Microprocesseur 8255 : architecture, fonctionnement et ses applications

En fait, il n'est pas possible de connecter directement des périphériques d'E/S au bus de données du processeur. Donc, à sa place, il doit y avoir un périphérique auquel les ports d'E/S doivent être là pour connecter des périphériques d'E/S comme 8255 microprocesseur . Ce processeur appartient à la famille MCS-85 conçue par Intel et peut être utilisé avec un 8086 & microprocesseur 8085 . Le 8255 est un dispositif d'interface périphérique programmable qui est utilisé pour réaliser la méthode de communication de base entre le microprocesseur et les machines. Il s'agit d'un périphérique utilisé pour une machine qui est programmé pour fonctionner comme une interface. Ce 8255 PPI est une interface entre les microprocesseurs et les périphériques d'E/S. Cet article donne un aperçu d'un 8255 Microprocesseur – travailler avec des applications.

Qu'est-ce qu'un microprocesseur 8255 ?

Le microprocesseur 8255 est une puce d'interface périphérique programmable ou une puce PPI très populaire. La fonction du microprocesseur 8255 est de transmettre des données dans diverses conditions, des E/S simples aux E/S d'interruption. Ce microprocesseur est également conçu pour interfacer le CPU avec son monde extérieur comme ADC , clavier, DAC, etc. Ce microprocesseur est économique, fonctionnel et flexible bien qu'un peu complexe, il peut donc être utilisé avec n'importe quel microprocesseur. Ce microprocesseur est utilisé pour connecter des périphériques et également pour l'interfaçage. Ainsi, ce périphérique est également appelé périphérique d'E/S car les ports d'E/S de ce microprocesseur sont utilisés pour connecter des périphériques d'E/S. Ce processeur comprend trois ports d'E/S bidirectionnels 8 bits qui peuvent être configurés en fonction des besoins.

Caractéristiques

Les caractéristiques du microprocesseur 8255 inclure les éléments suivants.

• Le microprocesseur 8255 est un dispositif PPI (interface périphérique programmable).
• Il comprend trois ports d'E/S qui sont programmés dans différents modes.
• Ce microprocesseur offre simplement plusieurs facilités pour connecter différents appareils. Ainsi, il est fréquemment utilisé dans différentes applications.
• Il fonctionne en trois modes comme le mode 0 (E/S simple), le mode 1 (E/S stroboscopique) et le mode 2 (E/S bidirectionnelle stroboscopique).
• Il est totalement compatible avec les familles de microprocesseurs Intel.
• Il est compatible TTL.
• Pour le port-C de ce microprocesseur, la capacité de SET/RESET direct des bits est disponible.
• Il comprend 24 broches d'entrée/sortie programmables qui sont placées sous forme de ports 2 à 8 bits et de ports 2 à 4 bits.
• Il comprend trois ports 8 bits ; Port-A, Port-B et Port-C.
• Les trois ports d'E/S incluent un registre de contrôle qui définit la fonction de chaque port d'E/S et dans quel mode ils doivent fonctionner.

Configuration des broches du microprocesseur 8255

Le schéma des broches du microprocesseur 8255 est illustré ci-dessous. Ce microprocesseur comprend 40 broches comme PA7-PA0, PC7-PC0, PC3-PC0, PB0-PB7, RD, WR, CS, A1 & A0, D0-D7 et RESET. Ces broches sont décrites ci-dessous.

PA7 à PA0 (broches PortA)

Les PA7 à PA0 sont des broches de lignes de données du port A (1 à 4 et 37 à 40) qui sont réparties également sur les deux côtés du haut du microprocesseur. Ces huit broches du port A fonctionnent soit comme des lignes d'entrée tamponnées, soit comme une sortie verrouillée en fonction du mot de contrôle chargé dans le registre de mots de contrôle.

PB0 à PB7 (broches du port B)

Les PB0 à PB7 de 18 à 25 sont les broches de la ligne de données qui transportent les données du port B.

PC0 à PC7 (broches du port C)

Les broches PC0 à PC7 sont des broches du port C qui incluent les broches 10 à 17 qui transportent les bits de données du port A. À partir de là, les broches 10 à 13 sont appelées broches supérieures du port C et les broches 14 à 17 sont appelées broches inférieures. Les broches de ces deux sections peuvent être utilisées individuellement pour transmettre 4 bits de données à l'aide de deux parties de port C distinctes.

D0 à D7 (broches du bus de données)

Ces broches D0 à D7 sont des lignes d'E/S de données qui incluent 27 broches à 34 broches. Ces broches sont utilisées pour transporter le code binaire 8 bits et elles sont utilisées pour former l'ensemble du travail IC. Ces broches sont connues conjointement sous le nom de registre de contrôle/mot de contrôle qui transporte les données du mot de contrôle.

