第七章 8255应用举例
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第7章并行接口8255
高，占用处理器较多的时间，或对外设服务 不及时 。 用于对发光二极管 、开关、继电器、电动机 等简单设备操作和状态测试。
并行接口
中断方式 ：中断方式是外设主动向处理器申 请服务 。处理器工作效率高，并且能使外设 及时得到服务。（第六章的中断系统）。
DMA方式 ：在存储器与外设之间开辟一条高 速数据通道，在传送过程中不需要处理器参与。 大量数据传输时效率高。（第8章）。
信息转换。I/O接口还要实现信息格式变换、 电平转换、码制转换、传送管理以及联络控制 等功能。
接口的基本功能
输入/输出（Input/Output）接口的作用： 接口是完成计算机与外界的数据交换，主
机和外部设备两者之间的同步与协调，速度的 匹配和数据格式转换的逻辑部件。它是计算机 系统的重要组成部分。
注意：再简单的接口也有地址 问题，CS为片选信号，确定地 址。
图中，一为输出、一为输入， 因此CS可以不同，也可以相同 （用同一地址）。
每一个373可接8个发光二极管，
每一个245（244）可接8个
开关。
输入输出接口扩展
CPU引脚数有限，（直接带负载能力有限）。 扩大系统的适应能力
只要适合应用目的的芯片都可以用。（注意逻辑 与电平的匹配问题。）
简单I/O输出接口--8282
简单I/O输入接口
缓冲器作为输入接口：必须具有三态输出功能。 74LS244，74 LS245 等 。 与 8286 芯 片 逻 辑 类似。
锁存器作为输入接口：带寄存器。 （74LS373，74LS374）
信号经“缓冲”后，增强驱动能力（可驱动8 个TTL芯片）。74LS244，74LS245。
ALE、IO/M、RD、WR、DT/R、DEN、（CS） （INTR、INTA）
并行接口
中断方式 ：中断方式是外设主动向处理器申 请服务 。处理器工作效率高，并且能使外设 及时得到服务。（第六章的中断系统）。
DMA方式 ：在存储器与外设之间开辟一条高 速数据通道，在传送过程中不需要处理器参与。 大量数据传输时效率高。（第8章）。
信息转换。I/O接口还要实现信息格式变换、 电平转换、码制转换、传送管理以及联络控制 等功能。
接口的基本功能
输入/输出（Input/Output）接口的作用： 接口是完成计算机与外界的数据交换，主
机和外部设备两者之间的同步与协调，速度的 匹配和数据格式转换的逻辑部件。它是计算机 系统的重要组成部分。
注意：再简单的接口也有地址 问题，CS为片选信号，确定地 址。
图中，一为输出、一为输入， 因此CS可以不同，也可以相同 （用同一地址）。
每一个373可接8个发光二极管，
每一个245（244）可接8个
开关。
输入输出接口扩展
CPU引脚数有限，（直接带负载能力有限）。 扩大系统的适应能力
只要适合应用目的的芯片都可以用。（注意逻辑 与电平的匹配问题。）
简单I/O输出接口--8282
简单I/O输入接口
缓冲器作为输入接口：必须具有三态输出功能。 74LS244，74 LS245 等 。 与 8286 芯 片 逻 辑 类似。
锁存器作为输入接口：带寄存器。 （74LS373，74LS374）
信号经“缓冲”后，增强驱动能力（可驱动8 个TTL芯片）。74LS244，74LS245。
ALE、IO/M、RD、WR、DT/R、DEN、（CS） （INTR、INTA）
8255A接口技术
0 0 0 0 1 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 1 1 × 1 0
0 0 0 0 × 1 1
PA口← 数据总线（← CPU） PB口←数据总线（← CPU） PC口←数据总线（← CPU） 控制寄存器←数据总线 无操作情况 总线悬浮（三态） 总线悬浮 控制口不能读
数据 数据 数据 控制字
13
§8.2 可编程并行接口8255A
对于各种型号的CPU都有与其配套的并行接口芯片。如
Intel公司8255A（PPI），Zilog公司Z-80PIO，MC6820 （PIO）等，它们的功能虽有差异，但工作原理基本相同。
一、8255A的外部特性和内部结构
1.8255A的基本特性
具有两个8位（A口和B口）和两个4位（C口高/低4位）并
