8255 Mikroprocesszor: Építészet, működés és alkalmazásai

Valójában az I/O eszközök csatlakoztatása a processzor adatbuszához nem lehetséges közvetlenül. Tehát a helyén kell lennie valamilyen eszköznek, amelyhez I/O portoknak kell lenniük az I/O eszközök, például a 8255 csatlakoztatásához. mikroprocesszor . Ez a processzor az MCS-85 családból származik, amelyet az Intel tervezett, és használható 8086 és 8085 mikroprocesszor . A 8255 egy programozható periféria interfész eszköz, amely a mikroprocesszor és a gépek közötti alapvető kommunikációs módszer megvalósítására szolgál. Ez egy olyan géphez használt periféria, amely interfészként működik. Ez a 8255 PPI interfész a mikroprocesszorok és az I/O eszközök között. Ez a cikk egy áttekintést tárgyal egy 8255 mikroprocesszor – alkalmazásokkal való munka.

Mi az a 8255-ös mikroprocesszor?

A 8255 mikroprocesszor egy nagyon népszerű programozható perifériás interfész chip vagy PPI chip. A 8255-ös mikroprocesszor funkciója az adatok továbbítása különféle körülmények között az egyszerű I/O-tól a megszakításos I/O-ig. Ezt a mikroprocesszort arra is tervezték, hogy összekapcsolja a CPU-t külső világával, mint például ADC , billentyűzet, DAC stb. Ez a mikroprocesszor gazdaságos, funkcionális és rugalmas, bár kissé bonyolult, így bármilyen mikroprocesszorral használható. Ezt a mikroprocesszort perifériák csatlakoztatására és interfészekre is használják. Tehát ezt a perifériás eszközt I/O eszköznek is nevezik, mert ennek a mikroprocesszornak az I/O portjait I/O eszközök csatlakoztatására használják. Ez a processzor három 8 bites kétirányú I/O portot tartalmaz, amelyek szükség szerint konfigurálhatók.

Jellemzők

Az a 8255 mikroprocesszor jellemzői a következőket tartalmazzák.

• A 8255 mikroprocesszor egy PPI (programozható periféria interfész) eszköz.
• Három I/O portot tartalmaz, amelyek különböző módokon belül vannak programozva.
• Ez a mikroprocesszor egyszerűen több lehetőséget biztosít különböző eszközök csatlakoztatásához. Ezért gyakran használják különböző alkalmazásokban.
• Három üzemmódban működik, mint például a 0. mód (egyszerű I/O), az 1. mód (Strobed I/O) és a 2. mód (Strobed kétirányú I/O).
• Teljesen kompatibilis az Intel mikroprocesszorok családjával.
• TTL kompatibilis.
• Ennek a mikroprocesszornak a C portja számára elérhető a közvetlen bit SET/RESET kapacitás.
• 24 programozható bemeneti/kimeneti érintkezőt tartalmaz, amelyek 2-8 bites portként és 2-4 bites portként vannak elhelyezve.
• Három 8 bites portot tartalmaz; Port-A, Port-B & Port-C.
• A három I/O port tartalmaz egy vezérlőregisztert, amely meghatározza az egyes I/O portok funkcióit és azt, hogy milyen üzemmódban kell működniük.

8255 mikroprocesszor tű konfiguráció

A 8255-ös mikroprocesszor tűdiagramja az alábbiakban látható. Ez a mikroprocesszor 40 érintkezőt tartalmaz, például PA7-PA0, PC7-PC0, PC3-PC0, PB0-PB7, RD, WR, CS, A1 és A0, D0-D7 és RESET. Ezeket a csapokat az alábbiakban tárgyaljuk.

PA7 - PA0 (PortA pins)

A PA7-PA0 az A port adatvonal érintkezői (1-től 4-ig és 37-től 40-ig), amelyek egyenlően vannak elosztva a mikroprocesszor tetejének két oldalán. Ez a nyolc A portos érintkező pufferelt bemeneti vonalként vagy reteszelt kimenetként működik a vezérlőszó-regiszterbe betöltött vezérlőszó alapján.

