微机接口芯片（1）—— 可编程并行接口芯片8255
- 总结微机原理课学习的若干芯片
- 教材——《微机原理与接口技术》
文章目录
- 一、简介
- 二、8255的内部结构及引脚信号
- （1）8255内部主要部件
- （2）8255引脚信号
- 三、8255的工作方式
- 1. 方式0 —— 基本的输入输出控制
- （1）说明：
- 2. 方式1 —— 选通的输入输出
- （1）说明：
- （2）方式1下的输入组态：
- （3）方式1下的输出组态：
- 3. 方式2 —— 双向的数据传送方式
- （1）说明：
- （2）组态逻辑
- 四、8255编程应用
- 1. 8255方式选择控制字
- （1）说明
- （2）示例
- 2. 端口C置复位控制字
- （1）说明
- （2）示例
- 五、8255作为打印机接口示例
- （1）查询法打印
- （2）中断法打印
一、简介
- 并行接口是传输并行数据的接口，输入/输出都是并行格式的信号。8255是常用的8位可编程并行接口芯片
二、8255的内部结构及引脚信号
下图是8255的内部结构，它由数据总线缓冲器、读写控制逻辑部件、A/B两组控制电路、数据端口A/B//C组成
数据总线缓冲器、读写控制逻辑部件是所有接口芯片共有的部分，下面说明其他8255特有的部分
（1）8255内部主要部件
数据端口：
A/B组控制电路：
根据设定的8255方式字来控制8255的工作方式，其中的控制寄存器接受CPU输出的方式字（就是用户写入的），然后分别决定两个组的工作方式；也可根据控制字对C口进行单独的位置位复位操作。
（2）8255引脚信号
与外设接口信号引脚
（1）A口的8个I/O引脚：PA7～PA0
（2）B口的8个I/O引脚：PB7～PB0
（3）C口的8个I/O引脚：PC7～PC0与系统总线接口信号引脚
（1）数据线：D7～D0
（2）控制信号：信号 功能 有效电平 说明 RD(上划线) 读控制 低 从数据口读数据 WR(上划线) 写控制 低 向数据口写数据 CS(上划线) 使能芯片 低 芯片使能 RESET 复位芯片 高 清除所有内部寄存器，同时把3个数据口设为输入 A1/A0 选中端口 高 A1/A0=00、01、10、11分别选中A、B、C、控制口
三、8255的工作方式
| 方式 | 说明 | 适用端口 |
|---|---|---|
| 方式0 | 基本的输入输出 | A、B、C上半口、C下半口 |
| 方式1 | 选通的输入输出 | A、B（C配合） |
| 方式2 | 双向传输 | A（C配合） |
| （非基本控制方式） | 单独控制每个位的输出电平 | C |
1. 方式0 —— 基本的输入输出控制
（1）说明：
- 此方式适用于所有端口，C的上下半口可以分别配置为输入输出
- 此方式没有规定固定的用于应答的联络信号线
- 端口配置为方式0，则其作为输入时具有缓冲功能；作为输出时具有锁存功能
2. 方式1 —— 选通的输入输出
（1）说明：
- 此方式适用于端口A、B，需要C口某些为配合作为控制或通讯联络信号
- C口在配合A、B时有固定的搭配关系
- C口中当前不需要配合A、B工作的引脚，可以单独定义为I/O使用
（2）方式1下的输入组态：
- 注意下C组端口的匹配，这个是固定死的
信号含义说明
补充：in指令（端口读指令）会使RD(上划线)拉低时序图
操作说明：
- 采用查询方式输入：CPU先查询8255的输入缓冲是否满（IBF），若IBF=1，则CPU从8255读入数据
- 采用中断方式输入：CPU先用C口的位控制功能使能INTE，当INTR信号触发CPU外部中断时从8255读入数据
（3）方式1下的输出组态：
注意下C组端口的匹配，这个是固定死的
信号含义说明
时序图
3. 方式2 —— 双向的数据传送方式
（1）说明：
- 此方式仅适用于A端口，C组端口配合其工作
- 此方式规定了固定的用于应答的联络信号线
- 它实际是方式1输入和输出的组合，区别在于C口某些选通控制或应答信号有些区别，此外输入和输出共用一共一个选通信号
- 因为输入输出中断共用一个信号，因此INTR为高时，需要对中断类型再进行判断（通过查C口状态）
- 因为方式2是方式1两种状态的组合，其工作原理是显而易见的
（2）组态逻辑
四、8255编程应用
- 8255控制的关键是写入控制字
- 8255的控制字主要有两个：方式选择控制字、端口C置复位标志字
1. 8255方式选择控制字
（1）说明
