第9章 8255及其应用

三、 8253的工作方式 5. 方式4：软件触发选通（P313）
CLK WR GATE OUT
4 3 2 1 0
CW N=4
8253的工作原理
特点： ¾ N值写入后，下一个CLK开始计数，相当于软件启动； ¾ 计数过程是一次性的，输入新的值后，重新计数； ¾ GATE=“1”,允许计数，GATE=“0”,禁止计数，因 此，若做到软件启动，必须使GATE=“1”； ¾ 计数过程中改变计数值，按新值重新计数；
3
2
1
3
三、 8253的工作方式 3. 方式2：比率发生器（分频器）P312
CLK WR GATE OUT
CW N=4
8253的工作原理
特点： ¾ 不需重新赋值，计数器能连续工作； ¾ 计数过程中，若GATE变低，计数器暂停工作，GATE变 ¾ 若计数过程中，门控信号再次触发，计数器在触 发信号的下一个CLK重新开始计数； ¾ 计数过程中，若改变计数器的值，对计数过程无影 响，但下一个计数过程，以新的计数值开始计数；
三、 8253的工作方式 6. 方式5：硬件触发选通（P314）
CLK WR GATE OUT
CW N=5
8253的工作原理
特点： 5 5 5 4 3 2 1 0 ¾ N值写入后，计数器并不计数,必须由GATE的上升沿 触发之后,在下一个CLK开始计数； ¾ 在计数过程中,再次使用门控信号GATE,使计数器 重新开始计数,但对输出OUT无影响； ¾ 计数过程中改变计数值，若没有GATE的触发,不影 响计数过程,当计数到“0”后,若有GATE触发,则按新 的计数值计数.
三、 8253的工作方式 2. 方式1：可编程单稳态输出方式
CLK WR GATE OUT

DB 0B7H,0BBH,0BDH,0BEH
DB 0D7H,0DBH,0DDH,0DEH
DB 0E7H,0EBH,0EDH,0EEH
DATA ENDS
每个扫描码所在单元的偏移量即为该扫描码对应的键值。
35
8255初始化代码
MOV DX,0FFFH MOV AL,10000010B OUT DX,AL
PA7~PA0 PB7~PB0 PC7~PC0 RESET
A口双向数据线 B口双向数据线 C口双向数据线
复位信号，使所有内部 寄存器清零
CS A1 A0
片选信号， A1 和A0不 同组合，可选不同端口
RD WR 读、写信号线
3
8255A内部逻辑结构
n 3个I/O端口A,B,C：每个都是8位并行端口，都 可由程序选择作为输入或输出。
4
8255A的端口寻址
引脚
CS
A1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
×
寻址的端口 A0
0
端口A
1
端口B
0
端口C
1
控制字寄存器
× 本芯片没有被选中
5
8255A工作设计
n 8255A的控制字
n 方式控制字 n 对C口按位置位/复位控制字
n 8255A的方式选择
6
方式控制字
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
n 8255A的每个口都作为基本的输入和输 出口
n A口、B口、C口的高4位、C口的低4位 都可独立设定为输入口和输出口；这样 8255A在方式0时，各个端口的输入、输 出可以有16种不同的组合
12
8255A方式1

3．数据总线缓冲器 8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系统总线连接的界面，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/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。
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（PC7-PC4）；
B组控制电路用来控制B口及C口的低4位（PC3-PC0） 。
二、8255A的控制字
8255A有两类控制字 1、方式选择控制字 定义各端口的工作方式 2、置位复位控制字 对C端口的的任一位进行置位复位，或 用于设置INTE位(方式1,2)。
1、方式选择控制字
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。
8255A的控制字格式与各位的功能如图9-4所示。
D7~D0
PB7~PB0 INTEB PC2 PC1
输入设备
STB B
IBFB
RD
PC0
INTRB (到CPU)
选通输入方式
A口和B口工作于选通输入方式，则它们的端口状态、联络信号和控制字
如下图所示
当A口工作于方式1，并作输入端口时，端口C的PC4、PC4和 PC3用作端 口A的状态和控制线； 当B口工作于方式1，并作输入端口时，端口C的PC2、PC1和 PC0用作端 口A的状态和控制线； 端口C剩下的PC6和PC7，任然可用作输入或输出，由方式控制字中的D3 位来定义PC6和PC7的传送方向。 D3=1时， PC6和PC7作输入； D3=0时， PC6和PC7作输出 ★在方式 1、2下，C口作为A口、B口联络信号的引脚，其动作关系在芯

微型计算机原理与接口技术
第9章 可编程外围接口芯片 8255A及其应用
吴迎年
WuYingNian@
本章学习要求

理解并行通信的概念和特点。 掌握并行接口芯片8255A的组成、功能、编程 方法及其应用。

2013-6-3
微机原理与接口技术
2
本章内容结构

9-1 通信的概念 9-2 8255A工作原理
8255A
CPU
PA1 PA2
微机原理与接口技术
R1 信号灯 R2
9
2013-6-3
Thank You！
2013-6-3 微机原理与接口技术 10
9-3 825A应用举例


