8255芯片引脚图_工作方式_基本构架_应用特点

实际上，将I/O设备与处理器的数据总线直接连接是不可能的。所以在它的结构上，必须有一些设备，I/O端口必须在那里连接I/O设备，例如如8255芯片就是如此。

8255处理器是来自Intel设计的MCS-85系列，可与8086和8085微处理器一起使用。8255是一种可编程外围接口器件，用于实现微处理器与机器之间的基本通信方式。它是用于机器的外围设备，被编程为作为接口执行。因此，8255 PPI是微处理器和I/O设备之间的接口。

基本概念

8255微处理器是一种应用非常广泛的可编程外围接口芯片或PPI芯片，其主要功能是在从简单I/O到中断I/O的各种条件下传输数据。该微处理器还设计用于将CPU与其外部部件（如ADC、键盘、DAC等）连接起来。

8255微处理器经济、实用且灵活，尽管有点复杂，因此它可以与任何微处理器一起使用。该微处理器用于连接外围设备以及接口，所以这个外围设备也被称为I/O设备，因为这个微处理器的I/O口是用来连接I/O设备的。8255处理器包括三个8位双向I/O端口，可根据需要进行配置。

功能特性

8255微处理器的功能特性主要包括以下几方面内容：

• 它是一种PPI（可编程外设接口）设备。
• 它包括三个在不同模式下编程的I/O端口。
• 只是提供了几种设施来连接不同的设备。因此，它经常用于不同的应用程序。
• 它以三种模式运行，如模式0（简单I/O）、模式1（选通I/O）和模式2（选通双向I/O）。
• 它与英特尔微处理器系列完全兼容。
• 它与TTL兼容。
• 对于该微处理器的端口C，直接位SET/RESET容量可用。。
• 它包括24个可编程输入/输出引脚，分别放置为2至8位端口和2至4位端口。
• 它包括三个8位端口，分别为端口A、端口B和端口C。
• 三个I/O端口包括一个控制寄存器，用于定义每个I/O端口的功能以及它们必须在哪种模式下运行。

引脚配置

8255微处理器的引脚图如下所示。该微处理器包括40个引脚，分别为PA7-PA0、PC7-PC0、PC3-PC0、PB0-PB7、RD、WR、CS、A1、A0、D0-D7和RESET。

1、PA7至PA0（端口A引脚）

PA7~PA0为端口A数据线引脚（1~4和37~40），均等分布在微处理器顶部两侧。这八个端口A引脚根据加载到控制字寄存器中的控制字用作缓冲输入线或锁存输出。

2、PB0至PB7（端口B引脚）

PB0~PB7是从18~25，为数据线引脚，承载端口B数据。

3、PC0至PC7（端口C引脚）

PC0到PC7引脚是端口C引脚，其中包括带有端口A数据位的引脚10到引脚17。其中，引脚10–引脚13被称为端口C上引脚，引脚14到引脚17被称为端口C下引脚。这两个部分的引脚可单独用于使用两个单独的端口C部件传输4个数据位。

4、D0至D7（数据总线引脚）

这些D0到D7引脚是数据I/O线，包括27引脚到34引脚。这些引脚用于承载8位二进制代码，用于控制整个IC工作。这些引脚共同称为控制寄存器/控制字，其中包含控制字的数据。

5、A0和A1

Pin8和Pin9的A0和A1引脚简单地决定哪个端口将优先用于传输数据。

• 如果A0=0&A1=0，则选择端口A。
• 如果A0=0&A1=1，则选择端口B。
• 如果A0=1&A1=0，则选择端口C。
• 如果A0=1&A1=1，则选择控制寄存器。

6、CS'

CS'这样的Pin6是片选输入引脚，负责选择芯片。CS'引脚上的低信号仅允许8255和处理器之间的通信，这意味着在该引脚上，数据传输操作由低电平有效信号允许。

7、RD'

像RD'这样的Pin5是一个读取输入引脚，它将芯片置于读取模式。该RD引脚上的低电平信号通过数据缓冲器向CPU提供数据。

8、WR'

类似于WR'引脚的Pin36是将芯片置于写入模式的写入输入引脚。因此，WR'引脚上的低信号仅允许CPU在端口上方执行写操作，否则微处理器的控制寄存器将通过数据总线缓冲区执行。

