Микропроцесор 8255: Архитектура, работа и нейните приложения

Всъщност свързването на I/O устройства с шината за данни на процесора не е възможно директно. Така че на негово място трябва да има някакво устройство, към което трябва да има I/O портове за свързване на I/O устройства като 8255 микропроцесор . Този процесор е от семейството на MCS-85, проектирано от Intel, и може да се използва с 8086 & 8085 микропроцесор . 8255 е програмируемо периферно интерфейсно устройство, което се използва за постигане на основния комуникационен метод между микропроцесора и машините. Това е периферно устройство, използвано за машина, което е програмирано да работи като интерфейс. Този 8255 PPI е интерфейс между микропроцесорите и I/O устройствата. Тази статия обсъжда общ преглед на 8255 Микропроцесор – работа с приложения.

Какво е микропроцесор 8255?

8255 микропроцесор е много популярно използван програмируем периферен интерфейсен чип или PPI чип. Функцията на микропроцесора 8255 е да предава данни при различни условия от обикновен I/O до I/O с прекъсване. Този микропроцесор също е предназначен за взаимодействие на процесора с неговия външен свят ADC , клавиатура, DAC и т.н. Този микропроцесор е икономичен, функционален и гъвкав, въпреки че е малко сложен, така че може да се използва с всеки микропроцесор. Този микропроцесор се използва за свързване на периферни устройства, както и за взаимодействие. Така че това периферно устройство се нарича още I/O устройство, тъй като I/O портовете на този микропроцесор се използват за свързване на I/O устройства. Този процесор включва три 8-битови двупосочни I/O порта, които могат да бъдат конфигурирани според необходимостта.

Характеристика

The характеристики на микропроцесора 8255 включват следното.

• Микропроцесорът 8255 е PPI (програмируем периферен интерфейс) устройство.
• Той включва три I/O порта, които са програмирани в различни режими.
• Този микропроцесор просто предоставя няколко възможности за свързване на различни устройства. Поради това се използва често в различни приложения.
• Той работи в три режима като режим 0 (прост I/O), режим 1 (strobed I/O) и режим 2 (strobed двупосочен I/O).
• Той е напълно съвместим с фамилиите микропроцесори на Intel.
• Съвместим е с TTL.
• За порт-C на този микропроцесор е наличен капацитет за директен бит SET/RESET.
• Той включва 24 програмируеми входно/изходни пина, които са поставени като 2 до 8-битови портове и 2 до 4-битови портове.
• Той включва три 8-битови порта; Порт-A, порт-B и порт-C.
• Трите I/O порта включват контролен регистър, който определя функцията на всеки I/O порт и в какъв режим трябва да работят.

8255 Конфигурация на щифта на микропроцесора

Пин-диаграмата на микропроцесора 8255 е показана по-долу. Този микропроцесор включва 40 пина като PA7-PA0, PC7-PC0, PC3-PC0, PB0-PB7, RD, WR, CS, A1 & A0, D0-D7 и RESET. Тези щифтове са обсъдени по-долу.

PA7 до PA0 (PortA пинове)

PA7 до PA0 са щифтове за линии за данни на порт А (1 до 4 и 37 до 40), които са разпределени по равно от двете страни на горната част на микропроцесора. Тези осем извода на порт А работят или като буферирани входни линии, или като блокиран изход въз основа на заредената контролна дума в регистъра на контролната дума.

PB0 до PB7 (Пинове на порт B)

PB0 до PB7 от 18 до 25 са щифтовете на линията за данни, които пренасят данните на порт B.

PC0 към PC7 (Пинове на порт C)

Щифтовете от PC0 до PC7 са щифтове на порт C, които включват щифтове 10 до щифт17, които носят битовете данни на порт А. Оттам щифтове 10 – пин13 са известни като горни щифтове на порт C, а щифтове 14 до пин17 са известни като долни щифтове. Щифтовете от тези две секции могат да се използват поотделно за предаване на 4 бита данни, като се използват две отделни части на порт C.

D0 до D7 (щифтове на шината за данни)

Тези D0 до D7 пинове са I/O линии за данни, които включват 27-пинов до 34-пинов. Тези щифтове се използват за пренасяне на 8-битовия двоичен код и се използват за обучение на цялата работа на IC. Тези изводи са известни като контролен регистър/контролна дума, която носи данните от контролната дума.

