في الواقع ، لا يمكن توصيل أجهزة الإدخال / الإخراج بناقل البيانات الخاص بالمعالج بشكل مباشر. لذلك في مكانه ، يجب أن يكون هناك بعض الأجهزة التي يجب أن تكون منافذ الإدخال / الإخراج موجودة لتوصيل أجهزة الإدخال / الإخراج مثل 8255 معالج دقيق . هذا المعالج من عائلة MCS-85 التي صممتها إنتل ويمكن استخدامه مع معالج 8086 & 8085 معالج دقيق . 8255 هو جهاز واجهة طرفية قابل للبرمجة يستخدم لتحقيق طريقة الاتصال الأساسية بين المعالجات الدقيقة والآلات. إنه جهاز طرفي يستخدم لجهاز مبرمج للعمل كواجهة. 8255 PPI هي واجهة بين المعالجات الدقيقة وأجهزة الإدخال / الإخراج. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على ملف 8255 معالج دقيق - العمل مع التطبيقات.
ما هو المعالج الدقيق 8255؟
8255 المعالجات الدقيقة عبارة عن شريحة واجهة محيطية قابلة للبرمجة شائعة الاستخدام أو شريحة PPI. تتمثل وظيفة المعالج الدقيق 8255 في نقل البيانات في ظروف مختلفة من الإدخال / الإخراج البسيط إلى مقاطعة الإدخال / الإخراج. تم تصميم هذا المعالج الدقيق أيضًا لربط وحدة المعالجة المركزية بعالمها الخارجي مثل ADC ، لوحة المفاتيح ، DAC ، إلخ. هذا المعالج الدقيق اقتصادي وعملي ومرن على الرغم من كونه معقدًا بعض الشيء ، لذلك يمكن استخدامه مع أي معالج دقيق. يستخدم هذا المعالج الدقيق لتوصيل الأجهزة الطرفية وأيضًا للتوصيل. لذلك يُطلق على هذا الجهاز المحيطي أيضًا اسم جهاز الإدخال / الإخراج لأن منافذ الإدخال / الإخراج الخاصة بهذا المعالج الدقيق تستخدم لتوصيل أجهزة الإدخال / الإخراج. يتضمن هذا المعالج ثلاثة منافذ إدخال / إخراج ثنائية الاتجاه 8 بت والتي يمكن تهيئتها بناءً على الضرورة.
سمات
ال ميزات المعالج الدقيق 8255 تشمل ما يلي.
- المعالج الدقيق 8255 هو جهاز PPI (واجهة محيطية قابلة للبرمجة).
- يتضمن ثلاثة منافذ I / O التي تمت برمجتها في أوضاع مختلفة.
- يوفر هذا المعالج الدقيق ببساطة العديد من المرافق لتوصيل الأجهزة المختلفة. وبالتالي يتم استخدامه في تطبيقات مختلفة بشكل متكرر.
- تعمل في ثلاثة أوضاع مثل الوضع 0 (إدخال / إخراج بسيط) ، والوضع 1 (ستروبيد I / O) ، والوضع 2 (ستروبيد ثنائي الاتجاه I / O).
- إنه متوافق تمامًا مع عائلات معالجات Intel الدقيقة.
- إنه متوافق مع TTL.
- بالنسبة للمنفذ C من هذا المعالج الدقيق ، تتوفر قدرة تعيين / إعادة تعيين البت المباشر.
- يتضمن 24 دبوس إدخال / إخراج قابل للبرمجة يتم وضعها كمنافذ 2 إلى 8 بت ومن 2 إلى 4 منافذ بت.
- يتضمن ثلاثة منافذ 8 بت ؛ المنفذ A و Port-B و Port-C.
- تشتمل منافذ الإدخال / الإخراج الثلاثة على سجل تحكم يحدد وظيفة كل منفذ إدخال / إخراج وفي أي وضع يجب أن تعمل فيه.
8255 تكوين دبوس المعالج الدقيق
يظهر أدناه مخطط دبوس المعالج الدقيق 8255. يشتمل هذا المعالج الدقيق على 40 سنًا مثل PA7-PA0 و PC7-PC0 و PC3-PC0 و PB0-PB7 و RD و WR و CS و A1 & A0 و D0-D7 و RESET. تتم مناقشة هذه المسامير أدناه.
PA7 إلى PA0 (دبابيس PortA)
PA7 إلى PA0 عبارة عن دبابيس لخطوط بيانات المنفذ A (من 1 إلى 4 ومن 37 إلى 40) والتي يتم توزيعها بالتساوي على جانبي الجزء العلوي من المعالج الدقيق. تعمل دبابيس المنافذ الثمانية هذه إما كخطوط إدخال مخزنة أو إخراج مغلق استنادًا إلى كلمة التحكم المحملة في سجل كلمة التحكم.
PB0 إلى PB7 (دبابيس المنفذ B)
إن PB0 إلى PB7 من 18 إلى 25 هي دبابيس خط البيانات التي تحمل بيانات المنفذ B.
