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微机原理课程设计报告(8255控制开关状态)

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微机原理课程设计报告(8255控制开关状态)

摘要：本文针对微机原理课程设计中的8255控制开关状态问题进行了详细的研究。首先介绍了8255的特点及其在微机系统中的应用，然后详细阐述了8255控制开关状态的原理和设计方法。通过实验验证了设计的正确性和实用性，为微机原理课程设计提供了有益的参考。本文共分为六个章节，分别对8255的原理、设计方法、实验过程和结果进行了详细论述。

前言：随着计算机技术的飞速发展，微机原理作为计算机科学的基础课程，其重要性日益凸显。8255是一种通用的可编程并行I/O接口芯片，广泛应用于微机系统中。本文旨在通过对8255控制开关状态的研究，提高学生对微机原理的理解和应用能力。本文首先对8255的特点和原理进行了介绍，然后详细阐述了设计方法，并通过实验验证了设计的正确性和实用性。

第一章8255概述

1.18255的引脚功能

(1)8255芯片的引脚功能丰富多样，它具有24个引脚，每个引脚都有其特定的作用。其中，A组、B组和C组分别具有6个、5个和5个引脚。A组和B组作为双向I/O端口，可以配置为输入或输出模式，而C组则是一个8位的双向I/O端口。A组和B组的每个引脚都通过内部电路与CPU的数据总线相连，从而实现数据的传输。例如，在A组中，PA0至PA5引脚可以用于数据输入或输出，PA6和PA7引脚则用于控制信号。

(2)在A组和B组中，除了数据引脚外，还包括控制引脚。这些控制引脚包括控制字输入引脚、状态引脚和读/写控制引脚。控制字输入引脚用于接收CPU发送的控制字，以设置端口的操作模式；状态引脚用于向CPU提供端口的当前状态信息；读/写控制引脚则用于控制数据的输入或输出操作。例如，在A组中，控制字输入引脚为CS1和CS0，状态引脚为STBA和IBFA，读/写控制引脚为RD和WR。

(3)C组引脚的功能较为特殊，它不仅能够实现数据的输入和输出，还可以通过编程控制实现特定的功能。C组的引脚包括C0至C7，其中C0和C1可以与A组和B组的引脚组合使用，实现特定的控制功能。例如，在C组中，C0引脚可以与A组的PB0引脚组合，用于控制一个外部设备的状态；C1引脚可以与B组的PB1引脚组合，用于控制另一个外部设备的状态。此外，C组的引脚还可以通过编程实现定时器功能，为系统提供定时控制。

1.28255的内部结构

(1)8255的内部结构复杂，主要由控制逻辑、数据通路、状态寄存器和输入/输出端口等部分组成。该芯片内部包含一个8位的控制逻辑单元，用于接收来自CPU的控制字，并据此配置各个端口的操作模式。数据通路负责在端口之间以及端口与CPU之间传输数据。状态寄存器用于存储端口的当前状态信息，以便CPU读取。输入/输出端口则直接与外部设备连接，实现数据的输入和输出。

(2)控制逻辑单元是8255的核心部分，它由一组控制寄存器、译码器和控制信号发生器组成。控制寄存器用于存储CPU发送的控制字，译码器将这些控制字转换为控制信号，控制信号发生器则根据这些信号产生相应的操作。例如，当控制字设置A组为简单I/O模式时，控制逻辑单元会生成相应的控制信号，使A组的PA0至PA5引脚能够进行数据输入或输出。

(3)8255的数据通路由数据总线、数据缓冲器和数据选择器组成。数据总线用于在控制逻辑单元、数据缓冲器和数据选择器之间传输数据。数据缓冲器用于暂存数据，数据选择器则根据控制逻辑单元的指令选择数据传输的路径。例如，当A组设置为双向I/O模式时，数据选择器会将数据总线上的数据传输到A组的PA0至PA5引脚，或者从这些引脚读取数据。

(4)状态寄存器由一组寄存器组成，用于存储端口的当前状态信息。这些信息包括端口的工作模式、数据缓冲区的状态等。CPU可以通过读取状态寄存器来了解端口的运行状态，并根据需要调整操作。例如，当A组处于输出模式时，状态寄存器会记录A组的数据缓冲区是否为空。

(5)输入/输出端口是8255与外部设备连接的接口，它包括A组、B组和C组。A组有6个引脚，B组有5个引脚，C组有5个引脚。这些引脚通过内部电路与数据通路和状态寄存器相连，实现数据的输入和输出。例如，当A组被配置为输出模式时，CPU可以将数据写入A组的数据缓冲器，然后通过数据通路将数据输出到外部设备。

(6)8255的内部结构还包含时钟发生器和中断控制逻辑。时钟发生器为芯片提供工作所需的时钟信号，中断控制逻辑则负责处理外部设备的中断请求。例如，当外部设备准备好接收数据时，它可以通过中断请求引脚向CPU发送中断信号，CPU在