实验58255并行接口键盘及显示实验.docx

1、实验58255并行接口键盘及显示实验8255接口键盘及显示综合设计实验（曹建文 2009年10月10日）一、实验目的1、掌握8255的工作方式及应用编程。2、自行设计、制作和连接基于8255并行接口的键盘及显示实验电路。3、实现扫描式矩阵键盘的功能和作用。二、实验设备PC机1台，TD-PIT实验台1台，实验元器件若干。三、实验内容1、使用8255实现键盘按键和七段LED数码显示管显示功能。2、根据实验要求自行设计实验线路图，制作和焊接实验电路板和实验元器件。3、按照实验要求和实验电路图编写实验程序，使得按下不同的数字按键后数码管显示相应的数字值（4位数码管）。4、按照实验要求设计和编写实验程序

2、，实现普通计算器的加/减法功能。四、实验原理1、8255结构及原理并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位或32位等。8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0-基本输入/输出方式、方式1-选通输入/输出方式、方式2-双向选通工作方式。8255的内部结构及引脚如图-1所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图-2所示。图-1： 8255内部结构及引脚图（a）工作方式控制字 （b

3、）c口按位置位/复位控制字图-2： 8255控制字格式（1）8255的内部结构如图-1所示，8255的内部结构由以下4个部分组成：（1）输入/输出端口A、B、C 。这三个端口均可看作是I/O端口，但它们的结构和功能也稍有不同。A口和B口是一个独立的8位I/O口。C口可以看作是一个独立的8位I/O口；也可以看作是两个独立的4位I/O口。 （2）A组和B组控制电路。这是两组根据CPU命令控制8255工作方式的电路，这些控制电路内部设有控制寄存器，可以根据CPU送来的编程命令来控制8255的工作方式，也可以根据编程命令来对C口的指定位进行置位/复位的操作。A组控制电路用来控制A口及C口的高4位；B组

4、控制电路用来控制B口及C口的低4位。（3）读/写控制逻辑。它负责管理8255的数据传输过程，接收CS及RD、WR、RESET，还有来自系统地址总线的口地址选择信号A0和A1。将这些信号组合后，得到对A组控制部件和B组控制部件的控制命令，并将命令发给这两个部件，以完成对数据、状态信息和控制信息的传输。（4）数据总线缓冲器。它是8位双向三态缓冲器，作为8255和CPU之间的数据接口，进行数据的输入/输出。CPU的编程命令以及外设通过8255传送的工作状态等信息，都是通过它来传输的。一般情况下数据总线缓冲器的8根数据线D7D0是与8086CPU低8位数据线相连。（2）8255的引脚信号图-1所示为8

5、255芯片引脚信号。除了电源和接地以外，其他信号可以分为两组：（1）和外设相连的： PA7-PA0：A组数据信号 PB7-PB0：B组数据信号 PC7-PC0：C组数据信号 （2）和CPU相连的： RESET:复位信号，低电平有效。 当RESET信号来到时，所有内部寄存器就被清除，同时，3个数据端口被自动设为输入端口。D7-D0：它们是8255的数据线，和系统数据总线相连。 CS：芯片选择信号，低电平有效。在一个系统中，一般根据全部接口芯片来分配若干较低位地址（比如A5、A4、A3）来组成各种芯片选择码，当这几位地址组成某一个代码时，译码器便往8255的CS端输出一个低电平，于是8255被选中

6、。只有当 CS有效时，读信号RD和写信号WR才对8255有效。 RD：芯片读出信号，低电平有效。 WR：芯片写入信号，低电平有效。 A1、A0：端口选择信号。8255内部有3个数据端口和一个控制端口，共四个端口。规定当A1、A0为00时，选中A端口；为01时，选中B端口；为10时，选中C端口；为11时，选中控制口。 8255的几个控制信号和传输动作之间的关系如下表所示：8255的控制信号与传输动作的对应关系 CSA1A0RDWR传输 说明00001数据从端口A送数据总线00101数据从端口B送数据总线01001数据从端口C送数据总线00010数据从数据总线送端口A00110数据从数据总线送端口

7、B01010数据从数据总线送端口C01110如果D7为1，则由数据总线往控制寄存器写入控制字；如果D7为0，则由数据总线输入的数据作为对C端口的置1、置0命令。1XXXXD7D0进入高阻状态01101非法的信号组合0XX11D7D0进入高阻状态（3）8255的控制字图-2为8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式。其中：（1）工作方式控制字。8255有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。两组端口可分别指定不同的工作方式，每组端口在某种工作方式下，并不要求各信号同为输入或同为输出，而是可以分别指定。（2）C口控制字。C口的各信号线常作为控制线来使用，因此，经常需要单独对每根信号线置

