8255 Mikroişlemci: Mimari, Çalışma ve Uygulamaları

Aslında I/O cihazlarının işlemcinin veri yoluna doğrudan bağlanması mümkün değildir. Bu nedenle, onun yerine, 8255 gibi G/Ç cihazlarını bağlamak için G/Ç bağlantı noktalarının orada olması gereken bir cihaz olmalıdır. mikroişlemci . Bu işlemci, Intel'in tasarladığı MCS-85 Ailesindendir ve bir 8086 & ile kullanılabilir. 8085 mikroişlemci . 8255, mikroişlemci ve makineler arasındaki temel iletişim yöntemini elde etmek için kullanılan Programlanabilir bir çevresel arabirim cihazıdır. Arayüz olarak çalışacak şekilde programlanmış bir makine için kullanılan çevresel bir cihazdır. Bu 8255 PPI, mikroişlemciler ve G/Ç cihazları arasındaki bir arabirimdir. Bu makalede, bir 8255 Mikroişlemci – uygulamalarla çalışmak.

8255 Mikroişlemci nedir?

8255 mikroişlemci, çok popüler bir şekilde kullanılan programlanabilir çevresel arabirim yongası veya PPI yongasıdır. 8255 mikroişlemcinin işlevi, verileri basit G/Ç'den kesintili G/Ç'ye kadar çeşitli koşullarda iletmektir. Bu mikroişlemci aynı zamanda CPU'nun dış dünyasıyla arayüz oluşturmak için tasarlanmıştır. ADC , klavye, DAC, vb. Bu mikroişlemci ekonomik, işlevsel ve esnek olmasına rağmen biraz karmaşıktır, bu nedenle herhangi bir mikroişlemci ile kullanılabilir. Bu mikroişlemci, çevresel aygıtları bağlamak ve ayrıca arayüz oluşturmak için kullanılır. Bu mikroişlemcinin G/Ç bağlantı noktaları, G/Ç aygıtlarını bağlamak için kullanıldığından, bu çevresel aygıt aynı zamanda G/Ç aygıtı olarak da adlandırılır. Bu işlemci, ihtiyaca göre yapılandırılabilen üç adet 8 bit çift yönlü G/Ç bağlantı noktası içerir.

Özellikler

bu 8255 mikroişlemcinin özellikleri aşağıdakileri dahil edin.

• 8255 mikroişlemci, bir PPI (programlanabilir çevresel arabirim) aygıtıdır.
• Farklı modlarda programlanan üç G/Ç bağlantı noktası içerir.
• Bu mikroişlemci, farklı cihazları bağlamak için çeşitli olanaklar sağlar. Bu nedenle farklı uygulamalarda sıklıkla kullanılmaktadır.
• Mod 0 (Basit G/Ç), Mod 1 (Çarpmalı G/Ç) ve Mod 2 (Çarpmalı çift yönlü G/Ç) gibi üç modda çalışır.
• Intel mikroişlemci aileleri ile tamamen uyumludur.
• TTL uyumludur.
• Bu mikroişlemcinin port-C'si için direkt bit SET/RESET kapasitesi mevcuttur.
• 2 ila 8 bit bağlantı noktaları ve 2 ila 4 bit bağlantı noktaları olarak yerleştirilmiş 24 adet programlanabilir giriş/çıkış pini içerir.
• Üç adet 8 bitlik bağlantı noktası içerir; Port-A, Port-B ve Port-C.
• Üç G/Ç bağlantı noktası, her bir G/Ç bağlantı noktasının işlevini ve hangi modda çalışması gerektiğini tanımlayan bir kontrol kaydı içerir.

8255 Mikroişlemci Pim yapılandırması

8255 mikroişlemcisinin pin şeması aşağıda gösterilmiştir. Bu mikroişlemci PA7-PA0, PC7-PC0, PC3-PC0, PB0-PB7, RD, WR, CS, A1 & A0,D0-D7 ve RESET gibi 40 pin içerir. Bu pimler aşağıda tartışılmaktadır.

PA7 - PA0 (PortA Pinleri)

PA7'den PA0'a, mikroişlemcinin tepesinin iki tarafında eşit olarak dağıtılan Port A veri hatları pimleridir (1 ila 4 ve 37 ila 40). Bu sekiz bağlantı noktası A pini, kontrol word kaydına yüklenen kontrol word'üne bağlı olarak tamponlanmış giriş hatları veya kilitli çıkış olarak çalışır.