9、RESET

当处于设置模式时，类似于RESET引脚的Pin35会将所有键中可用的全部数据重置为其默认值。这是一个高电平有效信号，RESET引脚上的高电平信号清除控制寄存器，端口处于输入模式。

10、GND

Pin7是IC的接地引脚。

11、VCC

Pin 26 VCC是IC的5V输入脚。

架构组成

8255微处理器的体系结构如下图所示：                                                                                        

1、数据总线缓冲器

数据总线缓冲器主要用于连接微处理器的内部总线和系统总线，以便在两者之间建立适当的接口。该缓冲区仅允许从CPU执行读取或写入操作。该缓冲区允许在写操作的情况下从控制寄存器或端口向CPU提供数据，在读操作的情况下从CPU向状态寄存器或端口提供数据。

2、读/写控制逻辑

读写控制逻辑单元控制着系统内部的操作。该单元具有在内部和外部管理数据传输和状态或控制字的能力。一旦需要取数据，它就允许8255通过总线提供的地址，并立即生成一个命令给两个控制组进行特定的操作。

3、A组和B组控制

这两个组都由CPU管理，并根据CPU生成的命令进行工作。该CPU向这两个组传输控制字，并且它们连续地将合适的命令传输到它们的特定端口。组A控制具有较高阶端口C位的端口A，而组B控制具有较低阶端口C位的端口B。

4、端口A和端口B

端口A和端口B包括一个8位输入锁存器和一个8位缓冲或锁存输出，这些端口的主要功能也与操作模式无关。端口 A 可以编程为模式0、1和2等3种模式，而端口B可以编程为模式0和模式1。

5、端口C

端口C包括一个8位数据输入缓冲器和8位双向数据输出锁存器或缓冲器。该端口主要分为两部分——端口C上部PCU和端口C下部PC，这两个部分主要是作为一个4位I/O端口来编程和单独使用的。此端口用于握手信号、简单I/O和状态信号输入。该端口与端口A和端口B结合使用，用于状态和握手信号。此端口仅提供直接但设置或重置容量。

6、操作模式

8255微处理器有两种操作模式，包括Bit Set-Reset和I/O模式，将在下面分别讨论。

7、位设置复位模式

Bit Set-Reset模式主要用于仅设置/复位端口C位。在这种操作模式下，它只影响端口C的一个位。一旦用户设置该位，它将保持设置状态，直到用户取消设置。用户需要在控制寄存器中加载位模式以修改位。一旦端口C用于状态/控制操作，然后通过发送OUT指令，每个单独的端口C位都可以设置/重置。

8、I/O模式

I/O模式具有三种不同的模式，如模式0、模式1和模式2，下面将讨论每种模式。

9、模式0

这是8255的I/O模式，它只允许对每个端口进行编程，如i/p或o/p端口。因此，此模式的I/O特性仅包括：

• 只要o/ps被锁存，i/p端口就会被缓冲。
• 它不支持中断能力/握手。

10、模式1

8255的模式1是带握手的I/O，因此在这种模式下，端口A和端口B都用作I/O端口，而端口C用于握手。因此，此模式支持编程端口以i/p或o/p模式进行握手。握手信号主要用于同步工作在不同速度下的两个设备之间的数据传输。此模式下的输入和输出被锁存，并且此模式还具有中断处理和信号控制的能力，以匹配CPU和IO设备的速度。

11、模式2

Mode2是带握手的双向I/O端口。因此，这种模式下的端口可以通过握手信号用于双向数据流。A组引脚可以编程为执行双向数据总线的功能，端口C中的PC7–PC4通过握手信号使用。剩余的较低端口C位用于输入/输出操作。该模式具有中断处理能力。

工作原理

8255微处理器是一种通用的可编程I/O设备，主要设计用于从I/O传输数据以在必要时在某些条件下中断I/O。这几乎可以与任何微处理器一起使用。

8255微处理器包括3个8位双向I/O端口，可根据需要排列，如PORT A、PORT B 和 PORT C。该PPI 8255芯片主要设计用于将CPU与其外部部件（如键盘、ADC、 DAC等）。另外，这种微处理器可以根据特定条件进行编程。

