•可编程并行口82558255

接口电路

•可编程并行口 8255

8255A

1 ．数据端口 A 、 B 、 C 2 ． A 组控制和 B 组控制 3 ．读 /写控制逻辑电路 4 ．数据总线缓冲器

1 ．数据端口 A 、 B 、 C

(1) 端口 A ：对应一个 8 位数据输入锁存器和一 个 8 位数据输出锁存器 /缓冲器。

(2) 端口 B ：对应一个 8 位数据输入缓冲器和一 个 8 位数据输出锁存器 /缓冲器。

(3) 端口 C ：对应一个 8 位数据输入缓冲器和一 个 8 位数据输出锁存器 /缓冲器。

当端口 B 和 C 作为输入端口时，对数据不作锁存

，而作为输出端口时，对数据进行锁存。

2 ． A 组控制和 B 组控制

*A 组控制电路控制端口 A 和端口 C 的高 4 位 (PC7 ～ PC4) 的工作方式和读 /写操作。

*B 组控制电路控制端口 B 和端口 C 的低 4 位 (PC3 ～ PC0) 的工作方式和读 /写操作。

这两组控制电路一方面接收芯片内部总线上的 控制字，一方面接收来自读 /写控制逻辑电路的读 / 写命令，据此而决定两组端口的工作方式和读 /写 操作。

3 ．读 /写控制逻辑电路

读 /写控制逻辑电路负责管理 8255A 的数据传输 过程。它接收 *CS 及来自系统地址总线

信号 A1 、 A0 和控制总线的信号 RESET 、 *WR 、

*RD ，将这些信号进行组合后，得到对 A 组控制部件 和 B 组控制部件的控制命令，并将命令发给这两个部 件，以完成对数据、状态信息和控制信息的传输。

4 ．数据总线缓冲器

这是一个双向三态的 8 位数据缓冲

器， 8255A 正是通过它与系统数据总线相连。输 入数据、输出数据、 CPU 发给 8255A 的控制字都 是通过这个缓冲器传递的。

8255A

：

1. 和外设一边相连的

PA7 ～ PA0 ： A 组数据信号 PB7 ～ PB0: B 组数据信号

PC7 ～ PC0 ： C 组数据信号

2. 和 CPU 一边相连的

RESET: 复位信号，低电平有效。当 RESET 信号 来到时，所有内部寄存器都被除，同时， 3 个数据端 口自动设为输入端口。

*RD ：芯片读出信号，低电平有效。此时， CPU 可以从 8255A 中读取输入数据。

*WR ：芯片写入信号，低电平有效。此

时， CPU 可以往 8255A 中写入控制字或数据。

D7 ～ D0 ：它们是 8255A 的数据线，和系统数 据总线相连。

A1 、 A0 ：端口选择信号。 8255A 内部有 3 个 数据端口和一个控制端口。当 A1 、 A0 为 00 时，选 中 A 端口；为 0l 时，选中 B 端口；为 l0 时，选中 C 端口；为 11 时，选中控制口。

*CS ：芯片选择信号，低电平有效。在一个系统 中，一般根据全部接口芯片来分配若干较低位地址组 成各种芯片选择码，当这几位地址组成某一个代码时

，译码器便往 8255A 的 *CS 端输出一个低电平，于 是， 8255A 被选中。只有当 *CS 有效时，读信号

*RD 和写信号 *WR 才对 8255A 有效。

工作原理

8255A 有三种基本工作方式：

方式 0 ：基本的输入 /输出方式 方式 1 ：选通的输入 /输出方式 方式 2 ：双向传输方式

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

控 制 寄 存 器 标 志 位

组 方 式 选

A择

00- 方式 0 01- 方式 1 10- 方式 2

A_端口

0- 输 出 1- 输 入

C^{端口高四位}

0- 输出 1- 输入

B^{组方式选择}

0- 方式 0 1- 方式 1

B^端口

0- 输 出 1- 输 入

C^{端口低四位}

0- 输 出 1- 输 入

⒈ 　方式 0

方式 0 也叫基本输入 /输出方式。在这种方式 下，端口 A 和端口 B 可以通过方式选择字规定为输 入口或者输出口，端口 C 分为 2 个 4 位端口，高 4 位为一个端口，低 4 位为一个端口。这两个 4 位端 口也可由方式选择字规定为输入口或输出口。方式 0 的特点如下：

