11.微机接口_十一章

本章内容 I/O接口概述 并行接口 —— 8255A

概 述微机系统的信息交换有并行通信和串行通 信两种方式。 并行通信是以微机的字长为传输单位；适 合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和 快速的信息交换。 实现并行通信的接口称之为并行接 口。8255A是Intel86系列微处理机的配 套并行接口芯片，它可为86系列CPU与 外部设备之间提供并行输入/输出通道。2

11.1 可编程并行接口芯片8255A11.1.1 8255A基本功能和内部结构 一. 8255A内部结构A组 控制 数据 总线 缓冲器 A组 端口A A组 端口C 上部 B组 端口B B组 端口C 下部 PA0~PA7 A口

D0~D7

内部数据线

PC4~PC7 CH口

RD WR A0 A1 CS RESET

读写 控制 逻辑

B组 控制内部控制线

PB0~PB7 B口 PC0~PC3 CL口

8255A包括四大部分：数据总线缓冲器、读写 控制部件、A组和B组控制部件、端口A、B、C。

(1) 并行输入 / 输出端口A、B、C 端口A:包含一个8位数据输出锁存器/缓冲器和 一个8位数据输入锁存器，输入输出数据均受到锁存。 端口B和C: 都包含一个8位数据输入缓冲器和一 个8位的数据输出锁存器/缓冲器，输出数据能锁存， 输入数据不锁存。端口C:可分成两个4位端口，分别定义为输入或 输出端口，还可定义为控制、状态端口，配合端口A 4 和端口B工作。

(2) A组和B组控制部件A组A口：PA0~PA7 C口的高4位:PC4~PC7 B组 B口：PB0~PB7 C口的低4位：PC0~PC3

A组，B组的控制寄存器，接收来自数据总 线的控制字，并根据控制字确定各端口的工作状 态和工作方式。(3) 数据总线缓冲器

三态双向8位缓冲器，是8255A与CPU 之间的数据接口。传送输入数据、输出数据、 控制命令字。5

(4)读/写控制部件接收来自CPU地址总线信号和控制信号，并发出 命令到两个控制组 (A组和B组)。 CS:片选信号，接CPU高位地址的译码输出 RD:读信号,RD有效,CPU读8255A的数据或状态； WR:写信号，WR有效，CPU向8255A写入控制或 数据信息。

RESET:复位信号。RESET有效时，清 8255A 所有 控制寄存器内容，并将各端口置成输入方式。6

2. 8255A的引脚8255A 采 用 40 线 双 列直插封装， 引脚图如图 所示。

D0数 据 总 线

. . .

34

. . .

4 3 2 1 4037 18

PA0

. . .

通道A

D7

27 9 8 6 5 36 35

PA7 PB0

控 制 线

A0 A1CS RD WR

8255A PPI

. . .

通道B

RESET

电 源 线

VCC GND CPU接口

25 14 15 16 17 13 12 11 10

PB7 PC0

. . .

通道C

PC7 外设接口7

图11.2

8255A引脚定义

表11.1 8255A的读写操作控制

11.1.2 8255A的控制字及其工作方式1. 控制字 8255A共有两个控制字：即工作方式 控制字和对C口置位/复位控制字。

(1)工作方式控制字：D7 D6 D5 D4 D 3 D2 D1 D0B组 端口C(PC3~PC0) 1=输入， 0=输出 端口B

1=输入，0=输出 端口B方式选择 0=方式0, 1=方式1 A组 端口C(PC7~PC4) 1=输入， 0=输出 端口A 1=输入，0=输出 端口A方式选择 00=方式0, 01=方式1, 1 =方式2 方式控制字标志位 1=有效

图11.3

8255A工作方式控制字格式

(2) 端口C的置位/复位控制字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0不使用 设置为000位的置位/复位 1=置位，0=复位 位 选 择 D3 D2 D1 通道C位 0 0 0 PC0 0 0 1 PC1 0 1 0 PC2 0 1 1 PC3 1 0 0 PC4 1 0 1 PC5 1 1 0 PC6 1 1 1 PC7 按位置位/复位控制 标志0=有效11

图11.4 8255A 置位/复位控制字格式

关于控制字要说明几点：(1) 设置方式控制字时，A口、B口作为整体设 置，而C口要分成上、下两部分分别设置。三个端 口的工作方式由一个控制字规定。 (2) C口按位置位/复位控制字不是送到C口地 址，而是送到控制寄存器地址；且一个控制字只 能使C口一位置位或复位。 (3) 方式控制字和按位置位/复位控制字均写入 同一个控制寄存器地址，二者通过最高位D7来区别。 D7=1为方式控制字，D7=0为按位置位/复位控制 12 字。

2. 工作方式

方式0:基本输入/输出方式

特点：(1)无固定的I/O联络信号； (2)适用于无条件传送和查询方式的接口电路。 方式0中，端口C被分成两个4位端口，它 们可被定义为输入或输出端口，CPU与3个端口 之间交换数据，可直接由CPU执行IN和OUT指 令来完成。13

方式1:选通输入/输出方式

特点：(1)C口的某些线被固定作为A口或B口与外 设之间的联络信号线； (2)数据输入/输出操作要在选通信号控制下完成； (3)适用于查询和中断方式的接口电路。 ①方式1选通输入

(a)端口A方式1输入

(b)端口B方式1输入14

图11.7方式1输入端口状态

工作方式1进行输入操作时，控制信号说明：STB:选通信号。由外设输入，低电平有效。

IBF:输入缓冲器满信号，向外设输出，高电平 有效。INTR:中断请求信号，高电平有效。当STB、 IBF均为高时，INTR被置为高电平。

INTE:中断允许信号，它是通过端口PC4(端口A)或PC2(端口B)的置1来允许中断，或清0来 屏蔽中断。15

② 方式1选通输出方式1输出端口APA7~0

方式1输出端口BPB7~0

INTEA

PC7 PC6

OBFA ACK AINTRAINTEB

PC1

PC2

OBFB ACK BINTRB

PC3WR PC4,5

PC0 WR

2

I/O

(a)端口A方式1输出

(b)端口B方式1输出16

图11.9 方式1输出端口状态

工作方式1进行输出操作时，控制信号说明： OBF:输出缓冲器满信号。向外设输出，低电平 有效。 ACK: 外设应答信号。由外设输入，低电平有效。 表示外设已收到由8255A输出的8位数据。 INTR:中断请求信号。高电平有效。 INTE:中断允许信号。17

方式2:双向选通方式

特点：(1)C口有5条线被固定

为A口和外 设之间的联络信号线；

(2)适用于可双向传送数据的外设；(3)适用于查询和中断方式的接口电路；

(4)方式2只允许A组采用。

图11.11 端口A工作在方 式2的端口状态18

工作方式2操作时，控制信号说明：OBFA:输出缓冲器满信号，向外设输出，低电平有效。 ACKA:应答信号，由外设输入，低电平有效。 STBA: 数据选通输入信号。由外设输入， 低电平有效。

IBFA:输入缓冲器满信号，向外设输出，高电平有效。 INTRA:中断请求信号，高电平有效。INTE:中断允许信号 (INTE1和INTE2)。高电平有效。19