8051单片机9扩展IO口设计

9.2 8255A概述
9.2 8255A概述
A口的方式1输入工作过程：
a．当输入设备输入一个数据并送到PA7~PA0上时，输入设备 自动在选通输入线/STBA上发送一个低电平选通信号。
b．8255A收到/STBA上负脉冲后自动做两件事：一是把 PA7~PA0上输人数据存入A口的输入数据缓冲/锁存器；二 是使输入缓冲器输出线IBFA变为高电平，以通知输入设备 8255A的A口已收到它送来的输入数据。
第九章 扩展I/O接 口设计
9.1 I/O接口的基本模型
数据总线
微 处 地址总线
理 控制总线 器
I/O接口 数据端口 数据端口 数据端口
数据
外 状态 围
控制 设 备
I/O端口的交换信息：
1. 数据信息：数字量、模拟量、开关量、脉冲量
2. 状态信息：反应外设当前所处的工作状态，Ready=1？ Busy=0？
位并行端口（C的上半部分和下半部分）。 (3) 方式0是单向I/O，一次初始化只能指定端口作
输入或者输出 (4)数据输出锁存，输入不锁存
9.2 8255A概述
例：假设8255A的控制字寄存器地址为FF7FH，则 编写一个初始化程序，使得A口和C口的高4位工 作在方式0输出， B口和C口的低4位工作于方式0 输入：
9.2 8255A概述
B口的方式1输出工作过程：
a. 8031可以通过MOVX ＠Ri，A 指令把输出数据送到B口 的输出数据锁存器，8255A收到后便令输出缓冲器满引脚 线到/达OBB口FB的(PPCB1)7变~P为B0低上电。平，以通知输出设备输出数据已
b．P以B输通7出~知P设B820备5上5收A取到输走/出O输设B出F备B数上已据低收；电到二平输是后出使做数/A两据C件。K事B变：为一低是电从平，
位定义 D7
D6 D5 D4
D3
D2
D1
来自百度文库
D0
置方式标志: A组方式选择 A口出入 端口C上 B组方式 B口出入 端口C下
功能
1: 工作方式 00：方式0 2: PC口控制 01：方式1
1x：方式2
设置位: 半部设置 选择: 设置位: 半部设置 0：输出 0：输出 0：方式0 0：输出 0：输出 1：输入 1：输入 1：方式1 1：输入 1：输入
c．/皆A8C在25K高5BA和电从中平回断，答允I输N许T入R触线B发变/A器为CQK高IBN电收I平E到B而低状向电态C平进P后U行请就检求对测中/O，断B若F。它B、们
d．CPU响应/INT0上中断请求后便可通过中断服务程序把 下一个输出数据送到B口的输出数据锁存器，并重复上述 过程，完成下一个数据的输出。
(1) 方式1输入 /STB：选通输入，是由输入外设送来的输入信号。 IBF：输入缓冲器满，高电平有效。表示数据已送入
8255A的输入锁存器，它由/STB信号的下降沿置 位，由/RD信号的上升沿使其复位。 INTR：中断请求信号，高电平有效。由8255A输出， 向单片机发中断请求。
INTE A：A口中断允许，由PC4控制， INTE B：B口中断允许，由PC2控制。
3. 控制信息：控制外设的启动和停止，以及给出命令字， 设置接口的工作方式
9.1 I/O接口的基本模型
I/O接口的功能： 速度协调、信号格式配合、时序配合、电平配合、数 据缓冲、地址译码、校验和检查
I/O编址方式： 统一编址： I/O地址与存储器地址统一进行编址。因此，
某个存储单元既可指存储器单元，也可指I/O地址。 对片外I/O口的输入/输出指令就是访问片外RAM的 指令，即：MOVX 独立编址：端口地址与存储器地址分开编址。对I/O端 口独立编址，需要专门的I/O指令和接口信号访问I/O 端口
例如：控制字07H写入控制口，置“1” PC3； 08H写入控制口，清“0” PC4。
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9.2.4 8255A的工作方式
PA口有三种方式，PB口和PC口只有两种方式 1. 方式0的特点 (1) 基本输入/输出方式，不需要联络信号 (2) 具有两个彼此独立的8位端口（A、B）和两个4
9.2 8255A概述
典型的并行接口组成部分：
1) 数据端口(接外设)：包括相应的输入缓冲寄存器 和输出缓冲寄存器
2) 地址、数据、控制总线：与微处理器通信 3) 控制寄存器：选择数据端口，选择端口传送方向，
选择与CPU交换信息的方法(查询或中断) 4) 一个状态寄存器 5) 中断电路
9.2 8255A概述
8255的三个端口具体工作在什么方式下，是通过 CPU对控制口的写入控制字来决定的。8255有两个 控制字：方式选择控制字和C口置/复位控制字。用 户通过程序把这两个控制字送到8255的控制寄存器 （A0A1=11），这两个控制字以D7来作为标志。
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(1) 控制字为设置工作方式
