFHJZ LOOA;PB3PB0沒有一位為低電平時轉(zhuǎn)LOOA繼續(xù)掃描CALL D20ms;PB3PB0有一位為低電平時調(diào)用延時20ms子程序INAL, 81H;再次讀入B 口值。如果PB3PB0仍有一位為低電平，AND AL, OFH;說明確實有鍵按

21、下，繼續(xù)往下執(zhí)行，以判斷是哪個鍵CMP AL, OFH;按下；如果延時后PB3PB0中低電平不再存在，JZ LOOA;說明是干擾或抖動引起，轉(zhuǎn)LOOA繼續(xù)掃描。;判斷哪一個鍵按下STAR： T MOV BL,4 ；行數(shù)送BLMOV BH,4；列數(shù)送BHMOV AL,OFEH；D0=0,準備掃描0行MOV CL,OFH；鍵盤屏蔽碼送CLMOV CH,OFFH；CH中存放起始鍵號L0P1 OUT 80H, AL ;A 口輸出，掃描一行ROLA, L1；修改掃描碼，準備掃描下一行MOV AH, AL；暫時保存INAL, 81H；讀B 口，以便確定所按鍵的列值A(chǔ)ND AL, CLCMP AL, CLJ

22、NZ LOP2;有列線為0,轉(zhuǎn)LOP2找列值A(chǔ)DDCH, BH;無鍵按下，修改鍵號，使適合下一行找鍵號MOV AL, AH;恢復掃描碼DEC BL;行數(shù)減1JNZ LOP1;行未掃描完轉(zhuǎn)L0P1JMP START;重新掃描LOP2： INC CH;鍵號加1ROR A, L 1;右移一位JC LOP2;無鍵按下，查下一列線MOV AL, CH;已找到，鍵號送ALCMP AL, 0JZ KEYO;是0號鍵按下，轉(zhuǎn)KEY （執(zhí)行CMP AL, 1JZ KEY1 :是1號鍵按下，轉(zhuǎn)KEY1執(zhí)行CMP AL, OEH ；JZKEY14;是14號鍵按下，轉(zhuǎn)KEY14執(zhí)行JMPKEY15 ；不是014號鍵，

23、一定是15號鍵，轉(zhuǎn)KEY15執(zhí)行例 利用8255A作為兩機并行通訊接口。兩臺PC機通過8255A構(gòu)成如圖所示的并行數(shù)據(jù)傳送接口，A機發(fā)送數(shù)據(jù)，B機接收數(shù)據(jù)。A機一側(cè)的8255A工作于方式1輸出，從PA7PA0發(fā)送由CPU寫入A 口 的數(shù)據(jù)，PC3 PC7和PC6提供A機一側(cè)8255A的A 口工作于方式1時的聯(lián) 絡(luò)信號 INTR OBF和ACK B機一側(cè)的8255A工作于方式0輸入，從PA7PA0接收A機送來 的數(shù)據(jù)，PC4和PC0選作聯(lián)絡(luò)信號。工作過程如下：A機將數(shù)據(jù)從A 口送出后，經(jīng)PC7送出OBF有效信號（請參閱圖和），B機查詢到OBF信號（經(jīng)B機一側(cè)8255A的PC4引腳）有效后，從A口

24、讀入數(shù)據(jù)，并通過軟件在PCO上產(chǎn)生一個ACK有效信號，該信號的上升沿使A機的8255A的PC3上產(chǎn)生有效的INTR信號，A機CPU查詢至U INTR有效（PC3為高電平）時，接著發(fā)送下一個數(shù)據(jù)，如此不斷重復，直到發(fā)送完所有的數(shù)據(jù)為止。假設(shè)兩臺PC機傳送1KB數(shù)據(jù)，發(fā)送緩沖區(qū)為0300:0000H,接收緩沖區(qū)為0400: OOOOH, A、B兩機的8255A的端口地址均為300303H。驅(qū)動程序如下：;A機的發(fā)送程序MOV AX, 0300H ；MOV ES,AX;設(shè)置A機發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)段地址MOV BX,0;設(shè)置A機發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)偏移地址MOV CX,03FFH;設(shè)置發(fā)送字節(jié)數(shù);對A機8255A進行初始化MOV DX,;指向A機8255A的控制寄存器MOV AL,B；OUT DX,ALMOV AL,00001101BOUT DX,AL ;QAQU;置發(fā)送中斷允許INTEA=1MOV DX,5nnn；向人口寫第1個數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第一個OBF信號，對方;發(fā)送數(shù)據(jù)；查詢到OBF信號有效后，讀入數(shù)據(jù)，并通過MOV AL ES BX軟件，;在PC0上發(fā)出ACK信號，該信號上升沿使A機8255A ;的PC3OUT DX, AL；該信號有效后，再接著發(fā)