PB0 - PB7 (Port B Pinleri)

18'den 25'e kadar PB0'dan PB7'ye, port B verilerini taşıyan veri hattı pinleridir.

PC0 - PC7 (Port C Pinleri)

PC0 ila PC7 pinleri, port A veri bitlerini taşıyan pin10 ila pin17'yi içeren port C pinleridir. Oradan, pin 10 – pin13, Port C üst pinleri olarak bilinir ve pin14 ila pin17, alt pinler olarak bilinir. Bu iki bölümden pinler, iki ayrı port C parçası kullanarak 4 veri biti iletmek için ayrı ayrı kullanılabilir.

D0 - D7 (Veri yolu pinleri)

Bu D0 ila D7 pinleri, 27-pin ila 34-pin içeren veri G/Ç hatlarıdır. Bu pinler, 8 bitlik ikili kodu taşımak için kullanılır ve tüm IC çalışmasını eğitmek için kullanılır. Bu pinler, kontrol kelimesinin verilerini taşıyan kontrol yazmacı/kontrol kelimesi olarak bilinir.

A0 & A1

Pin8 ve pin9'daki A0 ve A1 pinleri, veri iletimi için hangi portun tercih edileceğine karar verir.

A0 = 0 & A1=0 ise Port-A seçilir.
A0 = 0 & A1=1 ise Port-B seçilir.
A0 = 1 & A1=0 ise Port-C seçilir.
A0 = 1 & A1=1 ise, kontrol kaydı seçilir.

CS'

CS' benzeri pin6, bir çip seçmekten sorumlu olan bir çip seçme giriş pinidir. CS pinindeki bir düşük sinyal, basitçe 8255 ile işlemci arasındaki iletişime izin verir, yani bu pinde veri aktarımı işlemine aktif bir düşük sinyal izin verir.

RD'

Pin5 benzeri RD', çipi okuma moduna sokan bir okuma giriş pinidir. Bu RD'nin pinindeki bir düşük sinyal, bir veri arabelleği aracılığıyla CPU'ya veri sağlar.

WR'

Pin36 benzeri WR' pini, çipi yazma moduna sokan bir yazma giriş pinidir. Bu nedenle, WR' pimindeki düşük bir sinyal, CPU'nun yazma işlemini portların üzerinde yürütmesine izin verir, aksi takdirde mikroişlemcinin veri yolu arabelleği aracılığıyla kontrol kaydı olur.

SIFIRLA

RESET pini gibi pin35, ayar modundayken tüm tuşlarda bulunan tüm verileri varsayılan değerlerine sıfırlar. RESET pinindeki yüksek sinyalin kontrol kayıtlarını temizlediği ve portların giriş moduna yerleştirildiği aktif bir yüksek sinyaldir.

GND

Pin7, IC'nin GND pinidir.

VCC

Pin26 benzeri VCC, IC'nin 5V giriş pinidir.

8255 Mikroişlemci Mimarisi

8255 mikroişlemcinin mimarisi aşağıda gösterilmiştir.

8255 Mimarlık

Veri Yolu Tamponu:

Veri yolu arabelleği, esas olarak mikroişlemcinin iç veri yolunu sistem veri yoluna bağlamak için kullanılır, böylece bu ikisi arasında uygun arabirim kurulabilir. Bu arabellek, okuma veya yazma işleminin CPU'dan veya CPU'ya yürütülmesine izin verir. Bu arabellek, yazma işlemi durumunda kontrol kaydından veya bağlantı noktalarından CPU'ya ve okuma işlemi durumunda CPU'dan durum kaydına veya bağlantı noktalarına veri sağlanmasına izin verir.

Okuma/Yazma Kontrol Mantığı:

Okuma veya yazma kontrol mantığı ünitesi, sistem içi işlemleri kontrol eder. Bu birim, hem veri aktarımını ve durumu hem de dahili ve harici olarak kontrol sözcüklerini yönetme kabiliyetine sahiptir. Getirilecek veri gerektiğinde, veri yolu tarafından 8255 tarafından sağlanan adrese izin verir ve belirli işlem için iki kontrol grubuna hemen bir komut üretir.

