1、第5章 可編程并行接口8255A 5.1 8255A芯片引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 5.1.1項(xiàng)目1：開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示 5.1.2 知識(shí)講解 5.2 8255A控制字 5.2.1項(xiàng)目2：8255A控制LED燈左循環(huán)亮 5.2.2 知識(shí)講解 5.3 8255A的工作方式 5.3.1項(xiàng)目3：用8255A控制LED燈左右循環(huán)亮 5.3.2 知識(shí)講解 5.4 項(xiàng)目擴(kuò)展與工程應(yīng)用 5.4.1項(xiàng)目4：用8255A控制繼電器 5.4.2項(xiàng)目5：用8255A端口控制步進(jìn)電機(jī),5.1 8255A芯片引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 5.1.1項(xiàng)目1：開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示 1項(xiàng)目要求與目的 （1）項(xiàng)目要求：設(shè)定8255A的PB口為開(kāi)關(guān)量輸入，PC口為開(kāi)關(guān)

2、量輸出，編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)能隨時(shí)將PB口的開(kāi)關(guān)狀態(tài)通過(guò)PC口的發(fā)光二極管顯示出來(lái)。 （2）項(xiàng)目目的： 了解8255A芯片引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 了解8255A輸入/輸出實(shí)驗(yàn)方法。 2項(xiàng)目電路連接與說(shuō)明 （1）項(xiàng)目電路連接：將K0K7用導(dǎo)線連接至8255A的PB0PB7端口，將LED0LED7用導(dǎo)線連至8255A的PC0PC7端口，8255A的片選cs用導(dǎo)線連至地址譯碼處的200207插孔。 （2）項(xiàng)目說(shuō)明：可編程通用接口芯片8255A有3個(gè)8位的并行I/O口，它有三種工作方式。本項(xiàng)目采用8255A工作于方式0，PB口為輸入，PC口為輸出，輸入量為開(kāi)關(guān)量，通過(guò)8255A可實(shí)時(shí)顯示在LED燈上。 3項(xiàng)目電路原

3、理框圖 開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示電路原理框圖如圖5-1所示。電路由8086CPU芯片、8255A芯片、74LS245驅(qū)動(dòng)芯片、8只開(kāi)關(guān)K0K7和8個(gè)發(fā)光二極管LED0LED7組成。,74LS245是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸;（接收） DIR=“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。,4項(xiàng)目程序設(shè)計(jì) （1）程序流程圖 8255A的PB口為開(kāi)關(guān)量輸入，PC口為開(kāi)關(guān)量輸出，

4、要求能隨時(shí)將PB口的開(kāi)關(guān)狀態(tài)通過(guò)PC口的發(fā)光二極管顯示出來(lái)的程序流程圖如圖5-2所示。,圖5-2 開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示程序流程圖,（2）程序清單 開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示程序清單如下所示。 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV DX,203H ；8255A控制口地址 MOV AL,82H ；控制字10000010B （PC口輸出,PB口輸入，方式0） OUT DX,AL BG：MOV DX,201H ；PB口地址 IN AL,DX ；讀開(kāi)關(guān)狀態(tài) MOV DX,202H ；PC口地址 OUT DX,AL ；輸出開(kāi)關(guān)狀態(tài) JMP BG ；循環(huán) CODE ENDS END STA

5、RT,5.1.2 知識(shí)講解 1. 概述 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信息交換有兩種形式：并行數(shù)據(jù)傳輸方式和串行數(shù)據(jù)傳輸方式。并行數(shù)據(jù)傳輸是以計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)，通常是8位、16位或32位為傳輸單位，一次傳送個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)。并行接口的“并行”含義不是指接口與系統(tǒng)總線一側(cè)的并行數(shù)據(jù)而言，而是指接口與I/O設(shè)備或控制對(duì)象一側(cè)的并行數(shù)據(jù)線。8255A是Intel公司生產(chǎn)的通用可編程并行接口芯片,8255A采用40腳雙列直插封裝，單一+5V電源，全部輸入/輸出與TTL電平兼容。用8255A連接外部設(shè)備時(shí)，通常不需要再附加其他電路，給使用帶來(lái)很大方便。它有三個(gè)輸入/輸出端口：端口A、端口B、端口C。每個(gè)端口都可通過(guò)編程設(shè)定為輸入

