Mikroprocesor 8255: architektura, działanie i zastosowania

W rzeczywistości połączenie urządzeń I/O z magistralą danych procesora nie jest możliwe bezpośrednio. Więc w jego miejsce musi być jakieś urządzenie, do którego muszą być porty I/O do podłączenia urządzeń I/O, takich jak 8255 mikroprocesor . Ten procesor pochodzi z rodziny MCS-85 zaprojektowanej przez firmę Intel i może być używany z procesorami 8086 i mikroprocesor 8085 . 8255 to programowalne urządzenie interfejsu peryferyjnego, które służy do osiągnięcia podstawowej metody komunikacji między mikroprocesorem a maszynami. Jest to urządzenie peryferyjne używane w maszynie zaprogramowane do działania jako interfejs. Ten 8255 PPI jest interfejsem między mikroprocesorami a urządzeniami we/wy. W tym artykule omówiono przegląd an Mikroprocesor 8255 – praca z aplikacjami.

Co to jest mikroprocesor 8255?

Mikroprocesor 8255 to bardzo popularnie używany programowalny układ interfejsu peryferyjnego lub układ PPI. Funkcją mikroprocesora 8255 jest przesyłanie danych w różnych warunkach, od prostych we/wy do przerwań we/wy. Ten mikroprocesor jest również przeznaczony do łączenia procesora ze światem zewnętrznym, takim jak ADC , klawiatura, przetwornik cyfrowo-analogowy itp. Ten mikroprocesor jest ekonomiczny, funkcjonalny i elastyczny, chociaż jest nieco skomplikowany, więc można go używać z dowolnym mikroprocesorem. Ten mikroprocesor służy do podłączania urządzeń peryferyjnych, a także do łączenia. Tak więc to urządzenie peryferyjne jest również nazywane urządzeniem we/wy, ponieważ porty we/wy tego mikroprocesora służą do podłączania urządzeń we/wy. Ten procesor zawiera trzy 8-bitowe dwukierunkowe porty we/wy, które można skonfigurować w zależności od potrzeb.

Cechy

The Cechy mikroprocesora 8255 zawierać następujące.

• Mikroprocesor 8255 jest urządzeniem PPI (programowalny interfejs peryferyjny).
• Zawiera trzy porty I/O, które są zaprogramowane w różnych trybach.
• Ten mikroprocesor po prostu zapewnia kilka możliwości podłączenia różnych urządzeń. Dlatego jest często używany w różnych aplikacjach.
• Działa w trzech trybach, takich jak tryb 0 (proste we/wy), tryb 1 (we/wy stroboskopowe) i tryb 2 (dwukierunkowe we/wy stroboskopowe).
• Jest całkowicie kompatybilny z rodzinami mikroprocesorów firmy Intel.
• Jest kompatybilny z TTL.
• Dla portu-C tego mikroprocesora dostępna jest bezpośrednia pojemność bitów SET/RESET.
• Zawiera 24 programowalne piny wejścia/wyjścia, które są umieszczone jako porty od 2 do 8 bitów i porty od 2 do 4 bitów.
• Zawiera trzy porty 8-bitowe; Port-A, Port-B i Port-C.
• Trzy porty I/O zawierają rejestr kontrolny, który definiuje funkcję każdego portu I/O oraz tryb, w jakim muszą działać.

Konfiguracja pinów mikroprocesora 8255

Schemat pinów mikroprocesora 8255 pokazano poniżej. Ten mikroprocesor zawiera 40 pinów, takich jak PA7-PA0, PC7-PC0, PC3-PC0, PB0-PB7, RD, WR, CS, A1 i A0,D0-D7 i RESET. Te piny są omówione poniżej.

PA7 do PA0 (kołki PortA)

PA7 do PA0 to piny linii danych Portu A (od 1 do 4 i od 37 do 40), które są równo rozmieszczone po obu stronach górnej części mikroprocesora. Te osiem styków portu A działa jako buforowane linie wejściowe lub zatrzaskowe wyjście w oparciu o załadowane słowo sterujące do rejestru słów sterujących.