2013-6-3
微机原理与接口技术
3
9-1 通信的概念
•通信(Communication) 计算机与外部的信息交换。 •通信方式
(1)并行通信: 数据各位同时传送 特点 : 速度快,使用通信线多,需要控制信号线适于近距离传输 (2)串行通信: 要传送的数据或信息必须按一定的格式编码, 然后在单根线上,一位接一位的传送

若A口接8个开关K7~K0，B口接8个指示灯 LED7~LED0。要求开关合上时相应的指示灯点亮， 要求每隔0.5秒检测一次开关状态，并显示出来， 画出硬件连线示意图，编写程序（假定有0.5秒钟 软件延时子程序Delay供调用）。
2013-6-3
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8
本章作业

补充题9-2 利用可编程并行接口片8255A实现信号灯控 制接口电路如下图所示。当信号灯输入端R1R2=00时， 红灯亮；R1R2=11时，绿灯亮；R1R2＝01或10时信号 灯全灭。编程实现使红灯亮5秒后，然后绿灯亮15秒， 周而复始，重复进行。设系统中有延迟时间为1秒的软 件延时子程序Delay1可供调用。8255A的端地址为 D0H、D2H、D4H、D6H；要求：写出实现上述功能 的8255A初始化程序及有关控制程序，并加简明注释。

6
例1：8255A端口地址：E0H、E2H、E4H、E6H 8255A端口地址：E0H、E2H、E4H、 端口地址 方式0 A口：方式0 入 编程实现： 方式0 编程实现： B口：方式0 出 PC7～ PC3～PC0： C口：PC7～PC4 出 PC3～PC0：入 控制字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 1 0 0 0 1 =91H MOV AL ，91H OUT 0E6H ，AL ；定义方式选择控制字 01H； 0001B MOV AL ，01H； 0000 0001B PC0置 OUT 0E6H ，AL ； PC0置1 0EH； 1110B MOV AL ，0EH； 0000 1110B PC7置 OUT 0E6H ，AL ； PC7置0 *每次只能对端口C的某一位置1或置0。重复，将置1/0控 每次只能对端口C的某一位置1或置0 重复，将置1/0控 1/0 制字写入控制端口
INTR B
15
方式2 3. 方式2 双向总线I/O I/O方式 双向总线I/O方式
特点： ①特点： 方式2只适用于端口A a) 方式2只适用于端口A 口用5个位自动配合端口A b) C口用5个位自动配合端口A提供控制信号和状 PC3～ 态信号 PC3～PC7 利用PA7 PA0，外设←→ PA7～ ←→CPU c) 利用PA7～PA0，外设←→CPU 方式2 ②方式2有关的控制信号和状态信号 a.INTRA：中断请求信号 a.INTRA： PC3 b.STBA： b.STBA：选通信号 PC4 c.IBFA： 输入 c.IBFA：输入缓冲器满信号 PC5 d.INTE2： d.INTE2：输入中断允许信号 PC4 同方式1 同方式1输入
4
8255A的控制字 写入控制字寄存器） 的控制字（ 9.1.2 8255A的控制字（写入控制字寄存器） 1、方式选择控制字 用来定义各端口的工作方式，输入输出状态。 用来定义各端口的工作方式，输入输出状态。

☀ 8086系统中，若8255的8根数据线接在系统数据线的低八位，8255占用连

续4个I/O偶地址：X 0, X 2, X 4 , X 6 A2 A1 A0 … 8086 A1 A0 0 … 8255 0 0 0 ……. 端口A (X 0) 0 1 0 ……端口B (X 2) 1 0 0 ……端口C (X 4) 1 1 0 …….控制口 (X 6)
1
1
0
1
C口
控制寄存器
◆ 8255A的A1A0、/RD、/WR、/CS组合起来实现的基本操作如表9-1所示。
表9-1
8255的基本操作
◆ 与地址总线的连接：与8253一样， ♣ 在8位数据总线CPU系统中，端口输入端A1A0分别与地址总线A1A0相连即可。 ♣ 在16位数据总线CPU系统中，地址总线A2A1连到8255A的A1A0端。若 8255A的 D7~D0接在CPU 的低8位数据线上，则要用偶端口地址来寻址8255A(A0=0)；而 D7~D0 接在CPU 的高8位数据线上，则要用奇端口地址来寻址8255A(A0=1)。
二、8255A的控制字
8255A有两类控制字：
① 方式选择控制字（用于各个端口） ② 置位/复位控制字（用于对C口的任一位 的置位/复位操作） 这两类控制字，都被写入一个控制寄存器中。 8255A用控制字的D7位（=1或0）来区分这两类
控制字。 D7位 称为标志位（或特征位）
D7=1：方式选择控制字
第九章 可编程外围接口芯 片8255A及其应用
9-1 8255A的工作原理 9-2 8255A的应用举例
9-1 8255A的工作原理
一、8255A的结构和功能
8位数据端 口PA
端口 选择 地址 线