6、端口或輸出端口，但有各自不同的方式和特點(diǎn)。端口C可作為一個(gè)獨(dú)立的端口使用，但通常是配合端口A和端口B的工作，為這兩個(gè)端口的輸入/輸出提供控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)。 2. 8255A芯片引腳 8255A芯片引腳如圖5-3（a）所示，8255A芯片有40根引腳，可分為如下三類(lèi)。 （1）電源與地線2根：Vcc（26腳）、GND（7腳）。 （2）與外設(shè)相連的共24根，它們?nèi)缦滤尽?PA7PA0：端口A數(shù)據(jù)信號(hào)（8根）。 PB7PB0：端口B數(shù)據(jù)信號(hào)（8根）。 PC7PC0：端口C數(shù)據(jù)信號(hào)（8根）。,（3）與CPU相連的共14根。 RESET(35腳)：復(fù)位信號(hào),高電平有效。當(dāng)RESET信號(hào)有效時(shí),內(nèi)部所有寄存器

7、都被清零。同時(shí),3個(gè)數(shù)據(jù)端口被自動(dòng)設(shè)置為輸入端口。 D7D0：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，在8086系統(tǒng)中，采用16位數(shù)據(jù)總線，8255A的D7D0通常是接在16位數(shù)據(jù)總線的低8位上。 cs（6腳）：片選信號(hào)，低電平有效。該信號(hào)來(lái)自譯碼器的輸出，只有當(dāng)cs有效時(shí)，讀信號(hào)RD和寫(xiě)信WR號(hào)才對(duì)8255A有效。 RD（5腳）：讀信號(hào)，低電平有效。它控制從8255A讀出數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。 WR（36腳）：寫(xiě)信號(hào)，低電平有效。它控制把數(shù)據(jù)或控制命令字寫(xiě)入8255A。 A1、A0（8、9腳）：端口選擇信號(hào)。8255A內(nèi)部共有4個(gè)端口（即寄存器）：3個(gè)數(shù)據(jù)端口（端口A、端口B、端口C）和1個(gè)控制端口，當(dāng)片選信號(hào)CS有效時(shí)

8、，規(guī)定A1、A0為00、01、10、11時(shí)，分別選中端口A、端口B、端口C和控制端口。 CS、RD、WR、A1、A0這五個(gè)信號(hào)的組合決定了對(duì)3個(gè)數(shù)據(jù)端口和1個(gè)控制端口的讀寫(xiě)操作，如表5-1所示。,表5-1 8255A端口選擇和基本操作,3. 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-3（b）所示。它包括四個(gè)部分：數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀寫(xiě)控制邏輯、A組控制器（包括端口A和端口C的上半部）和B組控制器（包括端口B和端口C的下半部）。 （1）端口A、端口B和端口C 8255A芯片內(nèi)部有三個(gè)8位端口，分別為A口、B口和C口。這三個(gè)端口可與外部設(shè)備相連接，可用來(lái)與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息的

9、交換。 端口A包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器緩沖器和一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。所以用端口A作為輸入端口或輸出端口時(shí)，數(shù)據(jù)均被鎖存。 端口B包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器緩沖器和一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。所以用端口B作為輸入端口或輸出端口時(shí)，數(shù)據(jù)均被鎖存。 端口C包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器緩沖器。所以端口C作為輸入端口時(shí)不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，作為輸出端口時(shí)能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。端口C可以分成兩個(gè)4位端口，分別可以定義為輸入端口或輸出端口，還可定義為控制、狀態(tài)端口，配合端口A和端口B工作。,（2）A組和B組 端口A和端口C的高4位（PC7PC4）構(gòu)成A組，由A組控制部件來(lái)對(duì)它進(jìn)行控制；端口

10、B和端口C的低4位（PC3PC0）構(gòu)成B組，由B組控制部件對(duì)它進(jìn)行控制。這兩個(gè)控制部件各有一個(gè)控制單元，接收來(lái)自數(shù)據(jù)總線送來(lái)的控制字，并根據(jù)控制字確定各端口的工作狀態(tài)和工作方式。 （3）數(shù)據(jù)總線緩沖器 數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)雙向三態(tài)的8位緩沖器，它與CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，是8255A與CPU之間傳輸數(shù)據(jù)的必經(jīng)之路。輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、控制命令字都是通過(guò)數(shù)據(jù)總線緩沖器進(jìn)行傳送的。 （4）讀寫(xiě)控制邏輯 讀寫(xiě)控制邏輯接收來(lái)自CPU地址總線的信號(hào)和控制信號(hào)，并發(fā)出命令到A組和B組，把CPU發(fā)出的控制命令字或輸出的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線緩沖器送到相應(yīng)的端口，或者把外設(shè)的狀態(tài)或輸入的數(shù)據(jù)從相應(yīng)的端口通過(guò)數(shù)據(jù)總線

