微机CH7 可编程接口芯片8255A及应用

1第七章第七章可编程外围接口芯片8255A及其应用7.18255A的工作原理一、8255A的结构和功能二、8255A的控制字及初始化编程三、8255A工作方式和C口状态字7.28255A的应用举例教材第九章内容2第七章7.18255A的工作原理8255A是一种通用的可编程并行I/O接口芯片，一般不需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；通过对它进行编程，可为CPU与外设之间的通信提供无条件、有条件和中断方式的接口电路，因此应用较广泛。8255A综述3第七章1、外形40引脚的芯片；双列直插式封装；一、8255A的结构和功能8255A的引脚图4第七章管脚小结：（1）与外设连接的管脚8255A有三个数据端口，每个端口是8位的，由此与外设相连接的管脚共有24位。•A口有八个I/O引脚PA7-PA0•B口有八个I/O引脚PB7-PB0•C口有八个I/O引脚PC7-PC05第七章（2）与CPU连接的管脚•数据线D7-D0；•读写控制线RD#、WR#；•片选信号CS#；•端口地址控制线A0和A1；•复位线RESET。（3）电源线和地线•电源线VCC，一般取＋5V；•电源地线GND。6第七章2、内部结构数据端口A、B、C（其中C口被分成C口上半部分和C口下半部分两个部分）A组和B组控制逻辑；数据总线缓冲器；读/写控制逻辑。7第七章8第七章8255A与系统的连接示意图9第七章3、各部分功能简介数据端口A、B、C：可用来和外设传送信息；每个端口8位，通过编程设定其为输入口或输出口；8255数据端口功能表工作方式A口B口C口012基本输入\输出输出锁存输入三态应答式输入\输出输入输出均锁存应答双向输入输出输入输出均锁存基本输入\输出输出锁存输入三态基本输入\输出输出锁存输入三态应答式输入\输出输入输出均锁存作为A口、B口的控制位及状态位作为A口、B口的控制位及状态位10第七章控制端口D(A组和B组控制电路)：8位端口，无对外引脚；接收CPU送的控制字，决定A组和B组的工作方式，或对C口的每位执行置位/复位等操作。数据总线缓冲器(D0-D7)：由1个8位双向三态缓冲器构成；8255A内各端口通过数据缓冲器与系统总线相连。11第七章地址译码与读写控制逻辑根据系统送来的地址信号和控制信号，对数据信息、控制信息和状态信息的传送进行管理。CS#:片选信号，低有效，有效时允许8255A与CPU交换信息RD#:读信号，低有效，有效时允许CPU从8255A端口中读数据/状态。WR#:写信号，低有效，有效时允许CPU将控制字/数据写入8255A。RESET:复位信号，高有效。复位后，控制寄存器内容被清零。A口、B口和C口被置成输入方式。A1、A0:端口的选择信号。00—端口A01—端口B10—端口C11—端口D(控制口)12第七章8255A的基本操作13第七章8255A的初始化编程，通过输出指令让CPU对8255A控制字寄存器写数据，来设置8255A的初始状态8255A有两类控制字1、方式选择控制字：选择各端口的工作方式及操作类型（输入\输出）2、置位复位控制字：对C端口的任一位进行置位或复位操作二、8255A的控制字及初始化编程14第七章1、方式选择控制字15第七章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或清0。2、置位\复位控制字16第七章例1：设8255A的各端口地址为90H~93H，若要求各端口的工作状态如下：应怎样对8255A进行初始化编程？A口：方式0输出；B口：方式0输入；上C口：方式0输入；下C口：方式0输出；分析：控制口地址：93H工作方式控制字为：10001010B即8AH初始化程序片断：MOVAL，8AHOUT93H，AL17第七章例2：设一片8255A的口地址为60H~63H，要求从PC5的引脚输出一个正脉冲。