8255A并行接口应用

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1、课程设计阐明书 NO.1255并行接口应用1.课程设计的目的为了巩固微型计算机技术课程学到的有关知识,通过对本课程所学知识的综合运用,使学生融会贯穿课程中所学的理论知识,加深对计算机系统各个部分的工作原理及互相联系的结识,加深对接口的理解,清晰地建立计算机系统的概念，培养学生进行微机应用系统硬件和软件开发的实践工作能力。设计方案论证2.1并行接口芯片具有的功能：(1)具有两个以上的输入/输出数据端口(锁存/缓冲);（2）每个数据端口有与CPU用应答方式互换信息所必须的控制和状态信息；也有与外设互换信息所必须的控制和状态信息;(3）一般每个数据端口还具有能用中断方式与CP互换信息所必须的电路;（

2、4)具有进行片选和读写控制的电路；（5）可编程(由程序来选择数据端口，数据传送方向,互换信息的方式等）。本课程设计为键盘接口，键盘的扫描过程因此采用255芯片。设计所需设备：8255A芯片、键盘2. 855芯片简介2 8255内部构造(一)数据端口825A内部涉及3个8位IO端口A口、B口和C口，通过外部2根/线与外设互换数据或进行通信联系。其中C口可分为两个位口使用。端口A和端口B可用作8位 数据IO口,端口C既可作为位I/O口，又可作为两个4位I/O口,还常用来配合口和B口工作,作为控制信号输出、或作为状态信号输入。（二） 控制逻辑这是两组根据PU的编程命令控制5A工作的电路,它们内部有控

3、制寄存器，用来 沈 阳 大 学课程设计阐明书 N接受CP送来的命令字,以决定组、B组的工作方式,或对口的每一种位执行置位复位操作。端口和端口C的上半部分(PC7PC4）由A组控制逻辑管理,端口B和端口C的下半部分（C3C）由B组控制逻辑管理。(三)数据总线缓冲器数据总线缓冲器是双向三态的8位缓冲器， 用作825A和系统数据总线的接口。()接受CP送来的数据或控制字;(2)外设传送给CU的数据或状态信息；(四) 读写控制逻辑控制总线的开放与关闭;控制信息传送的途径和方向。A1 A0=00,选中端口A,1 A0=1,选中端口B,A1 00,选中端口C,A1 A0=1,选中控制字寄存器端口。(五)

4、端口寻址8255端口选择和控制信号如表1所示:表125A端口选择和控制信号A1、A0端口功能001A口读A口00010A口写口0011B口读口00110口写B口010C口读C口/读状态0101口写口0110控制口写控制字1XX总线高阻(六)端口选择信号 沈 阳大 学课程设计阐明书 NO.3系统数据总线的低8位，这样CU规定芯片内部的各个端口都使用偶地址。(七）8255的控制字方式选择控制字855A有3种基本的工作方式，在对255进行初始化编程时，应向控制寄存器写入方式选择控制字，以规定各端口的工作方式。方式选择控制字格式如图所示：图1 25的控制方式字置位/复位控制字端口C常用作控制或应答信号

5、,通过对825A的控制口写入置位复位控制字,可使C口的任一种引脚的输出单独置1或置0。复位控制字格式如图所示:沈阳 大学课程设计阐明书 NO.4图 825A的复位控制字2.22825A的工作方式（一)方式0-基本输入输出方式合用于不需要应答信号的简朴IO场合。 A口和B口可作为8位端口，C口的高4位和低位可作为两个4位的端口,且每个端口均可作为输入口或输出口用。数据输出有锁存,输入不能锁存。(二)方式1-选通输入 输出方式端口A或B用作数据口,均可以工作于输入或输出方式。这两个8位数据口的输入、输出数据都能锁存,但必须在联系信号的控制下完毕IO操作,端口的部分引脚用来产生或接受这些联系信号。选