1
D6
D5
D4
PA 0=输出 1=输入
D3
PC4~8 0=输出 1=输入
D2
B组方式 0=0方式 1=1方式
D1
PB 0=输出 1=输入
D0
PC0~3 0=输出 1=输入
特征位
A组方式 00=0方式 01=1方式 10=2方式 11=不用
例1：
要把A口指定为1方式，输入，C口上半部为输 出；B组指定为0方式，输出，C口下半部定为 输入，则工作方式命令代码是：10110001B或 B1H。
完成数据传送和控制任务的逻辑电路
PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线
槽的电路板（适配器）都是接口电路
7
I/O接口的主要功能
⑴ 对输入输出数据进行缓冲和锁存
输出接口有锁存环节 输入接口有缓冲环节
⑵ 对信号的形式和数据的格式进行变换
微机原理 可编程接口芯片8255A及应用
33
第七章
参考程序片断： MOV AL, 10010000B ; 控制字 OUT 0F6H, AL ; 写入控制字 LP: IN AL, 0F0H ; 从A口读入开关状态 OUT 0F2H, AL ; B口控制LED,指示开关状态 CALL DELAY1S JMP LP
思考：
若地址大于FFH，则程序应该怎么改？
dp g f e d c b a
g
d
b
c
DP
g f e d c b a 1
阴 极
0
1
1
0
1
36
1
0
第七章
十六进制数共阴极的七段显示码表
十六进制数字
0 1 2 3 4 5 6
七段显示码
3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH
十六进制数字
8 9 A b C d E
七段显示码
7FH 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H
内部逻辑 6
端口C (低4位)
B 组B 端口
PC3~PC0
（8位）
PB7~PB0
CPU接口
外设接口
第七章
8255A与系统的连接示意图
7
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；
工作方式 0 1 8255数据端口功能表 B口 A口 C口
教材第九章内容
第七章
可编程外围接口芯片8255A及其应用
7.1 8255A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
第七章
参考程序片断： MOV AL, 10010000B ; 控制字 OUT 0F6H, AL ; 写入控制字 LP: IN AL, 0F0H ; 从A口读入开关状态 OUT 0F2H, AL ; B口控制LED,指示开关状态 CALL DELAY1S JMP LP
思考：
若地址大于FFH，则程序应该怎么改？
dp g f e d c b a
g
d
b
c
DP
g f e d c b a 1
阴 极
0
1
1
0
1
36
1
0
第七章
十六进制数共阴极的七段显示码表
十六进制数字
0 1 2 3 4 5 6
七段显示码
3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH
十六进制数字
8 9 A b C d E
七段显示码
7FH 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H
内部逻辑 6
端口C (低4位)
B 组B 端口
PC3~PC0
（8位）
PB7~PB0
CPU接口
外设接口
第七章
8255A与系统的连接示意图
7
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；
工作方式 0 1 8255数据端口功能表 B口 A口 C口
教材第九章内容
第七章
可编程外围接口芯片8255A及其应用
7.1 8255A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
《微机原理与接口》知识点第7章 并行接口8255
接受CPU发送的读写信号，其中A0 , A1寻址8255内部寄 存器，共有3个数据端口，1个控制端口。
2. 8255的引脚信号
