利用8255A芯片实现流水灯闪烁设计

目录

摘要··2

第1章利用8255A芯片实现流水灯闪烁设计的概述··2第2章三种方案的论述与最终方案的确定··2

2.1第一种方案的论述··2

2.2第二种方案的论述··5

2.3第三种方案(最终方案)的论证··10

第3章测试结果及体会心得··13

第4章致谢··14

第5章参考文献··14

附录1 方案一Proteus仿真电路效果图··15

附录2 方案一源程序代码··16

附录3 方案二Proteus仿真电路效果图··18

附录4 方案二源程序代码··19

附录5 方案三（最终方案）Proteus仿真电路效果图··20附录6 方案三（最终方案）源程序代码··21

摘要：

8255A是一种通用的可编程并行I/O接口芯片(Programmable Peripherial Interface),它是为Inter系列微处理器设计的配套电路，也可用于其它微处理器系统中。通过对它进行编程，芯片可工作于不同的工作方式。此次课程设计的目的就是利用端口和8255协同工作来实现LED显示功能，对8255A芯片进行编程使流水灯左移或右移，通过延时程序使流水灯进行顺序点亮。通过这次课程设计掌握8255A的功能特点、工作原理以及显示器接口的基本原理与方法技术。

关键词：

8086芯片AT89C51单片机8255A芯片LED流水灯

第1章利用8255A芯片实现流水灯闪烁设计的概述

流水灯在日常的生活中有着广泛的应用，例如，许多楼面上的彩灯广告就是应用了流水灯设计。此次的课程设计的题目是利用了端口和8255A协同工作来实现LED显示功能，编写程序，使用8255的A口和B口均为输出，接8个或16个发光二极管，实现流水灯的显示效果。在实验中8255A的A和B两个端口不能同时赋值，从而我们可以用通用寄存器BX对所需要赋值的数据进行存储，因为BX可以分从高8位寄存器BH和低8位寄存器BL两部分进行独立的操作，我们用寄存器BH对A口进行赋值，用寄存器BL对B口进行赋值，通过延时一段时间再对BH 和BL进行移位和输出，实现了流水灯的效果。

第2章三种方案的论述与最终方案的确定

2.1第一种方案的论述

第一种方案，我们使用了8086CPU芯片与8255A芯片一起实现了流水灯闪烁的设计，同时还使用了地址锁存器74LS373芯片。74ls373是常用的地址锁存器芯片，它是一个是带三态缓冲输出的8D触发器，在单片机系统中为了扩展外部存储器，通常需要一块74ls373芯片。在方案一中，当8086CPU的引脚ALE（地址锁存允许信号，输出，高电平有效，用作地址锁存器74LS373

的锁存控制信号）处于下降沿时将8086CPU输出的地址信息进行锁存，以定义8255A的工作方式。下面先对74LS373芯片进行简介：

1.地址锁存器74LS373的内部电路与工作原理

引脚功能图

注：管脚引出端功能符号：

D0～D7 数据输入端OE 三态允许控制端（低电平有效）

Q0～Q7 输出端LE 锁存允许端

74373 三态缓冲输出的8D锁存器（3S,锁存允许输入有回环特性），其输出端Q0～Q7 可直接与总线相连，74LS373的LE端直接与8086CPU的ALE信号连接。

1脚是三态允许控制端(OE)，是低电平有效。当1脚是高电平时，不管输入3(D0)、4(D1)、7(D2)、8(D3)、13(D4)、14(D5)、17(D6)、18(D7)如何，也不管11脚(LE 锁存允许端)如何，输出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈现高阻状态(或者叫浮空状态)。当1脚是低电平时，只要11脚(LE 锁存允许端)上出现一个下降沿,输出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈现输入脚3(D0)、4(D1)、7(D2)、8(D3)、13(D4)、14(D5)、17(D6)、18(D7)的状态。

11脚是锁存允许端(LE)，当LE由高变低时，输出端8 位信息被锁存，直到LE 端再次有效。当三态允许控制端OE为低电平时，三态门导通，允许Q0～Q7输出，OE为高电平时，输出悬空。当74LS373用作地址锁存器时，应使OE为低电平，此时锁存使能端C为高电平时，

输出Q0～Q7 状态与输入端D1～D7状态相同；当LE发生负的跳变时，输入端D0～D7 数据锁入Q0～Q7。

2.方案一的工作流程简述

电路图硬件连接：

硬件连线图

注：8086CPU芯片与74LS373芯片在方案一中视为PC总线接口模块

①8255A的引脚WR（写选通信号）、RD（读选通信号）分别连到PC总线接口模块的WR端口、RD端口。

②8255A的数据端（AD0～AD7）、地址线（A0～A1）分别连到PC总线接口模块的数据线（D0～D7）、地址线（A1～A2）。

③8255模块选通线CS连到PC总线接口模块的IOY1（CS 片选信号，低电平有效，由地址总线经I/O端口译码电路产生）。

④8255的PA0～PA7连到发光二极管的L1～L8；8255的PB0～PB7连到发光二极管的L9～L16。

程序流程简述：

8255A的片选信号CS与地相连，处于低电平有效状态，8086CPU与8255A之间始终保持通信，8086CPU对8255A进行读/写等操作。当8086CPU的地址锁存信号ALE处于高电平有效时，在T1状态，8086CPU通过地址/数据总线上传送地址信息，在ALE的下降沿将地址信息锁存到地址锁存器74LS373中，定义了8255A的工作方式，使其A口和B口为输出口，定义了

8255A各端口地址。8086CPU先后写A、B口的起始数据，并调用延时子程序点亮A口灯、B 口灯。然后分别调用左移、右移指令将A口起始数据左移再写入A口、B口起始数据右移再写入B口，点亮下一站盏灯，以此循环实现流水灯效果。

程序框图

结论：第一种方案虽然实现了流水灯闪烁效果，但由于8086CPU芯片所需的程序无法通过KC51实现编程，不能达到本次课程设计的培训目的，即对单片机的程序编程进行训练掌握，要求较高，方案实现的难度较大，所以我们没有把方案一作为最终方案。

2.2第二种方案的论述

第二种方案，我们使用了AT89C51单片机实现了流水灯闪烁设计。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外