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1、微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 9.1 8255A的工作原理 9.1.1 功能 1.Intel 8255A是一个通用的可编程的并行接口芯片，内部有2个8位I/O口（PA、PB），两个4位I/O口（PC74、PC30）.2.通过编程可设置3种工作方式，可适用于CPU与I/O设备之间的多种数据传送方式的要求。3.C口可作为数据口，可作为信号线（CPU与I/O设备之间的应答信号），可作为状态口，可按位置位/复位。4.
2、价格低廉，使用方便，可以直接与Intel系列的芯片连接使用，在中小系统中有着广泛的应用。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 9.1.2 8255A 的内部结构和管脚1.引脚（DIP40）2.（1）D0D7：8位，双向，三态数据线，用来与系统数据总线相连；（2）端口A、B、C：PA0PA7（端口A，用来连接外设）；PB0PB7（端口B，用来连接外设）；PC0PC7（端口C，用来连接外设或者作为控制信号）。（3）CS、RESET、WR、RD、A1、A0(内部4个端口)。（4）VCC、GND。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Inte
3、l 8255A山东工商学院2.内部结构微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 1三个数据端口A，B，C 三个端口均可看作I/O口，但它们的结构和功能稍有不同。A口：是一个独立的8位I/O口，它的内部有对数据输入/输出的锁存功能。可编程实现8位输入、输出或双向传送。B口：也是一个独立的8位I/O口，仅对输出数据的锁存功能。可编程实现8位输入、输出，但不能实现双向传送。C口：可以看作是一个独立的8位I/O口；也可以看作是两个独立的4位I/O口（用于输入、输出），也是仅对输出数据进行锁存。可按位置位/复位。也可作为A口（C口的高5位）、B口（C口的低3位
4、）选通或双向传送的状态、控制信号。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 2.A组和B组的控制电路 这是两组根据CPU命令控制8255A工作方式的电路，这些控制电路内部设有控制寄存器，可以根据CPU送来的编程命令来控制8255A的工作方式，也可以根据编程命令来对C口的指定位进行置/复位的操作。A组控制电路用来控制A口及C口的高4位；B组控制电路用来控制B口及C口的低4位。3.数据总线缓冲器 8位的双向的三态缓冲器，与系统总线相连，输入/输出的数据，CPU的编程命令以及外设通过8255A传送的工作状态等信息，都是通过它来传输的。4读/写控制逻辑 读/
5、写控制逻辑电路负责管理8255A的数据传输过程。它接收片选信号及系统读信号、写信号、复位信号RESET，还有来自系统地址总线的口地址选择信号A0和A1微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 8255A的操作功能表 CS RD WR A1 A0 操 作 数 据 传 送 方 式 0 0 1 0 0 读 A 口 A口数据 数据总线 0 0 1 0 1 读 B 口 B口数据 数据总线 0 0 1 1 0 读 C 口 C口数据 数据总线 0 1 0 0 0 写 A 口 数据总线数据 A口 0 1 0 0 1 写 B 口 数据总线数据 B口 0 1 0 1 0
6、 写 C 口 数据总线数据 C口 0 1 0 1 1 写控制口 数据总线数据 控制口 1 无效 数据总线进入高阻微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 9.1.3 8255A的编程命令 8255A的编程包括两个内容：工作方式控制字设置，C口的按位置位/复位功能。这两个命令均写入控制端口（A1A0=11）,用特征位D7区分，D7=1，为工作方式控制字，D7=0，为C口的按位置位/复位。1.工作方式控制命令字 控制字要写入8255A的控制口，写入控制字之后，8255A才能按指定的工作方式工作。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel
7、 8255A山东工商学院B口工作方式 0：方式0 1：方式1D7=1特征位D0D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7PC3 PC01：输入0：输出B口 1：输入 0：输出PC7 PC4 1：输入 0：输出A口 1：输入 0：输出A口工作方式00：方式001：方式11：方式2B组A组工作方式控制命令字格式微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 A口：3种工作方式（0、1、2）B口：2种工作方式（0、1）C口：分成两个4位端口，除了可以用作输入输出端口外，还能用来配合A口和B口工作，提供联络信号。8255有3个8位并行口（2个8位口，2个4位口）例1
8、 某系统要求使用8255A的A口方式0输入，B口方式0输出，C口高4位方式0输出，C口低4位方式0输入。设8255的口地址为60H-63H。则控制字为：10010001 即 91H 初始化程序为：MOV AL，91H OUT 63H，AL 微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 2.C口的置位/复位功能 只有C口才有，它是通过向控制口写入按指定位置位/复位的控制字来实现的。C口的这个功能可用于设置方式1的中断允许，可以设置外设的启/停等。可以产生矩形波或方波。功能：指定PC口的某一位（某一个引脚）输出高电平或低电平。D0D1D2 D3 D4 D5