6、通输入方式此时5和PC02分别用作A口和B口的状态和控制线, PC6和PC7用作I/线。方式选通输入方式如图3所示：图3 方式1选通输入方式 沈 阳 大 学课程设计阐明书 N.5各控制联系信号的意义：:选通输入信号,低电平有效。A组控制方式字应C4;B组方式相应P;B:输入缓冲器满信号，高电平有效。A组控制方式字相应PC5；B组方式控制字中相应PC1；I:中断祈求信号，高电平有效。A组方式控制字中相应3;组方式控制字中相应PC0;INTE:中断容许信号,高电平有效。该信号为高时，容许中断祈求,为低时则屏蔽中断祈求。选通输出方式PC3、P6和P7作A口的应答信号，P0、PC1和PC作口的应答信号

7、。余下的P4和C5可作输入或输出线。方式1输出方式如图4所示：图4 方式1选通输出方式各应答信号的意义:OB-输出缓冲器满信号,输出，低电平有效。表达CU已输出数据到指定端口。CK-外设的回答信号，低电平有效,由外设送给255A。表达CPU送到指定端口的数据已被外设接受。INTE中断容许信号。 INTEA、NTEB是由顾客对PC、PC2按位置位实现的。 沈阳 大 学课程设计阐明书 O.6INTR-中断祈求信号,高电平有效。当 K=1、 =且INT时，INTR=1。（三)方式2-双向总线方式 （仅合用于A口)P7PA作为双向数据总线，P3 7用作A口的联系控制信号。C2C0可用作B口的应答信号线

8、,或作I/O线。各信号意义:INR-中断祈求信号, 1有效.BFA-输出缓冲器满, 0有效. ACKA外设响应信号， 有效IA输入缓冲器满信号， 1有效.STBA-选通输入信号, 0有效.方式双总线方式如图5所示：图5方式2双向总线方式（四)口状态字:255A工作在方式0时，口各位作输入输出用。当工作在方式1和方式2时，C口产生与外设的联系信号。此时。读取C口的内容可检查或测试外设的状态。 沈 阳大学课程设计阐明书 NO.7C口的状态字如下:（1） 方式1状态字如图6所示:图6 口状态字方式（2）方式状态字如图所示:图7 C口状态方式22.2. 引脚功能(）与U相连的引脚REET:复位输入线，

9、当该输入端处在高电平时,所有内部寄存器（涉及控制寄存器）均被清除,所有/口均被置成输入方式。 :芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即 =0时,表达芯片被选中，容许8255与P进行通讯;=1时,8255无法与CU做数据传播。 ：读信号线，当这个输入引脚为低跳变沿时,即产生一种低脉冲且=0时,容许85通过数据总线向CPU发送数据或状态信息,即CPU从825读取信息或数据。 :写入信号,当这个输入引脚为低跳变沿时,即产生一种低脉冲且=0时,容许CU将数据或控制字写入8255。 沈 阳 大 学课程设计阐明书 NO.8A1、A0：端口译码信号，由CPU地址总线或译码电路产生。用来选择255A内部

10、的三个数据端口和一种控制端口的地址。当1A0=0时,选中A端口。当AA=10时，选中C端口。当A1A0=11时,选中控制端口。其中对控制口只能进行写操作。0D7:三态双向数据总线，85与CU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时,通过它实现8位数据的读写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。（2）和外设端相连的引脚A0PA:端口A输入输出线,一种8位的数据输出锁存器缓冲器， 一种8位的数据输入锁存器。传播方向及功能由工作方式设定； B0PB7:端口输入输出线，一种8位的I/O锁存器， 一种8位的输入输出缓冲器。传播方向及功能由工作方式设定； PC0PC7:端口C输入输出线，一种位的数

11、据输出锁存器/缓冲器, 一种8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而提成2个4位的端口， 每个位的端口涉及一种位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用,可作为控制信号输出或状态信号输入端口。不能工作于方式一或二。方式0的输入时序图如图8所示：图8 方式0选通输入时序图 沈 阳 大 学课程设计阐明书 NO.9方式的输出时序图如图9所示:图 方式0的选通输入时序图855A芯片内部构造如图10所示：图108255A芯片内部构造 沈 阳 大 学课程设计阐明书 O.0255A内部引脚如图1所示:图11 5A内部引脚8255A三端口排列示意图如图12所示:图12255A三端口排列示意图 沈 阳