CPU DB CPU CB D0~D7 RESET CPU AB
RD WR
A0 A1
I/O PA7~PA0 I/O PC7~PC4 8255A I/O PC3~PC0 I/O PB7~PB0
3) 8255数据总线缓冲器中的数据必须保持到读信号消失 后才结束。 4) 读脉冲宽度至少大于300ns。 5) 在整个输入数据期间，地址信号保持有效。
输出时序
WR
CPU
CS A1 A0
D7～D0
地址有效 数据有效 数据有效
I/O口 输出数据
1) 地址信号必须先有效； 2) 写脉冲大于400ns； 3) 数据在写信号结束前有效，且能在写信号结束后保持 一段时间；
CPU DB CPU CB
D0~D7
RESET CPU AB
RD WR
A0 A1
I/O PA7~PA0 I/O PC7~PC4 8255A I/O PC3~PC0 I/O PB7~PB0
外 设
CS
A1 , A0：8255内部寄存器地址寻址信号，8255内部有4个 端口，A,B,C与控制口。
A1 0 0 1 1 A0 0 1 0 1 端口 A口 B口 C口 控制口
CS
A1 A0J1 D7 D0
CS
J1，J2地址
A7 A6 A5 A4 A3 J1 J2 A2 A1 A0
A1 A0J2 D7 D0
1 1
× 0 × 0
0 0
1 0
0 0
0 0 0 0
88H~8EH
80H~86H
第七章 8255
方式1输入时序 STB*和IBF是外设和8255A间的一对应答联络信 号，为的是可靠地输入数据
方式1中断控制 8255A的中断由中断允许触发器INTE控制
置位允许中断，复位禁止中断
对INTE的操作通过写入端口C的对应位实现，
INTE触发器对应端口C的位是作应答联络信 号的输入信号的哪一位，只要对那一位置位/ 复位就可以控制INTE触发器 选通输入方式下
状态寄存器和控制寄存器 还有端口的译码和控制电路、中断控制电路
分3个端口，共24个外设引脚 共三种输入输出工作方式
一、8255的组成与接口信号
1. 外设数据端口 端口A：PA0～PA7
A组，支持工作方式0、1、2，常作数据端口，功能最强大
端口B：PB0～PB7
B组，支持工作方式0、1，常作数据端口
C端口被分成两个4位端口，两个端口只能以方式0工作，可 分别选择输入或输出 在控制上，C端口上半部和A端口编为A组，C端口下半部和 B端口编为B组 当A和B端口工作在方式1或方式2时，C端口的部分或全部引 脚将被征用，其余引脚仍可设定工作在方式0 对端口C的数据输出有两种办法 通过端口C的I/O地址：向C端口直接写入字节数据。这一数 据被写进C端口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对设 置为输入的引脚无效 通过控制端口：向C端口写入位控字，使C端口的某个引脚 输出1或0，或置位复位内部的中断允许触发器 读取的C端口数据有两种情况 未被A和B端口征用的引脚：将从定义为输入的端口读到引 脚输入信息；将从定义为输出的端口读到输出锁存器中的信 息 被A和B端口征用作为联络线的引脚：将读到反映8255A状态 的状态字
端口A的INTEA对应PC4 端口B的INTEB对应PC2
微型计算机系统应用之并行接口芯片8255
(5) 通常这类接口芯片可用程序选择数据 端口，选择端口的传送方向(输入或输出 或双向)，选择与CPU交换信息的方法(查 询或中断)等，故片中要有能实现这些选 择的控制字寄存器，它可由CPU用输出 指令来写入。
所以，接口芯片在工作前必须要由 CPU用输出指令对它编程——初始化， 以规定它的工作方式。
(1) 两个8位端口(A，B)和两个4位端口( 端口C)；
(2) 任一个端口可以作为输入或输出；
(3) 输出是锁存的；
(4) 输入是不锁存的；
(5) 在方式0时，各个端口的输入、输出 可以有16种不同的组合。
在这种工作方式下，任一个端口都可 由CPU用简单的输入或输出指令来进行 读或写。方式0可作为查询式输入或输出 的接口电路，此时端口A和B可分别作为 一个数据端口，而取端口C的某些位作为 这两个数据端口的控制和状态信息。
可编程并行接口8255A的工作方式， 可由CPU利用I/O指令输出一个控制字到 8255A的控制字寄存器来选择。这个控制 命令字的格式如图10-3所示。可以分别选 择端口A和端口B的工作方式，端口C分成 两部分，上半部（PC7~PC4）随端口A ，下半部（PC3~PC0）随端口B。端口A 有方式0、1和2三种工作方式，而端口B 只能工作于方式0和1。