端口A、B通常作为数据端口，C口作为控制和状态 联络线，在模式控制下，C口又可分为两个4位的端口， 与A口和B口配合使用
9.2 8255A概述
2. A组和B组控制电路
A组：端口A和端口C的上半部 (PC4~PC7) B组：端口B和端口C的下半部 (PC0~PC3)
在825A中，除了端口A, B, C，还有一个控制寄存器，控制A 组与B组的工作方式。
A1 A0 RD WR CS
功能
000 1
10 00
端口A数据总线 数据总线端口A
010 1
10 00
端口B数据总线 数据总线端口B
100 1
10 00
端口C数据总线 数据总线端口C
1 1 1 0 0 数据总线控制字寄存器
9.2 8255A概述
9.2.3 8255A的控制字
8255A有三种工作方式： (1) 方式0：基本输入输出； (2) 方式1：选通输入输出； (3) 方式2：双向传送（仅A口有）。
MOV DPTR，#0FF7FH ；控制字寄存器地址 送DPTR
MOV A，#83H
；方式控制字83H送A
MOVX @DPTR，A
；83H送控制字寄存器
9.2 8255A概述
2. 方式1 (选通输入/输出工作方式): A口和B口通常 用于I/O数据传送，C口用作A口和B口的联络线， 以中断方式传送数据。
9.2 8255A概述
3. 方式2 : PA7～PA0为双向I/O总线
(1) 一次初始化可指定PA口既作输入口又作输出口 (2) 当输入时，PA7～PA0受/STBA和IBFA控制，其工作
过程和方式1输入时相同； 当输出时，PA7～PA0 受/OBFA、/ACKA控制，其工作过程和方式1输出时 相同。
3. 控制引脚
1) CS：片选信号 2) RD：读信号，控制8255A送出数据至微处理器 3) WR：写信号，控制把微处理器输出的数据/命令写到8255A 4) RESET：复位信号, 清除控制寄存器, 置所有端口为输入方式
9.2 8255A概述
4. 端口寻址
因为825A中有4个端口寄存器 (A、B、C乙机控制字 寄存器)，因此用A0，A1加以选择
9.1 I/O接口的基本模型
I/O接口的数据传送方式：
1) 程序查询方式：主机与设备串行工作。数据交换完 全由微处理器的程序控制
2) 程序中断方式：外围设备主动通知CPU，准备送出 输入数据或者接受输出数据
3) 直接内存访问方式(DMA)：数据交换不经CPU，直 接在内存和外围设备间进行
4) 通道方式：通道是一个具有特殊功能的微处理器， 由通道实现对外围设备的统一管理和外设与内存之 间的数据交换。
分（PC3～PC0）输入。
9.2 8255A概述
(2) 控制字为C口按位设置
可对C口8位中的任一位置“1”或清“0”。用于位控。
位定义 D7 方式选择位
功能 置为0
D6 D5 无关位
D4 D3 D2 D1 位选择: 000：选择第0位 001：选择第1位
…… 111：选择第7位
D0 1：置位 0：复位
9.2.2 8255A的内部结构和引脚功能
9.2 8255A概述
1. 数据端口
8255A与51单片机相连，可为外设提供三个8位的I/O端口: (1) A口(PA0~PA7)：8位数据输出锁存/缓冲器，8位数据输
入锁存器 (2)B口(PB0~PB7)：8位数据输入输出锁存/缓冲器，8位数
据输入缓冲器 (3)C口(PC0~PC7)：8位输出锁存/缓冲器，8位输入缓冲器
c．8255A同时检测到/STBA变为高电平、IBFA为高电平时使 INTRA变为高电平，向CPU发出中断请求。
d．CPU响应中断后，可以通过中断服务程序从A口的“输入 数据缓冲/锁存器”读取输入设备送来的输入数据。当输入 数据被CPU读走后，8255A撤消INTRA上中断请求，并使 IBFA变为低电平，以通知输入设备可以送下一个输入数据。
(3) PA口工作于方式2时，PC口有5条线固定为PA口与 外设之间的联络信号线。余下的3根线可以作为PB 口方式1下的联络线，也可与PB口一起成为方式0的 I/O线
(4) 数据在输入/输出时都被锁存
9.2 8255A概述
(2) 方式1输出
/OBF：输出缓冲器满信号，8255A给外设的联络信号， 外设可以将数据取走。它由/WR信号的上升沿清 “0”，由/ACK信号的下降沿置“1”。
/ACK：外设的响应信号，外设已将数据取走。 INTR：中断请求信号。表示该数据已被外设取走， 请求单片机继续输出下一个数据。由/WR的下降沿复位。 INTE A：中断允许，由PC6控制。 INTE B：中断允许，由PC2控制。
组别
A组控制
B组控制
9.2 8255A概述
C口上半部分（PC7～PC4）随A口称为A组， C口下半部分（PC3～PC0）随B口称为B组。 其中A口可工作于方式0、1、和2，而B口只能工作
在方式0和1。 例如：写入工作方式控制字95H(1001,0101B) 可将8255A编程为：A口方式0输入，B口方式1输出, C口的上半部分（PC7～ PC4）输出，C口的下半部