8255-8253接口技术
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1.8212的内部逻辑 （1）、数据锁存器(8个D触发器） （2）、输出缓冲器（ 8个三态门） （3）、控制逻辑电路。 2.8212引脚说明
三、8212芯片的应用 1.8212作为输入或输出端口 2.带有中断请求的数据输入/输出接口 3.双向总线驱动
5.2 可编程并行接口芯片8255A
各种I/O接口芯片在使用过程中，都存在一个与CPU之 间的连接问题，端通常接地址译码器的输出，以图5-1为例
5.2.5 工作方式1及应用 1．工作方式1的特点 工作方式1又叫选通输入/输出方式，其特点如下： (1) 适合于查询传送和中断传送，不适合无条件传送。
(2) 输入和输出均有缓冲锁存功能。
(3) PA、PB为数据口，PC有两条线为数据口，另
外6条线作控制/状态口。
(4) PC作控制/状态口的6条线是CPU、8255A、I/O设备之间 的联络信号线，各联络线之间时序关系固定，数据传输严格遵
———————B 组———————
【例5-2】 8255A端口地址44H～47H，A口工作于方式0， 外接键盘；B口工作于方式1，外接显示器，C口上半部作输出
控制线用，下半部bit3作输入线用。试编制初始化程序。
解 工作方式控制字为1001 0101＝95H。初始化程序为：
MOV AL ， 95H ；将控制字送入AL内 OUT 47H ，AL ；用OUT指令从CWR口写入
D7 D7＝1 特征位
D6
D5
D4
D3 PC7～4： 0＝输出 1＝输入
D2
D1
D0 PC3～0： 0＝输出 1＝输入
PA 口方式：00＝方式 0 PA 口： 01＝方式 1 0＝输出 1×＝方式 2 1＝输入
PB 口方式： PB 口： 0＝方式 0 1＝方式 1 0＝输出 1＝输入
——————————A 组—————————
1．8255A的基本性能
8255A有如下一些基本性能：8255A是一个有3个数据 口、1个控制/状态口的8位并行输入输出接口芯片；8255A 能为80系列CPU与I/O设备之间提供兼容TTL电平的接口， 能接通键盘、打印机、步进电机、显示器、A/D和D/A转换 器等等；8255A原则上适用于一切需并行输入输出的I/O设 备；8255A设置了方式0、方式1、方式2等3种不同的工作方 式，可用于无条件传送、查询传送、中断传送，采用哪种 传送方式可用控制字设置；8255A有两个控制字供编制初始 化程序使用，使用OUT指令从控制寄存器端口写入，有一 个状态字可供查询，使用IN指令从C端口读出；对8255A的 4个端口读/写操作实质上就是对8255A所接I/O设备的操作。
2．PC口按位置位/复位控制字 该字用于将PC口某一位置“0”或置“1”，格式为:
D7 D7＝0 特征位
D6
D5
D4
D3 位Fra Baidu bibliotek择：
D2 000＝PC0 001＝PC1
D1
D0 1＝置位 0＝复位
无用
111＝PC7
【例5-3】 通过8255A的PC3位向外输出一个正脉冲信号，设
端口地址为300H～303H。 解 每送一个控制字，将PC3置位或复位一次，就获得高低
(2) 工作方式控制电路，控制PA口、PB口、PC口的工作方式。 A组有方式0、1、2三种工作方式；B组有方式0、1两种工作方式。
(3) 数据总线缓冲器和读/写逻辑。数据总线缓冲器是一个三 态双向8位缓冲器，用作8255A与CPU数据总线的接口。
工作方式 控制 数据总线 缓冲
A组 A口 8位
PA0～PA7
图5-5 Centronics的工作时序
2) 方案选择
8255A 192 255 A1 A0
RD
A 9～A 2 A1 A0
RD
WR
译码器
… …
CPU
8∶256
0
CS
Centronics
字符打印机 DATA BITE
PA7～PA0
PC7
DATASTROBE
M1 DB
WR
PC2
BUSY
DB
图5-6 工作方式0连接举例
电平交替的正脉冲。
