8255芯片

8255A的内部结构，由三部分电路组成：与CPU的接口电路、内部控制逻辑电路和与外设连接的输入/输出接口电路。

D7～D0（data bus）：三态、双向数据线，与CPU数据总线连接，用来传送数据。

（chip select）：片选信号线，低电平有效时，芯片被选中。

A1, A0（port address）：地址线，用来选择内部端口。

（read）：读出信号线，低电平有效时，允许数据读出。

（write）：写入信号线，低电平有效时，允许数据写入。

RESET（reset)：复位信号线，高电平有效时，将所有内部寄存器（包括控制寄存器）清0。

PA7～PA0（port A）：A口输入/输出信号线。

PB7～PB0（port B）：B口输入/输出信号线。

PC7～PC0（port C）：C口输入/输出信号线。

VCC：＋5V电源。

GND：电源地线。

8255A的工作方式方式0：基本输入输出方式适用于无条件传送和查询方式的接口电路方式1：选通输入输出方式适用于查询和中断方式的接口电路方式2：双向选通传送方式适用于与双向传送数据的外设适用于查询和中断方式的接口电路8255A初始化编程8255A的A，B，C三个端口的工作方式是在初始化编程时，通过向8255A的控制端口写入控制字来设定的。

8255A由编程写入的控制字有两个：方式控制字和置位/复位控制字。

方式控制字用于设置端口A, B, C的工作方式和数据传送方向；置位/复位控制字用于设置C口的PC7～PC0中某一条口线PC i（i＝0～7）的电平。

两个控制字公用一个端口地址，由控制字的最高位作为区分这两个控制字的标志位。

（1）方式控制字的格式8255A工作方式控制字的格式如图7.11所示。

D0：设置PC3～PC0的数据传送方向。

D0＝1为输入；D0＝0为输出。

D1：设置B口的数据传送方向。

D1＝1为输入；D1＝0为输出．D2：设置B口的工作方式。

D2＝1为方式1；D2＝0为方式0。

D3：设置PC7～PC4的数据传送方向。

D3＝1为输入；D3＝0为输出。

D4：设置A口的数据传送方向。

D4＝1为输入；D4＝0为输出。

D6D5：设置A口的工作方式。

D6D5＝00为方式0，D6D5＝01为方式1，D6D5＝10或11为方式2。

D7：方式控制字的标志位，恒为1。

例如，将8255A的A口设定为工作方式0输入，B口设定为工作方式1输出，C口没有定义，工作方式控制字为10010100B。

（2）C口置位/复位控制字的格式8255A C口置位/复位控制字的格式如图7.12所示。

8255A C口置位/复位控制字用于设置C口某一位口线PC i（i＝0～7）输出为高电平（置位）或低电平（复位），对各端口的工作方式没有影响。

D3～D1：8种状态组合000～111对应表示PC0～PC7。

D0：用来设定指定口线PC i为高电平还是低电平。

当D0＝1时，指定口线PC i输出高电平；当D0＝0时，指定口线PC i输出低电平。

D6～D4没有定义，状态可以任意，通常设置为0。

D7位作为标志位，恒为0。

例如，若把PC2口线输出状态设置为高电平，则置位/复位控制字为00000101B。

（3）8255A初始化编程8255A的初始化编程比较简单，只需要将工作方式控制字写入控制端口即可。

另外，C 口置位/复位控制字的写入只是对C口指定位输出状态起作用，对A口和B口的工作方式没有影响，因此只有需要在初始化时指定C口某一位的输出电平时，才写入C口置位/复位控制字。

8255A的应用作为通用的并行接口电路芯片，825A具有广泛的应用应用在IBM PC/XT微机上应用于打印机接口电路连接简易键盘驱动LED数码管……1.8255A方式0的应用0方式只要用于一些通信双方不需要联络信号的场合,如读取开关量、LED显示、非编码盘、打印机接口等。

例1.某8086微机系统中有一片8255A,其端口A的PA7至PA0接8个开关K7～K0,B口的PB7～PB0接8个发光二极管LED7～LED0。

A口、B口均工作于方式0，硬件连接如下图所示，要求实现编程，将开关状态K7～K0送入LED7～LED0循环显示。

可编程通信接口8251A（USART）1．8251A的基本结构8251A的基本结构包括5个功能模块（1）数据总线缓冲器——用于暂存接收，发送数据，CPU发来的命令及8251的工作状态。

（2）读/写控制逻辑——接收来自CPU控制总线的控制信号，控制数据的传送方向。

（3）接收器——从接收数据线RXD上接收串行数据，按指定方式将其转换成并行数据。

（4）发送器——接收CPU送来的并行数据，按指定方式将其转换成串行数据通过发送数据线TXD发送出去。

（5）调制解调器控制电路——提供4个通用的控制信号，即（数据终端准备好），（数据设备准备好），（请求发送）和（准许发送），以备8251A与外设联络。

2．8251A的工作过程（1）8251A发送数据的过程①当发送缓冲器为空时，信号TXRDY有效（或状态字的D0=1），以示发送器准备好，等待CPU送入数据。

②CPU将要发送的数据写入8251A的发送缓冲器；③发送的数据进行“并→串”转换；④插入起始位、奇/偶位和停止位或同步字符等，数据一位一位从TXD端串行输出。

（2）8251A接收数据的过程①在RXD端检测到起始位或同步字符；②开始在RXD线上采集数据；③将接收到的数据“串→并”转换，并进行奇偶校验和检查错误；④将采样到的、经过变换的8位数据由接收缓冲器送入数据总线缓冲器；⑤信号RXRDY有效（或状态字的D1=1），以示8251A已接收到一个数据，待CPU读取。