PB0 – PB7 (B port érintkezői)

A 18 és 25 közötti PB0 és PB7 közötti adatvonal érintkezők a B port adatait hordozzák.

PC0-PC7 (C port érintkezői)

A PC0–PC7 lábak a C port érintkezői, amelyek magukban foglalják a 10–17. lábat, amelyek az A port adatbitjeit hordozzák. Innentől kezdve a 10–13. érintkezőket C port felső csapjainak, a 14–17. érintkezőket pedig alsó érintkezőknek nevezik. A két rész érintkezői külön-külön 4 adatbit átvitelére használhatók, két különálló C portrésszel.

D0–D7 (adatbusz érintkezők)

Ezek a D0-tól D7-ig terjedő érintkezők adat I/O-vonalak, amelyek 27-tűs és 34 tűs érintkezőket tartalmaznak. Ezek a tűk a 8 bites bináris kód hordozására szolgálnak, és a teljes IC-munka betanítására szolgálnak. Ezeket a lábakat közösen vezérlőregiszternek/vezérlőszónak nevezzük, amely a vezérlőszó adatait hordozza.

A0 és A1

A pin8 és pin9 A0 és A1 lábak egyszerűen döntenek arról, hogy melyik portot részesítik előnyben az adatok továbbításához.

Ha A0 = 0 és A1=0, akkor az A port van kiválasztva.
Ha A0 = 0 és A1 = 1, akkor a Port-B van kiválasztva.
Ha A0 = 1 és A1 = 0, akkor a Port-C van kiválasztva.
Ha A0 = 1 és A1=1, akkor a vezérlőregiszter kerül kiválasztásra.

CS'

A 6-os érintkező, mint a CS', egy chipválasztó bemeneti láb, amely a chip kiválasztásáért felelős. Az alacsony jel a CS lábánál egyszerűen lehetővé teszi a kommunikációt a 8255 és a processzor között, ami azt jelenti, hogy ezen a tűn az adatátvitel működését egy aktív alacsony jel teszi lehetővé.

RD'

A pin5, mint az RD', egy olvasási bemeneti láb, amely a chipet olvasási módba helyezi. Az RD érintkezőjén lévő alacsony jel egy adatpuffer által szolgáltat adatokat a CPU-nak.

WR’

A pin36, mint a WR' tű, egy írási bemeneti láb, amely a chipet írási módba helyezi. Tehát az alacsony jel a WR érintkezőn egyszerűen lehetővé teszi a CPU számára, hogy az adatbusz-pufferen keresztül végrehajtsa az írási műveletet a portok felett, különben a mikroprocesszor vezérlőregisztere.

VISSZAÁLLÍTÁS

A 35-ös érintkező, akárcsak a RESET láb, visszaállítja az összes kulcsban elérhető teljes adatot az alapértelmezett értékükre, amikor beállított módban van. Ez egy aktív magas jel, ahol a RESET láb magas jele törli a vezérlőregisztereket és a portok a bemeneti módba kerülnek.

GND

A 7-es érintkező az IC GND tűje.

VCC

A pin26, mint a VCC, az IC 5 V-os bemeneti érintkezője.

8255 Mikroprocesszor architektúra

A 8255-ös mikroprocesszor architektúrája alább látható.

8255 Építészet

Adatbusz puffer:

Az adatbusz puffer elsősorban a mikroprocesszor belső buszának a rendszerbusszal való összekötésére szolgál, hogy a kettő között megfelelő interfész jöjjön létre. Ez a puffer egyszerűen lehetővé teszi az olvasási vagy írási művelet végrehajtását a CPU-ról vagy a CPU-ra. Ez a puffer lehetővé teszi az adatok továbbítását a vezérlőregisztertől vagy portoktól a CPU-hoz írási művelet esetén, és a CPU-tól az állapotregiszterhez vagy portokhoz olvasási művelet esetén.