PB0 do PB7 (styki portu B)

PB0 do PB7 od 18 do 25 to piny linii danych, które przenoszą dane portu B.

PC0 do PC7 (styki portu C)

Piny PC0 do PC7 to piny portu C, które obejmują piny 10 do pin17, które przenoszą bity danych portu A. Stamtąd styki 10 – styk 13 są znane jako górne styki portu C, a styki 14 do styku 17 są znane jako dolne styki. Kołki z tych dwóch sekcji mogą być używane indywidualnie do przesyłania 4 bitów danych przy użyciu dwóch oddzielnych części portu C.

D0 do D7 (styki magistrali danych)

Te styki od D0 do D7 to linie we/wy danych, które obejmują złącza od 27 do 34 styków. Piny te służą do przenoszenia 8-bitowego kodu binarnego i są wykorzystywane do trenowania całej pracy układu scalonego. Kołki te są wspólnie określane jako rejestr kontrolny/słowo kontrolne, które przenosi dane słowa kontrolnego.

A0 i A1

Kołki A0 i A1 na pinach 8 i pin9 po prostu decydują o tym, który port będzie preferowany do przesyłania danych.

Jeśli A0 = 0 i A1 = 0, wybrany jest Port-A.
Jeśli A0 = 0 i A1 = 1, wybrany jest Port-B.
Jeśli A0 = 1 i A1 = 0, wybrany jest Port-C.
Jeśli A0 = 1 i A1 = 1, wybrany jest rejestr kontrolny.

CS’

Pin6, podobnie jak CS, jest pinem wejściowym wyboru chipa, który jest odpowiedzialny za wybór chipa. Niski sygnał na pinie CS po prostu umożliwia komunikację między 8255 a procesorem, co oznacza, że ​​na tym pinie operacja przesyłania danych jest dozwolona przez aktywny niski sygnał.

R & D'

Pin5, taki jak RD', jest pinem wejściowym odczytu, który ustawia chip w trybie odczytu. Niski sygnał na pinie tego RD dostarcza dane do CPU przez bufor danych.

WR’

Pin36, podobnie jak pin WR, jest pinem wejściowym zapisu, który ustawia układ w trybie zapisu. Tak więc niski sygnał na pinie WR’ po prostu pozwala CPU wykonać operację zapisu powyżej portów, w przeciwnym razie rejestr kontrolny mikroprocesora przez bufor magistrali danych.

RESETOWANIE

Pin35, podobnie jak pin RESET, resetuje wszystkie dane dostępne we wszystkich klawiszach do ich wartości domyślnych, gdy jest w trybie ustawień. Jest to aktywny wysoki sygnał, w którym wysoki sygnał na pinie RESET czyści rejestry kontrolne, a porty są umieszczane w trybie wejściowym.

GND

Pin7 to pin GND układu scalonego.

VCC

Pin26, podobnie jak VCC, jest pinem wejściowym 5 V układu scalonego.

Architektura mikroprocesora 8255

Poniżej przedstawiono architekturę mikroprocesora 8255.

8255 Architektura

Bufor magistrali danych:

Bufor magistrali danych jest używany głównie do łączenia wewnętrznej magistrali mikroprocesora z magistralą systemową, tak aby można było ustanowić odpowiednie połączenie między tymi dwiema magistralami. Ten bufor po prostu pozwala na wykonanie operacji odczytu lub zapisu z lub do procesora. Bufor ten umożliwia przesyłanie danych z rejestru kontrolnego lub portów do CPU w przypadku operacji zapisu oraz z CPU do rejestru stanu lub portów w przypadku operacji odczytu.

Logika sterowania odczytem/zapisem:

Logiczna jednostka sterująca odczytem lub zapisem steruje wewnętrznymi operacjami systemu. To urządzenie posiada możliwość zarządzania zarówno transferem danych i statusem, jak i słowami kontrolnymi wewnętrznie i zewnętrznie. Gdy potrzebne są dane do pobrania, wówczas pozwala na adres podany przez 8255 przez magistralę i natychmiast generuje polecenie do dwóch grup kontrolnych dla określonej operacji.