11、緩沖器送到CPU。 8255A接口芯片的地址譯碼電路設(shè)計(jì)需考慮的問(wèn)題是：對(duì)于8086系統(tǒng)，由于采用16位數(shù)據(jù)總線，CPU在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，總是將低8位數(shù)據(jù)送往偶地址端口，而將高8位數(shù)據(jù)送往奇地址端口；反過(guò)來(lái)，從偶地址端口取得數(shù)據(jù)總是通過(guò)低8位數(shù)據(jù)線傳送到CPU，從奇地址端口取得數(shù)據(jù)總是通過(guò)高8位數(shù)據(jù)線傳送到CPU。 在微機(jī)80386以上的32位外部數(shù)據(jù)總線的系統(tǒng)中，則應(yīng)將8255A的A1端與地址總線的A3相連，將8255A的A0端與地址總線A2相連，并使CPU訪問(wèn)8255A時(shí)地址總線的A1、A0兩位總是為00。,5.2 8255A控制字及狀態(tài)字 5.2.1項(xiàng)目2：8255A控制LED燈左循環(huán)亮

12、 1. 項(xiàng)目要求與目的 （1）項(xiàng)目要求：根據(jù)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，用8255的PA端口控制8只LED發(fā)光二極管，PB口接1只開(kāi)關(guān)，編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)K0閉合，LED燈左循環(huán)亮。 （2）項(xiàng)目目的： 了解8255控制方式的設(shè)置。 掌握8255的初始化及編程方法。 2項(xiàng)目電路連接與說(shuō)明 （1）項(xiàng)目電路連接：8255A的片選CS孔用導(dǎo)線接至譯碼處200H207H插孔,8255A的PA0-PA7用導(dǎo)線接至LED0-LED7，PB0用導(dǎo)線接至開(kāi)關(guān)K0。 （2）項(xiàng)目說(shuō)明: Intel 8255A是常用的并行可編程接口芯片，它有3個(gè)8位并行輸入/輸出端口，可利用編程方法設(shè)置3個(gè)端口是作為輸入端口還是作為輸出端口，在使用時(shí)，要

13、對(duì)8255進(jìn)行初始化。本項(xiàng)目PA口作為輸出口，PB口作為輸入口，工作于方式0。當(dāng)開(kāi)關(guān)K0閉合，LED燈左循環(huán)亮。,3項(xiàng)目電路原理框圖 用8255A控制LED燈左循環(huán)亮電路框圖如圖5-4所示。電路由8086CPU芯片、8255A芯片、8只LED發(fā)光二極管和1只開(kāi)關(guān)K0等組成。,圖5-4 8255A控制LED燈左循環(huán)亮電路原理框圖,4項(xiàng)目程序設(shè)計(jì) （1）程序流程圖 用8255A控制LED燈左循環(huán)亮程序流程圖如圖5-5所示。,圖5-5 8255A控制LED燈左循環(huán)亮程序流程圖,（2）程序清單 用8255A控制LED燈左循環(huán)亮程序清單如下所示。 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE

14、START: MOV DX,203H ;8255控制端口 MOV AL,82H;PA輸出，PB輸入 OUT DX,AL MOV DX,200H ;PA端口地址 MOV AH,0FEH; ;置LED0亮初始值 BG: MOV AL,AH OUT DX,AL ; 點(diǎn)亮LED燈 CALL DELAY;調(diào)延時(shí)子程序 MOV DX,201H;PB端口地址 IN AL,DX ;讀開(kāi)關(guān)的狀態(tài) TEST AL,01H;PB0=0嗎？（K0閉合嗎） JNZ BG ;PB00，轉(zhuǎn)移 ROL AH,1 ; PB0=0,左移 MOV DX,200H JMP BG,DELAY PROC NEAR ;延時(shí)子程序 MOV

