2022年2022年可编程的并行输入输出接口芯片的硬件描述 .pdf

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1、可编程的并行输入输出接口芯片8255 的硬件描述8255 芯片是 INTEL 公司 MCS-80/85 微处理器扩展系统所使用的标准外围接口电路。它有 A、B、 C 三个端口， 24 个 I/O 线，可以通过编程的方法来设定端口的各种I/O 功能。一 8255 的结构与功能（1）内部结构8255 内部有四部分电路组成。它们是 A 口 B 口 C 口，A 组控制器B 组控制器， 数据缓冲器及读写控制器，如下图1 A 口 B 口 C 口： A 口 B 口 C 口均为 8 位 I/O 数据口， 但结构上略有差别。A 口有一个8位数据输出缓冲/所存器和一个8 位数据输入缓冲/所存器组成， B 口和 C

2、 口个有一个8位数据缓冲 /锁存器和一个8 位数据输入缓冲器（无输入数据锁存器，故B 口不可在模式 2 下工作）组成。在使用功能上，A 口、 B 口和 C 口三个端口都可和外设相连，分别传送外设的输入/输出数据或控制信息。但在模式1 和模式2 方式下， A 口和 B 口常作为数据口，用于传送I/O 数据， C 口为控制器，高四位属于A 口，传送 A 口上外设的控制状态信息，第四位属于B 口，传送 B 口所需的控制状态信息。2 A 组控制器B 组控制器：都有控制字寄存器和控制逻辑组成。控制字寄存器接收CPU送来的控制字，用于决定8255 的工作模式，控制逻辑用于对8255 工作模式的控制。A组控

3、制字寄存器控制A 口和 C 口上半部（ PC7PC4）,B 组控制器控制B 口和 C 口下半部（ PC3PC0）3 数据缓冲器：这是一个双向8 位缓冲器，用于传送MCS51 和 8255 间的控制字、状态字和数据字。数据总线缓冲器读/写控制逻辑RD WR A1 A0 RESETCSA 组控制B 组控制A 组A 口(8) A 组C 口(高 4) B 组C 口(低 4) B 组B 口(8) I/O PA7PA0 I/O PC7PC3 I/O PB7PB0 I/O PC3PA0 8位内部总线D0D7 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

4、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 4 读写控制逻辑：这部分电路可以接受MCS51 送来的读写命令和选口地址，用于控制对8255 的读写。（2）引脚功能1 数据总线： D7D0数据总线，用于传送CPU 和 8255 的数据、命令和状态字。2 控制总线： RESET:复位线，高电平有效。CS 片选线，低电平有效。若CS 为高电平，则 8255 部被选中；若CS 为低电平，则8255 检测到后处于工作状态。RD 和 WR:RD 为读命令线， WR 为写命令线，都为低电平有效。若RD 为高电平， WR 必为低电平8255

5、处于写状态； 若 RD 为低电平， WR 必为高电平8255 处于读状态。 A0和 A1:地址输入线，由于选中 A 口、 B 口、 C 口和控制字寄存器中哪一个工作。8255 控制信号功能表CS A1 A0 RD WR 端口功能0 0 0 0 1 A 口读 A 口0 0 0 1 0 A 口写 A 口0 0 1 0 1 B 口读 B 口0 0 1 1 0 B 口写 B 口0 1 0 0 1 C 口读 C 口0 1 0 1 0 C 口写 C 口0 1 1 1 0 控制口写状态字1 总线高阻3并行 I/O 总线分三组 ,PA7PA0:双向 I/O 总线，通过状态字设定输入或输出状态，用来传输数据，也

6、可以设定为双向口传输数据方式;PB7PB0:双向 I/O 总线，通过状态字设定输入或输出状态，用来传输数据; PC7PC0:双向数据 /控制总线，用来传送I/O 数据或控制 /状态信息，可以设定为输入或输出方式，也可设定为控制/状态方式，有控制字决定。若8255 处于模式 0，则 PC7PC0位数据总线；若8255 处于模式1 或模式 2，则 PC7PC0作为控制 /状态线用。二 8255 控制字和状态字8255 有两个控制字：方式控制字和C 口单一置复位控制字。用户通过程序可以把这两个控制字送到8255 的控制字寄存器 （A1 A0=11） ，以设定 8255 的工作模式和C 口各位状态，这

