Microprocesador 8255: arquitectura, funcionamiento y sus aplicaciones

En realidad, la conexión directa de dispositivos de E/S con el bus de datos del procesador no es posible. Entonces, en su lugar, debe haber algún dispositivo al que los puertos de E/S deben estar allí para conectar dispositivos de E/S como 8255 microprocesador . Este procesador es de la familia de MCS-85 que diseñó Intel y se puede usar con un 8086 y microprocesador 8085 . El 8255 es un dispositivo de interfaz periférico programable que se utiliza para lograr el método de comunicación básico entre el microprocesador y las máquinas. Es un dispositivo periférico utilizado para una máquina que está programada para funcionar como una interfaz. Este 8255 PPI es una interfaz entre los microprocesadores y los dispositivos de E/S. Este artículo analiza una descripción general de un 8255 Microprocesador – trabajar con aplicaciones.

¿Qué es un microprocesador 8255?

El microprocesador 8255 es un chip de interfaz periférica programable o chip PPI muy utilizado. La función del microprocesador 8255 es transmitir datos en diversas condiciones, desde E/S simple hasta E/S de interrupción. Este microprocesador también está diseñado para interconectar la CPU con su mundo externo como ADC , teclado, DAC, etc. Este microprocesador es económico, funcional y flexible aunque es un poco complejo, por lo que se puede utilizar con cualquier microprocesador. Este microprocesador se utiliza para conectar dispositivos periféricos y también como interfaz. Por lo tanto, este dispositivo periférico también se denomina dispositivo de E/S porque los puertos de E/S de este microprocesador se utilizan para conectar dispositivos de E/S. Este procesador incluye tres puertos de E/S bidireccionales de 8 bits que se pueden configurar según las necesidades.

Características

Él caracteristicas del microprocesador 8255 Incluya lo siguiente.

• El microprocesador 8255 es un dispositivo PPI (interfaz periférica programable).
• Incluye tres puertos de E/S que se programan en diferentes modos.
• Este microprocesador simplemente proporciona varias facilidades para conectar diferentes dispositivos. Por lo tanto, se utiliza en diferentes aplicaciones con frecuencia.
• Funciona en tres modos, como el Modo 0 (E/S simple), el Modo 1 (E/S estroboscópica) y el Modo 2 (E/S bidireccional estroboscópica).
• Es totalmente compatible con las familias de microprocesadores Intel.
• Es compatible con TTL.
• Para el puerto C de este microprocesador, está disponible la capacidad de SET/RESET de bit directo.
• Incluye 24 pines de entrada/salida programables que se colocan como puertos de 2 a 8 bits y puertos de 2 a 4 bits.
• Incluye tres puertos de 8 bits; Puerto-A, Puerto-B y Puerto-C.
• Los tres puertos de E/S incluyen un registro de control que define la función de cada puerto de E/S y en qué modo deben operar.

Configuración de pines del microprocesador 8255

El diagrama de pines del microprocesador 8255 se muestra a continuación. Este microprocesador incluye 40 pines como PA7-PA0, PC7-PC0, PC3-PC0, PB0-PB7, RD, WR, CS, A1 y A0,D0-D7 y RESET. Estos pines se analizan a continuación.

PA7 a PA0 (Pines PortA)

PA7 a PA0 son pines de líneas de datos del puerto A (1 a 4 y 37 a 40) que se distribuyen por igual en dos lados de la parte superior del microprocesador. Estos ocho pines del puerto A funcionan como líneas de entrada almacenadas en búfer o como salida bloqueada en función de la palabra de control cargada en el registro de la palabra de control.

PB0 a PB7 (clavijas del puerto B)

Los PB0 a PB7 del 18 al 25 son los pines de la línea de datos que transportan los datos del puerto B.

PC0 a PC7 (clavijas del puerto C)

Los pines PC0 a PC7 son pines del puerto C que incluyen pin10 a pin17 que transportan los bits de datos del puerto A. A partir de ahí, los pines 10 – pin13 se conocen como pines superiores del Puerto C y los pines 14 a pin17 se conocen como pines inferiores. Los pines de estas dos secciones se pueden usar individualmente para transmitir 4 bits de datos usando dos partes de puerto C separadas.

D0 a D7 (pines de bus de datos)

Estos pines D0 a D7 son líneas de E/S de datos que incluyen de 27 pines a 34 pines. Estos pines se utilizan para transportar el código binario de 8 bits y se utilizan para entrenar todo el trabajo del IC. Estos pines se conocen conjuntamente como registro de control/palabra de control que transporta los datos de la palabra de control.