Kontrola grupy A i grupy B:

Obie te grupy są zarządzane przez CPU i działają w oparciu o polecenie generowane przez CPU. Ten CPU przesyła słowa kontrolne do tych dwóch grup, a one kolejno przesyłają odpowiednie polecenie do swojego konkretnego portu. Grupa A steruje portem A bitami portu C wyższego rzędu, podczas gdy grupa B steruje portem B bitami portu C niższego rzędu.

Port A i Port B

Port A i Port B zawierają 8-bitowe zatrzaskowe wejście i 8-bitowe buforowane lub zatrzaskowe wyjście. Główna funkcja tych portów jest również niezależna od trybu pracy. Port A można zaprogramować w 3 trybach, takich jak tryby 0, 1 i 2, natomiast port B można zaprogramować w trybach 0 i trybie 1.

Port C

Port C zawiera 8-bitowy bufor wejściowy danych i 8-bitowy dwukierunkowy zatrzask lub bufor danych o/p. Ten port jest podzielony głównie na dwie sekcje – port C górny PCU i port C dolny PC. Tak więc te dwie sekcje są głównie programowane i używane oddzielnie jako 4-bitowy port I/O. Ten port jest używany do sygnałów uzgadniania, prostych wejść/wyjść i sygnałów stanu. Ten port jest używany w połączeniu z portem A i portem B zarówno dla sygnałów statusu, jak i uzgadniania. Ten port zapewnia tylko bezpośrednie, ale ustawia lub resetuje pojemność.

Tryby pracy mikroprocesora 8255

Mikroprocesor 8255 ma dwa tryby pracy, takie jak tryb ustawiania i resetowania bitów oraz tryb wejścia/wyjścia, które omówiono poniżej.

Tryb ustawiania bitów-resetowania

Tryb ustawiania-resetowania bitów jest używany głównie do ustawiania/resetowania tylko bitów portu C. W tym trybie pracy wpływa tylko na czas jeden bit portu C. Gdy użytkownik ustawi bit, pozostaje on ustawiony, dopóki użytkownik go nie wyłączy. Użytkownik wymaga załadowania wzorca bitowego w rejestrze kontrolnym, aby zmodyfikować bit. Gdy port C jest używany do operacji stanu/sterowania, to wysyłając instrukcję OUT, można ustawić/zresetować każdy indywidualny bit portu C.

Tryb we/wy

Tryb I/O ma trzy różne tryby, takie jak tryb 0, tryb 1 i tryb 2, gdzie każdy tryb jest omówiony poniżej.

Tryb 0:

Jest to tryb I/O 8255, który po prostu pozwala na zaprogramowanie każdego portu, takiego jak port i/p lub o/p. Tak więc funkcja I/O tego trybu obejmuje po prostu:

• Porty i/p są buforowane za każdym razem, gdy o/ps zostanie zablokowane.
• Nie obsługuje funkcji przerywania/uzgadniania.

Tryb 1:

Tryb 1 8255 to I/O z uzgadnianiem, więc w tym trybie oba porty, takie jak Port A i Port B, są używane jako porty I/O, podczas gdy port C jest używany do uzgadniania. Tak więc ten tryb obsługuje uzgadnianie przez zaprogramowane porty jako tryb i/p lub o/p. Sygnały uzgadniania są używane głównie do synchronizacji przesyłania danych między dwoma urządzeniami, które działają z różnymi prędkościami. Wejścia i wyjścia w tym trybie są zatrzaskiwane, a ten tryb ma również możliwość obsługi przerwań i sterowania sygnałem w celu dopasowania do szybkości procesora i urządzenia IO.

Tryb 2:

Mode2 to dwukierunkowy port I/O z uzgadnianiem. Tak więc porty w tym trybie mogą być używane do dwukierunkowego przepływu danych przez sygnały uzgadniania. Kołki grupy A można zaprogramować tak, aby działały jak dwukierunkowa magistrala danych, a PC7 – PC4 w porcie C są używane przez sygnał uzgadniania. Pozostałe dolne bity portu C są używane do operacji wejścia/wyjścia. Ten tryb ma zdolność obsługi przerwań.