9、D6 D71：置位0：复位C口选择 000：PC0001：PC1010：PC2011：PC3100：PC4101：PC5110：PC6111：PC7任选（可1可0）D7=0（特征位）微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 例2：一片8255A的口地址为60H63H，PC5平时为低电平，要求编程使从PC5引脚输出一个正脉冲。MOV AL，00001011B MOV 63H，AL；PC5为高电平 MOV AL，00001010B MOV 63H，AL；PC5为低电平注：C口的置位/复位命令写入命令口，不能写入C口。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程
10、并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 9.1.4 8255A的工作方式 8255A有三种工作方式，可以通过编程来设置。方式0：简单输入/输出查询方式；A，B，C端口均可。方式1：选通输入/输出中断方式；A，B，两个端口均可。方式2：双向输入/输出中断方式。只有A端口才有。工作方式的选择可通过向控制端口写入控制字来实现。1.方式 0 一种简单的输入/输出方式，无需应答联络信号。A，B，C三个口都可工作在这种方式下，可以通过方式选择命令字定义他们是作为输入还是作为输出。这些端口与CPU交换数据时，可直接使用输入输出指令从指定端口读取或写入数据。比如PA口地址为60H，CPU可通过指令直接
11、读取或写入数据：IN AL,60H|OUT 60H,AL微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 2.方式 1 方式 1 是一种选通I/O方式，A口和B口仍作为两个独立的8位I/O数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输出。而C口则要有6位(分成两个3位)分别作为A口和B口的应答联络线，其余2位仍可工作在方式0，可通过编程设置为输入或输出。(1)方式1的输入组态和应答信号的功能 下图给出了8255A的A口和B口方式1的输入组态。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 C口的PC3PC5用作
12、A口的应答联络线，PC0-PC2则作用B口的应答联络线，余下的PC6PC7则可作为方式0使用。应答联络线的功能如下：STB：选通输入。用来将外设输入的数据从PA口或PB口写入8255A的输入缓冲器。IBF：输入缓冲器满。作为STB的回答信号。CPU读取数据后将其复位。INTR：中断请求信号，向 CPU发出中断请求。INTR置位的条件是STB=1且IBF=1且INTE=1。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 INTE：中断允许。无外部引脚。对A口来讲，是由PC4置位来实现，对B口来讲，则是由PC2置位来实现。事先通过C口置位/复位命令字将其置位。
13、输入过程：外设准备好数据放在端口数据线上 外设向8255发STB 将数据输入8255 IBF=1，输入缓冲器满（在INTE=1，中断允许时）INTR=1，向CPU提出中断申请 CPU在允许的情况下相应中断 转入中断服务，将输入缓冲器的数据取走，同时，清INTR，IBF=0，输入缓冲器空，允许外设输入数据。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院(2)方式1的输出组态和应答信号功能(3)CPU通过8255向外设发送数据微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 C口的PC3、PC6、PC7用作A口的应答联络线，
14、PC0-PC2则作用B口的应答联络线，余下的PC4 PC5则可作为方式0使用。应答联络线的功能如下：OBF：输出缓冲器满。当CPU已将要输出的数据送入8255A时有效，用来通知外设可以从8255A取数。收到ACK后恢复为高电平。ACK：响应信号。作为对OBF的响应信号（负脉冲），表示外设已将数据从8255A的输出缓冲器中取走。INTR：中断请求信号。INTR置位的条件是ACK为高且OBF为高且INTE为高。即外设已经取走数据，便向CPU发中断，CPU可以发下一字节的数据了。INTE：中断允许。对A口来讲，由PC6的置位来实现，对B口仍是由PC2的置位来实现。微型计算机原理与接口技术第9章 可编
15、程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 输出过程：CPU向8255写数据 OBF=0，输出缓冲器满 外设读完数据 ACK=0有效，表明外设已收到数据（在INTE=1时）INTR=1，向CPU提出中断申请 CPU在允许时响应中断 CPU向8255写下一个数据。（3）选通输入/输出方式组合 8255A工作于方式1时，允许对PA口和PB口分别定义其输入输出方向，可以定义一个端口作为输入，另一个端口作为输出。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 3方式 2 方式2为双向选通I/O方式，只有A口才有此方式。这时，C口有5根线用作A口的应答联络信号