A0 и A1

Пинове A0 и A1 на pin8 & pin9 просто вземат решение за това кой порт ще бъде предпочитан за предаване на данните.

Ако A0 = 0 & A1=0, тогава е избран порт-A.
Ако A0 = 0 & A1=1, тогава е избран порт-B.
Ако A0 = 1 & A1=0, тогава е избран порт-C.
Ако A0 = 1 & A1=1, тогава контролният регистър е избран.

CS'

Пин6 като CS' е входен щифт за избор на чип, който отговаря за избора на чип. Нисък сигнал на щифта на CS просто позволява комуникацията между 8255 и процесора, което означава, че на този щифт операцията по прехвърляне на данни се разрешава от активен нисък сигнал.

RD’

Пин5 като RD’ е входен щифт за четене, който поставя чипа в режим на четене. Нисък сигнал на този щифт на RD предоставя данни на процесора чрез буфер за данни.

WR'

Пин 36 като WR' е входен щифт за запис, който поставя чипа в режим на писане. И така, нисък сигнал на извода WR просто позволява на процесора да изпълни операцията за запис над портовете, в противен случай контролния регистър на микропроцесора през буфера на шината за данни.

НУЛИРАНЕ

Пин35 като щифта RESET нулира всички данни, налични във всички клавиши, към стойностите им по подразбиране, когато е в режим на настройка. Това е активен висок сигнал, при който високият сигнал на щифта RESET изчиства контролните регистри и портовете се поставят в режим на въвеждане.

GND

pin7 е GND щифт на IC.

VCC

Пин26 като VCC е 5V входен щифт на IC.

8255 Микропроцесорна архитектура

Архитектурата на микропроцесора 8255 е показана по-долу.

8255 Архитектура

Буфер за шина за данни:

Буферът на шината за данни се използва главно за свързване на вътрешната шина на микропроцесора със системната шина, така че да може да се установи правилно взаимодействие между тях. Този буфер просто позволява операцията за четене или запис да бъде изпълнена от или към процесора. Този буфер позволява подаването на данни от контролния регистър или портове към процесора в случай на операция за запис и от процесора към регистъра на състоянието или портовете в случай на операция за четене.

Контролна логика за четене/запис:

Логическият блок за управление на четене или запис управлява вътрешните системни операции. Това устройство има способността да управлява както трансфера на данни, така и състоянието или контролните думи вътрешно и външно. След като има нужда от данни за извличане, той позволява предоставения адрес от 8255 от шината и генерира незабавно команда към двете контролни групи за конкретната операция.

Група А и Група Б Контрол:

И двете групи се управляват от процесора и работят въз основа на генерираната команда от процесора. Този процесор предава контролни думи към тези две групи и те последователно предават подходящата команда към техния конкретен порт. Група A контролира порт A с битове на порт C от по-висок порядък, докато група B контролира порт B с битове на порт C от по-нисък порядък.

Порт A и порт B

Порт A и порт B включва 8-битов входен ключ и 8-битов буфериран или заключен изход. Основната функция на тези портове също е независима от режима на работа. Порт A може да бъде програмиран в 3 режима като режими 0, 1 и 2, докато порт B може да бъде програмиран в режими 0 и режим 1.

Порт C

Порт C включва 8-битов входен буфер за данни и 8-битов двупосочен ключ или буфер за данни. Този порт е разделен основно на две секции – порт C горен PCU и порт C долен PC. Така че тези две секции са основно програмирани и използвани отделно като 4-битов I/O порт. Този порт се използва за сигнали за ръкостискане, прости I/O и входове на сигнали за състояние. Този порт се използва в комбинация с порт A и порт B както за сигнали за състояние, така и за ръкостискане. Този порт осигурява само директен, но задава или нулира капацитет.

8255 Режими на работа на микропроцесора

Микропроцесорът 8255 има два режима на работа като режим на задаване-нулиране на битове и режим на вход/изход, които са обсъдени по-долу.