MOV LOP： MOV OUT CALL DEC OUT CALL JMP DX ，0303H AL ，0××× 011 1B DX ，AL DEL AL DX ，AL DEL LOP ； ；将 PC3 置位 ；送控制字 ；调延时子程序或用 NOP 延时 ；将 PC3 复位 ；送控制字 0××× 011 0 B ；延时
并行通信：把一个字符的各数位用几条线同时 进行传输。 5.1、 简单并行接口8212 一、主要技术性能 （1）芯片采用肖特基工艺，为24个引线端 双列直插式封装。 （2）有8位并行简单输入/输出端口。 （3）有三态输出、控制选择逻辑电路。 （4）有中断请求能力。 （5）采用单相+5V电源。
二、8212芯片结构
3．8255A的状态字 在8255A工作时，CPU可以通过读PC的内容来了解各端口 的工作状态，这时PC的内容称为状态字。工作方式0没有状态 字，工作方式1和工作方式2的状态字是不同的。
5.2.4 工作方式0及应用
1．工作方式0的特性
工作方式0又叫基本输入/输出方式，其特点如下：
(1) 适合于无条件传送和查询传送，无中断功能，不适合
DATA1～8
ACK
BUSY PE SELECT
AUTO FEEDXY
NO 0V CHASSIS GND NO GND
INIT ERROR
入 出
打印机控制器初始化 出错信号 地 不用 电源
GND NO 5V SLCTIN 入
低电平有效时数据才能进打印机
BUSY
ACK
7 5
DATA
STB
5
5
5 单位：s
PA7～PA0：A口输入输出线，双向口。 PB7～PB0：B口输入输出线，双向口。 PC7～PC0：C口输入输出线。工作于方式0时，C口为双向 数据口；工作于方式1或2时，C口为控制/状态口。
5.1.2 4个端口和端口地址 表5-1 8255A的端口地址
端口 PA PB PC CWR 口 端口性质 数据口 数据口 数据口，控制/状态口 控制口 扩展 300H 301H 302H 303H
D0～D7
RD WR A1 A0
读/写 控制逻辑
A组 C口高4 位 4位
PC4～PC7
CS RESET
B组 C口低4 位 4位 B组 B口 8位 (a)
PC0～PC3
控制 寄存器
PB0～PB7
PA3 PA2 PA1 PA0 RD CS GND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PB0 PB1 PB2
2．8255A的内部结构
8255A的内部结构和引脚如图9-3所示，内部由三部分组成：
(1) 4个8位端口，分别为PA、PB、PC和CWR。PA、PB、 PC是3个8位数据端口，其中，PA口由一个8位数据输入锁存器 和一个8位数据输出锁存/缓冲器组成；PB口由一个8位数据输入 缓冲器和一个8位数据输入/输出锁存/缓冲器组成；PC口由一个8 位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存/缓冲器组成。
说明。它就有两个端口；如果没有地址线，那么该芯片就只
有1个端口。有了端口地址，CPU才能对该I/O接口芯片实施 读/写操作。
Y0
6 ∶6 4 A 7～A 2 译码器
Y 25
…
CS
…
Y 63
I/O 接口芯片 A1 A0
A1 A0
图5-1 片选与端口地址
任何一个I/O接口芯片位于CPU与I/O设备之间，它们的引脚 必然会被分为3部分：
循时序要求。
(5) 有输入和输出两种不同格式的状态字，两种状态字可以 作为程序或中断申请使用，需要使用IN指令从PC口地址读出到 AL中。 (6) PA、PB在作输入和输出使用时的引脚分配和时序都不
(1) 与CPU的连线为地址线、数据线和控制线；
(2) 与I/O设备的连线为数据线和控制线； (3) 电源、地和时钟信号等。
A B D B
M/ IO
CS
D B
RD
WR
D B RDY
D B RDY
RD
WR
INT R CPU
INT
STB
STB
I/O接口芯片
I/O设备
图9-2 I/O接口芯片引脚