12、大 学课程设计阐明书 O1键盘简介键盘是微型计算机系统中最常用的一种输入设备。键盘有两种类型：编码键盘和非编码键盘。编码键盘能自动提供相应于被按键的编码,如AS码，并能同步产生一种脉冲告知CPU。编码键盘还具有解决抖动和多键串键的保护电路。这种键盘的长处是使用以便,但有较多的硬件，价格昂贵。非编码键盘有一组开关构成，提供行和列的键盘矩阵，其工作过程：按键的辨认；按键代码的产生;避免串键和消除抖动等均由程序来实现。故这种键盘需要的硬件少,价格便宜，宜用微机化仪表的面板的键盘。23.1矩阵式键盘接口的特点：（1） 键盘由触点开关构成的矩阵形式。在行与列的交叉点位置安装按键。当按键闭合,相应的行和列

13、连接。如下图13所示：图13 键盘的矩阵行列连接 沈 阳 大 学课程设计阐明书 NO12(2）按键具有弹性，在闭合和断开的过程中有抖动。需要采用消抖措施。键抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为s1左右,然后达到稳定状态。在键盘接口，为了保证C对键的闭合伙一次且仅作一次解决，必须清除抖动，使P在键的稳定闭合或断开状态时读取键值。在键盘接口中，使用更普遍的是采用软件延时的措施来完毕消抖。其基本思想是：在检测到按键按下或释放时,记录按键的状态,延时02m，再次检测按键的状态，若与前一次的状态相似，阐明按键的状态已稳定，可进行解决;否则,表达键的状态不稳定，也许是误动作,不应被解决。如下图14所

14、示：图14 消除抖动.32单个按键动作的确认由于C的程序执行比按键的机械动作快得多，使得一次按键动作期间,PU检测到有按键并执行了相应的键解决程序后来，按下的键也许还没有被释放，因此,在 沈 阳 大学课程设计阐明书 NO.13CU再一次测试键盘状态时,该键又被觉得是按下状态，从而浮现按一次键而CU进行二次或多次键解决的状况。这是一种明显的误操作。解决措施有多种,最简便的解决措施是CPU在测试到有键接下时，始终等到键释放才作相应的键解决.2.33键盘的扫描过程：两种键盘扫描法;（1）正向扫描法:A口输出00,B口读入键盘列线值。如果无键按下，则B口读入低4位值为H,否则,就有键按下。如果有键按下

15、,A口输出FEH，如果B口读入有0,则第一行有键按下;如果没有,A口输出FD,再查下去。(2)反转扫描法：A口输出,B口输入。A口输出00,B口读入键盘列线值。如果无键按下，则B口读入低4位值为H,否则就有键按下。如果有键按下,将8255A的A口设立为输入,B口为输出。把B口读入的列值从B口输出,同步从A口读入行值。用读入的行、列值查表,可以拟定是哪一种键被按下。.设计的过程与分析. 硬件设计用8255A芯片端口做行线端口,端口B做列线端口,进行扫描键盘。硬件设计原理图如图15所示： 沈 阳 大 学课程设计阐明书 NO.14图15 硬件设计原理图3.2程序设计的流程图如图16所示：图6 程序设

16、计流程图沈 阳 大 学课程设计阐明书 NO.1533 软件设计:反转扫描法程序如下：KEYSCOCNEAR BEGIN:MVDX，XXH；置825A控制口地址MOVAL，；A方式0输出,方式0输入UTD,A ；输出8255A方式控制字LOP1:MOVD,X；A口地址送DXMVAL,00HOUTDX,L ；A口输出0H扫描键盘MOVD，XXH；口地址送中IN,DX ;读入键盘列值ANDL,0FH;保存低4位CMPAL,0FHLOOP ；无键按下,重新扫描CAL LA ；有键按下,延时去抖动NAL，DX ;再次读B口,检查有无键按下 NDAL,0FH ;保存低4位 CPAL，FH JELOO1 ；

17、无键按下，重新扫描 MOVKEY,AL ；有键按下，列值保存在KEY单元 MOVD,XXH ；置855A控制口地址 MOA,90H ；B口方式0输出，A口方式输入 OTD,AL ;输出855A方式控制字 MOVDX，X ；B口地址送中 MA,KEY ；从Y单元取出列值 UX，L ;向B口输出列值,反向扫描 MOX,208H ;A口地址送DX INAL，DX ;从A口读入行值 ANDAL，FH ;保存低5位CMAL,1FH JEBEGN ；无键按下，重新扫描 CLKEYU ;查表获得按键编码 MOD,XXH ；B口地址送X中 MOAL,0 OUTX,L ;向口输出列值,反向扫描 MOVDX，XX