A Grubu ve B Grubu Kontrolü:

Bu grupların her ikisi de CPU tarafından yönetilir ve CPU tarafından oluşturulan komuta göre çalışır. Bu CPU, kontrol kelimelerini bu iki gruba iletir ve uygun komutu art arda kendi portlarına iletir. Grup A, bağlantı noktası A'yı daha yüksek sıralı bağlantı noktası C bitleriyle kontrol ederken, grup B, bağlantı noktası B'yi düşük sıralı bağlantı noktası C bitleriyle kontrol eder.

A Bağlantı Noktası ve B Bağlantı Noktası

Bağlantı Noktası A ve Bağlantı Noktası, 8 bitlik bir giriş mandalı ve 8 bitlik arabelleğe alınmış veya kilitli bir çıkış içerir. Bu bağlantı noktalarının ana işlevi de çalışma modundan bağımsızdır. Port A, 0, 1 ve 2 modları gibi 3 modda programlanabilirken, Port B, 0 ve mod 1 modlarında programlanabilir.

C Bağlantı Noktası

C Bağlantı Noktası, 8 bitlik bir veri girişi arabelleği ve 8 bitlik çift yönlü veri işlem mandalı veya arabelleği içerir. Bu bağlantı noktası esas olarak iki bölüme ayrılmıştır – bağlantı noktası C üst PCU ve bağlantı noktası C alt PC. Bu nedenle, bu iki bölüm temel olarak programlanmıştır ve 4 bit G/Ç bağlantı noktası olarak ayrı ayrı kullanılır. Bu bağlantı noktası anlaşma sinyalleri, Basit G/Ç ve durum sinyali girişleri için kullanılır. Bu bağlantı noktası, hem durum hem de el sıkışma sinyalleri için bağlantı noktası A ve Bağlantı Noktası B ile birlikte kullanılır. Bu bağlantı noktası yalnızca doğrudan sağlar ancak kapasiteyi ayarlar veya sıfırlar.

8255 Mikroişlemci Çalışma Modları

8255 mikroişlemcisi, aşağıda açıklanan bit set-reset modu ve giriş/çıkış modu gibi iki çalışma moduna sahiptir.

Bit Set-Reset Modu

Bit set-reset modu esas olarak sadece Port-C bitlerini ayarlamak/resetlemek için kullanılır. Bu tür çalışma modunda, yalnızca Port C'nin bir bitini etkiler. Kullanıcı biti ayarladıktan sonra, kullanıcı tarafından ayarlanana kadar ayarlı kalır. Kullanıcı, biti değiştirmek için kontrol yazmacı içinde bit modelini yüklemeyi gerektirir. C bağlantı noktası durum/kontrol işlemi için kullanıldığında, ardından bir OUT komutu gönderilerek, her bir C bağlantı noktası biti ayarlanabilir/sıfırlanabilir.

G/Ç Modu

G/Ç modu, her modun aşağıda ele alındığı Mod 0, Mod 1 ve Mod 2 gibi üç farklı moda sahiptir.

Mod 0:

Bu, i/p veya o/p bağlantı noktası gibi her bağlantı noktasının programlanmasına izin veren 8255'lik bir G/Ç modudur. Dolayısıyla, bu modun G/Ç özelliği basitçe şunları içerir:

• i/p bağlantı noktaları, o/ps kilitlendiğinde ara belleğe alınır.
• Kesme özelliğini/el sıkışmayı desteklemez.

Mod 1:

8255'in Mod 1'i anlaşmalı G/Ç'dir, bu nedenle bu tür modda Port A ve Port B gibi portların her ikisi de G/Ç bağlantı noktası olarak kullanılırken, bağlantı noktası C anlaşma için kullanılır. Dolayısıyla bu mod, programlanan bağlantı noktaları tarafından i/p veya o/p modu olarak anlaşmayı destekler. El sıkışma sinyalleri, temelde farklı hızlarda çalışan iki cihaz arasında veri aktarımını senkronize etmek için kullanılır. Bu moddaki girişler ve çıkışlar kilitlidir ve bu mod ayrıca CPU ve IO cihazının hızına uyması için işleme ve sinyal kontrolünü kesme yeteneğine de sahiptir.