A0 y A1

Los pines A0 y A1 en pin8 y pin9 simplemente toman una decisión sobre qué puerto se preferirá para transmitir los datos.

Si A0 = 0 y A1=0, se selecciona el puerto A.
Si A0 = 0 y A1=1, entonces se selecciona el Puerto-B.
Si A0 = 1 y A1=0, entonces se selecciona el Puerto-C.
Si A0 = 1 y A1=1, entonces se selecciona el registro de control.

CS'

El pin6 como CS es un pin de entrada de selección de chip que es responsable de seleccionar un chip. Una señal baja en el pin CS simplemente permite la comunicación entre el 8255 y el procesador, lo que significa que en este pin, la operación de transferencia de datos se permite mediante una señal baja activa.

RD'

El pin5 como RD' es un pin de entrada de lectura que pone el chip dentro del modo de lectura. Una señal baja en el pin de este RD proporciona datos a la CPU mediante un búfer de datos.

WR'

El pin 36 similar a WR es un pin de entrada de escritura que pone el chip en modo de escritura. Entonces, una señal baja en el pin WR simplemente permite que la CPU ejecute la operación de escritura sobre los puertos, de lo contrario, el registro de control del microprocesador a través del búfer del bus de datos.

REINICIAR

El pin35, como el pin RESET, restablece todos los datos disponibles en todas las teclas a sus valores predeterminados cuando está en modo de configuración. Es una señal alta activa donde la señal alta en el pin RESET borra los registros de control y los puertos se colocan dentro del modo de entrada.

TIERRA

El pin7 es un pin GND de IC.

CCV

El pin26 como VCC es el pin de entrada de 5V de IC.

Arquitectura del microprocesador 8255

La arquitectura del microprocesador 8255 se muestra a continuación.

8255 Arquitectura

Búfer de bus de datos:

El búfer del bus de datos se usa principalmente para conectar el bus interno del microprocesador con el bus del sistema para que se pueda establecer una interfaz adecuada entre estos dos. Este búfer simplemente permite que la operación de lectura o escritura se ejecute desde o hacia la CPU. Este búfer permite que los datos suministrados desde el registro de control o puertos a la CPU en caso de operación de escritura y desde la CPU al registro de estado o puertos en caso de operación de lectura.

Lógica de control de lectura/escritura:

La unidad lógica de control de lectura o escritura controla las operaciones internas del sistema. Esta unidad tiene la capacidad de administrar tanto la transferencia de datos como el estado o las palabras de control interna y externamente. Una vez que se necesitan datos para buscar, permite la dirección provista por el 8255 por el bus y genera un comando inmediatamente a los dos grupos de control para la operación específica.

Grupo A y Grupo B Control:

Ambos grupos son administrados por la CPU y funcionan según el comando generado por la CPU. Esta CPU transmite palabras de control hacia estos dos grupos y ellos transmiten consecutivamente el comando adecuado a su puerto particular. El grupo A controla el puerto A con bits de puerto C de orden superior, mientras que el grupo B controla el puerto B con bits de puerto C de orden inferior.

Puerto A y Puerto B

El puerto A y el puerto B incluyen un pestillo de entrada de 8 bits y una salida bloqueada o almacenada en búfer de 8 bits. La función principal de estos puertos también es independiente del modo de funcionamiento. El puerto A se puede programar en 3 modos, como los modos 0, 1 y 2, mientras que el puerto B se puede programar en los modos 0 y modo 1.

Puerto C

El puerto C incluye un búfer de entrada de datos de 8 bits y un pestillo o búfer de salida de datos bidireccional de 8 bits. Este puerto se divide principalmente en dos secciones: puerto C PCU superior y puerto C PC inferior. Por lo tanto, estas dos secciones se programan principalmente y se usan por separado como un puerto de E/S de 4 bits. Este puerto se utiliza para señales de protocolo de enlace, E/S simple y entradas de señal de estado. Este puerto se usa en combinación con el puerto A y el puerto B tanto para las señales de estado como para las de protocolo de enlace. Este puerto solo proporciona capacidad directa pero establece o restablece.

Modos de funcionamiento del microprocesador 8255

El microprocesador 8255 tiene dos modos de funcionamiento, como el modo de configuración y reinicio de bits y el modo de entrada/salida, que se analizan a continuación.