8255 Mikroprocesor działa

Mikroprocesor 8255 to programowalne urządzenie wejścia/wyjścia ogólnego przeznaczenia, przeznaczone głównie do przesyłania danych z wejścia/wyjścia do przerwania wejścia/wyjścia w określonych warunkach, jeśli jest to konieczne. Może to być używane z prawie każdym mikroprocesorem. Ten mikroprocesor zawiera 3 8-bitowe dwukierunkowe porty I/O, które można ustawić zgodnie z wymaganiami, takimi jak PORT A, PORT B ​​i PORT C. Ten PPI 8255 jest przeznaczony głównie do łączenia procesora ze światem zewnętrznym, takim jak klawiatura, ADC, DAC itp. Ten mikroprocesor można zaprogramować na podstawie określonego warunku.

Interfejs 8255 PPI z 8086

Potrzeba połączenia 8255 PPI z mikroprocesorem 8086 jest; mikroprocesor 8086 wyzwala pin wejściowy RD 8255, gdy musi odczytać dostępne dane w porcie 8255. Dla 8255 jest to aktywny pin o niskim i/p. Ten pin jest podłączony do WR o/p mikroprocesora 8086. Mikroprocesor 8086 wyzwala WR i/p 8255, gdy musi zapisać dane do portu 8255.

8255 przesyła dane 8-bitową magistralą danych do mikroprocesora 8086. Protokół komunikacji szeregowej jest używany do komunikacji między 8086 i 8255. Dwie linie adresowe A1 i A0 są wykorzystywane do dokonywania wyborów wewnątrz 8255. Piny magistrali danych 8255, takie jak D0 do D7, są podłączone do linii danych mikroprocesora 8086, styki wejściowe odczytu jak RD' i piny wejściowe zapisu, takie jak WR' są podłączone do odczytu I/O i zapisu I/O 8086.

Mają cztery główne porty do wyboru PA, PB, PC i słowa kontrolnego. Porty te są używane głównie do przesyłania danych, a słowo sterujące jest wybierane do wysyłania sygnałów. Do 8255 wysyłane są dwa sygnały, takie jak sygnał we/wy i sygnał BSR. Sygnał I/O służy do inicjalizacji trybu i kierunku portów, podczas gdy BSR jest przydatny do ustawiania i resetowania linii sygnałowej.

W poniższym urządzeniu załóż, że podłączone urządzenie jest urządzeniem wejściowym. Na początku to urządzenie szuka pozwolenia od PPI, aby mogło przesyłać dane.

8255 PPI umożliwia urządzeniom wejściowym przesyłanie danych, gdy w 8255 nie ma żadnych danych, które muszą zostać przesłane do procesora 8086. Jeśli 8255 PPI ma jakieś poprzednie lewe dane, to nadal nie są one wysyłane do mikroprocesora 8086, to nie zezwala na urządzenie wejściowe.

Gdy 8255 PPI zezwala na urządzenie wejściowe, dane są uzyskiwane i przechowywane w tymczasowych rejestrach 8255 PPI. Gdy 8255 PPI przechowuje jakieś dane, muszą one zostać przesłane do mikroprocesora 8086, a następnie przesyła sygnał do PPI.

Gdy mikroprocesor 8086 jest wolny, aby uzyskać informacje, 8086 przesyła z powrotem sygnał, a następnie transmisja danych odbywa się między 8255 a 8086. Jeśli mikroprocesor 8086 nie zwalnia się przez długi czas, oznacza to, że 8255 PPI zawiera pewną wartość który nie jest wysyłany do mikroprocesora 8086, dlatego 8255 PPI nie pozwala urządzeniu wejściowemu na przesyłanie jakichkolwiek danych, ponieważ istniejące dane zostaną nadpisane. Zakrzywiony sygnał strzałki przedstawiony na powyższych diagramach jest znany jako sygnał uścisku dłoni. Tak więc ten proces transmisji danych jest znany jako uzgadnianie.