Mod 2:

Mode2, anlaşmalı bir Çift Yönlü G/Ç bağlantı noktasıdır. Böylece, bu tür moddaki portlar, el sıkışma sinyalleri aracılığıyla çift yönlü veri akışı için kullanılabilir. A grubu pinleri, çift yönlü veri yolu gibi çalışacak şekilde programlanabilir ve C bağlantı noktasındaki PC7 – PC4, el sıkışma sinyali aracılığıyla kullanılır. Kalan alt bağlantı noktası C bitleri, giriş/Çıkış işlemleri için kullanılır. Bu mod kesme işleme kapasitesine sahiptir.

8255 Mikroişlemci Çalışıyor

8255 mikroişlemci, genel amaçlı programlanabilir bir G/Ç cihazıdır ve temel olarak, gerekli durumlarda belirli koşullarda G/Ç'den kesme G/Ç'ye veri aktarmak için tasarlanmıştır. Bu hemen hemen her mikroişlemci ile kullanılabilir. Bu mikroişlemci, PORT A, PORT B ​​ve PORT C gibi gereksinimlere göre düzenlenebilen 3 adet 8-bit çift yönlü G/Ç bağlantı noktası içerir. Bu PPI 8255, esas olarak CPU'nun klavye, ADC, DAC, vb. Bu mikroişlemci, belirli bir duruma göre programlanabilir.

8086 ile 8255 PPI Arayüzü

8255 PPI ile 8086 mikroişlemci arasında arayüz oluşturma ihtiyacı; 8086 mikroişlemcisi, bir 8255 bağlantı noktası içindeki mevcut verileri okuması gerektiğinde 8255 giriş RD pimini tetikler. 8255 için aktif düşük i/p pinidir. Bu pin, 8086 mikroişlemcinin WR o/p'sine bağlıdır. 8086 mikroişlemcisi, 8255'lik bir bağlantı noktasına veri yazması gerektiğinde 8255'in WR i/p'sini tetikler.

8255, verileri 8 bit veri yolu ile 8086 mikroişlemciye aktarır. Seri iletişim protokolü, 8086 & 8255 arasındaki iletişim için kullanılır. A1 ve A0 adres hatları, 8255 içinde seçim yapmak için kullanılır. 8255'in D0 ila D7 gibi veri yolu pinleri, 8086 mikroişlemcinin veri hatlarına bağlanır, giriş pinlerini okur RD' gibi & WR' gibi yazma giriş pinleri, 8086'nın G/Ç okuma ve G/Ç yazma işlemlerine bağlanır.

PA, PB, PC ve kontrol kelimesini seçmek için dört ana bağlantı noktasına sahiptirler. Bu portlar esas olarak veri aktarımı için kullanılır ve kontrol word'ü sinyal göndermek için seçilir. 8255'e G/Ç sinyali ve BSR sinyali gibi iki sinyal gönderilir. G/Ç sinyali, bağlantı noktalarının modunu ve yönünü başlatmak için kullanılırken BSR, bir sinyal hattını ayarlamak ve sıfırlamak için kullanışlıdır.

Aşağıdaki cihazda, bağlanan cihazın bir giriş cihazı olduğunu varsayalım. Bu cihaz ilk başta veri iletebilmek için PPI'dan izin istiyor.

8255 PPI, Giriş cihazlarının, 8255 içinde 8086 işlemciye iletilmesi gereken veri kalmadığında veri iletmesine izin verir. 8255 PPI'da daha önce bazı sol veriler varsa, o zaman hala 8086 mikroişlemciye gönderilmez, o zaman Giriş cihazına izin vermez.

8255 PPI giriş aygıtına izin verdiğinde, veriler elde edilir ve 8255 PPI'nin geçici kayıtları içinde saklanır. 8255 PPI bazı verileri tuttuğunda, bunun 8086 mikroişlemciye iletilmesi gerekir, ardından PPI'ye bir sinyal iletir.

8086 mikroişlemcisi bilgiyi almakta serbest olduğunda, 8086 bir sinyali geri iletir, ardından 8255 & 8086 arasında veri iletimi gerçekleşir. 8086 mikroişlemciye gönderilmez, bu nedenle 8255 PPI, mevcut verilerin üzerine yazılacağı için Giriş cihazının herhangi bir veri iletmesine izin vermez. Yukarıdaki diyagramlarda temsil edilen kavisli ok sinyali, el sıkışma sinyali olarak bilinir. Dolayısıyla bu veri aktarım işlemi el sıkışma olarak bilinir.