15、BL,100 DELAY2: MOV CX,374 DELAY1: NOP NOP LOOP DELAY1 DEC BL JNZ DELAY2 RET DELAY ENDP CODE ENDS END START,5.2.2 知識(shí)講解 8255A是可編程并行接口芯片?？删幊叹褪怯弥噶畹姆椒ㄏ葘?duì)芯片進(jìn)行初始化，設(shè)置芯片的端口是處于輸入數(shù)據(jù)狀態(tài)還是處于輸出數(shù)據(jù)狀態(tài)，以及每個(gè)端口的工作方式。要使8255A工作，必須把工作命令控制字寫(xiě)入8255A的控制字寄存器。8255A共有兩種控制字: 工作方式選擇控制字，可使8255A的3個(gè)數(shù)據(jù)端口工作在不同的方式。 端口C按位置位/復(fù)位控制字，它可使C端口中的任

16、何一位進(jìn)行置位或復(fù)位。,1. 工作方式選擇控制字 8255A的3種基本工作方式：由方式選擇控制字來(lái)決定。 方式0：基本的輸入/輸出方式。 方式1：選通的輸入/輸出方式。 方式2：雙向的傳輸方式。 端口A可以工作于方式0、方式1、方式2共三種工作方式，可以作為輸入端口或輸出端口。 端口B可以工作于方式0、方式1兩種工作方式，可以作為輸入端口或輸出端口。 端口C分成高4位(PC7PC4)和低4位(PC3PC0)，可分別設(shè)置成輸入端口或輸出端口；端口C的高4位與端口A配合組成A組，端口C的低4位與端口B配合組成B組。 D71（特征位）表明是設(shè)定方式選擇控制字。,通過(guò)對(duì)8255A工作方式控制字的設(shè)置可

17、將PA、PB和PC 3個(gè)端口分別定義為3種不同工作方式的組合，工作方式選擇控制字格式及各位含義如圖5-6所示。,在使用8255A芯片前，必須先對(duì)其進(jìn)行初始化。初始化的程序很簡(jiǎn)單，只要CPU執(zhí)行一條輸出指令，把控制字寫(xiě)入控制寄存器就可以了。,圖5-6 8255A的工作方式選擇控制字,【例5-1】 按下述要求對(duì)8255A進(jìn)行初始化。要求A口設(shè)定為輸出數(shù)據(jù)，工作方式為方式0；B口設(shè)定為輸入數(shù)據(jù)，工作方式為方式1；C口設(shè)定為高四位輸入，低四位輸出。 (地址為200H203H) MOV DX , 203H ；8255控制口地址送DX MOV AL ,8EH ；寫(xiě)工作方式控制字10001110B OUT

18、DX , AL ；控制字送到控制口 需要注意的是，C端口高四位和低四位的數(shù)據(jù)傳輸方向可以相同，也可以不同，無(wú)論是哪一種情況，IN/OUT指令總是把C端口當(dāng)作一個(gè)整體對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)操作。,2. 端口C按位置位復(fù)位控制字 端口C按位置位復(fù)位控制字可實(shí)現(xiàn)對(duì)端口C的每一位進(jìn)行控制。置位是使該位為1，復(fù)位是使該位為0?？刂谱值母袷郊案魑缓x如圖5-7所示。, D7位是特征位，用來(lái)區(qū)分該控制字是工作方式控制字還是對(duì)端口C按位置位復(fù)位控制字。D71，為工作方式控制字；D70為端口C按位置位復(fù)位控制字。 D6、D5、D4三位無(wú)意義，可為任意值。 D3、D2、D1按二進(jìn)制編碼，用來(lái)選擇對(duì)端口C的哪一位進(jìn)行操作。選擇的位將由D0位規(guī)定是置位(D0=1)還是復(fù)位(D0=0)。 D0位用來(lái)選擇對(duì)所選定的端口C的哪一位是置位(D0=1)還是復(fù)位(D0=0)。 需要注意如下三點(diǎn)： 端口C按位置位復(fù)位控制字，必須寫(xiě)入控制寄存器，而不是寫(xiě)入端口C。 當(dāng)C端口被設(shè)置為輸出時(shí)，端口C按位置位復(fù)位控制字，可以對(duì)C口的某一根端口線按位操作，也就是說(shuō)，使C口某一根端口線輸出高低電平，而不影響其他端口線輸出高低電平。 當(dāng)A端口工作在方式1或方式2，B