Modo de establecimiento y reinicio de bits

El modo de configuración y restablecimiento de bits se utiliza principalmente para configurar/restablecer solo los bits del puerto C. En este tipo de modo de operación, solo afecta un bit de tiempo del puerto C. Una vez que el usuario establece el bit, permanece establecido hasta que el usuario lo desactive. El usuario requiere cargar el patrón de bits dentro del registro de control para modificar el bit. Una vez que el puerto C se usa para la operación de estado/control, al enviar una instrucción OUT, cada bit del puerto C individual se puede configurar/restablecer.

Modo E/S

El modo I/O tiene tres modos diferentes, como el Modo 0, el Modo 1 y el Modo 2, donde cada modo se analiza a continuación.

Modo 0:

Este es un modo de E/S del 8255 que simplemente permite la programación de cada puerto como puerto i/p u o/p. Entonces, la función de E/S de este modo simplemente incluye:

• Los puertos i/p se almacenan en búfer cada vez que se bloquean o/ps.
• No es compatible con la capacidad de interrupción/apretón de manos.

Modo 1:

El modo 1 de 8255 es E/S con protocolo de enlace, por lo que en este tipo de modo, tanto los puertos como el puerto A y el puerto B se utilizan como puertos de E/S, mientras que el puerto C se utiliza para protocolo de enlace. Por lo tanto, este modo es compatible con el protocolo de enlace de los puertos programados como modo i/p u o/p. Las señales de protocolo de enlace se utilizan principalmente para sincronizar la transferencia de datos entre dos dispositivos que funcionan a diferentes velocidades. Las entradas y salidas en este modo están bloqueadas y este modo también tiene la capacidad de interrumpir el manejo y el control de la señal para igualar la velocidad de la CPU y el dispositivo IO.

Modo 2:

Mode2 es un puerto de E/S bidireccional con protocolo de enlace. Por lo tanto, los puertos en este tipo de modo se pueden utilizar para el flujo de datos bidireccional a través de señales de protocolo de enlace. Los pines del grupo A se pueden programar para funcionar como bus de datos bidireccional y PC7 – PC4 en el puerto C se utilizan a través de la señal de protocolo de enlace. Los bits restantes del puerto C inferior se utilizan para operaciones de entrada/salida. Este modo tiene la capacidad de manejar interrupciones.

Funcionamiento del microprocesador 8255

El microprocesador 8255 es un dispositivo de E/S programable de propósito general diseñado principalmente para transferir los datos de E/S para interrumpir E/S en ciertas condiciones según sea necesario. Esto se puede utilizar casi con cualquier microprocesador. Este microprocesador incluye 3 puertos de E/S bidireccionales de 8 bits que se pueden organizar según los requisitos como PUERTO A, PUERTO B y PUERTO C. Este PPI 8255 está diseñado principalmente para conectar la CPU con su mundo exterior como el teclado, ADC, DAC, etc. Este microprocesador se puede programar en función de una condición particular.

8255 PPI Interfaz con 8086

La necesidad de interconectar el 8255 PPI con el microprocesador 8086 es; el microprocesador 8086 activa el pin RD de entrada de 8255 una vez que necesita leer los datos disponibles dentro de un puerto 8255. Para 8255, es un pin i/p bajo activo. Este pin está conectado a WR o/p del microprocesador 8086. El microprocesador 8086 activa el WR i/p de 8255 una vez que necesita escribir datos hacia un puerto de 8255.

8255 transfiere datos con un bus de datos de 8 bits al microprocesador 8086. El protocolo de comunicación en serie se utiliza para la comunicación entre 8086 y 8255. Las dos líneas de dirección A1 y A0 se utilizan para realizar selecciones internas dentro de 8255. Los pines del bus de datos de 8255 como D0 a D7 están conectados a las líneas de datos del microprocesador 8086, pines de entrada de lectura como RD' y pines de entrada de escritura como WR' están conectados a lectura de E/S y escritura de E/S de 8086.

Tienen cuatro puertos principales para seleccionar PA, PB, PC y palabra de control. Estos puertos se utilizan principalmente para transferir datos y la palabra de control se selecciona para enviar señales. Se envían dos señales al 8255, como la señal de E/S y la señal BSR. La señal de E/S se usa para inicializar el modo y la dirección de los puertos, mientras que BSR es útil para configurar y restablecer una línea de señal.

En el siguiente dispositivo, suponga que el dispositivo conectado es un dispositivo de entrada. En un principio, este dispositivo busca permiso de PPI para poder transmitir datos.