5.2.1 内部结构和引脚功能
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (b)
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC PB7 PB6 PB5 PB4 PB3
于中断传送。 (2) 输入只有缓冲功能无锁存功能，输出可以锁存。 (3) 1片8255A可以分成4个独立的数据端口使用，这4个端 口是两个8位端口PA、PB，两个4位端口PC7～4、PC3～0。使用 时不分组，组合使用可以有24＝16种不同的组合。
(4) 4个端口的每一个都能用I/O指令读/写数据，注意PC口 的高4位是一组，低4位是另一组，不能把4位中的某位作输入
5.1 简单并行接口8212 5.2 可编程并行接口8255A 5.3 计数器/定时器8253 5.4 IBM PC系统的8255和8253
教学内容 一、简单并行接口8212 二、内部结构和引脚功能 三、4个端口和端口地址 四、2个控制字和1个状态字 五、工作方式0及应用
六、工作方式1及应用
七、工作方式2及应用
图5-3 8255A的结构框图和引脚图 (a) 内部结构；(b) 引脚
3．8255A引脚的功能
CS CS：片选信号。输入低电平有效，常接地址译码器输出
或1根地址线。 A1、A0：地址信号，输入。内连8255A的片内寄存器，外接
CPU地址线，和一起决定了8255A的4个端口地址。
D7～D0：双向三态数据线。常接CPU低8位数据总线，用于 传送8位二进制数据、控制命令字和状态字。 RD：读。低电平有效，输入控制命令字，CPU执行IN指令 时起作用，将8255A的3个端口PA、PB、PC的数据或端口PC的状
而另一两位作输出。如果某位作输入(出)数据用，则4位都作输
入(出)数据用。 (5) 端口各引线之间无固定时序关系，由用户按数据传送要 求决定I/O操作过程。 (6) 工作方式0无状态字。
2．并行打印机接口用例 1) 打印机接口标准Centronics I/O接口芯片8255A外接打印机，是通过打印机接口标准实 现的。并行接口的点阵式打印机普遍遵守Centronics并行标准， 是国际公认的工业标准8位并行接口，共36芯连线，引脚编号 如表9-2所示。
CS
A1 A0
图5-4 例5-1图
解 因 CS Y8191 A ，只有当A15～A3＝8191＝1111 1111 0 1111 1B且A0＝0时 1A2A10。 才为0，故端口地址为1111 1111 1111
5.2.3 2个控制字和1个状态字 1．工作方式控制字
该字规定了PA、PB、PC的工作方式，格式为：
态信息读至CPU。
WR：写。低电平有效，输入控制命令字，CPU执行OUT指 令时起作用，将AL中的数据送到PA、PB、或PC；将AL中存放 的控制命令字从CWR口写入。
RESET：复位。高电平有效，输入信号线。它能置PA、PB、 PC为输入方式；清除控制寄存器、输出寄存器和状态寄存器； 屏蔽中断申请；使连接外设的24条信号线呈高阻悬浮状态。在 使用工作方式控制字后可结束复位状态，进入用户设置的工作 方式。
CS
A1 A0 0 0 1 1 0 1 0 1
TP86A FFF8H FFFAH FFFCH FFFEH
PC/XT 60H 61H 62H 63H
0 0 0 0
【例5-1】 电路如图5-4所示，计算端口地址。
A 15～A 3 CPU A0 A2 A1
译码器
…
1 3∶81 92
Y0
Y8191
8 25 5A &
表5-2 并行接口标准Centronics的信号线电源和编号
引脚号 1 2～9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19～30 31 32 33 34 35 36
STB
信
号
方向(对打印机) 入 入 出 出 出 出 入