8、1或置0。这种操作用是通过向C口控制字寄存器送出C口控制字来实现的。应用时注意：C口控制字虽然是对端口C操作，但在写入控制字时应是对控制端口地址写入，而不是写入到C数据端口。 编程举例：设A数据口地址为00E0H，B数据口地址为00E2H，C数据口地址为00E4H，控制口为00E6H例1：当要求端口A工作在方式0，输出；端口B工作在方式1，输入；端口C的高4位为输入，低4位为输出；则方式控制字为 10001110B或8EH。汇编指令如下：MOV DX，00E4H MOV AL，8EHOUT DX，AL 例2：当要求端口A工作在方式1，输入；端口B工作在方式0，输入；端口C的高4位为输出，低4位

9、为输出；则方式控制字为 10110010B或0B2H。汇编指令如下：MOV DX，00E4H MOV AL，0B2HOUT DX，AL 例3：对C7置1，则控制字为 00001111B或0FH。汇编指令如下：MOV DX，00E4H MOV AL，0FHOUT DX，AL2、扫描键盘基本工作原理3、LED数码管结构及工作原理五、实验说明及主要步骤本实验是利用可编程8255并行接口实现与扫描式矩阵键盘及数码管的连接，并显示按键的值，实现普通计算器加/减法功能。具体内容：（1）设计和制作基于8255并行接口的矩阵键盘及数码管连接电路，根据要求编写实验程序，扫描键盘输入（即按下不同键值），并将扫描键

10、盘（按键）结果送数码管显示。（2）按照普通计算器工作方式，将8个键盘按键分别定义为“14数字值”及“+”、“-”、“=”、“清零”等功能键，实现14以内数字的“1位加/减法”运算。 实验接线图如图-3所示（学生应设计画出详细的电路图，以便制作电路板）。图中用并行接口8255A作为微机与键盘间的接口，采用逐行扫描法识别键盘。将键盘的列与PA0PA3相连，A口为输出；将行与C口的PC0PC1相连，C口为输入口； PB0PB7与七段数码显示管连接，B口为输出。程序执行过程如下：识别是否有键按下，方法是使PA0一PA3输出为全0，读C口值（行值），其中只要有一位为0，就说明有键按下，在检测到有键按下后

11、，延迟一段时间，根据找到的键号，转去执行七段数码显示管显示程序，这时七段数码显示管就显示与该键相同的数值。 图-3：8255接口键盘及显示原理图主要实验步骤如下：1、根据图-4所示的电路设计和画出具体的实验电路图，绘制和制作实验电路板，焊接实验元器件。2、参考给定的程序流程图，编写实验程序，检查无误后进行汇编、连接，并生存可执行文件。3、在TD-PIT实验台上，按图-5所示实验参考接线图连接好线路，打开实验台电源，运行执行文件，按动键盘，观察数码管显示结果是否正确。4、上述实验正确完成后，将自制的实验电路板接入TD-PIT实验台中（注意应正确连接），重复步骤3的内容，观察是否得到正确的实验结果

12、。5、修改实验程序，重新定义实验板上的键盘按键，使键盘和显示能按照普通4位计算器方式工作，并能进行14以内数字的“1位加/减法”操作。6、详细记录全部实验过程、步骤和实验结果。六、实验报告及要求本实验完成后按如下要求和格式撰写实验报告，并分别提交电子文档和纸质打印文档的实验报告各1份。图-4：8255并行接口键盘及显示电路图图-5：8255键盘及显示实验参考接线图七、实验程序参考流程图8255并行接口键盘及显示实验参考源程序：MY8255_A EQU 9C60HMY8255_B EQU 9C61HMY8255_C EQU 9C62HMY8255_MODE EQU 9C63HDATA SEGME

13、NTDTABLE DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV SI,3000H MOV AL,00H MOV SI,AL MOV SI+1,AL MOV SI+2,AL MOV SI+3,AL MOV DI,3003H MOV DX,MY8255_MODE MOV AL,81H OUT DX,ALBEGIN: CALL DIS CALL CLEAR CALL CCSCAN JNZ INK1 CALL BREAK JMP BEGININK1: CALL DIS CALL DALLY CALL DALLY CALL CLEAR CALL CCSCAN JNZ INK2 JMP BEGININK2: MOV CH,0FEHKERR: JMP BEGINCCSCAN: MOV AL,00H MOV DX,MY8255_A OUT DX,AL MOV DX,MY8255_C IN AL,DX NOT AL AND AL,03H RETCLEAR: MOV DX,MY8255_B MOV AL,00H OUT DX,AL