7、两个控制字以D7位状态作为标志。（1）方式控制字8255 三个端口工作于什么模式是输入还是输出方式由方式控制字决定，方式控制字如图1。D7位控制字标志位，若D7=1 则本控制字为方式控制字，若D7=0 则本控制字为C 口单一置复位控制字。（2）C 口单一置复位控制字本控制字可以是C 口各位单独置位或复，以实现某些控制功能，该控制字格式如图2 （3）8255 状态字8255 设定模式1 和模式 2 时， 读 C 口便可读得相应状态字，一边了解8255 的工作状态。 8255在模式 1 下的状态字格式如图3。在状态字中，INTEA和 INTEB分别为 A 组和 B 组的中断允许触发器状态，其余各位

8、为相应引脚上的电平信号8255 在模式 2 下的状态字格式如图3 所示。在这个状态字中，INTE1INTE2和 INTEB为 8255的允许中断触发器状态，其中INTE1和 INTE2受 C 口单一置复位控制字控制，其余各位位同名引脚上的电平信号。D2D0由 B 组工作模式决定名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 图 1 8255 方式控制资格式图 2 C 口单一置复位控制字格式D7 D6 D5D4D3D2D1D0B

9、组C 口低四位0:输出1:输入B 口0:输出1:输入方式选择0:模式 0 1:模式 1 C 口高四位0:输出1:输入A 口0:输出1:输入方式选择00:模式 0 11:模式 1 1X:模式 2 A 组B 组方式标志 :1(有效 ) 0XX X D3D2D1D0置复位控制0 复 位1 置 位D3D2D1C 口位选择000 PC0 001 PC1010 PC2011 PC3100 PC4101 PC5110 PC6111 PC7D0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页

10、，共 8 页 - - - - - - - - - 图 3 模式 1 下的状态字格式图 4 模式 1 下的状态字格式三 8255 工作模式（1）模式 0 8255 的 A 口、B 口和 C 口均可设定为模式0，并可根据需要规定各端口为输入或输出方式。（2）模式 1 模式 1 有选通输入和选通输出两种工作方式，A 口和 B 口都可独立的设置成这种工作方式。在模式 1 方式下， 8255A 口和 B 口通常用于传送和它们相连外设的I/O 数据， C 口用作 A口和 B 口的握手联络线，以实现中断方式传送I/O 数据。 C 口的 PC7PC0联络线时已经规定的，其各位分配见表2，标有 I/O 各位认可

11、作为基本输入输出，不做联络线。表 2 8255 的 C 口联络信号分配C 口各位模式 1 模式 2 输入方式输出方式双向 (输入输出 )方式PC7I/O OFBAOFBAPC6I/O ACKA ACKAPC5IBFAI/O IBFAPC4STBAI/O STBAPC3INTRAINTRAINTRAPC2STBBACKB由 B 口模式决定PC1IBFBOFBB由 B 口模式决定PC0INTRBINTRB由 B 口模式决定D7 D6 D5D4D3D2D1D0I/O I/O IBFAINTAINTRAOFBA INTA I/O I/O INTRAINTEBIBFBINTRBINTEBOBFBINTR

12、BC 口各位输出口用时输入口用时输入口用时输出口用时A组状态B组状态OBFA INTE1 IBFAINTE2INTRAINTEBIBFBINTRB D7 D6 D5D4D3D2D1D0A 组(模式 2)B 组(模式 1 输入 ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - A 口在模式1 选通输入方式下的工作过程如下：当输入设备输入一个数据并送到PA7PA0上时，输入设备自动在选通输入线STBA上发送一个低电平选通信号。82