信 号 功 能 主机对打印机输入数据的选通脉冲 并行数据 0～7 位的信号 向主机发出的传送数据的请求脉冲 表示打印机是否可以接收数据的信号 纸尽 Paper Out or Low 选中信号 自动输纸信号 不用 逻辑地 机架地 不用 对应 1～12 引脚的接地线
三、8212芯片的应用 1.8212作为输入或输出端口 2.带有中断请求的数据输入/输出接口 3.双向总线驱动
5.2 可编程并行接口芯片8255A
各种I/O接口芯片在使用过程中，都存在一个与CPU之 间的连接问题，端通常接地址译码器的输出，以图5-1为例
5.2.5 工作方式1及应用 1．工作方式1的特点 工作方式1又叫选通输入/输出方式，其特点如下： (1) 适合于查询传送和中断传送，不适合无条件传送。
(2) 输入和输出均有缓冲锁存功能。
(3) PA、PB为数据口，PC有两条线为数据口，另
外6条线作控制/状态口。
(4) PC作控制/状态口的6条线是CPU、8255A、I/O设备之间 的联络信号线，各联络线之间时序关系固定，数据传输严格遵
———————B 组———————
【例5-2】 8255A端口地址44H～47H，A口工作于方式0， 外接键盘；B口工作于方式1，外接显示器，C口上半部作输出
控制线用，下半部bit3作输入线用。试编制初始化程序。
解 工作方式控制字为1001 0101＝95H。初始化程序为：
MOV AL ， 95H ；将控制字送入AL内 OUT 47H ，AL ；用OUT指令从CWR口写入
D7 D7＝1 特征位
D6
D5
D4
D3 PC7～4： 0＝输出 1＝输入
D2
D1
D0 PC3～0： 0＝输出 1＝输入
PA 口方式：00＝方式 0 PA 口： 01＝方式 1 0＝输出 1×＝方式 2 1＝输入
PB 口方式： PB 口： 0＝方式 0 1＝方式 1 0＝输出 1＝输入
——————————A 组—————————
1．8255A的基本性能
8255A有如下一些基本性能：8255A是一个有3个数据 口、1个控制/状态口的8位并行输入输出接口芯片；8255A 能为80系列CPU与I/O设备之间提供兼容TTL电平的接口， 能接通键盘、打印机、步进电机、显示器、A/D和D/A转换 器等等；8255A原则上适用于一切需并行输入输出的I/O设 备；8255A设置了方式0、方式1、方式2等3种不同的工作方 式，可用于无条件传送、查询传送、中断传送，采用哪种 传送方式可用控制字设置；8255A有两个控制字供编制初始 化程序使用，使用OUT指令从控制寄存器端口写入，有一 个状态字可供查询，使用IN指令从C端口读出；对8255A的 4个端口读/写操作实质上就是对8255A所接I/O设备的操作。
2．PC口按位置位/复位控制字 该字用于将PC口某一位置“0”或置“1”，格式为:
D7 D7＝0 特征位
D6
D5
D4
D3 位Fra Baidu bibliotek择：
D2 000＝PC0 001＝PC1
D1
D0 1＝置位 0＝复位
无用
111＝PC7
【例5-3】 通过8255A的PC3位向外输出一个正脉冲信号，设
端口地址为300H～303H。 解 每送一个控制字，将PC3置位或复位一次，就获得高低
(2) 工作方式控制电路，控制PA口、PB口、PC口的工作方式。 A组有方式0、1、2三种工作方式；B组有方式0、1两种工作方式。
(3) 数据总线缓冲器和读/写逻辑。数据总线缓冲器是一个三 态双向8位缓冲器，用作8255A与CPU数据总线的接口。
工作方式 控制 数据总线 缓冲
A组 A口 8位
PA0～PA7
图5-5 Centronics的工作时序
2) 方案选择
8255A 192 255 A1 A0
RD
A 9～A 2 A1 A0
RD
WR
译码器
… …
CPU
8∶256
0
CS
Centronics
字符打印机 DATA BITE
PA7～PA0
PC7
DATASTROBE
M1 DB
WR
PC2
BUSY
DB
图5-6 工作方式0连接举例
电平交替的正脉冲。
