8255可编程并行接口扩展-单片机控制技术及应用

8255是美国intel公司产品，因其工作方式和操作功能等可通过程序进行设置和改变，称为可编程接口芯片。

1.8255硬件逻辑结构

8255的全称是“可编程并行输入/输出接口芯片”，具有通用性强且使用灵活等优点，可用于实现80C51系列单片机的并行I/O口扩展。

8255是一个40引脚的双列直插式集成电路芯片，其引脚排列如图7-15所示。

8255A引脚说明：

①RESET：复位信号，输入高电平有效。

②CS：片选信号，输入低电平有效。

③RD：读信号，输入低电平有效。

④WR：写信号，输入低电平有效。

⑤D0～D7：三态双向数据总线。

⑥PA0～PA7：端口A数据线，双向。

按功能可把8255的内部结构分为3个逻辑电路部分，分别为口电路、总线接口电路和控制逻辑电路，如图7-16所示。

图7-15 8255芯片引脚排列

图7-16 8255的逻辑结构图

（1）口电路

8255共有3个8位口，其中A口和B口是单纯的数据口，作为数据输入/输出使用；而C口则既可以作数据口使用，又可以作控制口使用，主要用于实现A口和B口的控制功能。在使用中常把C口分为两部分，即C口高位部分（PC7～PC4）和C口低位部分（PC3～PC0）。数据传送中，A口所需的控制信号由C口高4位（PC7～PC4）提供，把A口和C口高位部分合在一起称为A组；同理，把B口和C口低位部分合在一起称为B组。

（2）总线接口电路

总线接口电路用于实现8255和单片机芯片的信号连接。其中包括：

①数据总线缓冲器。数据总线缓冲器为8位双向三态缓冲器，可直接与系统数据总线相连，与I/O操作有关的数据、控制字和状态信息都是通过该缓冲器进行传送的。

②读/写控制逻辑。读/写控制逻辑用于实现8255的硬件管理，其内容包括：芯片的选择，口的寻址以及规定各端口和单片机之间的数据传送方向等。相关的控制信号有：、、、A0、A1、RESET。其中，A0、A1低位地址信号，用于端口选择，8255共有4个可寻址的端口。当RESET复位信号是高电平时，芯片复位后，控制寄存器清0，各端口被置为输入方式。8255端口选择及读/写控制见表7-6。

表7-6 8255端口选择及读/写控制

（3）A组和B组控制电路

A组控制和B组控制合在一起构成8255的控制电路，其中包括一个8位控制寄存器，用于存放编程命令和实现各口操作控制。

（4）中断控制电路

8255逻辑电路中还包含一个中断控制电路。中断控制电路中对应A、B两个口各有一个中断触发器，即触发器A和触发器B，用于对中断的允许和禁止进行控制，置位为允许，复位为禁止。对两个触发器的置位和复位控制是通过口C的有关位进行的，具体划分是，在输入方式下，PC4对应触发器A，PC2对应触发器B；在输出方式下，PC6对应触发器A，PC2对应触发器B。

2.8255的工作方式

8255共有3种工作方式：方式0、方式1和方式2。

（1）方式0（基本输入/输出方式）

方式0适用于无条件数据传送。两个8位口（A口和B口）和两个4位口（C口高位部分和C口低位部分）都可以分别或同时设置为方式0。

（2）方式1（选通输入/输出方式）

方式1是选通输入/输出方式。8255的“选通”是通过信号的“问”与“答”，以联络方式（或称握手方式）实现的。所以这种数据传送方式是有条件的，适用于以查询或中断方式进行控制。(www.xing528.com)

在方式1下，A口和B口是数据口，C口是控制口，用于传送和保存数据口所需要的联络信号都有具体的定义。这些联络信号见表7-7。

表7-7 C口联络信号表

在该方式下，A口和B口的联络信号都是3个。在具体应用中，如果只有一个口按方式1使用，需占用11位（8+3=11）口线，剩下的13位口线可按其他方式使用；如果两个口都按方式1使用，则只剩下2位口线可做它用。

（3）方式2（双向数据传送方式）

方式2是在方式1的基础上加上双向传送功能，只有A口才能选择这种工作方式，这时A口既能输入数据又能输出数据。如果把A口置于方式2下，则B口只能工作于方式0。方式2适用于查询或中断方式的双向数据传送。在这种方式下需使用C口的5位口线作控制线。

3.8255的编程内容

8255是可编程接口芯片，主要编程内容是两条控制命令，即工作方式命令和C口位置位/复位命令。

（1）工作方式命令

工作方式命令用于设定各数据口的工作方式及数据传送方向。命令的最高位D7是标志位，其状态固定为1。其命令格式如图7-17所示。

对工作方式命令有如下两点说明：

◆A口有3种工作方式，而B口只有两种工作方式。

◆在方式1和方式2下，对C口的定义（输入或输出）不影响作为联络信号使用的C口各位的功能。

（2）C口位置位/复位命令

在方式1和方式2下，C口用于定义控制信号和状态信号，因此C口的每一位都可以进行置位或复位。对C口各位的置位或复位是由位置位/复位命令进行的。8255的位置位/复位命令格式如图7-18所示。

图7-17 8255工作方式的命令格式

图7-18 8255的位置位/复位命令格式

其中，D7为该命令的标志，其状态固定为0。在使用时，该命令每次只能对C口中的一位进行置位或复位。

（3）接口与初始化编程

8255初始化的内容就是向控制字寄存器写入命令。例如，若对8255各口作如下设置：A口方式0输入；B口方式1输出；C口高位部分为输出，低位部分为输入。设控制寄存器地址为0003H。按各口的设置要求，工作方式命令字为10010101，即95H。则初始化程序段应为

MOV R0，#03H

MOV 1，#95H

MOV@R0，A

4.8255的I/O控制方式

8255中可以使用无条件方式、查询方式和中断方式共3种I/O控制方式。

（1）无条件方式

以方式0进行数据输入/输出，就是无条件传送方式。

（2）查询方式

在方式1和方式2下，都可以使用查询方式进行数据传送。数据输入时，供查询的状态信号是IBF（对应A口为IBFA，B口为IBFB），因为传送这些信号的口线分别为PC5和PC1，所以查询时就是对输入这些口线的状态进行测试。数据输出时，供查询的状态信号是OBF（对应A口为OBFA，B口为OBFB），被测试的口线为PC7和PC1。

（3）中断方式

在方式1和方式2下，都可以使用中断方式进行数据传送。中断请求信号是INTR（对应A口为INTRA，B口为INTRB），传送中断请求信号的口线分别为PC3和PC0。