3. 数据总线缓冲器
这是一个三态双向8位缓冲器，它是 8255A芯片与系统数据总线的接口。输入 输出的数据，输出的指令以及CPU发出 的控制字和外设的状态信息，也都是通过 这个缓冲器传送的。
4. 读/写和控制逻辑
它与CPU的地址总线中的A1、A0以及有关 的控制信号(RD#，WR#，RESET，IO/M#)相 连，由它控制把CPU的控制命令或输出数据送 至相应的端口，也由它控制把外设的状态信息 或输入数据通过相应的端口，送至CPU。
所以，接口芯片在工作前必须要由 CPU用输出指令对它编程——初始化， 以规定它的工作方式。
(1) 两个8位端口(A，B)和两个4位端口( 端口C)；
(2) 任一个端口可以作为输入或输出；
(3) 输出是锁存的；
(4) 输入是不锁存的；
(5) 在方式0时，各个端口的输入、输出 可以有16种不同的组合。
在这种工作方式下，任一个端口都可 由CPU用简单的输入或输出指令来进行 读或写。方式0可作为查询式输入或输出 的接口电路，此时端口A和B可分别作为 一个数据端口，而取端口C的某些位作为 这两个数据端口的控制和状态信息。
可编程并行接口8255A的工作方式， 可由CPU利用I/O指令输出一个控制字到 8255A的控制字寄存器来选择。这个控制 命令字的格式如图10-3所示。可以分别选 择端口A和端口B的工作方式，端口C分成 两部分，上半部（PC7~PC4）随端口A ，下半部（PC3~PC0）随端口B。端口A 有方式0、1和2三种工作方式，而端口B 只能工作于方式0和1。
3. 数据总线缓冲器
这是一个三态双向8位缓冲器，它是 8255A芯片与系统数据总线的接口。输入 输出的数据，输出的指令以及CPU发出 的控制字和外设的状态信息，也都是通过 这个缓冲器传送的。
4. 读/写和控制逻辑
它与CPU的地址总线中的A1、A0以及有关 的控制信号(RD#，WR#，RESET，IO/M#)相 连，由它控制把CPU的控制命令或输出数据送 至相应的端口，也由它控制把外设的状态信息 或输入数据通过相应的端口，送至CPU。
8255功能与应用
（1）方式选择控制字
8255A有三种基本工作方式： (1) 方式0——基本输入输出方式 (2) 方式1——选通输入输出方式 (3) 方式3——双向传送方式 方式由CPU输出的命令字决定。
B
（2）C端口置1置0控制字：
•端口C的数位常常作为控制位来使用，所以，应使端 口C中的各位可以用置1置0控制字来单独设置。
A组 控制
A组 A口 (8 位) PA7~PA0
数据
D7~D0
总线 缓冲器
内 部 数 据 总 线
A组 C口 (4 位) PC7~PC4
RD WR A1 A0 RESET CS
读/写 控制 逻辑
B组 C口 (4 位) PC3~PC0
B组 控制
B组 B口 (8 位) PB7~PB0
图8-1
8255A的结构框图
825IOW 译 码 器
A0 A1
RD
WR CS
工作过程：
8255A不断查询打 印机的状态，当 打印机为忙状态， 8255A处于查询等 待状态。 当打印机为空闲 状态时，CPU通过 8255A向打印机输 出一个字符。
复位PC6：00001100（0CH） 置位PC6：00001101 （0DH）
A 口
B 口
图 8 2
-
82 55
A 引 脚 分 布 图
C 口
表5-1
8255A端口选择表
例：8255的A1、A0引脚分别接总线的A1、 A0，已知8255的A口地址为218H，问B 口、C口、控制口地址分别为多少？ 219H、21AH、21BH
三、8255A的编程控制字
（1）工作方式控制字：用来设定通道的工作 方式及数据的传送方向的。 （2）C口按位置位/复位控制字：向控制寄存 器写入控制字，而使它的每一位置位或复位。 两个控制字的差别： 工作方式控制字放在程序的开始部分； 按位置位 / 复位控制字可放在初始化程序以 后的任何地方。
微机原理8-8255的应用
1、程序控制--无条件传送: 当需要与外设交 换数据时，直接执行I/O指令，开始接/发数据。 例 1:无条件输入 O + 5V
D0
O A0 A2 A3
A4
O
K
...