A0 et A1

Les broches A0 et A1 aux broches 8 et 9 prennent simplement une décision sur le port qui sera préféré pour transmettre les données.

Si A0 = 0 & A1=0 alors Port-A est sélectionné.
Si A0 = 0 & A1=1 alors Port-B est sélectionné.
Si A0 = 1 & A1=0 alors Port-C est sélectionné.
Si A0 = 1 & A1=1 alors le registre de contrôle est sélectionné.

CS'

La broche 6 comme CS' est une broche d'entrée de sélection de puce qui est responsable de la sélection d'une puce. Un signal bas sur la broche CS permet simplement la communication entre le 8255 et le processeur, ce qui signifie qu'à cette broche, l'opération de transfert de données est autorisée par un signal bas actif.

RD'

La broche 5 comme RD' est une broche d'entrée de lecture qui met la puce en mode lecture. Un signal bas à la broche de ce RD fournit des données au CPU par un tampon de données.

WR'

La broche 36 comme la broche WR est une broche d'entrée d'écriture qui met la puce en mode écriture. Ainsi, un signal bas sur la broche WR' permet simplement au CPU d'exécuter l'opération d'écriture au-dessus des ports, sinon le registre de contrôle du microprocesseur via le tampon du bus de données.

RÉINITIALISER

La broche 35 comme la broche RESET réinitialise toutes les données disponibles dans toutes les clés à leurs valeurs par défaut lorsqu'elle est en mode set. Il s'agit d'un signal haut actif où le signal haut à la broche RESET efface les registres de contrôle et les ports sont placés dans le mode d'entrée.

Terre

La broche 7 est une broche GND de IC.

VCC

La broche 26 comme VCC est la broche d'entrée 5V de IC.

Architecture du microprocesseur 8255

L'architecture du microprocesseur 8255 est illustrée ci-dessous.

8255 Architecture

Tampon du bus de données :

Le tampon de bus de données est principalement utilisé pour connecter le bus interne du microprocesseur au bus système afin qu'une interface appropriée puisse être établie entre ces deux. Ce tampon permet simplement à l'opération de lecture ou d'écriture d'être exécutée depuis ou vers le CPU. Ce tampon permet les données fournies par le registre de contrôle ou les ports au CPU en cas d'opération d'écriture et du CPU au registre d'état ou aux ports en cas d'opération de lecture.

Logique de contrôle de lecture/écriture :

L'unité logique de contrôle de lecture ou d'écriture contrôle les opérations internes du système. Cette unité a la capacité de gérer à la fois le transfert de données et les mots d'état ou de contrôle en interne et en externe. Une fois qu'il a besoin de données à récupérer, il autorise l'adresse fournie par le 8255 par le bus et génère immédiatement une commande aux deux groupes de contrôle pour l'opération spécifique.

Contrôle du groupe A et du groupe B :

Ces deux groupes sont gérés par la CPU et fonctionnent sur la base de la commande générée par la CPU. Cette CPU transmet des mots de contrôle vers ces deux groupes et ils transmettent consécutivement la commande appropriée à leur port particulier. Le groupe A contrôle le port A avec des bits de port C d'ordre supérieur tandis que le groupe B contrôle le port B avec des bits de port C d'ordre inférieur.

Port A et Port B

Le port A et le port B incluent un verrou d'entrée 8 bits et une sortie tamponnée ou verrouillée 8 bits. La fonction principale de ces ports est également indépendante du mode de fonctionnement. Le port A peut être programmé en 3 modes comme les modes 0, 1 et 2 tandis que le port B peut être programmé en modes 0 et mode 1.

Orifice C

Le port C comprend un tampon d'entrée de données 8 bits et un verrou ou un tampon de sortie de données bidirectionnel 8 bits. Ce port est divisé principalement en deux sections - port C supérieur PCU et port C inférieur PC. Ces deux sections sont donc principalement programmées et utilisées séparément comme port d'E/S 4 bits. Ce port est utilisé pour les signaux d'établissement de liaison, les entrées/sorties simples et les entrées de signal d'état. Ce port est utilisé en combinaison avec le port A et le port B pour les signaux d'état et d'établissement de liaison. Ce port ne fournit que la capacité directe mais définit ou réinitialise la capacité.

Modes de fonctionnement du microprocesseur 8255

Le microprocesseur 8255 a deux modes de fonctionnement comme le mode bit set-reset et le mode entrée/sortie qui sont discutés ci-dessous.