8255 ile Arayüzleme için dikkate alınması gereken faktörler

Aşağıda tartışılan 8255 ile arabirim oluştururken dikkate alınması gereken birçok şey vardır.

• Programlanmamış durumdaki 8255 bağlantı noktaları, giriş bağlantı noktalarıdır çünkü yapılandırılmamış durumdaki o/p bağlantı noktalarıysa, buna herhangi bir i/p aygıtı bağlanır - giriş aygıtı ayrıca bağlantı noktası hatlarında bir çıkış üretecek ve 8255 bir çıktı da üretecektir. İki çıkış birbirine bağlandığında, bir/her iki cihazın da imha edilmesiyle sonuçlanır.
• 8255 çıkış pinleri, gerekli sürüş akımını sağlayamadıkları için cihazları çalıştırmak için kullanılamaz.
• Motorlar veya lambalar veya hoparlörler 8255'e bağlandığında, cihazların ve 8255'in mevcut derecesini kontrol etmeniz gerekir.
• 8255 gerekli sürüş akımını sağlayamadığında, aşağıdaki gibi ters çevirmeyi kullanın 7406 ve evirmeyen yükselteçler beğenmek 7407. Büyük akım gereksinimleri olduğunda, bir Darlington Çifti konfigürasyonunda transistörler kullanılabilir.
• ne zaman bir DC motoru 8255 ile arayüzlenir, ardından uygun olanı seçin H-Köprüleri H-köprüleri bir DC motorun herhangi bir yönde çalışmasına izin vereceğinden, motorun teknik özelliklerine bağlıdır.
• Port A ve Port B sadece 8 bitlik portlar olarak kullanılabilir, dolayısıyla bu portların tüm pinleri giriş veya çıkış olmalıdır.
• AC ile çalışan cihazlar 8255'e bağlandığında, bir röle korumak için kullanılmalıdır.
• Port A ve B, Mod 1 veya Mod 2 içinde programlandığında, Port C normal bir G/Ç bağlantı noktası olarak çalışamaz.

Avantajlar

bu 8255 mikroişlemcinin avantajları aşağıdakileri dahil edin.

• 8255 mikroişlemci hemen hemen her mikroişlemci ile kullanılabilir.
• G/Ç işlevleri olarak farklı bağlantı noktaları atanabilir.
• +5V ayarlı güç kaynağı ile çalışır.
• Yaygın olarak kullanılan bir yardımcı işlemcidir.
• 8255 yardımcı işlemci, paralel veri aktarımı için mikroişlemci ve çevresel aygıtlar arasında bir arabirim görevi görür.

Uygulamalar

bu 8255 mikroişlemcinin uygulamaları aşağıdakileri dahil edin.

• 8255 mikroişlemci, çevresel cihaz & LED bağlantısı için kullanılır veya Röle Arayüz, Step Motor Arayüzü , Ekran Arayüzü, Klavye Arayüzü, ADC veya DAC Arayüzü, Trafik Sinyal Kontrolörü, Asansör Kontrolörü, vb.
• 8255, popüler olarak kullanılan programlanabilir bir çevresel arabirim aygıtıdır.
• Bu mikroişlemci, farklı koşullar altında veri iletmek için kullanılır.
• ile arayüz oluşturmak için kullanılır. step motorlar & DC motorlar.
• 8255 mikroişlemci, çeşitli mikrodenetleyici veya mikrobilgisayar sistemlerinin yanı sıra tüm MSX modelleri ve SV-328 gibi ev bilgisayarlarında yaygın olarak kullanılır.
• Bu mikroişlemci, orijinal PC/XT, IBM-PC, PC/jr ve N8VEM gibi çeşitli yerleşik bilgisayarlarla klonlarda da kullanılabilir.

Böylece, bu 8255 Mikroişlemciye genel bakış – mimari, uygulamalarla çalışma. 82C55 mikroişlemci, çeşitli mikroişlemcilerle birlikte kullanılan, genel amaçlı programlanabilir bir G/Ç aygıtıdır. Yüksek performanslı 82C55 mikroişlemciye sahip endüstri standardı yapılandırma, 8086 ile çok uyumludur. 8086 mikroişlemci ?