Режим Set-Reset на битове

Режимът за настройка-нулиране на битове се използва главно за настройване/нулиране само на битовете на Port-C. В този тип режим на работа той засяга само един бит от порт C. След като потребителят зададе бита, той остава зададен, докато не бъде деактивиран от потребителя. Потребителят изисква да зареди модела на битовете в контролния регистър, за да модифицира бита. След като порт C се използва за операция за състояние/контрол, след това чрез изпращане на инструкция OUT, всеки отделен бит на порт C може да бъде зададен/нулиран.

I/O режим

I/O режимът има три различни режима като режим 0, режим 1 и режим 2, като всеки режим е разгледан по-долу.

Режим 0:

Това е I/O режим на 8255, който просто позволява програмирането на всеки порт като i/p или o/p порт. И така, I/O функцията на този режим просто включва:

• I/p портовете се буферират винаги, когато o/ps са заключени.
• Не поддържа възможност за прекъсване/ръкостискане.

Режим 1:

Режим 1 на 8255 е I/O с ръкостискане, така че в този тип режим и двата порта като порт A и порт B се използват като I/O портове, докато порт C се използва за ръкостискане. Така че този режим поддържа ръкостискане от програмираните портове като i/p или o/p режим. Сигналите за ръкостискане се използват главно за синхронизиране на трансфера на данни между две устройства, които работят с различни скорости. Входовете и изходите в този режим са заключени и този режим също така има способността да прекъсва обработката и управлението на сигнала, за да съответства на скоростта на процесора и IO устройството.

Режим 2:

Mode2 е двупосочен I/O порт с ръкостискане. И така, портовете в този тип режим могат да се използват за двупосочен поток от данни чрез сигнали за ръкостискане. Щифтовете на група A могат да бъдат програмирани да работят като двупосочна шина за данни и PC7 – PC4 в порт C се използват чрез сигнала за ръкостискане. Останалите битове C на долния порт се използват за входно/изходни операции. Този режим има капацитет за обработка на прекъсвания.

Микропроцесорът 8255 работи

Микропроцесорът 8255 е програмируемо I/O устройство с общо предназначение, предназначено главно за прехвърляне на данни от I/O за прекъсване на I/O при определени условия, ако е необходимо. Това може да се използва с почти всеки микропроцесор. Този микропроцесор включва 3 8-битови двупосочни входно/изходни порта, които могат да бъдат подредени според изискванията като ПОРТ A, ПОРТ B и ПОРТ C. Този PPI 8255 е предназначен главно за свързване на процесора с неговия външен свят като клавиатура, ADC, DAC и др. Този микропроцесор може да бъде програмиран въз основа на конкретно условие.

8255 PPI Взаимодействие с 8086

Необходимостта от свързване на 8255 PPI с микропроцесора 8086 е; микропроцесорът 8086 задейства входния RD пин на 8255, след като трябва да прочете наличните данни в рамките на 8255 порт. За 8255 това е активен нисък i/p щифт. Този щифт е свързан към WR o/p на 8086 микропроцесор. Микропроцесорът 8086 задейства WR i/p от 8255, след като трябва да запише данни към порт 8255.

8255 прехвърля данни с 8-битова шина за данни към микропроцесора 8086. Серийният комуникационен протокол се използва за комуникация между 8086 и 8255. Двете адресни линии A1 и A0 се използват за извършване на вътрешни селекции в рамките на 8255. Изводите на шината за данни на 8255 като D0 до D7 са свързани към линиите за данни на 8086 микропроцесор, четене на входни изводи като RD' & пинове за въвеждане на запис като WR' е свързан към I/O четене и I/O запис на 8086.

Те имат четири основни порта за избор на PA, PB, PC и контролна дума. Тези портове се използват главно за прехвърляне на данни и контролната дума се избира за изпращане на сигнали. Два сигнала се изпращат към 8255 като I/O сигнал и BSR сигнал. I/O сигналът се използва за инициализиране на режима и посоката на портовете, докато BSR е полезен за настройка и нулиране на сигнална линия.

В следното устройство приемете, че свързаното устройство е входно устройство. Първоначално това устройство търси разрешение от PPI, за да може да предава данни.

8255 PPI позволява на входните устройства да предават данни, когато няма останали данни в рамките на 8255, които трябва да бъдат предадени към 8086 процесора. Ако 8255 PPI има някои предишни леви данни, те все още не се изпращат до микропроцесора 8086, тогава той не позволява входното устройство.