16、，其余3根线可用作方式0，也可用作B口方式1的应答联络线。方式2就是方式1的输入与输出方式的组合，各应答信号的功能也相同。而C口余下的PC0PC2正好可以充当B 口方式1的应答线，若B口不用或工作于方式0，则这三条线也可工作于方式0。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院（1）方式2的组态 微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院(2)方式2的应用场合 方式2是一种双向工作方式（半双工），如果一个并行外部设备既可以作为输入设备，又可以作为输出设备，并且输入输出动作不会同时进行。PA口既可输入又可输出。(3
17、)方式2和其它方式的组合 方式2和方式0输入的组合：控制字：11XXX01T 方式2和方式0输出的组合：控制字：11XXX00T 方式2和方式1输入的组合：控制字：11XXX11X 方式2和方式1输出的组合：控制字：11XXX10X 其中X表示与其取值无关，而T表示视情况可取1或0。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 9.1.5 8255与8086CPU之间的连接电路 简单的连接电路如下：D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA2A1译码器8255A口B口C口D0D7外 设RESETRESETA0微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行
18、接口芯片Intel 8255A山东工商学院 9.2 8255A接口应用举例 9.2.1 基本输入/输出 8个开关K7 K0，要求不断检测它们的通断状态，并随时在发光二极管LED7 LED0上显示出来。开关断开，相应的LED点亮；开关合上，LED熄灭。我们选用8086 CPU，8255A和74LS138译码器等芯片。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 设计8255A的A口作输人口，8个开关K7K0分别接PA7 PA0。B口为输出口，PB7 PB0分别接显示器LED 7LED0。8255A的和RESET引脚分别与CPU的相应输出相连。8255A的数
19、据线D7 D0与8086的低8位数据总线D7 D0相连，8255A的4个口地址都应为偶地址，A0必须总等于0。当A7 A6 A5=111，A4 A3 A0=100时，选中8255A。这样，8255A 的4个端的地址分别为F0H、F2 H、F4H和F6 H，对应于8255A的A口、B口、C口和控制字寄存器。其硬件电路如下图所示。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 程序设计：方式选择控制字：A口工作于方式0、输人，B口工作于方式0、输出，C口未用。控制字中与C口对应
20、的位可以被置为0，则控制字为100100000。具体程序如下：MOV DX,0F6H；控制字寄存器 MOV AL,10010000B；控制字 OUT DX,AL；写人控制字TEST-IT：MOV DX，0F0H；指向A口 IN AL,DX；从A口读人开关状态 MOV DX，0F2H；指向B口 OUT DX，AL；B口控制LED，指示开关状态 JMP TEST_ IT；循环检测 如果开关合上，LED点亮；开关断开，LED熄灭；程序该作如何改动？微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 MOV DX,0F6H；控制字寄存器 MOV AL,10010000
21、B；控制字 OUT DX,AL；写人控制字TEST-IT：MOV DX，0F0H；指向A口 IN AL,DX；从A口读人开关状态 MOV DX，0F2H；指向B口 NOT AL;AL内容取反 OUT DX，AL；B口控制LED，指示开关状态 JMP TEST_ IT；循环检测或使用 XOR AL，0FFH微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院9.2.2 8255外扩打印机例 利用8255A的A口方式0与微型打印机相连，将CPU内存缓冲区BUFF中的字符打印输出。试完成相应的软硬件设计。首先我们分析一下打印机的工作。微型打印机和主机之间的接口采用并行
22、接口。打印机数据传输时序 微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院打印机 Centronics标准引脚信号 引脚 名 称 方向 功 能 1 STROBE 入 数据选通，有效时接收数据 2-9 DATA1-DATA8 入 数据线 10 ACKNLG 出 响应信号，有效时准备接收数据 11 BUSY 出 忙信号，有效时不能接收数据 12 PE 出 纸用完 13 SLCT 出 选择联机，指出打印机不能工作 14 AUTOLF 入 自动换行 31 INIT 入 打印机复位 32 ERROR 出 出错 36 SLCTIN 入 有效时打印机不能工作微型计算机原理
23、与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 工作流程：主机将要打印的数据送上数据线，然后发选通信号。打印机将数据读入，同时使BUSY线为高，通知主机停止送数。这时，打印机内部对读入的数据进行处理。处理完以后使ACK有效，同时使BUSY失效，通知主机可以发下一个数据。硬件连线如下图：微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院说明：由PC0充当打印机的选通信号，通过对PC0的置位/复位来产生选通。同时，由PC7来接收打印机发出的“BUSY”信号作为能否输出的查询。8255A的方式控制字为：10001000 即88H A口方式0，