8255 PPI与8086接口

这里可以设计将8255 PPI与8086微处理器连接起来，一旦8086微处理器需要读取8255端口内的可用数据，它就会触发8255的输入RD引脚。对于8255，它是低电平有效的i/p引脚。此引脚连接到8086微处理器的WR o/p。一旦8086微处理器需要向8255端口写入数据，它就会触发8255的WR i/p。

8255通过8位数据总线将数据传输到8086微处理器，8086和8255之间使用串行通信协议进行通信。利用两条地址线A1和A0在8255内部进行选择。8255的数据总线引脚D0到D7连接到8086微处理器的数据线，读取输入引脚如RD’和写输入引脚如WR’连接到808的I/O读和I/O写。

它们有四个主要端口来选择PA、PB、PC和制字码。这些端口主要用于传输数据，选择控制字发送信号。两个信号被发送到8255，例如I/O信号和BSR信号。I/O信号用于初始化端口的模式和方向，而BSR用于设置和重置信号线。

在以下设备中，假设连接的设备是输入设备。首先，该设备向PPI寻求许可，以便它可以传输数据。

8255 PPI允许输入设备传输数据，只要8255中没有必须传输到8086处理器的剩余数据。如果8255 PPI有一些先前留下的数据，那么它仍然不会发送到8086微处理器，那么它不允许输入设备。

当8255 PPI允许输入设备时，然后获取数据并将其存储在8255 PPI的临时寄存器中。当8255 PPI保存一些数据时，必须将其传输到8086微处理器，然后将信号传输到PPI。

一旦8086微处理器空闲下来获取信息，然后8086传回一个信号，然后8255和8086之间发生数据传输。如果8086微处理器长时间没有空闲，那就意味着8255 PPI有一些价值没有发送到8086微处理器，因此8255 PPI不允许输入设备传输任何数据，因为现有数据将被覆盖。上图中表示的弯曲箭头信号称为握手信号，所以这个数据传输过程被称为握手。

连接8255接口需要考虑的因素

在连接8255时需要考虑很多事情，其中一些重要的事项包括：

• 处于未编程状态的8255端口是输入端口，因为如果它们是处于未配置状态的o/p端口，则任何i/p设备都连接到它——输入设备也将在端口线上生成输出，8255也将产生输出。当两个输出连接在一起时，会导致一个/两个设备损坏。
• 8255输出引脚不能用于为设备上电，因为它们不能提供必要的驱动电流。
• 每当电机、灯或扬声器连接到8255时，都需要检查设备和8255的额定电流。
• 当8255不能提供必要的驱动电流时，可以使用7406这样的反相放大器和7407这样的同相放大器。当需要大电流时，晶体管可以采用达林顿对的配置。
• 每当直流电机连接到8255时，请根据电机的规格选择合适的H桥，因为H桥将允许直流电机在任何方向运行。
• 端口A和端口B只能作为8位端口使用，因此这些端口的所有引脚都必须是输入或输出。
• 当交流供电设备连接到8255 时，必须使用继电器进行保护。
• 一旦端口A和B在模式1或模式2中编程，端口C就不能作为普通I/O端口工作。

主要优势

8255微处理器的优点主要包括以下几方面内容：

• 8255微处理器几乎可以与所有微处理器一起使用。
• 可以将不同的端口分配为I/O功能。
• 它使用+5V稳压电源供电。
• 它是一种普遍使用的协处理器。
• 8255协处理器充当微处理器和外围设备之间的接口，用于传输并行数据。

主要应用

8255微处理器的应用非常广泛，其中的一些应用包括以下内容：

• 8255微处理器用于外围设备与LED、继电器接口、步进电机接口、显示器接口、键盘接口、ADC或DAC接口、交通信号控制器、电梯控制器等的连接。
• 8255是一种广泛使用的可编程外围接口器件。
• 该微处理器用于在不同条件下传输数据。
• 它用于连接步进电机和直流电机。
• 8255微处理器广泛用于各种微控制器或微型计算机系统以及所有MSX型号和SV-328等家用计算机。
• 该微处理器也可用于原始PC/XT、IBM-PC、PC/jr和各种自制计算机（如N8VEM）的克隆。

总结

以上就是关于8255微处理器的的相关概述内容，它是一种通用的可编程I/O设备，与各种微处理器配合使用。高性能82C55微处理器的行业标准配置与8086完美匹配，而且功能强大，因此行业内应用是非常的广泛。