① 任何一个端口可作为输入口，也可作为输 出口，各端口之间没有规定必然的系。

② 各个端口的输入或输出，可以有 16 种不同 的组合，适用于多种使用场合。

⒉ 　方式 1

⑴ 　方式 1 的工作特点

方式 1 也叫选通的输入 /输出方式。和方式 0 相比，最重要的差别是 A 端口和 B 端口用方式 1 进 行输入 /输出传输时，要利用端口 C 提供的选通信 号和应答信号，而这些信号与端口 C 中的数位之间 有着固定的对应关系，这种关系不是程序可以改变 的，除非改变工作方式。

方式 1 有如下特点：

① 端口 A 和端口 B 可分别作为两个数据口工 作在方式 1 ，并且，任何一个端口可作为输入口或 者输出口。

② 如果 8255A 的端口 A 和端口 B 中只有一个 端口工作于方式 1 ，那么，端口 C 中就有 3 位被规 定为配合方式 1 工作的信号，此时，另一个端口可 以工作在方式 0 ，端口 C 中的其他数位也可以工作 在方式 0 ，即作为输入或输出。

③ 如果 8255A 的端口 A 和端口 B 都工作在方 式 1 ，那么，端口 C 中就有 6 位被规定为配合方式 1 工作的信号，剩下的 2 位，仍可作为输入或输出。

(2) 方式 1 输入情况下有关信号的规定

当端口 A 工作在方式 1 并作为输入端口时，端 口 C 的数位 PC4 作为选通信号输入 *STBA ， PC5 作为输入缓冲区满信号输出 IBFA ， PC3 作为中断 请求信号输出 INTRA 。

当端口 B 工作在方式 1 并作为输入端口时，端 口 C 的数位 PC2 作为选通信号输入 *STBB ， PC1 作为输入缓冲区满信号输出 IBFB ， PC0 作为中断 请求信号输出 INTRB 。

当 8255A 的端口 A 和端口 B 都工作在方式 1 的输入情况时，端口 C 的 PC0 ～ PC5 共 6 个数位 都被定义。此时， PC6 和 PC7 可用方式选择控制 字的 D3 位来定义数据传输方向：当 D3 为 1 时，作 为输入；当 D3 为 0 时，作为输出。

各控制信号说明：

① *STB(Strobe) ：这是选通信号输入端，低 电平有效。它是由外设送往 8255A 的。当 *STB 效 时， 8255A 接收外设送来的一个 8 位数据，从而 8255A 的输入缓冲器中得到一个新的数据。

② IBF(Input Buffer Full) ：缓冲器满信号，高 电平有效。它是 8255A 输出的状态信号，当它有效 时，表示当前已有一个新的数据在输入缓冲器中，

此信号供 CPU 查询用。 IBF 信号是由 *STB 信号使 其置位的，而由读信号 *RD 的后沿即上升沿使其复 位。

③ INTR(Interrupt Request) ：它是 8255A 送往 CPU 的中断请求信号，高电平有效。 INTR 在

*STB 、 IBF 均为高时被置为高电平，也就是说，

当选通信号结束、从而已将一个数据送进输入缓冲 器中，并且输入缓冲器满信号已为高电平

时， 8255A 会向 CPU 发出中断请求信号，即将 INTR 置为高电平。在 CPU 响应中断读取输入缓冲 器中的数据时，由读信号 *RD 的下降沿将 INTR 降 为低电平。

④ INTE(Interrupt Enable) ：中断允许信 号。，它是控制中断允许或中断屏蔽的信

号。 INTE 没有外部引出端，它是由软件通过对 C 端口的置 1 或置 0 指令来实现对中断的控制 的。

例如，对 PC4 置 1 ，则使 A 端口处于中断 允许状态；对 PC4 置 0 ，则使 A 端口处于中断 屏蔽状态。与此类似，对 PC2 置 1 ，则使 B 端 口处于中断允许状态；对 PC2 置 0 ，则使 B 端 口处于中断屏蔽状态。