3．8251A的初始化在如前面已经强调过的，在使用可编程接口之前必须进行初始化，即在使用8251A进行数据传输前，对其进行编程，将相关方式指令字、命令指令字写入8251A。

8251A初始化的具体步骤如图7-3所示。

图7-3 8251A初始化流程图4. CPU对8251A的操作和控制8251A有两个端口地址，偶地址为输入/输出数据端口地址，奇地址为控制/状态端口地址。

引脚线C/与A0连接：A0=0，访问输入/输出数据端口A0=1，访问控制/状态端口控制信号：、、C/、合成对8251A的操作如表7-1所示。

表7-1 CPU对8251A的操作5．8251A的控制字和状态字关于8251A的方式指令字、命令指令字和状态字，考生应着重对字中各位符号"0"、"1"含义的理解，掌握这些字的应用。

（1）方式指令字（控制字）格式方式指令字的格式如图7-4所示：[注]方式指令字的B2B1=00，此时8251A工作于同步方式，而字中S2S1的设置不起作用。

图7-4 8251A方式指令字格式（2）命令指令字（控制字）格式命令指令字的格式如图7-5所示：图7-5 8251A方式指令字格式（3）状态字8251A的状态字格式如图7-6所示：[注](i)状态位RX RDY、TXE、SYNDET和8251A的引脚信号RXRDY、TXE、SYNDET定义相同，电平一致；(ii)状态位TXRDY与8251A的引脚信号TXRDY定义相同，但条件不一样。

当发送缓冲器为空时，状态位TXRDY=1；而引脚信号TXRDY为高电平的条件是状态位TXRDY=1、命令控制字TXEN=1，且输入低电平。

(iii)采用查询方式利用8251A传送数据时，可通过对状态位RXRDY或TXRDY的测试来进行数据的传送。

图7-6 8251A的状态字格式二、8253-5的结构和功能8253-5为具有三个独立的16位计数器，它可用程序设置成多种工作方式，按十进制计数或二进制计数，最高计数速率可达2.6MHz。

8253-5能用于多种场合，例如作为可编程方波频率发生器、分频器、实时时钟、事件计数器以及程控单脉冲发生器等。

8253-5的结构框图及引脚排列如图7-17所示。

图7-17 8253-5的结构框图和引脚排列(a)结构框图； (b)引脚图24条引脚中，D 7~D 0为8条双向数据线；前一单元fix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />前一单元ferrelative="t" o:spt="75" coordsize="21600,21600">为写输入信号； 为读输入信号； 为片选输入信号；A 0、A 1为片内寄存器地址输入信号。

上述信号线都和CPU 相接。

三个计数器中每一个都有三条信号线；计数输入CLK 用于输入定时基准脉冲或计数脉冲；输出信号OUT 以相应的电平指示计数的完成，或输出脉冲波形；选通输入（门控输入）GATE 用于起动或禁止计数器的操作，以使计数器和计测对象同步。

每个计数器中有三个寄存器：①控制寄存器。

初始化时，将控制字寄存器内容写入该寄存器；②计数初值寄存器。

初始化时写入该计数器的初始值；③减1计数寄存器。

计数初值由计数初值寄存器送入减1计数寄存器，当计数输入端输入一个计数脉冲时，减1计数寄存器内容减1，当减到零时，输出端输出相应信号表示计数结束。

8253-5的读写控制逻辑接受系统总线的输入信号，当 接收到低电平时，8253-5根据 和 端的电平，控制本器件接受CPU 的访问，双向三态的数据总线缓冲器根据指令接收或发送数据。

这些数据是：编程8253工作方式的控制字；装入各计数器的初始值；读出各计数器的当前值。

用作寄存器选择的地址输入信号A 1和A 0决定CPU 访问的对象。

8253-5内部寄存器选择如表7-4所示。

表7-4 8253-5内部寄存器地址A 1 A 0 读 写 BIOS 使用的地址0 0 0 CNT 0 CNT 0 40H 0 0 1 CNT 1 CNT 1 41H 0 1 0CNT 2CNT 242H0 1 1 工作方式寄存器 43H1 X X 无 效工作方式寄存器（又称控制字寄存器）是只写寄存器，它接受写入的控制字。

8253-5内部有三个控制寄存器控制对应计数器的工作。

它决定计数器的工作方式，按十进制或二进制计数，并控制CPU 访问这些计数器的方法。

控制字中的6位作控制，2位用于选择计数器，其内容如下： 工作方式控制字： D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0SC1SCRL1RLM2M1ＭBCD各字段说明见表7-5~表7-8。

表7-5 SC1，SC0——计数器选择SC1SC计数器SC1SC计数器00CNT010CNT2 01CNT111不用表7-6 RL1，RL——CPU读/写操作RL1RL操作方式00计数器锁存操作（供CPU读）01读/写计数器低8位10读/写计数器高8位11先读/写8位，再读/写高8位表7-7 M2M1M——工作方式选择M2M1M工作方式000方式0001方式1X10方式2X11方式3100方式4101方式5表7-8 BCD-计数方式选择016位二进制计数14位十进制（BCD）码计数8253-5的三个计数器是独立的16位减1计数器。