MOV LOP： MOV OUT CALL DEC OUT CALL JMP DX ，0303H AL ，0××× 011 1B DX ，AL DEL AL DX ，AL DEL LOP ； ；将 PC3 置位 ；送控制字 ；调延时子程序或用 NOP 延时 ；将 PC3 复位 ；送控制字 0××× 011 0 B ；延时
并行通信：把一个字符的各数位用几条线同时 进行传输。 5.1、 简单并行接口8212 一、主要技术性能 （1）芯片采用肖特基工艺，为24个引线端 双列直插式封装。 （2）有8位并行简单输入/输出端口。 （3）有三态输出、控制选择逻辑电路。 （4）有中断请求能力。 （5）采用单相+5V电源。
二、8212芯片结构
3．8255A的状态字 在8255A工作时，CPU可以通过读PC的内容来了解各端口 的工作状态，这时PC的内容称为状态字。工作方式0没有状态 字，工作方式1和工作方式2的状态字是不同的。
5.2.4 工作方式0及应用
1．工作方式0的特性
工作方式0又叫基本输入/输出方式，其特点如下：
(1) 适合于无条件传送和查询传送，无中断功能，不适合
DATA1～8
ACK
BUSY PE SELECT
AUTO FEEDXY
NO 0V CHASSIS GND NO GND
INIT ERROR
入 出
打印机控制器初始化 出错信号 地 不用 电源
GND NO 5V SLCTIN 入
低电平有效时数据才能进打印机
BUSY
ACK
7 5
DATA
STB
5
5
5 单位：s
PA7～PA0：A口输入输出线，双向口。 PB7～PB0：B口输入输出线，双向口。 PC7～PC0：C口输入输出线。工作于方式0时，C口为双向 数据口；工作于方式1或2时，C口为控制/状态口。
5.1.2 4个端口和端口地址 表5-1 8255A的端口地址
端口 PA PB PC CWR 口 端口性质 数据口 数据口 数据口，控制/状态口 控制口 扩展 300H 301H 302H 303H
D0～D7
RD WR A1 A0
读/写 控制逻辑
A组 C口高4 位 4位
PC4～PC7
CS RESET
B组 C口低4 位 4位 B组 B口 8位 (a)
PC0～PC3
控制 寄存器
PB0～PB7
PA3 PA2 PA1 PA0 RD CS GND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PB0 PB1 PB2
2．8255A的内部结构
8255A的内部结构和引脚如图9-3所示，内部由三部分组成：
(1) 4个8位端口，分别为PA、PB、PC和CWR。PA、PB、 PC是3个8位数据端口，其中，PA口由一个8位数据输入锁存器 和一个8位数据输出锁存/缓冲器组成；PB口由一个8位数据输入 缓冲器和一个8位数据输入/输出锁存/缓冲器组成；PC口由一个8 位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存/缓冲器组成。
说明。它就有两个端口；如果没有地址线，那么该芯片就只
有1个端口。有了端口地址，CPU才能对该I/O接口芯片实施 读/写操作。
Y0
6 ∶6 4 A 7～A 2 译码器
Y 25
…
CS
…
Y 63
I/O 接口芯片 A1 A0
A1 A0
图5-1 片选与端口地址
任何一个I/O接口芯片位于CPU与I/O设备之间，它们的引脚 必然会被分为3部分：
循时序要求。
(5) 有输入和输出两种不同格式的状态字，两种状态字可以 作为程序或中断申请使用，需要使用IN指令从PC口地址读出到 AL中。 (6) PA、PB在作输入和输出使用时的引脚分配和时序都不
(1) 与CPU的连线为地址线、数据线和控制线；
(2) 与I/O设备的连线为数据线和控制线； (3) 电源、地和时钟信号等。
A B D B
M/ IO
CS
D B
RD
WR
D B RDY
D B RDY
RD
WR
INT R CPU
INT
STB
STB
I/O接口芯片
I/O设备
图9-2 I/O接口芯片引脚
5.2.1 内部结构和引脚功能
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (b)