(3) 方式 1 输出情况下有关信号的规定

当端口 A 工作在方式 1 并作为输出端口时，端口 C 的 PC7 作为输出缓冲器满信号 *OBFA 输出

端， PC6 作为外设接收数据的响应信号 *ACKA 输入 端， PC3 作为中断请求信号 INTRA 输出端。

当端口 B 工作在方式 l 并作为输出端口时，端口 C 的 PC1 作为输出缓冲器满信号 *OBFB 输出

端， PC2 作为外设接收数据的响应信号 *ACKB 输入 端， PC0 作为中断请求信号 INTRB 输出端。

当端口 A 和端口 B 都工作在方式 1 输出情况下时

，端口 C 中共有 6 个数位被定义为控制信号端和状态 信号端使用。此时，剩下的 PC4 、 PC5 这 2 位可用 方式选择字的 D3 位来定义传输方向：当 D3 为 1 时

， PC4 、 PC5 作为输入；当 D3 为 0 时， PC4 、 PC5 作为输出。

对于方式 1 时输出端口对应的控制信号和状态信 号，作如下说明：

① *OBF(0utput Buffer Full) ：输出缓冲器满信 号，低电平有效。 *OBF 由 8255A 送给外设，当

*OBF 有效时，表示 CPU 已经向指定的端口输出了数 据，所以， *OBF 是 8255A 用来通知外设取走数据 的信号。 *OBF 由写信号 *WR 的上升沿置成有效电 平，而由 *ACK 的有效信号使它恢复为高电平。

② *ACK(Acknowledge) ：外设响应信号，它是 由外设送给 8255A 的，低电平有效。当 *ACK 有效 时，表明 CPU 通过 8255A 输出的数据已送到外设。

③ INTR(Interrupt Request) ：中断请求信号

，高电平有效。当输出设备从 8255A 端口中提取数 据，从而发出 *ACK 信号后， 8255A 便向 CPU 发 新的中断请求信号，以便 CPU 再次输出数据，所以

，当 *ACK 变为高电平，并且 *OBF 也变为高电平 时， INTR 便成为高电平即有效电平，而当写信号

*WR 的下降沿来到时， INTR 变为低电平即复位。

④ INTE(Interrupt Enable) ：中断允许信号。

与端口 A ，端口 B 工作在方式 1 输入情况时 INTE 的 含义一样， INTE 为 1 时，使端口处于中断允许状态

，而 INTE 为 0 时，使端口处于中断屏蔽状态。在使 用时， INTE 也是由软件来设置的。

例如， PC6 为 1 ，则使端口 A 的 INTE 为 1 ， 处于中断允许状态； PC6 为 0 ，则使端口 A 的 INTE 为 0 ，处于中断屏蔽状态。 PC2 为 1 ，使端口 B 的 INTE 为 1 ； PC2 为 0 ，则使端口 B 的 INTE 为 0 。

例： PA 方式 1 输入， PB 方式 1 输出

例： PA 方式 1 输出， PB 方式 1 输入

3 ．方式 2

(1) 方式 2 的工作特点

方式 2 也叫双向传输方式。在方式 2 下，外设 可以在 8 位数据线上往 CPU 发送数据，也可从

CPU 接收数据。

与方式 1 类似，端口 C 在端口 A 工作于方式 2 时自动提供相应的控制信号和状态信号。

方式 2 有如下特点：

① 方式 2 只适用于端口 A 。

② 端口 A 工作于方式 2 时，端口 C 的 PC3 ～ PC7 共 5 个数位自动配合端口 A 提供控制信号和状 态信号。

(2) 方式 2 工作时的控制信号和状态信号

① INTRA(Interrupt Request) ：中断请求信号

，高电平有效。不管是输入还是输出，当一个操作完 成，要进入下一个操作时， 8255A 都通过这一引腿 向 CPU 发出中断请求信号。

② *STBA(Strobe) ：这是外设供给 8255A 的选 通信号，低电平有效。此信号将外设送到 8255A 的 数据打入输入锁存器。

③ IBFA(Input Buffer Full) ：这是 8255A 送往 CPU 的状态信息，表示当前已有一个新的数据送到输 入缓冲器中，等待 CPU 取走。 IBFA 可以作为供 CPU 查询的信号。

