中山大学计算机原理-接口技术实验报告模板-实验三四五六

计算机原理-接口技术实验

实 验 报 告

实 验 人： 院（系）：

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日 期：

专业（班级）：

实验题目： [实验三]可编程并行接口（一）8255方式0 ；[实验四]

可编程并行接口8255与七段数码管实验 ；[实验五]交通灯控制实验 ；[实验六] 可编程并行接口（二）8255方式1

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[实验三]可编程并行接口（一）8255方式0

一、 实验目的

掌握8255方式0的工作原理及使用方法。

二、实验原理

8255的基本工作原理与使用方法：

并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位或32位等。8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0--基本输入/输出方式、方式1--选通输入/输出方式、方式2--双向选通工作方式。8255的内部结构及引脚如图-1所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图-2所示。

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图-1： 8255内部结构及引脚图

（a）工作方式控制字 （b）c口按位置位/复位控制字

1、8255的内部结构：

如图-1所示，8255的内部结构由以下4个部分组成：

（1）输入/输出端口A、B、C 。这三个端口均可看作是I/O端口，但它们的结构和功能也稍有不同。A口和B口是一个独立的8位I/O口。C口可以看作是一个独立的8位I/O口；也可以看作是两个独立的4位I/O口。

（2）A组和B组控制电路。这是两组根据CPU命令控制8255工作方式的电路，这些控制电路内部设有控制寄存器，可以根据CPU送来的编程命令来控制8255的工作方式，也可以根据编程命令来对C口的指定位进行置位/复位的操作。A组控制电路用来控制A口及C口的高4位；B组控制电路用来控制B口及C口的低4位。 （3）读/写控制逻辑。它负责管理8255的数据传输过程，接收CS及RD、WR、RESET，还有来自系统地址总线的口地址选择信号A0和A1。将这些信号组合后，得到对A组控制部件和B组控制部件的控制命令，并将命令发给这两个部件，以完成对数据、状态信息和控制信息的传输。

（4）数据总线缓冲器。它是8位双向三态缓冲器，作为8255和CPU之间的数据接口，进行数据的输入/输出。CPU的编程命令以及外设通过8255传送的工作状态等信息，都是通过它来传输的。一般情况下数据总线缓冲器的8根数据线D7～D0是与8086CPU低8位数据线相连。

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2、8255的工作方式：

（1）方式0：基本输入/输出方式（basic Input/Output）

方式0是8255的基本输入/输出方式，其特点是与外设传送数据时，不需要设置专用的联络（应答）信号，可以无条件的直接进行I/O传送。 A, B,C 3个端口都可以工作在方式0。

A口和B口工作在方式0时，只能设置为以8位数据格式输入/输出； C口工作在方式0时，可以高4位和低4位分别设置为数据输入或数据输出方式。 方式0常用于与外设无条件数据传送或查询方式数据传送。

（2）方式1：单向选通输入/输出方式（strobe Input/Output）

方式1是一种带选通信号的单方向输入/输出工作方式，其特点是：与外设传送数 据时，需要联络信号进行协调，允许用查询或中断方式传送数据。

由于C口的PC0, PC1和PC2定义为B口工作在方式1的联络信号线，PC3, PC4和PC5定义为A口工作方式1的联络信号线，因此只允许A口和B口工作在方式1。

A口和B口工作在方式1，当数据输入时，C口的引脚信号定义如图7.6所示。PC3, PC4和PC5定义为A口的联络信号线INTRA,定义为B 口的联络信号线INTRB, IBFB和本I/O线， 工作在方式0。

和IBFA, PC0, PC1和PC2

，剩余的PC6和PC7仍可以作为基

方式1输入联络信号的功能如下：

（strobe input）：选通信号，输入，低电平有效。此信号由外设产生输

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入，当有效时，选通A口或B口的输入数据锁存器，锁存由外设输入的数 据，

供CPU读取。

IBF（input buffer full）：输入缓冲器满信号，输出，高电平有效。当A口或B 口的输入数据锁存器接收到外设输入的数据时，IBF变为高电平，作为对外设

的响应信号，CPU读取数据后IBF被清除。 INTR：中断请求信号，输出，高电平有效，用于请求以中断方式传送数据。

为了能实现用中断方式传送数据，在8255内部设有一个中断允许触发器INTE， 当触发器为“1”时允许中断，为“0”时禁止中断。A口的触发器由PC4置位或复 位，B口的触发器由PC2置位或复位。

方式1数据输入的时序如图7.7所示。 当外设的数据准备就绪后，向8255发送的 宽度至少为500ns，在直保持到

信号以便锁存输入的数据，

有效之后的约300ns，IBF变为高电平，并一

信号由低电平变为高电平，待CPU读取数据后约300ns变为低电平，

表示一次数据传送结束。INTR是在中断允许触发器INTE为1，且IBF为1（8255接收到数 据）的条件下，在用以向CPU发出中断请求，待

后沿（由低变高）之后约300ns变为高电平，变为低电平后约400ns, INTR被撤销。

A口和B口工作在方式1，当数据输出时，C口的引脚信号定义如图7.8所示。

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PC3,PC6和PC7定义为A口联络信号线INTRA,定义为B口联络信号线INTRB, 本I/O 线，工作在方式0。

和

和，PC0, PC1和PC2

，剩余的PC4和PC5仍可以作为基

方式1输出联络信号的功能如下：

（output buffer full）：输出缓冲器满指示信号，输出，低电平有效。 信号由8255发送给外设，当CPU将数据写入数据端口时，

电 平，用于通知外设读取数据端口中的数据。

（acknowledge input）：应答信号，输入，低电平有效。

外设发送给8255，作为对收， 同时清除

信号。

信号由变为低

信号的响应信号，表示输出的数据已经被外设接

INTR：中断请求信号，输出，高电平有效。用于请求以中断方式传送数据。 方式1数据输出的时序如图7.9所示。当CPU向8255写入数据时，升沿后约650ns，

信号上

有效，发送给外设，作为外设接收数据的选通信号。当

信号，作为对

信号的应答。

外设接收到送来的数据后，向8255回送

信号有效之后约350ns, 号在中断允 许触发器INTE为1且

变为无效，表明一次数据传送结束。INTR信

信号无效之后约350ns变为高电平。若