El 8255 PPI permite que los dispositivos de entrada transmitan datos, siempre que no queden datos dentro del 8255 que deban transmitirse al procesador 8086. Si 8255 PPI tiene algunos datos anteriores, entonces aún no se envía al microprocesador 8086, entonces no permite el dispositivo de entrada.

Cuando 8255 PPI permite el dispositivo de entrada, los datos se obtienen y almacenan en registros temporales de 8255 PPI. Cuando 8255 PPI contiene algunos datos, entonces deben transmitirse al microprocesador 8086, luego transmite una señal a PPI.

Una vez que el microprocesador 8086 está libre para obtener la información, entonces 8086 transmite una señal, luego la transmisión de datos ocurre entre 8255 y 8086. Si el microprocesador 8086 no se libera durante mucho tiempo, eso significa que 8255 PPI incluye algún valor. que no se envía al microprocesador 8086, por lo que 8255 PPI no permite que el dispositivo de entrada transmita ningún dato porque se sobrescribirán los datos existentes. La señal de flecha curva representada en los diagramas anteriores se conoce como señal de apretón de manos. Entonces, este proceso de transmisión de datos se conoce como apretón de manos.

Los factores deben ser considerados para la interfaz con 8255

Hay muchas cosas que deben tenerse en cuenta al interactuar con 8255 que se analizan a continuación.

• Los puertos 8255 en un estado no programado son puertos de entrada porque si son puertos o/p dentro del estado no configurado, cualquier dispositivo i/p está conectado a ellos; el dispositivo de entrada también generará una salida en las líneas del puerto y el 8255 también producirá una salida. Cuando dos salidas están unidas, resulta en la destrucción de uno o ambos dispositivos.
• Los pines de salida del 8255 no se pueden utilizar para encender dispositivos porque no son capaces de suministrar la corriente de conducción necesaria.
• Siempre que los motores, las lámparas o los altavoces se conecten al 8255, es necesario verificar la clasificación actual de los dispositivos y el 8255.
• Cuando el 8255 no es capaz de suministrar la corriente de conducción necesaria, use inversión como 7406 y amplificadores no inversores como 7407. Cuando los requisitos de corriente son grandes, los transistores se pueden usar en la configuración de un par Darlington.
• Siempre que un motor de corriente continua está conectado a 8255, luego elija adecuado Puentes H basado en la especificación del motor porque los puentes H permitirán que un motor de CC funcione en cualquier dirección.
• El puerto A y el puerto B se pueden usar solo como puertos de 8 bits, por lo que todos los pines de estos puertos deben ser de entrada o salida.
• Cuando los dispositivos alimentados por CA están conectados al 8255, entonces relé debe ser utilizado para la protección.
• Una vez que los puertos A y B están programados en el modo 1 o el modo 2, el puerto C no puede funcionar como un puerto de E/S normal.

Ventajas

Él ventajas del microprocesador 8255 Incluya lo siguiente.

• El microprocesador 8255 se puede utilizar con casi todos los microprocesadores.
• Se pueden asignar diferentes puertos como funciones de E/S.
• Funciona con una fuente de alimentación regulada de +5V.
• Es un coprocesador de uso popular.
• El coprocesador 8255 actúa como una interfaz entre el microprocesador y los dispositivos periféricos para transferir datos en paralelo.

Aplicaciones

Él aplicaciones del microprocesador 8255 Incluya lo siguiente.

• El microprocesador 8255 se utiliza para la conexión del dispositivo periférico y LED o Relé Interfaz, Interfaz de motor paso a paso , interfaz de pantalla, interfaz de teclado, interfaz ADC o DAC, controlador de señales de tráfico, controlador de ascensores, etc.
• 8255 es un dispositivo de interfaz periférico programable de uso popular.
• Este microprocesador se utiliza para transmitir datos en diferentes condiciones.
• Se utiliza para interactuar con motores paso a paso y motores de CC.
• El microprocesador 8255 se usa ampliamente en varios sistemas de microcontroladores o microordenadores, así como en ordenadores domésticos como todos los modelos MSX y el SV-328.
• Este microprocesador también se puede utilizar en el PC/XT original, IBM-PC, PC/jr y clones con varios ordenadores caseros como el N8VEM.

Así, esto es una descripción general de un microprocesador 8255 – arquitectura, trabajando con aplicaciones. El microprocesador 82C55 es un dispositivo de E/S programable de uso general que se utiliza con varios microprocesadores. La configuración estándar de la industria con un microprocesador 82C55 de alto rendimiento se combina bien con el 8086. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es un microprocesador 8086 ?