O
&
O
..
A FFF7H IN AL, DX TEST AL, 01 JZ …
A15
IOR
…...
K闭合 D0 = 0, K 打开 D0 = 1
第8章
输入/输出接口
I/O接口是计算机与外设交换信息的中间桥梁。 8.1 输入/输出接口 8.1.1 输入/输出接口的交换信息 CPU与外设交换的信息： 数据信息：数字量、开关量、模拟量。 状态信息：BUSY，READY等，反映外设的状态。 控制信息：CPU发出的命令如读写等。
8.1.2
输入/输出的控制方式 CPU与外设数据传送方式：①程序控制 方式（无条件传送和有条件传送）；②中断 控制方式；③直接存储器存取方式。
STB
IBF
RD
O
PC3 PC6、PC7
INTR I/O
RD
O
PC0
INTR
I/O
STB：选通输入，外设发出 IBF：输入缓冲器满，8255发出 INTE：中断允许,PC4=1,使INTE A=1； PC2=1,使INTE B=1 INTR：中断请求，当INTE=1,IBF=1，STB时，INTR = 1
方式1的应用：
• 方式1主要用于中断控制方式下的输入输 出 • C口的8位除用作选通信号外，其余位可 工作于方式0下，作为输入或输出口
（3）工作方式2：带选通的双向传送方式。 8255A中只允许端口A处于工作方式2，可用来 在两台处理机之间实现双向行通信。 当端口A工作于方式2时，允许端口B工作方式0 或方式1完成输入/输出功能。
8255应用举例
3CH/4=0F H
AL , 00000101B 0E6H , AL ; PC2=1,置INTE=1，开中断
用
机
MOV
MOV MOV
WORD PTR [003CH] , AX
MOV
DI , OFFSET BUFF ;设置字符缓冲区指针
; DI为打印机字符缓冲区指针，待打印字符送B口
ROUTINTR: MOV AL , [DI] OUT 0E2H , AL
8.2.4 8255A的应用举例
例1：在一系统中，8255的端口地址为60H63H，8255A工作在方式0。
现要求将从A口读取的数据 1)求反后从B口输出； 2)将其绝对值从C口输出
Mov al, 90h Out 63h, al Call delay1 In al, 60h Call delay2 NOT AL Out 61h, al Call delay3 CMP AL,0 JGE PLD NEG AL PLD: Out 62h, al
ALE
AD8-AD15
器
8255A PA5 PA6 RD WR PA7 PB3
8086
RD WR RESET
RESET
PB2
PB1 PB0
图8-18 8086CPU、8255A同开关7段LED的接口
PA0 PA1
A1 A2
A0 A1
PA7
1 1 1 +5v
a b
DP
程序流程（工作原理）
8255A
PB3 PB2 PB1 PB0
MOV AL , 00001010B ; PC5=0,产生选通信号， OUT 0E6H , AL CALL DELAY INC AL ;PC5=1,
AL , 00000101B 0E6H , AL ; PC2=1,置INTE=1，开中断
用
机
MOV
MOV MOV
WORD PTR [003CH] , AX
MOV
DI , OFFSET BUFF ;设置字符缓冲区指针
; DI为打印机字符缓冲区指针，待打印字符送B口
ROUTINTR: MOV AL , [DI] OUT 0E2H , AL
8.2.4 8255A的应用举例
例1：在一系统中，8255的端口地址为60H63H，8255A工作在方式0。
现要求将从A口读取的数据 1)求反后从B口输出； 2)将其绝对值从C口输出
Mov al, 90h Out 63h, al Call delay1 In al, 60h Call delay2 NOT AL Out 61h, al Call delay3 CMP AL,0 JGE PLD NEG AL PLD: Out 62h, al
ALE
AD8-AD15
器
8255A PA5 PA6 RD WR PA7 PB3
8086
RD WR RESET
RESET
PB2
PB1 PB0
图8-18 8086CPU、8255A同开关7段LED的接口
