第九章 可编程外围接口芯片8255A及其应用

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。
8086
8255A D7～D0 RD WR RESET 74LS138 G1 G2A G2B Y4 C B A
D7～D0
RD WR RESET M/IO
A7 A6 A5 A4 A3 A0 A2 A1
&
CS
A1 A0
8086与8255A的典型连接
4个端口地址的确定： 当A7A6A5=111，A4A3A0=100时， Y4 =0，选中8255A。 则， A15 ┅A8，A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 A口地址为： × ┅ × 1 1 1 1 0 0 0 0 =00F0H B口地址为： 0 1 =00F2H C口地址为： 1 0 =00F4H 命令控制口地址为： 1 1 =00F8H 可以看出，8255A的4个端口地址是4个连续的偶地址！ 不过地址重叠。
端口A：方式1 选 通 输 入 方 式
端口B：方式1
PA7～PA0 INTE A & PC3 INTRA
2
PB7～PB0 STBA IBFA INTE B & PC0 RD INTRB PC2 PC1 STBB IBFB
PC4 PC5
RD
PC6,7
I/O
D7 D6 1 0
方式选择控制字 D5 D4 D3 D2 D1
第九章 并行I/O接口芯片8255A
8255A 是一种通用的可编程的并行 I/O接 口芯片，通过对它进行编程，可使芯片工作 在不同的工作方式。在微型计算机系统中， 用 8255A 作接口时，通常不需要附加外部逻 辑电路就可直接为 CPU与外设之间提供数据 通道，因此它得到了极为广泛的应用。
9-1 8255A的工作原理
2.A组和B组控制逻辑 内部有控制寄存器，用来接收 CPU送来 的命令字，然后分别决定A组和B组的工作方 式，或对端口 C的每一位执行置位或复位等 操作。 8255A 的 端 口 A 和 端 口 C 的 上 半 部 分 （ PC7～ PC4）由 A组控制逻辑管理，端口B 和端口C的下半部分（PC3～PC0）由B控制 逻辑管理。
8255A的控制信号与执行的操作之间的对应关系
A0 0 0 1 0 0 1 1 × 1 × A1 0 1 0 0 1 0 1 × 1 ×
RD
0 0 0 1 1 1 1 × 0 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
WR 1 1 1 0 0 0 0 × 1 1
CS
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
操作 端口A→数据总线 端口B→数据总线 端口C→数据总线 数据总线→端口A 数据总线→端口B 数据总线→端口C 数据总线→控制命令口 数据总线三态 非法状态 数据总线三态
3.数据总线缓冲器 这是一个双向三态的 8 位缓冲器，用作 8255A和系统数据总线之间的接口。通过这 个缓冲器和与之相连的8位数据总线D7～D0， 接收CPU送来的数据或控制字，外设传送给 CPU的数据或状态信息，也要通过这个数据 总线缓冲器送给CPU。 4.读/写控制逻辑 这部分电路用来管理所有的内部或外部 数据信息、控制字或状态字的传送过程。
三、8255A的工作方式和C口状态字 8255A具有3种工作方式，通过向8255A 的控制命令寄存器（端口）写入方式选择 控制字，就可以规定各端口的工作方式。 当 8255A 工作方式 1 和方式 2 时， C口可用作 A口或 B 口的联络信号，用输入指令可以读 取 C 口的状态。下面具体介绍这 3 种不同的 工作方式和C口状态字格式。
2.方式1 方式 1 也称为选通输入 / 输出方式。在这 种方式下，A口和B口作为数据口，均可工作 于输入或输出方式。而且，这两个 8 位数据 口的输入、输出数据都能锁存，但它们必须 在联络信号控制下才能完成I/O操作。端口 C 的6根线用来产生或接收这些联络信号。 （1）选通输入方式 如果A口和B口都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。
★8255A与CPU的连接及寻址 I/O 并行接口芯片 8255A其内部共有 4个 第二章讲 这样的规则也同样应用于 8086 系统存储器的组织结构 I/O接口电路 端口（ A、B 、C 和控制命令口），通过其 中，也就是说（就拿 时，提到过 8086 系统把 8255A 1M 字节空间的存储 为例），如果 A1 、 A0 引脚的电平组合来进行寻址，此两 8255A 器分为奇存储体和偶存储体，其中奇存储 的数据线连到系统数据总线的低 8位 引脚一般接到地址总线的低两位上 (并不一 上 体的数据线与系统数据总线的高 8位相连； （ I/O 接口一般都是这样） ，则 8255A 的 定是 偶存储体的数据线与系统数据总线的低 8位 内 部A1 所、 有A0 端）。 口地址必须都是偶数，这 样 相连。 CPU 才能访问到。同理，如果8255A的数据 线连到系统数据总线的高 8 位上，则 8255A 的内部所有端口地址必须都是奇数。
PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC PB7 PB6 PB5 PB4 PB3
1.数据端口A、B、C 8255A内部包含3个8位的输入输出端口 A 、 B 、 C ，通过外部的 24 根输入输出线与 外设交换数据或进行通信联络。端口A和端 口B都可以用作一个8位的输入口或8位的输 出口， C 端口既可作为一个 8 位的输入或输 出口用，又可作为两个 4 位的输入输出口 （ C口上半部分和 C口下半部分）使用，还 通常来配合A口和 B口工作，分别用来产生 A口和B口的输出控制信号和输入A口和B口 的端口状态信号。
它接收从 CPU 的地址总线和控制总线来 的信号，并产生对A组和B组控制逻辑进行操 作的控制信号。系统送到读/写控制逻辑的信 号包括： RESET A1 ：读信号，低电平有效。当 ：片选信号，低电平有效，由地址总 、 ：复位信号，高电平有效。该信号 A0：端口选择信号。 RD 为低时， RD CS
一、8255A的结构与功能
PA3 PA2 PA1 PA0 RD CS GND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PB0 PB1 PB2
40 1 39 2 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 8255A 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21
CPU A1A0=00 有效时，将 线经 才可能从 I/O端口译码电路产生。只有当该信号 ，选中端口 8255A 8255A 控制寄存器内容都清零， 读取数据或状态信息。 A； A1A0=01 并将所有的端口都置成输入口。 有效时， ：读信号，低电平有效。当 ，选中端口 CPU与8255A B； 之间才能进行通信， WR 为低时， WR CPU A1A0=10 也就是 才可能向 CPU ，选中端口 可对 8255A 8255A 写入数据或控制字。 C， 进行读/写等操作。 A1A0=11，选中控制命令口
{
1=输入 0=输出
{
D7=1，标志位，表示是方式选择控制字
例如，要求 8255A的端口A工作在方式 0，输出；端口B工作在方式1，输入；端口 C的高4位为输出端口，低4位为输入端口， 则其方式选择控制字为：
D7 1 D6 0 D5 0 D4 0 D3 0 D2 1 D1 1 D0 1 = 87H
1
0
1
0
我们可以通过对PC5这一位进行置位和复位来实现， PC5置位控制字为：