Olvasás/írás vezérlési logika:

Az olvasási vagy írási vezérlő logikai egység vezérli a belső rendszerműveleteket. Ez az egység képes kezelni mind az adatátvitelt, mind az állapotot, vagy a vezérlőszavakat belsőleg és külsőleg. Ha szükség van az adatok lekérésére, akkor engedélyezi a 8255 által megadott címet a buszon, és azonnal generál egy parancsot a két vezérlőcsoportnak az adott művelethez.

A csoport és B csoport ellenőrzése:

Mindkét csoportot a CPU kezeli, és a CPU által generált parancs alapján működik. Ez a CPU vezérlőszavakat továbbít e két csoport felé, és ezek egymás után továbbítják a megfelelő parancsot az adott portra. Az A csoport az A portot magasabb rendű C port bitekkel vezérli, míg a B csoport a B portot alacsonyabb rendű C port bitekkel.

A és B kikötő

Az A és B port egy 8 bites bemeneti reteszt és egy 8 bites pufferelt vagy reteszelt kimenetet tartalmaz. Ezeknek a portoknak a fő funkciója a működési módtól is független. Az A port 3 módban programozható, például 0, 1 és 2 módban, míg a B port 0 és 1 módban programozható.

C port

A C port egy 8 bites adatbeviteli puffert és egy 8 bites kétirányú adatátviteli o/p reteszt vagy puffert tartalmaz. Ez a port főként két részre oszlik – C port felső PCU és C port alsó PC. Tehát ez a két rész főként 4 bites I/O portként van programozva és külön-külön használják. Ezt a portot kézfogási jelekhez, egyszerű I/O- és állapotjel-bemenetekhez használják. Ezt a portot az A és B porttal együtt használják mind az állapot-, mind a kézfogás-jelekhez. Ez a port csak közvetlen, de beállítja vagy visszaállítja a kapacitást.

8255 Mikroprocesszor működési módok

A 8255-ös mikroprocesszornak két üzemmódja van, mint például a bitbeállítás-reset mód és a bemeneti/kimeneti mód, amelyeket alább tárgyalunk.

Bitbeállítás-visszaállítás mód

A bitbeállítás-visszaállítás mód elsősorban csak a Port-C bitek beállítására/visszaállítására szolgál. Ebben a fajta üzemmódban ez csak a C port egy bitjét érinti. Ha a felhasználó beállítja a bitet, akkor az addig marad, amíg a felhasználó hatástalanítja. A felhasználónak be kell töltenie a bitmintát a vezérlőregiszterbe a bit módosításához. Ha a C portot állapot/vezérlési műveletre használjuk, akkor egy OUT utasítás elküldésével minden egyes C port bit beállítható/visszaállítható.

I/O mód

Az I/O módnak három különböző üzemmódja van, például a 0. mód, az 1. mód és a 2. mód, ahol az alábbiakban az egyes módokat tárgyaljuk.

0. mód:

Ez egy 8255-ös I/O mód, amely egyszerűen lehetővé teszi az egyes portok programozását, például i/p vagy o/p portot. Tehát ennek a módnak az I/O funkciója egyszerűen a következőket tartalmazza:

• Az i/p portok pufferelésre kerülnek, amikor az o/ps reteszelve van.
• Nem támogatja a megszakítási képességet/kézfogást.

1. mód:

A 8255-ös mód 1-es I/O-ja kézfogással, így ebben a módban mind az A, mind a B port I/O portként használatos, míg a C port a kézfogáshoz. Tehát ez a mód támogatja a kézfogást a programozott portokon i/p vagy o/p módban. A kézfogási jeleket főként két különböző sebességgel működő eszköz közötti adatátvitel szinkronizálására használják. Ebben a módban a bemenetek és kimenetek reteszelve vannak, és ez a mód arra is képes, hogy megszakítsa a kezelést és a jelvezérlést, hogy megfeleljen a CPU és az IO eszköz sebességének.

2. mód:

A Mode2 egy kétirányú I/O port kézfogással. Tehát az ilyen típusú portok használhatók a kézfogási jeleken keresztüli kétirányú adatáramlásra. Az A csoport érintkezői úgy programozhatók, hogy úgy működjenek, mint a kétirányú adatbusz, és a PC7 – PC4 a C portban a kézfogási jelen keresztül használható. A C port fennmaradó alsó bitjei a bemeneti/kimeneti műveletekhez használatosak. Ez az üzemmód képes megszakításkezelésre.

