可编程的并行输入输出接口芯片8255的硬件描述

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组控制字寄存器控制A口和C口上半部（PC7—PC4）,B组控制器控制B口和C口下半部（PC3—PC0）

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。

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：D7—D0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。

3．并行I/O总线分三组,PA7—PA0: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，也可以设定为双向口传输数据方式;PB7—PB0: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; PC7—PC0: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PC7—PC0位数据总线；若8255处于模式1或模式2，则PC7—PC0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，INTE1 INTE2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。D2—D0由B组工作模式决定

图1 8255方式控制资格式

图2 C口单一置复位控制字格式

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PC7—PC0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

内容需要下载文档才能查看

A口在模式1选通输入方式下的工作过程如下： ①当输入设备输入一个数据并送到PA7—PA0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。

②8255收到STBA上负脉冲后自动做两件事：一是把PA7—PA0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。

③8255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。

④CPU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

1．PC机一台

2．MAX+PLUSⅡ CPLD开发系统一套。

3．CPLDDN－3型下载软件一套。

4．CPLDEE－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

１．学习用CPLD设计单片机接口的硬件电路。

２．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， 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D[7..0]，A8255D的输出PA[7..0]、PB[7..0]连接到16个开关上，PC[7..0]连接到发光二极管D17-D24上。CS和RESET连接到P2.0和P2.1上。