8255

8255可编程并行I/O接口芯片

1. 8255 的电路结构和功能

8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。 其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。

8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。

1）与CPU连接部分

根据定义，8255能并行传送8位数据，所以其数据线为8根D0～D7。由于8255具有3个通道A、B、C，所以只要两根地址线就能寻址A、B、C口及控制寄存器，故地址线为两根A0～A1。此外CPU要对8255进行读、写与片选操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。各信号的引脚编号如下：

（1）数据总线DB：编号为D0～D7，用于8255与CPU传送8位数据。

（2）地址总线AB：编号为A0～A1，用于选择A、B、C口与控制寄存器。

（3）控制总线CB：片选信号CS、复位信号RST、写信号WR、读信号RD。当CPU要对8255进行读、写操作时，必须先向8255发片选信号CS选中8255芯片，然后发读

信号RD或写信号WR对8255进行读或写数据的操作。

2）与外设接口部分

根据定义，8255有3个通道A、B、C与外设连接，每个通道又有8根线与外设连接，所以8255可以用24根线与外设连接，若进行开关量控制，则8255可同时控制24路开关。各通道的引脚编号如下：

（1）A口：编号为PA0～PA7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。

（2）B口：编号为PB0～PB7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。

（3）C口：编号为PC0～PC7，用于8255向外设输入输出8位并行数据，当8255工作于应答I/O方式时，C口用于应答信号的通信。

3）控制器

8255将3个通道分为两组，即PA0～PA7与PC4～PC7组成A组，PB0～PB7与PC0～PC3组成B组。如图7.5所示，相应的控制器也分为A组控制器与B组控制器，各组控制器的作用如下：

（1）A组控制器：控制A口与上C口的输入与输出。

（2）B组控制器：控制B口与下C口的输入与输出。

2. 8255芯片引脚与CPU的连接

8255是一个40引脚的双列直插式芯片, 图1为8255的引脚图。8255与CPU的连接方式是多种多样的，本节以AT89C52与8255的连接为例说明8255与CPU的连接方法，同时也介绍8255各芯片引脚的功能与作用。

图1 8255的引脚图

图2为8255与AT89C52的连接图。由于AT89C52与8255的连接就是3总线的连接。因此，下面将以3总线形式讲述连接方法。

图2 8255与AT89C52的连接图

1）数据总线DB引脚

8255的数据总线DB有8根：D0～D7。因为AT89C52用其P0口作为数据总线口，所以AT89C52与8255数据线连接为：AT89C52的P0.0～P0.7与8255的D0～D7连接。如图2所示。

2）地址总线AB引脚

8255的地址线AB有两根：A0～A1。A0、A1通过74HC373锁存器与AT89C52的P0.0、P0.1连接。A1A0取00～11值，可选择A、B、C口与控制寄存器，选择方法如下：

A1A0=00：选择A口。

A1A0=01：选择B口。

A1A0=10：选择C口。

A1A0=11：选择控制寄存器。

3）控制总线CB

片选信号CS：由P2.5～P2.7经138译码器Y7产生。若要选中8255，则Y7必须有效,此时P2.7P2.6P2.5=111。由此可推知各口地址如下：

A口：111x～x00=E000H（当x～x=0～0时）。

B口：111x～x01=E001H（当x～x=0～0时）。

C口：111x～x10=E002H（当x～x=0～0时）。

控制口: 111x～x11=E003H（当x～x=0～0时）。

其中，x～x表示取值可任意，以各口地址不唯一。为了今后叙述方便，后面程序中8255的地址将全部使用E000H～E003H。

注意：此处要说明的是单片机与8255的连接方法是多种多样的，8255各口地址也随连接方式而变化。因此，读者在使用不同单片机系统时，8255的各口地址不会是上面所推导的E000H～E003H，本书仅是为了介绍一种具体的连接方法而导出上面的地址，这一点请读者一定要注意。读者在使用其他单片机系统时，只要将所用单片机系统8255各口地址做相应替换即可。

（1）读信号RD：8255的读信号RD与AT89C52的RD相连。

（2）写信号WR：8255的写信号WR与AT89C52的WR相连。

（3）复位信号RST：8255的复位信号RST与AT89C52的RST相连。

4）3个通道引脚

（1）A口的8个引脚PA0～PA7与外设连接，用于8位数据的输入与输出。

（2）B口的8个引脚PB0～PB7与外设连接，用于8位数据的输入与输出。

（3）C口的8个引脚PC0～PC7与外设连接，用于8位数据的输入与输出或通信线。

3. 8255的工作方式

由8255的定义可知，8255有3种工作方式，这3种工作方式如表1所示。方式0为基本I/O输入/输出方式，这是8255最常用，也是最基本的工作方式。方式1为应答I/O方式，当8255工作于应答I/O方式时，上C口作为A口的通信线，下C口作为B口的通信线。方式2为双向应答I/O方式，此方式仅A口使用，B口无双向I/O应答方式。8255的3种工作方式的选择由8255工作方式选择字决定，下面介绍8255的工作方式选择字。

表1 8255的工作方式

4. 8255初始化

1）工作方式选择字

8255工作方式选择字共8位，如图3所示，存放在8255控制寄存器中。最高位D7为标志位，D7=1表示控制寄存器中存放的是工作方式选择字，D7 = 0表示控制寄存器中存放的是C口置位/复位控制字。

图3 8255的工作方式选择字

D3～D6用于A组的控制，D6D5 = 00表示A组工作于基本I/O方式0，D6D5 = 01表示A组工作于应答I/O方式1，D6D5 = 1x表示A组工作于双向应答I/O方式2（x取0或1）。D4 = 1表示A口工作于输入方式，D4 = 0表示A口工作于输出方式，D3 = 1表示上C口工作于输入方式，D3 = 0表示上C口工作于输出方式。

D0～D2用于B组的控制，各位含义如图3所示。D2 = 0表示B组工作于基本I/O方式0，D2 = 1表示B组工作于应答I/O方式1。D1 = 1表示B口工作于输入方式，D1 = 0表示B口工作于输出方式，D0 = 1表示下C口工作于输入方式，D0 = 0表示下C口工作于输出方式。工作方式字应输入控制寄存器，按上面的连接方式，控制寄存器的地址为E003H。

所谓8255初始化，就是要根据工作要求确定8255工作方式选择字，并输入8255控制寄存器。

2）C口置/复位控制字

8255的C口可进行位操作，即可对8255C口的每一位进行置位或清0操作，该操作

是通过设置C口置/复位字实现的。C口置/复位字共8位，各位含义如图4所示。

图4 C口置/复位控制字

由于8255的工作方式选择字与C口置/复位字共用一个控制寄存器，故特别设置D7为标志位，D7=0表示控制字为C口置/复位字，D7 = 1表示控制字为8255工作方式选择字。D6D5D4不用，常取000。D3D2D1为C口8个引脚PC0～PC7的选择位，D3D2D1 = 000选择PC0，D3D2D1 = 001选择PC1，……D3D2D1=111选择PC7。D0为置位或清0选择位，D0 = 0表示由D3D2D1选择的位清0，D0 = 1表示由D3D2D1选择的位置1。C口置/复位字必须输入8255控制寄存器。