Mode Bit Set-Reset

Le mode de réinitialisation de bit est principalement utilisé pour définir/réinitialiser uniquement les bits du Port-C. Dans ce type de mode de fonctionnement, il n'affecte qu'une fois un bit du port C. Une fois que l'utilisateur a activé le bit, il reste activé jusqu'à ce qu'il soit désactivé par l'utilisateur. L'utilisateur a besoin de charger le modèle de bits dans le registre de contrôle pour modifier le bit. Une fois que le port C est utilisé pour l'opération d'état/de contrôle, en envoyant une instruction OUT, chaque bit du port C individuel peut être défini/réinitialisé.

Mode E/S

Le mode E/S a trois modes différents comme le mode 0, le mode 1 et le mode 2 où chaque mode est décrit ci-dessous.

Mode 0 :

Il s'agit d'un mode E/S du 8255 qui permet simplement la programmation de chaque port comme un port i/p ou o/p. Ainsi, la fonctionnalité d'E/S de ce mode comprend simplement :

• Les ports i/p sont mis en mémoire tampon chaque fois que o/ps sont verrouillés.
• Il ne prend pas en charge la capacité d'interruption/établissement de liaison.

Mode 1 :

Le mode 1 du 8255 est une E/S avec établissement de liaison, donc dans ce type de mode, les ports comme le port A et le port B sont utilisés comme ports d'E/S tandis que le port C est utilisé pour l'établissement de liaison. Ainsi, ce mode prend en charge l'établissement de liaison par les ports programmés en mode i/p ou o/p. Les signaux de prise de contact sont principalement utilisés pour synchroniser le transfert de données entre deux appareils fonctionnant à des vitesses différentes. Les entrées et sorties de ce mode sont verrouillées et ce mode a également la capacité d'interrompre la gestion et le contrôle du signal pour correspondre à la vitesse du processeur et du périphérique IO.

Mode 2 :

Mode2 est un port d'E/S bidirectionnel avec établissement de liaison. Ainsi, les ports de ce type de mode peuvent être utilisés pour le flux de données bidirectionnel via des signaux de prise de contact. Les broches du groupe A peuvent être programmées pour fonctionner comme un bus de données bidirectionnel et PC7 - PC4 dans le port C sont utilisées via le signal d'établissement de liaison. Les bits restants du port C inférieur sont utilisés pour les opérations d'entrée/sortie. Ce mode a la capacité de gérer les interruptions.

Fonctionnement du microprocesseur 8255

Le microprocesseur 8255 est un dispositif d'E/S programmable à usage général principalement conçu pour transférer les données des E/S pour interrompre les E/S dans certaines conditions si nécessaire. Cela peut être utilisé avec presque n'importe quel microprocesseur. Ce microprocesseur comprend 3 ports d'E/S bidirectionnels 8 bits qui peuvent être agencés selon les besoins comme PORT A, PORT B ​​et PORT C. Ce PPI 8255 est principalement conçu pour interfacer le CPU avec son monde extérieur comme le clavier, ADC, DAC, etc. Ce microprocesseur peut être programmé en fonction d'une condition particulière.

Interface 8255 PPI avec 8086

La nécessité d'interfacer le 8255 PPI avec le microprocesseur 8086 est ; le microprocesseur 8086 déclenche la broche d'entrée RD du 8255 une fois qu'il a besoin de lire les données disponibles dans un port 8255. Pour 8255, il s'agit d'une broche I/P basse active. Cette broche est connectée à WR o/p du microprocesseur 8086. Le microprocesseur 8086 déclenche l'i/p WR du 8255 une fois qu'il a besoin d'écrire des données vers un port du 8255.

Le 8255 transfère les données avec un bus de données 8 bits au microprocesseur 8086. Le protocole de communication série est utilisé pour la communication entre 8086 et 8255. Les deux lignes d'adresse A1 et A0 sont utilisées pour effectuer des sélections à l'intérieur de 8255. Les broches de bus de données de 8255 comme D0 à D7 sont connectées aux lignes de données du microprocesseur 8086, lire les broches d'entrée comme RD' et les broches d'entrée d'écriture comme WR' sont connectées à la lecture d'E/S et à l'écriture d'E/S de 8086.

Ils ont quatre ports principaux pour sélectionner PA, PB, PC et mot de contrôle. Ces ports sont principalement utilisés pour transférer des données et le mot de contrôle est sélectionné pour envoyer des signaux. Deux signaux sont envoyés au 8255 comme le signal I/O et le signal BSR. Le signal d'E/S est utilisé pour initialiser le mode et la direction des ports tandis que BSR est utile pour définir et réinitialiser une ligne de signal.

Dans l'appareil suivant, supposez que l'appareil connecté est un appareil d'entrée. Dans un premier temps, cet appareil recherche l'autorisation de PPI afin de pouvoir transmettre des données.

Le 8255 PPI permet aux périphériques d'entrée de transmettre des données, chaque fois qu'il n'y a plus de données dans le 8255 qui doivent être transmises au processeur 8086. Si le 8255 PPI a des données restantes précédentes, il n'est toujours pas envoyé au microprocesseur 8086, il n'autorise pas le périphérique d'entrée.