18、H ；A口地址送DXW2：INAL，DX ；从A口读入行值 AAL,1FH ；保存低位 CPAL，1FH 沈 阳 大 学课程设计阐明书 NO.6JN2 ；未释放，等待 RETKEYSCAEND电路中单个键的解决，可以使用如下程序: INAL，0H ；读取键状态 ANL，01H NZ EXIT ；无键按下，退出键解决程序 NDA，0H NZXIT ；无键按下，退出键解决程序 可采用如下程序段来实现单个按键动作的确认： I AL,20H ;读取键状态 ANDAL,HNZEX ；没有键按下，退出键解决程序 CLeay ；延时10毫秒DA，1H ;等待键释放Z L1CLL elay ；键释放时消抖 I

19、N,20H ANDAL，0H JZ L4设计体会通过本次课程设计，我觉得我自己收获了诸多，并且也充足并理解了8255芯片的工作原理、操作及使用。让我懂得了8255芯片并行接口可以应用到生活的诸多方面。例如应用在IBM P/T微机上、应用于打印机接口电路上、用于连接简易键盘、用于驱动LED数码管等。本次课程设计，让我可以学以致用,把课堂上教师讲的知识与实际操作相结合.课程设计最大的好处就是不仅让我们把书上的理论知识纯熟地掌握,并且还能让我们自己独立的设计程序，把问题变得更加立体化,更具有实际意义。在本次课程设计的过程中我尝试过诸多次失败,但我懂得失败是成功之母，通过不懈的努力,终于圆满的完毕了课

20、程设计。在这次课程设计过程中我深深地体会到做一件事情要细心、耐心、用心,并且还要有恒心。感谢教师给我们这个独立锻炼的机会。 沈阳 大 学课程设计阐明书 NO.7参照文献1张明,吴琼,武刚.微型机原理及接口技术.沈阳：东北大学出版社, .3：240-254。李鹏,王忠利.微机原理及应用（第三版）M.北京:北京理工大学出版社, .:1183。3 齐志儒.汇编语言程序设计M.辽宁：东北大学出版社， 9952:73-00。4 刘乐善.微型计算机接口技术及应用M武汉:华中科技大学出版社, .5:03-120。 沈 阳 大学参照文献要列出篇以上,格式如下：1 谢宋和，甘勇.微机原理与接口技术M.北京: 北

21、京大学出版社，1999.:23-21单片机模糊控制系统设计与应用实例.北京:电子工业出版社,999.5：225（参照书或专著格式为:著者.书名M版本(第1版不注）出版地:出版者,出版年月：引文所在页码）2潘新民,王燕芳微型计算机控制技术M,第2版.北京:电子工业出版社, .4：305-350(1本书只能作为篇参照文献,不能将1本书列为多种参照文献）3范立南，谢子殿.单片机原理及应用教程M.北京:北京大学出版社， .1：123-134 Newan W M， brull R F Priniplesof Ineractive Computr GraM. e York: Mcra Hil, 19.10

22、：10-25(参照期刊杂志格式为:作者.论文题目.期刊名,出版年,卷号(期号）:页码)（期刊名前不写出版地）6Masri A R Neurpaty of diabtnerogeni bldder. An Iternd, 180, 92(2)：3163187范立南,韩晓微,王忠石等.基于多构造元的噪声污染灰度图像边沿检测研究J武汉大学学报(工学版)，49(3):4-498 inex.asp(一般状况下不要用网址作为参照文献,如果用，最多1个)注:M表达参照的是书籍;J表达参照的是学术期刊的论文；如果参照会议论文集中的论文用。规定:所有打印在4纸(二本）,各级标题四号宋体加粗,正文文字小四号宋体,程序五号time newoman，字数300字以上,15页以上。严禁抄袭,如有雷同者，均按不及格论处图及表格要有图注（在图的下方,居中，黑体号字)及表注（在表的上方，居中,黑体5号字）注：本页不用打印