- 方式选择控制字是用来选择上述三种工作方式的控制字
- 写入的地址是8255控制口的地址（A1A0=11）
（2）示例
- 编写对8255的初始化程序片段，要求：使A口为方式0输入，B口为方式0输出，C口作为8位的输出口使用。8255控制端口的地址为12BH。如果要读8255 A口数据，程序如何？
//对照方式选择控制字格式可得到控制字为：1001 0000B = 90H
MOV AL,90H ;方式选择控制字
MOV DX,12BH ;由于端口号>256，用DX间接寻址
OUT DX, AL ;写入控制寄存器//因为控制口12BH = 0001 0010 1011,最后连续的两个11必是A1A0,所以A口地址为128H
MOV DX,128H
IN AL, DX ;读A口数据2. 端口C置复位控制字
（1）说明
- 端口C置复位控制字可以单独对8255的C组端口的8个位进行操作
- 注意： 端口C置复位控制字也要写入控制寄存器
（2）示例
- 使A口为方式1输入，且采用中断传送，B口采用方式0输出，其余C口的位作为输出。假设控制端口地址为63H。则程序段为：
MOV AL,10110000B ;A口方式1输入，B口方式0输出，其余C口位输出
OUT 63H, AL ;方式选择控制字写入控制寄存器
MOV AL,00001001B ;置位/复位控制字，使PC4=1，即使INTE=1允许内部中断
OUT 63H, AL ;置位/复位控制字写入控制寄存器
五、8255作为打印机接口示例
- 在早期PC机中，常用8255作为打印机数据通信接口，原理图如下：
- 经译码电路，得到的8255端口地址为3000H~300CH
- 打印机时序要求如下
- 方式按以上原理图连接8255，由A口方式1输出特性可知：在A口输出数据时会自动产生STB脉冲，符合打印机时序要求。因此只要打印前检查打印机BUSY状态，当BUSY=0时，CPU送数据到8255A口输出，8255自动给打印机STB脚送一个负脉冲选通信号，数据即可进入8255缓冲。打印结束后8255回复一个ACK信号，这样就可以继续打印下一个数据
（1）查询法打印
- 按照上面给出的原理图进行打印
//核心代码如下MOV AL,10101000B ;方式选择字(C上半口输入PC4)MOV DX,PROTCtrl ;300CH控制端口OUT DX,AL ;方式选择控制字写入控制口MOV CX,Counter ;打印字符个数Counter装入计数器MOV BX,OFFSET Pstrings ;代打印内容是字符串Pstrings，一次传一个字符
LP1: MOV DX,PORTC ;3008H向Ｃ端口IN AL,DX ;读取C口状态AND AL,00010000B ;屏蔽无关位, 取BUSY对应的PC4JNZ LP1 ;BUSY=1等待，直到不忙
LP2: MOV AL,[BX] MOV DX,PORTA ;3000HOUT DX,AL ;送一个字符到8255的A口INC BXLOOP LP1
- 如果原理图如下连接，代码要进行修改
- 由于B口方式0打印时不会自动产生选通信号给STB，所有这里手动控制PC7输出选通信号
MOV AL,81H ;8255方式选择控制字10000001B(B下输出C半口输入PC0)MOV DX,CTRLP ;控制端口OUT DX,AL ;方式选择控制字写入控制口MOV CX,Counter ;打印字符个数装入计数器MOV BX,OFFSET PstringsMOV AL，000001111B OUT DX, AL ;PC7＝1（C端口置复位命令字），/STB＝1
LP1: IN AL,DX ;读取C口状态(准备检查BUSY状态)AND AL,00000001B ;屏蔽无关位, 取BUSY对应的PC0JNZ LP1 ;等待接收新数据，BUSY=1等待，直到不忙
LP2: MOV AL,[BX] MOV DX,PORTBOUT DX,AL ;送一个字符到8255的B口MOV DX,CTRLPMOV AL，000001110B ；OUT DX, AL ;PC7＝0（C端口置复位命令字），/STB＝0NOP ;延时NOPMOV AL，000001111B ；OUT DX, AL ;PC7＝1（C端口置复位命令字），/STB＝1MOV DX,PORTCINC BXLOOP LP1
（2）中断法打印
暂略
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