24、输出；C口高位方式0输入，低位方式0输出PC0置位:00000001 即 01H PC0复位：00000000 即 00H 8255A的4个口地址分别为：60H，61H，62H，63H。程序如下：DADA SEGMENT BUFF DB This is a print program!，$DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS：CODE，DS：DATA微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院START：MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV SI，OFFSET BUFF MOV AL，88H；8255A初始化，A口
25、方式0，输出 OUT 63H，AL；C口高位方式0输入，低位方式0输出 MOV AL，01H；C口置位/复位控制字 OUT 63H，AL；使PC0置位，使选通无效WAIT：IN AL，62H TEST AL，80H；检测PC7是否为1，即是否忙 JNZ WAIT；为忙则等待 MOV AL，SI CMP AL，$；是否结束符 JZ DONE；是则输出回车、换行 OUT 60H，AL；不是结束符，则从A口输出（此时打印机；还不能接收数据）MOV AL，00H OUT 63H，AL；使PC0复位，使选通有效，有效后接收数据 MOV AL，01H OUT 63H，AL；使PC0置位，使选通无效 INC
26、 SI；修改指针，指向下一个字符 JMP WAIT微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院DONE：MOV AL，0DH OUT 60H，AL；输出回车符 MOV AL，00H OUT 63H，AL；选通有效 MOV AL，01H OUT 63H，AL；选通无效WAIT1：IN AL，62H TEST AL，80H；检测PC7是否为1即是否忙 JNZ WAIT 1；为忙则等待 MOV AL，0AH OUT 60H，AL；输出换行符 MOV AL，00H OUT 63H，AL；选通有效 MOV AL，01H OUT 63H，AL；选通无效 MOV AH
27、，4CH INT 21H CODE ENDS END START微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院例 将上例中8255A的工作方式改为方式1，采用中断方式将BUFF开始的缓冲区中的100个字符从打印机输出。（假设打印机接口仍采用Centronics标准）分析：仍用PC7作为打印机的选通，打印机的回应接PC6，数据口为8255A的A口，8255A的中断请求信号（PC3）接至系统中断控制器8259A的IR3，其它硬件连线同上例，如下页图所示。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院PC7PC6微型计算机原
28、理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 8255A的控制字为：1010XXXX PC6置位:00001101 即 0DH，允许8255A的A口输出中断请求信号INTR（置INTE=1）。设8255A的4个口地址分别为：60H，61H，62H，63H。假设8259A初始化时送ICW2为08H，则8255A A口的中断类型码是0BH，此中断类型码对应的中断服务程序的入口地址应放到中断向量表从0002CH开始的4个单元中。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 段定义、段分配、段初始化语句（略）8259A初始化语句（略）
29、MAIN：MOV AL，0A0H；PA口方式1输出 OUT 63H，AL；设置8255A的控制字 PUSH DS XOR AX，AX MOV DS，AX；段基址为0000H，中断向量的段基址 MOV AX，OFFSET ROUTINTR；中断子程序入口 MOV 002CH，AX；中断向量IP MOV AX，SEG ROUTINTR MOV 002EH，AX；送中断向量CS POP DS MOV AL，0DH；PC6置位 OUT 63H，AL；使8255A允许A口输出中断微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院 MOV DI，OFFSET BUFF；设
30、置地址指针 MOV CX，99；设置计数器初值 MOV AL，DI OUT 60H，AL；从A口输出一个字符 INC DI；修改地址指针NEXT：STI；开中断 HLT；等待中断 LOOP NEXT；修改计数器，指向下一个要输出的字符 HLTROUTINTR：MOV AL，DI OUT 60H，AL；从A口输出一个字符 INC DI；修改地址指针 IRET；中断返回微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院阅读教材P339 键盘接口举例。阅读教材P342 8255A在PC/XT机中的应用。微型计算机原理与接口技术第9章 可编程并行接口芯片Intel 8255A山东工商学院作业：P354 3 5 6 9（1）（不要求每隔0.5秒检测一次）