分析：先将PC5清零，再将其置1，最后再清零8255PC5MOVAL,00001010BOUT63H,ALMOVAL,00001011BOUT63H,ALMOVAL,00001010BOUT63H,AL18第七章思考：例2中若要求输出方波信号，则程序片段为：AGAIN：MOVAL，00001011BOUT63H，ALCALLDELAY；调用延时子程序MOVAL，00001010BOUT63H，ALCALLDELAY；调用延时子程序JMPAGAIN……19第七章8255A有3种工作方式：方式0：基本的输入输出方式方式1：选通输入输出方式方式2：双向总线I/O方式各端口的工作方式，是通过编程向控制口写入方式选择控制字设置的。A口可工作在方式0、方式1、方式2下；B口：方式0和方式1；C口：方式0或作为A口、B口的状态或控制信号。三、8255A工作方式和C口状态字20第七章1、方式0（称为基本输入/输出工作方式）适用场合：不需要用应答信号的无条件数据传送。如：读一组开关状态，控制一组指示灯方式0的基本功能：①具有两个8位口（A口和B口），两个4位口（上口C和下C口）②任意端口都可作为输入或输出，但不能同时实现输入及输出③设置为输出口时有锁存能力，设置为输入口时无锁存能力。方式0举例21第七章2、方式1（称为选通输入输出工作方式）适用场合：查询方式或中断方式的数据传送。如：与打印机的接口方式1的主要功能：①两个选通的8位数据端口，可输入或输出；②每个端口有三条控制线（C口提供，固定指定的，不能用程序改变）③若只有一个口工作在方式1，余下的13位可工作在方式0；④方式1的两个8位数据口的输入、输出数据都能锁存。22第七章（1）选通输入方式A口、B口都工作在选通输入方式其端口控制字、状态、联络信号如下图所示。选通输入/输出方式可以分为3种情况PA7~PA0IBFARDSTBAD0D1D2D3D4D5D6D7×××1/01101控制字INTRAI/OINTEAPC4PC5PC3PC6,7PC6,71=输入0=输出方式1A口中断允许信号选通信号缓冲器满信号中断请求信号标志位A口方式1A口输入23第七章PB7~PB0IBFBRDSTBBD0D1D2D3D4D5D6D7×11××××1控制字INTRBINTEBPC2PC1PC0方式1B口中断允许信号选通信号缓冲器满信号中断请求信号B口方式1B口输入【注意】由于INTEA、INTEB无外部引出脚，因此当PC4或PC2脚上出现高电平或低电平信号时，不会改变中断允许触发器的状态。24第七章25第七章（2）选通输出方式A口、B口都工作在选通输出方式其端口控制字、状态、联络信号如下图所示。选通输入/输出方式可以分为3种情况D0D1D2D3D4D5D6D7×××1/00101控制字PC5,41=输入0=输出PA7~PA0WRINTRAI/OINTEAPC7PC6PC3PC4,5方式1A口OBFAACKA输出缓冲器满外设回答信号26第七章D0D1D2D3D4D5D6D7×01××××1控制字PB7~PB0WRINTRBINTEBPC1PC2PC0方式1B口OBFBACKB（2）选通输出方式（续）27第七章28第七章（3）选通输入/输出方式8255A工作于方式1时，允许对A口和B口分别定义，一个端口作输入，另一个端口作输出。选通输入/输出方式可以分为3种情况D0D1D2D3D4D5D6D7×011/01101控制字PC6,71=输入0=输出PA7~PA0WRINTRAI/OPC4PC5PC6,7OBFBACKBRDPC3STBAIBFAPB7~PB0PC1PC2PC0INTRB29第七章（3）选通输入/输出方式（续）D0D1D2D3D4D5D6D7×111/00101控制字PC5,41=输入0=输出PA7~PA0RDINTRAI/OPC7PC6PC4,5STBBACKAWRPC3OBFAIBFBPB7~PB0PC2PC1PC0INTRB30第七章3、方式2（称为双向总线方式）适用场合：查询方式或中断方式的数据传送。