标志位 A口输出 A口方式0
C口低4位输入 B口输入 B口方式1
C口高4位输出
2.置位/复位控制字 端口C的数位常用作控制或应答信号， 通过对8255A的控制口写入置位/复位控制 字，可使端口C的任意一个引脚的输出单独 置1或置0，或者为应答式数据传送发出中 断请求信号。在基于控制的应用中，经常 希望在某一位上产生一个TTL电平的控制 信号，利用端口C的这个特点，只需要用简 单的程序就能形成这样的信号，从而简化 了编程。 置位/复位控制字格式如下图所示：
1.方式0 方式0称为基本输入输出方式，它适用于 CPU 与这些端口交换数据时，可以直接 不需要联络信号的简单输入输出场合。在这 用输入指令从指定端口读取数据，或用输出 种方式下，A口和B口可作为8位的端口，C口 指令将数据写入指定的端口，不需要任何其 的高 4 位和低 4 位可作为两个 4 位的端口。这 4 他用于应答的联络信号，比如说，用来驱动 个端口 中的任何一个既可作输入也可作输出， 发光二极管和读开关状态、键盘等场合。 共有 16 种不同的输入输出组合状态。在实际 注意：对于方式 0 ，输入数据不能锁存，输出 应用时，C口的两半部分也可以合在一起，构 数据可以锁存！ 成一个 8位的端口。这样8255A可构成 3 个 8 位的 I/O 端口，或 2 个 8 位、 2 个 4 位的 I/O 端口，以适应各种不同的应用场合。
1.方式选择控制字 8255A 具 有 3 种 基 本的 工 作方 式 ，在 对 8255A 进行初始化编程时，应向命令控制端 口写入方式选择控制字，用来规定 8255A 各 端口的工作方式。这3种基本工作方式为： 方式0——基本输入输出方式 方式1——选通输入输出方式 方式2——双向总线I/O方式
当系统复位后， 8255A的 RESET输入 端为高电平，使 8255A复位，所有的数据 端口都被置成输入方式；当复位信号撤消 后 8255A 继续保持复位时的输入方式。如 果希望它以这种方式工作，就不用另外再 进行初始化了。 通过用输出指令对 8255A 的控制字寄 C 口被分为两个 4 位的端口，可分别作 存器编程，写入设定工作方式的控制字， A口可工作在方式0、方式 B 1； 、方式2； A口 为输入或输出口，另外， C 口还能配合 可以让 3 个数据端口 A 、 B 、 C以不同的方 和 B口工作，为这两个端口的输入输出操作 式工作。 提供联络信号。

DATA
§10-2 8255A的应用举例
；堆栈段
【键盘接口】
STACK TOP_STACK STACK
SEGMENT
STACK
DW
LABEL ENDS
50
DUP(0)
WORD
；代码段
CODE SEGMENT ASSUME START: MOV MOV LEA MOV MOV AX , SS , SP , AX , DS , CS:CODE, DS:DATA, SS:STACK STACK AX TOP_STACK DATA AX
MOV NEXT_ROW: MOV OUT MOV IN AND CMP JNE ROL MOV CL, DX, DX, DX, AL, AL, AL, AL PORT_A AL PORT_B DX 0FH 0FH
【键盘接口】
; 现使D0＝0 ; CL=1111 1110B ; A口 ；向一行输出低电平 ; B口
2
§10-2 8255A的应用举例
一．基本输入输出应用举例
在工业控制等实际应用中，经常需要检测某些开关量的状 态。例如，在某一系统中，有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8086CPU，8255A和74LS138译码器等芯片，构成 如图所示的硬件电路，来实现上述功能。
【键扫描过程】
① 检测是否所有键都松开，若没有则反复检测；
【键盘接口】
② 当所有键都松开，再检测是否有键压下，若无键按下则反复 检测； ③ 若有键按下，要消除键抖动，确认有键按下； ④ 对按下的键进行编码，将该键的行列信号转换成16进制码， 由此确定哪个键被按下了。如出现多键重按的情况，只有在 其它键均释放后，仅剩一个键闭合时，才把此键当作本次压 下的键。 ⑤ 该键释放后，再回到②。

PC5
INTRA
IBFA
PC3
中断请求信号 请求CPU接收数据
中断允许触发器 由PC4决定
B端口：
D7 ~D0
INTEB
PB7 ~PB0
PC2 PC1
STBB
IBFB
数据选通信号 表示外设已经准备 好数据
输入缓冲器满信号， 表示B口已经接收 数据，但尚未被 CPU取走，通知外 设不能送新数据
INTRB
PA3 PA2 PA1 PA0 RD CS GND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 PB0 PB1 PB2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
8255A 8255 A
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC PB7 PB6 PB5 PB4 PB3
③ CS：片选信号，低电平有效。该 信号来自译码器的输出，只有当CS 有效时，读信号RD和写信号WR才 对8255A有效。 ④ RD：读信号，低电平有效。它 控制从8255A读出数据或状态信息 WR：写信号，低电平有效。它 控制把数据或控制命令字写入 8255A。
第九章 可编程外围接口芯片8255 及应用
一、串、并行通信的基本概念 通信的基本方式分为并行和串行通信两种。
0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
时钟 D7
发送 设备
接收 设备
D6
发送 设备
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TXD T0