実際に I/O デバイスをプロセッサのデータバスに直接接続することはできません。したがって、その代わりに、8255 などの I/O デバイスを接続するために I/O ポートが必要なデバイスが必要です。マイクロプロセッサ .このプロセッサは、Intel が設計した MCS-85 ファミリに属し、8086 & 8085 マイクロプロセッサー . 8255 は、マイクロプロセッサとマシン間の基本的な通信方法を実現するために使用されるプログラマブルペリフェラルインターフェイスデバイスです。これは、インターフェイスとして実行するようにプログラムされたマシンに使用される周辺機器です。この 8255 PPI は、マイクロプロセッサと I/O デバイス間のインターフェイスです。この記事では、 8255 マイクロプロセッサ – アプリケーションの操作。

8255 マイクロプロセッサとは何ですか?

8255 マイクロプロセッサは、非常に広く使用されているプログラマブルペリフェラルインターフェイスチップまたは PPI チップです。 8255 マイクロプロセッサの機能は、単純な I/O から割り込み I/O まで、さまざまな条件でデータを送信することです。このマイクロプロセッサは、CPU とその外部世界とのインターフェースとしても設計されています。 ADC 、キーボード、DAC など。このマイクロプロセッサは経済的で、機能的で、柔軟性があり、少し複雑ですが、どのマイクロプロセッサでも使用できます。このマイクロプロセッサは、周辺機器の接続やインターフェースにも使用されます。したがって、この周辺機器は、このマイクロプロセッサの I/O ポートが I/O デバイスの接続に使用されるため、I/O デバイスとも呼ばれます。このプロセッサには、必要に応じて構成できる 3 つの 8 ビット双方向 I/O ポートが含まれています。

8255 マイクロプロセッサ

特徴

の 8255 マイクロプロセッサーの機能 以下のものが含まれます。

8255 マイクロプロセッサは、PPI (プログラマブルペリフェラルインターフェイス) デバイスです。
これには、異なるモードでプログラムされる 3 つの I/O ポートが含まれています。
このマイクロプロセッサは、さまざまなデバイスを接続するためのいくつかの機能を提供するだけです。したがって、さまざまなアプリケーションで頻繁に使用されます。
モード 0 (シンプル I/O)、モード 1 (ストローブ I/O)、モード 2 (ストローブ双方向 I/O) のような 3 つのモードで動作します。
Intel マイクロプロセッサのファミリと完全に互換性があります。
TTL対応です。
このマイクロプロセッサのポート C には、ダイレクトビット SET/RESET 機能があります。
これには、2 ～ 8 ビットポートおよび 2 ～ 4 ビットポートとして配置される 24 個のプログラム可能な入出力ピンが含まれます。
これには 3 つの 8 ビットポートが含まれます。ポート A、ポート B & ポート C。
3 つの I/O ポートには、各 I/O ポートの機能と動作モードを定義する制御レジスタが含まれています。

8255 マイクロプロセッサのピン配置

8255 マイクロプロセッサのピン配列を以下に示します。このマイクロプロセッサには、PA7-PA0、PC7-PC0、PC3-PC0、PB0-PB7、RD、WR、CS、A1 & A0、D0-D7、RESET などの 40 ピンが含まれています。これらのピンについては、以下で説明します。

ピン配置 8255

PA7 ～ PA0 (PortA ピン)

PA7 から PA0 はポート A のデータラインピン (1 から 4 & 37 から 40) で、マイクロプロセッサの上部の両側に均等に分配されています。これらの 8 つのポート A ピンは、コントロールワードレジスタにロードされたコントロールワードに基づいて、バッファ入力ラインまたはラッチ出力のいずれかとして機能します。

PB0 ～ PB7 (ポート B 端子)

18 ～ 25 の PB0 ～ PB7 は、ポート B のデータを伝送するデータラインピンです。

PC0 ～ PC7 (ポート C 端子)

PC0 から PC7 のピンは、ポート A のデータビットを伝送するピン 10 からピン 17 を含むポート C のピンです。そこから、ピン 10 ～ピン 13 はポート C の上部ピンとして知られ、ピン 14 ～ピン 17 は下部ピンとして知られています。これら 2 つのセクションのピンは、2 つの別個のポート C パーツを使用して 4 データビットを送信するために個別に使用できます。

D0～D7 (データバス端子)

これらの D0 ～ D7 ピンは、27 ピン～ 34 ピンを含むデータ I/O ラインです。これらのピンは、8 ビットのバイナリコードを伝送するために使用され、IC 全体の動作をトレーニングするために使用されます。これらのピンは、制御ワードのデータを運ぶ制御レジスタ/制御ワードとしてまとめて知られています。

A0 & A1

ピン 8 とピン 9 の A0 と A1 ピンは、データの送信に優先するポートを決定するだけです。

A0 = 0 & A1=0 の場合、Port-A が選択されます。
A0 = 0 & A1=1 の場合、ポート B が選択されます。
A0 = 1 & A1=0 の場合、Port-C が選択されます。
A0 = 1 & A1=1 の場合、制御レジスタが選択されます。

CS'

CS' のようなピン 6 は、チップの選択を担当するチップセレクト入力ピンです。 CS' ピンのロー信号は、8255 とプロセッサ間の通信を単純に許可します。つまり、このピンでは、アクティブロー信号によってデータ転送の操作が許可されます。

RD'

RD' のようなピン 5 は、チップを読み取りモードにする読み取り入力ピンです。この RD ピンの Low 信号は、データバッファによって CPU にデータを提供します。

WR'

WR 'ピンのようなピン36は、チップを書き込みモードにする書き込み入力ピンです。そのため、WR'ピンの信号が低いと、CPUはポート上で書き込み操作を実行できます。そうでない場合は、マイクロプロセッサの制御レジスタがデータバスバッファを介して実行されます。

リセット

RESET ピンのような pin35 は、設定モードの場合、すべてのキーで使用可能なデータ全体をデフォルト値にリセットします。これは、RESETピンのハイ信号が制御レジスタをクリアし、ポートが入力モード内に置かれるアクティブハイ信号です。

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アース

pin7 は IC の GND ピンです。

VCC

VCC のような 26 ピンは IC の 5V 入力ピンです。

8255 マイクロプロセッサアーキテクチャ

8255 マイクロプロセッサのアーキテクチャを以下に示します。

8255 アーキテクチャ

データバスバッファ:

データバスバッファは、主にマイクロプロセッサの内部バスとシステムバスを接続するために使用され、これら 2 つの間に適切なインターフェイスを確立できるようにします。このバッファは、CPU から、または CPU への読み取りまたは書き込み操作を実行できるようにするだけです。このバッファは、書き込み操作の場合は制御レジスタまたはポートから CPU に、読み取り操作の場合は CPU からステータスレジスタまたはポートに供給されるデータを許可します。

読み取り/書き込み制御ロジック:

読み取りまたは書き込み制御ロジックユニットは、システム内の動作を制御します。このユニットは、データ転送とステータスまたは制御ワードの両方を内部および外部で管理する機能を保持しています。フェッチするデータが必要になると、バスによって 8255 によって提供されたアドレスが許可され、特定の操作のために 2 つの制御グループにすぐにコマンドが生成されます。

グループ A & グループ B コントロール:

これらのグループは両方とも CPU によって管理され、CPU によって生成されたコマンドに基づいて動作します。この CPU はこれら 2 つのグループに向けて制御ワードを送信し、適切なコマンドを特定のポートに連続して送信します。グループ A は上位のポート C ビットでポート A を制御し、グループ B は下位のポート C ビットでポート B を制御します。

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ポート A & ポート B

ポート A とポート B には、8 ビットの入力ラッチと、8 ビットのバッファまたはラッチされた出力が含まれます。これらのポートの主な機能は、動作モードにも依存しません。ポート A はモード 0、1、2 のような 3 つのモードでプログラムでき、ポート B はモード 0 とモード 1 でプログラムできます。

ポート C

ポート C には、8 ビットのデータ入力バッファと、8 ビットの双方向データ o/p ラッチまたはバッファが含まれています。このポートは主に、ポート C の上部 PCU とポート C の下部 PC の 2 つのセクションに分かれています。したがって、これら 2 つのセクションは主にプログラムされ、4 ビット I/O ポートとして別々に使用されます。このポートは、ハンドシェイク信号、簡易 I/O およびステータス信号の入力に使用されます。このポートは、ポート A およびポート B と組み合わせて、ステータス信号とハンドシェーク信号の両方に使用されます。このポートは直接のみ提供しますが、容量を設定またはリセットします。

8255 マイクロプロセッサの動作モード

8255 マイクロプロセッサには、ビットセット/リセットモードと入出力モードのような 2 つの動作モードがあります。

ビットセットリセットモード

ビットセット/リセットモードは、主にポート C ビットのみをセット/リセットするために使用されます。このタイプの動作モードでは、ポート C の 1 ビットのみに影響します。ユーザーがビットを設定すると、ユーザーが設定を解除するまで設定されたままになります。ビットを変更するには、コントロールレジスタ内にビットパターンをロードする必要があります。ポート C がステータス/制御操作に使用されると、OUT 命令を送信することで、個々のポート C ビットをセット/リセットできます。

I/O モード

I/O モードには、モード 0、モード 1、モード 2 のような 3 つの異なるモードがあり、各モードについては以下で説明します。

モード 0:

これは 8255 の I/O モードで、i/p または o/p ポートのように各ポートを簡単にプログラミングできます。したがって、このモードの I/O 機能には次のものが含まれます。

i/p ポートは、o/ps がラッチされるたびにバッファリングされます。
割り込み機能/ハンドシェイクはサポートしていません。

モード 1:

8255 のモード 1 はハンドシェークを使用する I/O であるため、このタイプのモードでは、ポート A とポート B などの両方のポートが I/O ポートとして使用され、ポート C はハンドシェークに使用されます。したがって、このモードは、プログラムされたポートによるハンドシェークを i/p または o/p モードとしてサポートします。ハンドシェイク信号は、主に、異なる速度で動作する 2 つのデバイス間のデータ転送を同期するために使用されます。このモードの入力と出力はラッチされ、このモードには、CPU と IO デバイスの速度に合わせて処理と信号制御を中断する機能もあります。

モード 2:

Mode2 は、ハンドシェーク付きの双方向 I/O ポートです。したがって、このタイプのモードのポートは、ハンドシェーク信号を介した双方向データフローに使用できます。グループ A のピンは、双方向データバスのように機能するようにプログラムできます。また、ポート C の PC7 ～ PC4 は、ハンドシェイク信号を介して使用されます。ポート C の残りの下位ビットは、入出力操作に使用されます。このモードには、割り込み処理の能力があります。

8255 マイクロプロセッサの動作

8255 マイクロプロセッサは、必要に応じて特定の条件で I/O から割り込み I/O にデータを転送するために主に設計された汎用プログラマブル I/O デバイスです。これは、ほぼすべてのマイクロプロセッサで使用できます。このマイクロプロセッサには、ポート A、ポート B、ポート C などの要件に応じて配置できる 3 つの 8 ビット双方向 I/O ポートが含まれています。この PPI 8255 は、主に、キーボード、ADC、 DACなど。このマイクロプロセッサは、特定の条件に基づいてプログラムできます。

8255 PPI 8086 とのインターフェイス

8255 PPI を 8086 マイクロプロセッサと接続する必要があるのは、次のとおりです。 8086 マイクロプロセッサは、8255 ポート内の利用可能なデータを読み取る必要があると、8255 の入力 RD ピンをトリガーします。 8255 の場合、アクティブ Low の i/p ピンです。このピンは 8086 マイクロプロセッサの WR o/p に接続されています。 8086 マイクロプロセッサは、8255 のポートにデータを書き込む必要があると、8255 の WR i/p をトリガーします。

8255 は、8 ビットデータバスを使用してデータを 8086 マイクロプロセッサに転送します。シリアル通信プロトコルは、8086 と 8255 の間の通信に使用されます。2 つのアドレスライン A1 と A0 は、8255 内の内部選択を行うために使用されます。D0 から D7 のような 8255 のデータバスピンは、8086 マイクロプロセッサのデータライン、読み取り入力ピンに接続されます。 RD' と WR' のような書き込み入力ピンは、8086 の I/O 読み取りと I/O 書き込みに接続されています。

PA、PB、PC、および制御ワードを選択するための 4 つのメインポートがあります。これらのポートは主にデータの転送に使用され、制御ワードは信号の送信用に選択されます。 8255 には I/O 信号と BSR 信号の 2 つの信号が送られます。 I/O 信号はポートのモードと方向の初期化に使用され、BSR は信号線の設定とリセットに役立ちます。

以下のデバイスでは、接続されているデバイスを入力デバイスとします。最初に、このデバイスはデータを送信できるように PPI からの許可を探します。

8255 PPI 8086 とのインターフェイス

8255 PPI では、8255 内に 8086 プロセッサに送信する必要のあるデータが残っていない場合はいつでも、入力デバイスがデータを送信できます。 8255 PPI に以前に残されたデータがある場合、それはまだ 8086 マイクロプロセッサに送信されず、入力デバイスは許可されません。

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8255 PPI で入力デバイスが許可されると、データが取得され、8255 PPI の一時レジスタに格納されます。 8255 PPI が何らかのデータを保持している場合、それを 8086 マイクロプロセッサに送信する必要があり、次に信号を PPI に送信します。

8086 マイクロプロセッサが自由に情報を取得できるようになると、8086 は信号を送信し、8255 と 8086 の間でデータの送信が行われます。8086 マイクロプロセッサが長時間解放されない場合は、8255 PPI に何らかの値が含まれていることを意味します。これは 8086 マイクロプロセッサに送信されないため、既存のデータが上書きされるため、8255 PPI は入力デバイスがデータを送信することを許可しません。上の図に示されている曲がった矢印信号は、ハンドシェイク信号として知られています。したがって、このデータ転送プロセスはハンドシェイクとして知られています。

8255 とのインターフェイスについて考慮する必要がある要因

8255 に接続する際に考慮すべき事項が多数ありますが、これについては以下で説明します。

プログラミングされていない状態の 8255 ポートは入力ポートです。これは、構成されていない状態の o/p ポートである場合、任意の i/p デバイスが接続されているためです。入力デバイスは、ポートラインと 8255 で出力も生成します。出力も生成されます。 2 つの出力を接続すると、一方または両方のデバイスが破壊されます。
8255 出力ピンは、必要な駆動電流を供給できないため、デバイスの電源投入には使用できません。
モーター、ランプ、またはスピーカーが 8255 に接続されているときはいつでも、デバイスと 8255 の電流定格を確認する必要があります。
8255 が必要な駆動電流を供給できない場合は、反転のように使用します。 7406 と非反転増幅器お気に入り 7407。 大電流が必要な場合は、ダーリントンペアの構成でトランジスタを使用できます。
いつでも DCモーター 8255 に接続されている場合は、適切なものを選択してください Hブリッジ HブリッジによりDCモーターを任意の方向に実行できるため、モーターの仕様に基づいています。
ポート A とポート B は 8 ビットポートとしてのみ使用できるため、これらのポートのすべてのピンは入力または出力である必要があります。
AC 電源のデバイスが 8255 に接続されている場合、リレー保護のために使用する必要があります。
ポート A と B がモード 1 またはモード 2 でプログラムされると、ポート C は通常の I/O ポートとして動作できなくなります。

利点

の 8255 マイクロプロセッサの利点 以下のものが含まれます。

8255 マイクロプロセッサは、ほぼすべてのマイクロプロセッサで使用できます。
さまざまなポートを I/O 機能として割り当てることができます。
+5V安定化電源で動作します。
広く使用されているコプロセッサです。
8255 コプロセッサは、マイクロプロセッサと周辺機器の間のインターフェイスとして機能し、パラレルデータを転送します。

アプリケーション

の 8255 マイクロプロセッサのアプリケーション 以下のものが含まれます。

8255 マイクロプロセッサは、周辺機器と LED の接続に使用されます。リレーインターフェース、ステッピングモーターインターフェイス、ディスプレイインターフェイス、キーボードインターフェイス、ADC または DAC インターフェイス、交通信号コントローラ、リフトコントローラなど。
8255 は、広く使用されているプログラマブルペリフェラルインターフェイスデバイスです。
このマイクロプロセッサは、さまざまな条件下でデータを送信するために使用されます。
とのインターフェースに使用されますステッピングモーター & DCモーター。
8255 マイクロプロセッサは、さまざまなマイクロコントローラまたはマイクロコンピュータシステムだけでなく、すべての MSX モデルや SV-328 などのホームコンピュータで広く使用されています。
このマイクロプロセッサは、オリジナルの PC/XT、IBM-PC、PC/jr、および N8VEM のようなさまざまな自作コンピュータのクローンでも使用できます。

したがって、これは 8255 マイクロプロセッサの概要 – アーキテクチャ、アプリケーションの操作。 82C55 マイクロプロセッサは、さまざまなマイクロプロセッサで使用される汎用プログラマブル I/O デバイスです。高性能 82C55 マイクロプロセッサを使用した業界標準の構成は、8086 とよく一致しています。 8086 マイクロプロセッサ ?