如：在主机和软盘驱动器交换数据时方式2的主要功能：①只有A口可以工作于这种方式。②在这种方式下，CPU与外设交换数据时，可在单一的8位端口数据线PA7~PA0上进行，既可以通过A口把数据传送到外设，又可以从A口接收从外设送过来的数据，而且输入和输出数据均能锁存。③输入和输出过程不能同时进行。31第七章注意：输入输出共用一个INTR，有效时，CPU需通过查询PC7（）和PC5（）判断是输入还是输出引起的中断。AOBFAIBFB组方式:1=方式10=方式0D0D1D2D3D4D5D6D7控制字×××111/01/01/0B口:1=输入,0=输出PC2~0:1=输入,0=输出IBFAI/OOBFAACKAPA7~PA0WRINTE1PC2~0RDPC3PC7PC6PC4PC5INTE2STBAINTRA32第七章4、C口状态字当8255A工作于方式0时，C口各位作输入输出用。当8255A工作于方式1和方式2时，C口产生或接收与外设间的联络信号。此时，读取C口的内容可使编程人员测试或检查外设的状态，用输入指令对C口进行读操作就可读取C口的状态，即：INAL,PC口33第七章C口的状态字有以下几种格式：（1）方式1状态字输入状态字：输出状态字：D2~D0D2~D034第七章（2）方式2状态字方式1举例35第七章例1：在某一系统中，有8个开关K7~K0，要求每隔1S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。要求：开关断开，相应的LED点亮；开关合上，LED熄灭硬件电路设计图7.28255A的应用举例36第七章分析：确定各端口地址A口:F0HB口:F2HC口:F4H控制口:F6H控制字：A口工作于方式0输入，B口为方式0输出，C口未用，控制字中与C口对应的位可以被置为0，写入控制端口F6H的控制字为：10010000B要求功能的实现：从A口读入的数据直接输出至B口即可满足要求37第七章参考程序片断：MOVAL,10010000B;控制字OUT0F6H,AL;写入控制字LP:INAL,0F0H;从A口读入开关状态OUT0F2H,AL;B口控制LED,指示开关状态CALLDELAY1SJMPLP思考：若地址大于FFH，则程序应该怎么改？若要“开关断开，相应的LED熄灭”，程序怎么改？38第七章【注意】（1）CPU与8255A之间数据传输以BYTE为单位；（2）8255A的方式0使用步骤：确定地址；写控制字（初始化）；输入输出操作39第七章1、七段LED的工作原理和接口电路dpgfedcbaabcdefgDPDPgfedcba阴极数字【5】01101101例2：数码管与8255A接口举例40第七章十六进制数字七段显示码十六进制数字七段显示码03FH87FH106H96FH25BHA77H34FHb7CH466HC39H十六进制数共阴极的七段显示码表56DHd5EH67DHE79H707HF71H41第七章（1）静态显示方式I/O(1)I/O(2)I/O(3)I/O(4)2、数码管的显示方式42第七章这种方式的共阴极或共阳极点连在一起，接地或接+5V，每一个数码管与一个并行口相连。所以在同一时间内，每个数码管可以显示不同的内容。但每个数码管都需要一个8位的I/O口，占用I/O太多，成本高。43第七章（2）动态显示方式44第七章这种方式数码管的数据端与一个I/O口并连，而每个数码管的控制端（公共端）分别与另一个I/O口的某一位相连，可通过程序控制，使得在某一时间段内只让某个数码管显示，下一时间段内让另一个数码管显示，这样让4个数码管轮流显示，只要轮流的速度快，人眼不会感到闪烁，好像在同时显示。45第七章设计一接口电路，要求从8255A的A口输入由8个开关组成的数据信息，用2位16进制数表示，并通过B口输出至数码管显示。要求编写完整的源程序实现数据的输入和输出显示。这里，8255的端口地址为：60H、62H、64H、66H，数码管采用共阴极接法。3、接口电路设计46