微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用第10章并行接口芯片8255(完整版)
【正文】 片 8255A5的結(jié)構(gòu) Intel 8255A5是一個(gè)為 8080、 8085和8086/8088微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用 I/O接口芯片。在接口電路中，要有輸入輸出數(shù)據(jù)的鎖存器和緩沖器，要有狀態(tài) (如 Ready， Busy等 )和控制命令的寄存器，以便于 CPU與接口電路之間采用應(yīng)答方式 (程序查詢式 )來(lái)交換信息，也便于接口電路與外設(shè)之間傳送信息。接口電路中還要有端口的譯碼和控制電路，以及為了與 CPU用中斷方式交換信息所需要的中斷請(qǐng)求觸發(fā)器、中斷屏蔽觸發(fā)器、中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)電路和能向 CPU發(fā)出中斷矢量的電路等。它可以用程序來(lái)改變功能，通用性強(qiáng)，使用靈活。通常端口 A或 B作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口，而端口 C作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成兩個(gè) 4位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè) 4位鎖存器，它們分別與端口 A和 B配合使用，可以作為控制信號(hào)輸出，或者作為狀態(tài)信號(hào)輸入。5. 一些控制命令(1) CS(Chip Select)—— 選片信號(hào)，低電平有效，由它啟動(dòng) CPU與 8255A芯片之間的通信(Communication)。A A0、 RD、 WR及 CS組合所實(shí)現(xiàn)的各種功能，如表 101所示。要確定兩個(gè) 8255A的工作方式，就要在輸出控制字之前，先確定兩個(gè) 8255A的各自的控制字寄存器的端口地址。這個(gè)功能主要用于控制。方式 0可作為查詢式輸入或輸出的接口電路，此時(shí)端口 A和 B可分別作為一個(gè)數(shù)據(jù)端口，而取端口 C的某些位作為這兩個(gè)數(shù)據(jù)端口的控制和狀態(tài)信息。并保持 tWA時(shí)間。其各個(gè)控制信號(hào)的意義為：STB(Strobe)—— 選通輸入，低電平有效。INTEA(Interrupt Enable A)—— 端口 A中斷允許信號(hào)，可由用戶通過(guò)對(duì) PC4的按位置位 /復(fù)位來(lái)控制 (PC4=1，允許中斷 )。表示輸入緩沖器已空，通知外設(shè)可以輸入新的數(shù)據(jù)。當(dāng)輸出裝置已經(jīng)接收了 CPU輸出的數(shù)據(jù)后，它用來(lái)作為向 CPU提出新的中斷請(qǐng)求，要求 CPU繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)。工作時(shí)可用程序查詢方式，也可工作在中斷方式。 ACK的上升沿是數(shù)據(jù)已輸出的回答信號(hào)。 方式 2的時(shí)序8255A的端口工作在方式 2的時(shí)序，如圖 1016所示。STB允許輸入中斷，置 PC4，控制字為00001001B。根據(jù)上述要求，接口電路的連接如圖 1018所示。乙機(jī)8255A為方式 0接收 (輸入 )，把 PA口用作輸入，接收數(shù)據(jù)，聯(lián)絡(luò)信號(hào)自行選擇，可選擇 PC4和 PC0作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)線， PC4輸入、 PC0輸出。1. 要求在甲乙兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)之間并行傳送 1KB數(shù)據(jù)。MASK輸出是由 CPU執(zhí)行輸出指令 (給出 I/O的 WR)信號(hào)開(kāi)始的，輸入是由選通信號(hào)開(kāi)始的。STB—— 選通輸入，低電平有效。各個(gè)信號(hào)的意義為：INTR—— 中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。INTEA由 PC6的置位 /復(fù)位控制。1. 主要的控制信號(hào)OBF(Output Buffer Full)—— 輸出緩沖器滿信號(hào)，低電平有效。方式 1的輸入時(shí)序，如圖 1012所示。IBF(Input Buffer Full)—— 輸入緩沖器滿，高電平有效。這樣，在寫(xiě)信號(hào)后最多 tWB時(shí)間，寫(xiě)出的數(shù)據(jù)在輸出端口出現(xiàn)。 若外設(shè)的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好， CPU用輸入指令從 8255A讀入這個(gè)數(shù)據(jù)，則 RD的寬度至少應(yīng)為300ns，而且地址信號(hào)必須在 RD有效前 tAR時(shí)間有效。若要使端口 C的位 3置位的控制字為 00000111B，而使它復(fù)位的控制字為 00000110B。在本例中，端口地址的考慮如圖 105所示。如圖 102所示，它們由 CPU輸出的控制字來(lái)選擇。它控制 8255A送出數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息至 CPU。它們有控制寄存器，接受 CPU輸出的命令字，然后分別決定兩組的工作方式，也可根據(jù) CPU的命令字對(duì)端口 C的每一位實(shí)現(xiàn)按位 “復(fù)位 ”或 “置位 ”。8255A的方框圖如圖 101所示。 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)了許多通用的可編程序的接口芯片。但是，不論采用哪一種方式， CPU總是通過(guò)接口電路 (Interface)才能與外設(shè)連接。通常并行接口芯片應(yīng)該具有以下功能：(1)
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