PA0 PA1
A1 A2
A0 A1
PA7
1 1 1 +5v
a b
DP
程序流程（工作原理）
8255A
PB3 PB2 PB1 PB0
MOV AL , 00001010B ; PC5=0,产生选通信号， OUT 0E6H , AL CALL DELAY INC AL ;PC5=1,
8-2 8255的应用实例解读
23
CPU发读信 号 2019/2/24
PPT
STB#（Strobe闸门)——选通输入信号，低电平有效。它是外设供给的输入信 号，当其有效时将外设来的数据送入8255的输入锁存器。A组对应（接到） PC4；B组对应PC2。 IBF（input buffer full)——输入锁存器满,高电平有效。这是一个8255输给 外设的联络信号。当其有效时，通知外设输入的数据已写入缓冲器，此时不能 送下一个数据。CPU用IN指令取走数据后，此信号被清除。A组对应PC5；B组 对应PC1。如果外设不需要这个信号你可以悬空不用。
表中的输入输出时是 针对8255而言。
2019/2/24
22
8255A方式1 （输入）情况下四个联络信号及工作过程
PC口的哪一位做选通信号和口有关和输出输入 有关，比如同为输入A口用PC4，B口用PC2
向C口写P4位置1， 开放中断
外设产生 数据 1
1 1 1 1
数据出现在外 数据进入8255A 部数据总线 的 A口 注意：此工作是 外设发选通 外部设备 8255A初始化时 信号 通知外设缓冲区已 完成的！！！ 满，表示已经接受 数据 向CPU发中断请 求信号
2019/2/24
21
8255 的方式1----选通输入方式
在这种工作方式下，数据的输入输出操作要在选通信号控制下完成。和外设商量着来
端口A和端口B仍作 为数据的输入、输出 口； 端口C的某些位作为 端口A和端口B的选 通控制信号，配合 AB 口使用。
A口、B口在作为输入 和输出时的选通信号 源自不同的引脚。
C口置位复位控制字来设置
如图
INTE(interrupt enable)——端口中断允许信号，可由用户通 过对PC4位置位来实现。如果你想让CPU已中断的方式处理输 入的数据，那么设INTE =1，允许发出INTR请求。该信号没 有外接引脚，INTE状态通过C口置位复位控制字来设置。 2019/2/24 25
CPU发读信 号 2019/2/24
PPT
STB#（Strobe闸门)——选通输入信号，低电平有效。它是外设供给的输入信 号，当其有效时将外设来的数据送入8255的输入锁存器。A组对应（接到） PC4；B组对应PC2。 IBF（input buffer full)——输入锁存器满,高电平有效。这是一个8255输给 外设的联络信号。当其有效时，通知外设输入的数据已写入缓冲器，此时不能 送下一个数据。CPU用IN指令取走数据后，此信号被清除。A组对应PC5；B组 对应PC1。如果外设不需要这个信号你可以悬空不用。
表中的输入输出时是 针对8255而言。
2019/2/24
22
8255A方式1 （输入）情况下四个联络信号及工作过程
PC口的哪一位做选通信号和口有关和输出输入 有关，比如同为输入A口用PC4，B口用PC2
向C口写P4位置1， 开放中断
外设产生 数据 1
1 1 1 1
数据出现在外 数据进入8255A 部数据总线 的 A口 注意：此工作是 外设发选通 外部设备 8255A初始化时 信号 通知外设缓冲区已 完成的！！！ 满，表示已经接受 数据 向CPU发中断请 求信号
2019/2/24
21
8255 的方式1----选通输入方式
在这种工作方式下，数据的输入输出操作要在选通信号控制下完成。和外设商量着来
端口A和端口B仍作 为数据的输入、输出 口； 端口C的某些位作为 端口A和端口B的选 通控制信号，配合 AB 口使用。
A口、B口在作为输入 和输出时的选通信号 源自不同的引脚。
C口置位复位控制字来设置
如图
INTE(interrupt enable)——端口中断允许信号，可由用户通 过对PC4位置位来实现。如果你想让CPU已中断的方式处理输 入的数据，那么设INTE =1，允许发出INTR请求。该信号没 有外接引脚，INTE状态通过C口置位复位控制字来设置。 2019/2/24 25