Lorsque 8255 PPI autorise le périphérique d'entrée, les données sont obtenues et stockées dans des registres temporaires de 8255 PPI. Lorsque 8255 PPI contient des données, celles-ci doivent être transmises au microprocesseur 8086, puis transmettent un signal à PPI.

Une fois que le microprocesseur 8086 est libre d'obtenir les informations, le 8086 renvoie un signal, puis la transmission des données se produit entre 8255 et 8086. Si le microprocesseur 8086 ne se libère pas pendant une longue période, cela signifie que 8255 PPI inclut une certaine valeur. qui n'est pas envoyé au microprocesseur 8086, ainsi 8255 PPI ne permet pas au périphérique d'entrée de transmettre des données car les données existantes seront écrasées. Le signal de flèche courbe représenté dans les schémas ci-dessus est connu sous le nom de signal de prise de contact. Ce processus de transmission de données est donc connu sous le nom d'établissement de liaison.

Les facteurs doivent être pris en compte pour l'interfaçage avec 8255

Il y a beaucoup de choses qui doivent être prises en compte lors de l'interfaçage 8255 qui sont discutées ci-dessous.

• Les ports 8255 dans un état non programmé sont des ports d'entrée car s'il s'agit de ports o/p dans l'état non configuré, tout périphérique i/p y est connecté - le périphérique d'entrée générera également une sortie sur les lignes de port et 8255 produira également une sortie. Lorsque deux sorties sont reliées ensemble, cela entraîne la destruction d'un ou des deux appareils.
• Les broches de sortie 8255 ne peuvent pas être utilisées pour alimenter des appareils car elles ne sont pas capables de fournir le courant d'entraînement nécessaire.
• Chaque fois que des moteurs, des lampes ou des haut-parleurs sont connectés au 8255, vous devez vérifier le courant nominal des appareils et du 8255.
• Lorsque 8255 n'est pas capable de fournir le courant d'entraînement nécessaire, utilisez l'inversion comme 7406 et amplificateurs non inverseurs aimer 7407. Lorsque les besoins en courant sont importants, les transistors peuvent être utilisés dans la configuration d'une paire Darlington.
• Chaque fois qu'un docteur moteur est interfacé au 8255 puis choisissez Ponts en H basé sur les spécifications du moteur, car les ponts en H permettront à un moteur à courant continu de fonctionner dans n'importe quelle direction.
• Le port A et le port B ne peuvent être utilisés que comme ports 8 bits, donc toutes les broches de ces ports doivent être en entrée ou en sortie.
• Lorsque des appareils alimentés en courant alternatif sont connectés au 8255, un relais doit être utilisé pour se protéger.
• Une fois que les ports A et B sont programmés dans le mode 1 ou le mode 2, le port C ne peut pas fonctionner comme un port d'E/S normal.

Avantages

Les avantages du microprocesseur 8255 inclure les éléments suivants.

• Le microprocesseur 8255 peut être utilisé avec presque tous les microprocesseurs.
• Différents ports peuvent être affectés en tant que fonctions d'E/S.
• Il fonctionne avec une alimentation régulée +5V.
• C'est un coprocesseur couramment utilisé.
• Le coprocesseur 8255 agit comme une interface entre le microprocesseur et les périphériques pour le transfert de données parallèles.

Applications

Les applications du microprocesseur 8255 inclure les éléments suivants.

• Le microprocesseur 8255 est utilisé pour la connexion du périphérique et de la LED ou Relais Interface, Interface moteur pas à pas , Interface d'affichage, Interface clavier, Interface ADC ou DAC, Contrôleur de feux de circulation, Contrôleur d'ascenseur, etc.
• 8255 est un périphérique d'interface périphérique programmable couramment utilisé.
• Ce microprocesseur est utilisé pour transmettre des données dans différentes conditions.
• Il est utilisé pour s'interfacer avec moteurs pas à pas & moteurs à courant continu.
• Le microprocesseur 8255 est largement utilisé dans divers systèmes de microcontrôleurs ou de micro-ordinateurs ainsi que dans les ordinateurs personnels comme tous les modèles MSX et le SV-328.
• Ce microprocesseur peut également être utilisé dans les PC/XT d'origine, IBM-PC, PC/jr et clones avec divers ordinateurs de fabrication artisanale comme le N8VEM.

Ainsi, ceci est un aperçu d'un microprocesseur 8255 – architecture, travail avec des applications. Le microprocesseur 82C55 est un dispositif d'E/S programmable à usage général, utilisé avec divers microprocesseurs. La configuration standard de l'industrie avec un microprocesseur 82C55 haute performance est bien adaptée au 8086. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un microprocesseur 8086 ?