W przypadku połączenia z 8255 należy wziąć pod uwagę czynniki

Istnieje wiele rzeczy, które należy wziąć pod uwagę podczas łączenia 8255, które omówiono poniżej.

• Porty 8255 w stanie nie zaprogramowanym są portami wejściowymi, ponieważ jeśli są portami o/p w stanie nieskonfigurowanym, podłączone jest do nich dowolne urządzenie i/p – urządzenie wejściowe będzie również generować wyjście na liniach portu i 8255 będzie również generować dane wyjściowe. Związanie dwóch wyjść powoduje zniszczenie jednego/obu urządzeń.
• Piny wyjściowe 8255 nie mogą być wykorzystywane do zasilania urządzeń, ponieważ nie są w stanie dostarczyć niezbędnego prądu sterującego.
• Ilekroć silniki, lampy lub głośniki są podłączane do 8255, należy sprawdzić aktualną ocenę urządzeń i 8255.
• Gdy 8255 nie jest w stanie dostarczyć niezbędnego prądu sterującego, użyj odwracania 7406 oraz wzmacniacze nieodwracające tak jak 7407. W przypadku dużych wymagań prądowych można zastosować tranzystory w konfiguracji pary Darlingtona.
• kiedykolwiek Silnik prądu stałego jest połączony z 8255, a następnie wybierz odpowiedni Mostki H w oparciu o specyfikację silnika, ponieważ mostki H pozwolą silnikowi prądu stałego pracować w dowolnym kierunku.
• Port A i Port B mogą być używane tylko jako porty 8-bitowe, dlatego wszystkie piny tych portów muszą być wejściami lub wyjściami.
• Gdy urządzenia zasilane prądem przemiennym są podłączone do 8255, to a przekaźnik należy użyć do ochrony.
• Po zaprogramowaniu Portu A i B w Trybie 1 lub Trybie 2 Port C nie może działać jako normalny port We/Wy.

Zalety

The zalety mikroprocesora 8255 zawierać następujące.

• Mikroprocesor 8255 może być używany z prawie każdym mikroprocesorem.
• Różne porty mogą być przypisane jako funkcje I/O.
• Działa z zasilaczem stabilizowanym +5V.
• Jest to powszechnie używany koprocesor.
• Koprocesor 8255 działa jako interfejs między mikroprocesorem a urządzeniami peryferyjnymi do przesyłania danych równoległych.

Aplikacje

The zastosowań mikroprocesora 8255 zawierać następujące.

• Mikroprocesor 8255 służy do podłączenia urządzenia peryferyjnego i diody LED lub Przekaźnik Interfejs, Interfejs silnika krokowego , Interfejs wyświetlacza, Interfejs klawiatury, Interfejs ADC lub DAC, Kontroler sygnalizacji drogowej, Kontroler windy itp.
• 8255 to powszechnie używane programowalne urządzenie interfejsu peryferyjnego.
• Ten mikroprocesor jest używany do przesyłania danych w różnych warunkach.
• Służy do interfejsu z silniki krokowe i silniki prądu stałego.
• Mikroprocesor 8255 jest szeroko stosowany w różnych mikrokontrolerach lub systemach mikrokomputerowych, a także w komputerach domowych, takich jak wszystkie modele MSX i SV-328.
• Ten mikroprocesor może być również używany w oryginalnych PC/XT, IBM-PC, PC/jr i klonach z różnymi domowymi komputerami, takimi jak N8VEM.

Tak więc to jest przegląd mikroprocesora 8255 – architektura, praca z aplikacjami. Mikroprocesor 82C55 to programowalne urządzenie we/wy ogólnego przeznaczenia, używane z różnymi mikroprocesorami. Standardowa konfiguracja branżowa z wysokowydajnym mikroprocesorem 82C55 jest dobrze dopasowana do 8086. Oto pytanie do ciebie, co to jest mikroprocesor 8086 ?