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC PB7 PB6 PB5 PB4 PB3
于中断传送。 (2) 输入只有缓冲功能无锁存功能，输出可以锁存。 (3) 1片8255A可以分成4个独立的数据端口使用，这4个端 口是两个8位端口PA、PB，两个4位端口PC7～4、PC3～0。使用 时不分组，组合使用可以有24＝16种不同的组合。
(4) 4个端口的每一个都能用I/O指令读/写数据，注意PC口 的高4位是一组，低4位是另一组，不能把4位中的某位作输入
5.1 简单并行接口8212 5.2 可编程并行接口8255A 5.3 计数器/定时器8253 5.4 IBM PC系统的8255和8253
教学内容 一、简单并行接口8212 二、内部结构和引脚功能 三、4个端口和端口地址 四、2个控制字和1个状态字 五、工作方式0及应用
六、工作方式1及应用
七、工作方式2及应用
图5-3 8255A的结构框图和引脚图 (a) 内部结构；(b) 引脚
3．8255A引脚的功能
CS CS：片选信号。输入低电平有效，常接地址译码器输出
或1根地址线。 A1、A0：地址信号，输入。内连8255A的片内寄存器，外接
CPU地址线，和一起决定了8255A的4个端口地址。
D7～D0：双向三态数据线。常接CPU低8位数据总线，用于 传送8位二进制数据、控制命令字和状态字。 RD：读。低电平有效，输入控制命令字，CPU执行IN指令 时起作用，将8255A的3个端口PA、PB、PC的数据或端口PC的状
而另一两位作输出。如果某位作输入(出)数据用，则4位都作输
入(出)数据用。 (5) 端口各引线之间无固定时序关系，由用户按数据传送要 求决定I/O操作过程。 (6) 工作方式0无状态字。
2．并行打印机接口用例 1) 打印机接口标准Centronics I/O接口芯片8255A外接打印机，是通过打印机接口标准实 现的。并行接口的点阵式打印机普遍遵守Centronics并行标准， 是国际公认的工业标准8位并行接口，共36芯连线，引脚编号 如表9-2所示。
CS
A1 A0
图5-4 例5-1图
解 因 CS Y8191 A ，只有当A15～A3＝8191＝1111 1111 0 1111 1B且A0＝0时 1A2A10。 才为0，故端口地址为1111 1111 1111
5.2.3 2个控制字和1个状态字 1．工作方式控制字
该字规定了PA、PB、PC的工作方式，格式为：
态信息读至CPU。
WR：写。低电平有效，输入控制命令字，CPU执行OUT指 令时起作用，将AL中的数据送到PA、PB、或PC；将AL中存放 的控制命令字从CWR口写入。
RESET：复位。高电平有效，输入信号线。它能置PA、PB、 PC为输入方式；清除控制寄存器、输出寄存器和状态寄存器； 屏蔽中断申请；使连接外设的24条信号线呈高阻悬浮状态。在 使用工作方式控制字后可结束复位状态，进入用户设置的工作 方式。
CS
A1 A0 0 0 1 1 0 1 0 1
TP86A FFF8H FFFAH FFFCH FFFEH
PC/XT 60H 61H 62H 63H
0 0 0 0
【例5-1】 电路如图5-4所示，计算端口地址。
A 15～A 3 CPU A0 A2 A1
译码器
…
1 3∶81 92
Y0
Y8191
8 25 5A &
表5-2 并行接口标准Centronics的信号线电源和编号
引脚号 1 2～9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19～30 31 32 33 34 35 36
STB
信
号
方向(对打印机) 入 入 出 出 出 出 入
信 号 功 能 主机对打印机输入数据的选通脉冲 并行数据 0～7 位的信号 向主机发出的传送数据的请求脉冲 表示打印机是否可以接收数据的信号 纸尽 Paper Out or Low 选中信号 自动输纸信号 不用 逻辑地 机架地 不用 对应 1～12 引脚的接地线