Когато 8255 PPI позволява входно устройство, тогава данните се получават и съхраняват във временни регистри от 8255 PPI. Когато 8255 PPI съдържа някакви данни, тогава те трябва да бъдат предадени на 8086 микропроцесор, след което предава сигнал на PPI.

След като микропроцесорът 8086 е свободен да получи информацията, тогава 8086 предава обратно сигнал, след което се извършва предаване на данни между 8255 и 8086. Ако микропроцесорът 8086 не се превърне в свободен за дълго време, това означава, че 8255 PPI включва някаква стойност който не се изпраща към микропроцесора 8086, по този начин 8255 PPI не позволява на входното устройство да предава никакви данни, тъй като съществуващите данни ще бъдат презаписани. Сигналът с извита стрелка, представен в горните диаграми, е известен като сигнал за ръкостискане. Така че този процес на предаване на данни е известен като ръкостискане.

Трябва да се вземат предвид фактори за взаимодействие с 8255

Има много неща, които трябва да се вземат предвид при свързване на 8255, които са обсъдени по-долу.

• Портовете 8255 в непрограмирано състояние са входни портове, защото ако са o/p портове в неконфигурирано състояние, всяко i/p устройство е свързано към него – входното устройство също ще генерира изход на линиите на порта и 8255 също ще произвежда резултат. Когато два изхода са свързани заедно, това води до унищожаване на едното/и двете устройства.
• Изходните щифтове 8255 не могат да се използват за захранване на устройства, тъй като те не са в състояние да доставят необходимия ток на задвижване.
• Всеки път, когато двигатели, лампи или високоговорители се свързват към 8255, трябва да проверите текущия рейтинг на устройствата и 8255.
• Когато 8255 не е в състояние да достави необходимия управляващ ток, използвайте инвертиране като 7406 и неинвертиращи усилватели като 7407. Когато се изисква голям ток, транзисторите могат да се използват в конфигурацията на Darlington Pair.
• Всеки път, когато a DC двигател е свързан с 8255, след това изберете подходящ Н-мостове въз основа на спецификацията на двигателя, тъй като H-мостовете ще позволят на DC мотор да работи във всяка посока.
• Порт A и порт B могат да се използват само като 8-битови портове, следователно всички пинове на тези портове трябва да бъдат входни или изходни.
• Когато устройства, захранвани с променлив ток, са свързани към 8255, тогава a реле трябва да се използва за защита.
• След като порт A и B са програмирани в режим 1 или режим 2, тогава порт C не може да работи като нормален I/O порт.

Предимства

The предимствата на микропроцесора 8255 включват следното.

• Микропроцесорът 8255 може да се използва с почти всеки микропроцесор.
• Различни портове могат да бъдат назначени като I/O функции.
• Работи с +5V регулирано захранване.
• Това е широко използван копроцесор.
• Копроцесорът 8255 действа като интерфейс между микропроцесора и периферните устройства за прехвърляне на паралелни данни.

Приложения

The приложения на микропроцесора 8255 включват следното.

• 8255 микропроцесор се използва за свързване на периферно устройство & LED или Реле интерфейс, Интерфейс на стъпков двигател , интерфейс на дисплея, интерфейс на клавиатурата, ADC или DAC интерфейс, контролер за пътни сигнали, контролер за повдигане и др.
• 8255 е популярно използвано програмируемо периферно интерфейсно устройство.
• Този микропроцесор се използва за предаване на данни при различни условия.
• Използва се за интерфейс с стъпкови двигатели & DC двигатели.
• Микропроцесорът 8255 се използва широко в различни микроконтролери или микрокомпютърни системи, както и в домашни компютри като всички модели MSX и SV-328.
• Този микропроцесор може да се използва и в оригиналните PC/XT, IBM-PC, PC/jr и клонинги с различни домашни компютри като N8VEM.

По този начин, това е преглед на микропроцесор 8255 – архитектура, работа с приложения. Микропроцесорът 82C55 е програмируемо I/O устройство с общо предназначение, използвано с различни микропроцесори. Индустриалната стандартна конфигурация с високопроизводителен микропроцесор 82C55 е добре съчетана с 8086. Ето един въпрос към вас, какво е 8086 микропроцесор ?