8255 Mikroprocesszor működik

A 8255 mikroprocesszor egy általános célú programozható I/O eszköz, amelyet elsősorban az I/O-ból történő adatok átvitelére terveztek, hogy szükség esetén megszakítsa az I/O-t. Ez szinte bármilyen mikroprocesszorral használható. Ez a mikroprocesszor 3 db 8 bites kétirányú I/O portot tartalmaz, amelyek a követelményeknek megfelelően elrendezhetők, például PORT A, PORT B ​​& PORT C. Ezt a PPI 8255-öt elsősorban arra tervezték, hogy a CPU-t a külvilággal, például a billentyűzettel, ADC-vel, DAC stb. Ez a mikroprocesszor egy adott feltétel alapján programozható.

8255 PPI interfész a 8086-tal

A 8255 PPI-t a 8086-os mikroprocesszorral kell összekapcsolni; a 8086-os mikroprocesszor kiváltja a 8255-ös bemeneti RD lábát, ha be kell olvasnia a 8255-ös porton belül elérhető adatokat. A 8255 esetében ez egy aktív alacsony i/p érintkező. Ez a tű a 8086-os mikroprocesszor WR o/p csatlakozójához csatlakozik. A 8086-os mikroprocesszor aktiválja a 8255-ös WR i/p-t, amint adatokat kell írnia a 8255-ös portra.

A 8255 egy 8 bites adatbusszal továbbítja az adatokat a 8086 mikroprocesszorhoz. A soros kommunikációs protokoll a 8086 és 8255 közötti kommunikációra szolgál. A két A1 és A0 címsor a 8255-ön belüli kiválasztásra szolgál. A 8255-ös adatbusz érintkezői, például a D0-tól D7-ig, a 8086-os mikroprocesszor adatvonalaihoz csatlakoznak, bemeneti érintkezők olvasására. mint az RD' és az írás bemeneti lábak, mint a WR', a 8086 I/O olvasási és I/O írási pontjaihoz csatlakoznak.

Négy fő portjuk van a PA, PB, PC és vezérlőszó kiválasztásához. Ezeket a portokat főként adatátvitelre használják, és a vezérlőszót a jelek küldésére választják ki. Két jelet küld a 8255-nek, például az I/O jelet és a BSR jelet. Az I/O jel a portok üzemmódjának és irányának inicializálására szolgál, míg a BSR a jelvonal beállítására és visszaállítására szolgál.

A következő eszközben tegyük fel, hogy a csatlakoztatott eszköz bemeneti eszköz. Ez az eszköz először engedélyt keres a PPI-től, hogy adatokat tudjon továbbítani.

A 8255 PPI lehetővé teszi a bemeneti eszközök számára, hogy adatokat küldjenek, ha a 8255-ön belül már nincs adat, amelyet továbbítani kell a 8086-os processzornak. Ha a 8255 PPI-nek van néhány korábbi adata, akkor azt továbbra sem küldi el a 8086-os mikroprocesszor, akkor nem engedélyezi a beviteli eszközt.

Ha a 8255 PPI engedélyezi a beviteli eszközt, akkor az adatok gyűjtése és tárolása a 8255 PPI ideiglenes regisztereiben történik. Ha a 8255 PPI tartalmaz néhány adatot, akkor azt továbbítani kell a 8086 mikroprocesszornak, majd jelet továbbít a PPI-nek.

Ha a 8086-os mikroprocesszor szabadon hozzáférhet az információhoz, a 8086-os visszaküld egy jelet, majd az adatátvitel 8255 és 8086 között történik. Ha a 8086-os mikroprocesszor hosszú ideig nem válik szabaddá, az azt jelenti, hogy a 8255 PPI tartalmaz valamilyen értéket. amely nem kerül elküldésre a 8086-os mikroprocesszornak, így a 8255 PPI nem engedi, hogy a beviteli eszköz semmilyen adatot továbbítson, mert a meglévő adatok felülíródnak. A fenti ábrákon látható görbe nyíl jelet kézfogási jelnek nevezzük. Tehát ezt az adatátviteli folyamatot kézfogásnak nevezik.