13、55 收到 STBA上负脉冲后自动做两件事：一是把PA7PA0上输入数据存入A 口的输入数据缓冲 /锁存器；二是把它内部的输入缓冲器满触发器QIBFA置位，使输入缓冲器输出线IBFA变为高电平，以通知输入设备8255 的 A 口已收到它送来的输入数据。8255 同时检测到STBA变为高电平、 QIBFA触发器为1 状态和中断允许触发器QINTEA=1 时使 INTRA变为高电平，向CPU 发出中断请求。QINTEA触发器状态可由用户通过对PC4的单一置复位控制字控制。CPU响应中断后， 可以通过中断服务程序从A口的缓冲器读取数据，当数据被取走后8255撤消 INTRA上中断请求，并使IBFA变

14、为低电平，通知输入设备可以送下一个数据。CPLD 与单片机配合实现8255控制一实验目的1巩固和加深理解本课程所学知识。2掌握 8255 模块的使用。3掌握单片机的接口实验。二、实验仪器1PC 机一台2MAX+PLUS CPLD 开发系统一套。3CPLDDN 3 型下载软件一套。4CPLDEE 3 型实验开发系统一套。5单片机的仿真器软件一套。6单片机的仿真器一台。三实验要求学习用CPLD 设计单片机接口的硬件电路。学习单片机接口实验的程序设计。四实验内容及实验步骤1用 CPLD 进行硬件电路设计（1）将单片机的仿真头插到CPLD 实验箱的单片机接口上（2）将单片机的仿真器连接到串行口COM1

15、， CPLD 实验箱连接到串行口COM2 （3）单片机的接口电路设计如图，将单片机的P0 口连接到D7.0 ， A8255D的输出PA7.0、 PB7.0 连接到 16 个开关上，PC7.0连接到发光二极管D17-D24 上。 CS 和 RESET连接到 P2.0 和 P2.1 上。P0.7P0.0 INT0 EA8031D7D0 PA7PA0 INTE A PC4PC5PC3D7D0 输入设备STBA IBFA INTRA 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共

16、 8 页 - - - - - - - - - ;PA,PB 模式 0 ORG 0000H SETB P2.1 SETB P2.0 CLR P2.1 CLR P2.0 main1: MOV DPTR ,#0003h ;控制状态字地址为0003H MOV A,#90h ;写控制状态字90H,使 PA 输入 PB 输出MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0000H ;PA 口地址为0000H MOVX A,DPTR ;读入 PA 口数据MOV DPTR,#0001H ;PB 口地址为0001H MOVX DPTR,A ;写入 PB 口SJMP MAIN1 ;PC 口的位控方式SETB P2.

17、1 SETB P2.0 CLR P2.1 CLR P2.0 MAIN: MOV DPTR,#0003h MOV A,#01h MOVx DPTR,A MOV A,#03h MOVX DPTR,A MOV A,#05h MOVX DPTR,A MOV A,#07h MOVX DPTR,A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - MOV A,#09h MOVX DPTR,A MOV A,#0Bh MOVX DPTR,A MO

18、V A,#0Dh MOVX DPTR,A MOV A,#0Fh MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0003h ;然后 PC 口依次熄灭MOV A,#00h MOVX DPTR,A MOV A,#02h MOVX DPTR,A MOV A,#04h MOVX DPTR,A MOV A,#06h MOVX DPTR,A MOV A,#08h MOVX DPTR,A MOV A,#0Ah MOVX DPTR,A MOV A,#0Ch MOVX DPTR,A MOV A,#0Eh MOVX DPTR,A SJMP MAIN 为了模拟 PA 口模式一，将PC 口连接到单片机的P1.0P1.7。

19、;模式 1,PA 口输入SETB P2.1 SETB P2.0 CLR P2.1 CLR P2.0 MOV DPTR,#0003H MOV A,#00001001B MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0003H MOV A,#10110000B MOVX DPTR,A LOOP: SETB P1.4 CLR P1.4 MOV A, P1 SETB P1.5 JNB P1.5,$ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - SETB P1.4 SETB P1.3 JNB P1.3,$ MOV DPTR,#0000H MOVX A,DPTR JB P1.3,$ JB P1.5,$ SJMP LOOP 问题：完成PA 口模式 1 下的输出方式，完成PB 口在模式1 下的输入输出方式。实验报告：1 完成并理解上面的验证性实验2 总结 8255 接口芯片的使用3 总结单片机接口电路的设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -