8255 PPI芯片

芯片结构

I/O 模块的基本结构

如上图所示，I/O 模块的左侧是和系统的接口，系统可以和 I/O 模块交互数据，地址和控制信息。同时 Status/Control Register 通常会存储一些 I/O 模块的状态信息和控制字，可以与 CPU 进行读写操作。

I/O 模块右侧是与外设的交互接口，和外设交换数据和状态。

8255 芯片结构

可以看出8255芯片基本满足 I/O 模块的基本结构。

• 对于右侧，有 Port A，Port B，Port C 对外进行输入输出，同时还能组合成 Group A，Group B。
• 对于左侧，就是和 CPU 进行交互的数据线以及控制线。
  • $\overline{RD},\overline{WR}$ 表示读写信号
  • $A_0,A_1$ 用于选择 Port A，Port B，Port C 以及 Control Register(CR)。
    • $A_0A_1=00,01,10,11$ 时，分别选择 Port A，Port B，Port C，CR。此时 CPU 可以和这些 buffer 或者 register 进行读写操作。
  • $\overline{CS}$ 是片选信号

操作模式(Operation Modes)

• 输入输出模式(Input/output modes)
  • Mode 0, 简单输入输出模式(simple I/0 mode)
    • PA，PB，PC与外设可以直接读或者写
    • 传输速度一样，不需要握手信号
  • Mode 1
    • PA，PB与外设进行读或者写，需要握手信号
    • PCU(PC3-PC7)，PCL(PC0-PC2) 用作PA，PB的握手信号(只需要3个位)
  • Mode 2
    • PA能够进行读以及写操作。
    • PCU(PC3-PC7)做握手信号
• 位的设置与清除模式(BSR, bit set/reset mode)
  • 只有PC能做输出端口
  • PC的每个位都可以单独设置

控制寄存器与操作模式

输入输出模式

• Group A
  • $D_6D_5$ 用于选择模式
    • 00-Mode 0, 01-Mode 1, 1*-Mode 2
  • $D_4$ 选择 Port A 的输入输出模式
    • 1-Input, 0-Output
  • $D_3$ 选择 PCU 的输入输出模式
    • 1-Input, 0-Output
• Group B
  • $D_2$ 用于选择模式
    • 0-Mode 0, 1-Mode 1
  • $D_1$ 选择 Port B 的输入输出模式
    • 1-Input, 0-Output
  • $D_0$ 选择 PCL 的输入输出模式
    • 1-Input, 0-Output

BSR 模式

$D_3D_2D_1$ 选择位，$D_0$ 控制输出。