A 8255-tel való interfésznél figyelembe kell venni a tényezőket

Sok dolgot figyelembe kell venni a 8255 csatolásakor, amelyeket alább tárgyalunk.

• A programozatlan állapotban lévő 8255-ös portok bemeneti portok, mert ha ezek o/p portok a konfigurálatlan állapotban, akkor bármilyen i/p eszköz csatlakozik hozzá – a bemeneti eszköz a portvonalakon is kimenetet generál, és a 8255. kimenetet is produkál majd. Ha két kimenetet összekapcsolunk, az az egyik/mindkét eszköz megsemmisüléséhez vezet.
• A 8255-ös kimeneti érintkezők nem használhatók eszközök bekapcsolására, mert nem képesek a szükséges meghajtóáramot szolgáltatni.
• Amikor motorok, lámpák vagy hangszórók csatlakoznak a 8255-höz, ellenőrizze az eszközök és a 8255 aktuális névleges értékét.
• Ha a 8255 nem képes a szükséges meghajtóáramot szolgáltatni, használjon invertálást 7406 és nem invertáló erősítők tetszik 7407. Nagy áramigény esetén tranzisztorok használhatók Darlington pár konfigurációjában.
• Valahányszor a DC motor 8255-höz van csatolva, majd válassza ki a megfelelőt H-hidak a motor specifikációja alapján, mert a H-hidak lehetővé teszik, hogy az egyenáramú motor bármilyen irányban működjön.
• Az A és a B port csak 8 bites portként használható, így ezeknek a portoknak minden lábának bemeneti vagy kimeneti jelnek kell lennie.
• Ha váltakozó áramú eszközöket csatlakoztat a 8255-höz, akkor a relé védelemre kell használni.
• Ha az A és B port be van programozva az 1. vagy 2. módba, akkor a C port nem működik normál I/O portként.

Előnyök

Az a 8255 mikroprocesszor előnyei a következőket tartalmazzák.

• A 8255 mikroprocesszor szinte minden mikroprocesszorhoz használható.
• Különböző portok rendelhetők I/O funkcióként.
• +5V szabályozott tápegységgel működik.
• Ez egy népszerű koprocesszor.
• A 8255 társprocesszor interfészként működik a mikroprocesszor és a perifériák között a párhuzamos adatok átviteléhez.

Alkalmazások

Az a 8255 mikroprocesszor alkalmazásai a következőket tartalmazzák.

• A 8255 mikroprocesszor a periféria csatlakoztatására szolgál és a LED ill Relé Felület, Léptetőmotor interfész , Kijelző interfész, Billentyűzet interfész, ADC vagy DAC interfész, Közlekedési jelző vezérlő, Lift Controller stb.
• A 8255 egy népszerűen használt programozható periféria interfész eszköz.
• Ezt a mikroprocesszort adatátvitelre használják különböző körülmények között.
• Interfészhez használatos léptetőmotorok & DC motorok.
• A 8255 mikroprocesszort széles körben használják különféle mikrokontroller- vagy mikroszámítógép-rendszerekben, valamint otthoni számítógépekben, mint az összes MSX modell és az SV-328.
• Ez a mikroprocesszor az eredeti PC/XT, IBM-PC, PC/jr és klónokban is használható különféle házi építésű számítógépekkel, mint például az N8VEM.

Ez tehát az egy 8255-ös mikroprocesszor áttekintése – architektúra, alkalmazásokkal való munka. A 82C55 mikroprocesszor egy általános célú programozható I/O eszköz, amelyet különféle mikroprocesszorokkal használnak. Az ipari szabványos konfiguráció nagy teljesítményű 82C55 mikroprocesszorral jól illeszkedik a 8086-hoz. Íme egy kérdés, hogy mi az a 8086 mikroprocesszor ?