④ *OBFA(Output Buffer Full) ：输出缓冲器 满信号。它是一个由 8255A 送给外设的状态信号

，低电平有效。当 *OBFA 有效时，表示 CPU 已 经将一个数据写入 8255A 的端口 A ，通知外设将 数据取走。

⑤ *ACKA(Acknowledge) ：外设对 *OBFA 信号的响应信号，低电平有效，它使 8255A 的端 口 A 的输出缓冲器开启，送出数据。否则，输出缓 冲器处于高阻状态。

⑥ INTE1(Interrupt Enable) ：中断允许信

号。 INTE1 为 1 时，端口 A 的输出处于中断允许状 态，允许 8255A 由 INTR 往 CPU 发中断请求信号，

以通知 CPU 往 8255A 的端口 A 输出一个数据；

INTE1 为 0 时，则屏蔽了输出中断请求，这时，即使 8255A 的数据输出缓冲器空了，也不能在 INTR 端产 生中断请求。 INTE1 是由软件通过对 PC6 的设置来 决定的， PC6 为 1 ，则 INTE1 为 1 ， PC6 为 0 ， 则 INTEl 为 0 。

⑦ INTE2(Interrupt Enable) ：中断允许信号。

当 INTE2 为 1 时，端口 A 的输入处于中断允许状态

；当 INTE2 为 0 时，端口 A 的输入处于中断屏蔽状 态。 INTE2 是软件通过对 PC4 的设置来决定为 1 还 是为 0 的，将 PC4 置 1 时，使 INTE2 为 1 ， PC4 为 0 时，则使 INTE2 为 0 。

例： PA 方式 2 ， PB 方式 0 输入， PC 输出

例： PA 方式 2 ， PB 方式 1 输出

㈢　编程

8255A 的输入输出共有 3 种工作方式，所以 在其工作之前必须由程序预先进行设置。

8255A 可以通过指令在控制端口中设置控制 字来决定它的工作方式。

* 方式选择控制字的第 7 位总是 1

* 端口 C 置 1/ 置 0 控制字的第 7 位总是 0

8255A 是通过这一位来识别这两个同样写入控制 端口中的控制字的，所以：

1 称为方式选择控制字的标识符

0 称为 C 端口按位置 1/ 置 0 控制字的标识符

方式选择控制字的格式如下所示：

* 芯片各端口的方式选择控制字可以使 8255A 的 3 个数据端口工作在不同的工作方式。

* 方式选择控制字总是将三个数据端口分为两组 来设定工作方式，即端口 A 和端口 C 的高 4 位作为 一组，端口 B 和端口 C 的低 4 位作为一组。

* 归为同一组的两个端口可以分别工作在输入方 式和输出方式，并不要求同为输入方式或同为输出方 式。而一个端口具体作为输入端口还是输出端口，由 方式选择控制字来决定。

端口 C 数位置 1/ 置 0 控制字如下所示

：

C 端口按位置 1/ 置 0 控制字，它可以使 C 端 口中的任何一位进行置位或复位。

例：编写 8255 初始化程序，设置为：端口 A 为方 式 0 输入，端口 B 为方式 1 输出， C 口除了 B 口 方式 1 的配合组合位外， PC3 为输入，上半口

（ PC4 ～ PC7 ）为输出。控制字如下：

控制字为 95H ，假设 8255 的端口地址为 00 H ～ 03H ，因此，芯片的地址分配为：

端口 A 为 00H 端口 B 为 01H 端口 C 为 02H 控制口为 03H

用各端口进行输入输出前，应先执行初始化指 令： MOV AL ， 95H(1001 0101B)

OUT 03H ， AL

初始化指令后，各端口就能按设置的方式进 行工作了。如：

端口 A 的输入

IN AL ， 00H

在中断方式下，端口 B 的输出 OUT 01H ， AL

端口 C 下半部的输入 IN AL ， 02H 可读入 PC3 的位值 端口 C 上半部的输出 OUT 02H ， AL

可输出 PC4 ～ PC7 的位值