PC0 إلى PC7 (دبابيس المنفذ C)
دبابيس PC0 إلى PC7 هي دبابيس المنفذ C والتي تتضمن pin10 إلى pin17 والتي تحمل بتات بيانات المنفذ A. من هناك ، تُعرف المسامير 10 - pin13 باسم المسامير العلوية من Port C وتعرف pin14 إلى pin17 باسم المسامير السفلية. يمكن استخدام المسامير من هذين القسمين بشكل فردي لنقل 4 بتات بيانات باستخدام جزأين منفصلين من المنفذ C.
D0 إلى D7 (دبابيس ناقل البيانات)
هذه المسامير من D0 إلى D7 عبارة عن خطوط إدخال / إخراج بيانات تتضمن 27 سنًا إلى 34 سنًا. تُستخدم هذه المسامير لحمل الرمز الثنائي 8 بت ويتم استخدامه لتدريب عمل IC بالكامل. تُعرف هذه الدبابيس بشكل مشترك باسم كلمة التحكم / سجل التحكم التي تحمل بيانات كلمة التحكم.
A0 & A1
دبابيس A0 و A1 في pin8 & pin9 تتخذ قرارًا بشأن المنفذ المفضل لنقل البيانات.
إذا كان A0 = 0 & A1 = 0 ، فسيتم تحديد المنفذ A.
إذا كان A0 = 0 & A1 = 1 ، فسيتم تحديد Port-B.
إذا كان A0 = 1 & A1 = 0 ، فسيتم تحديد المنفذ C.
إذا كان A0 = 1 & A1 = 1 ، فسيتم تحديد سجل التحكم.
خدمات العملاء
الدبوس 6 مثل CS هو دبوس إدخال تحديد رقاقة وهو مسؤول عن اختيار الشريحة. تسمح الإشارة المنخفضة في دبوس CS بالاتصال بين 8255 والمعالج مما يعني أنه في هذا الدبوس ، يتم السماح بتشغيل نقل البيانات من خلال إشارة منخفضة نشطة.
بحث وتطوير'
الدبوس 5 مثل RD هو دبوس إدخال للقراءة يضع الشريحة في وضع القراءة. توفر الإشارة المنخفضة عند دبوس RD هذا البيانات إلى وحدة المعالجة المركزية عن طريق مخزن البيانات المؤقت.
WR '
الدبوس 36 مثل دبوس WR هو دبوس إدخال كتابة يضع الشريحة في وضع الكتابة. لذلك ، فإن الإشارة المنخفضة في WR 'pin تسمح ببساطة لوحدة المعالجة المركزية بتنفيذ عملية الكتابة فوق المنافذ وإلا سجل تحكم المعالج الدقيق من خلال المخزن المؤقت لناقل البيانات.
إعادة تعيين
يعمل الدبوس 35 مثل دبوس إعادة الضبط على إعادة تعيين البيانات الكاملة المتاحة في جميع المفاتيح إلى قيمها الافتراضية عندما تكون في الوضع المحدد. إنها إشارة عالية نشطة حيث تقوم الإشارة العالية في دبوس RESET بمسح سجلات التحكم ويتم وضع المنافذ في وضع الإدخال.
GND
الدبوس 7 هو دبوس GND الخاص بـ IC.
VCC
الدبوس 26 مثل VCC هو دبوس الإدخال 5 فولت من IC.
8255 هندسة المعالجات الدقيقة
يتم عرض بنية المعالج الدقيق 8255 أدناه.
8255 العمارة
المخزن المؤقت لناقل البيانات:
يتم استخدام المخزن المؤقت لناقل البيانات بشكل أساسي لتوصيل الناقل الداخلي للمعالج الدقيق بناقل النظام بحيث يمكن إنشاء واجهة مناسبة بين هذين. يسمح هذا المخزن المؤقت ببساطة بتنفيذ عملية القراءة أو الكتابة من أو إلى وحدة المعالجة المركزية. يسمح هذا المخزن المؤقت للبيانات المقدمة من سجل التحكم أو المنافذ إلى وحدة المعالجة المركزية في حالة عملية الكتابة ومن وحدة المعالجة المركزية إلى سجل الحالة أو المنافذ في حالة عملية القراءة.
قراءة / كتابة منطق التحكم:
قراءة أو كتابة وحدة منطق التحكم تتحكم في عمليات النظام الداخلية. تمتلك هذه الوحدة القدرة على إدارة كل من نقل البيانات والحالة أو كلمات التحكم داخليًا وخارجيًا. بمجرد أن تكون هناك حاجة إلى جلب البيانات ، فإنه يسمح بالعنوان المقدم بواسطة 8255 بواسطة الناقل ويولد أمرًا على الفور لمجموعتي التحكم للعملية المحددة.
تحكم المجموعة أ والمجموعة ب:
تتم إدارة هاتين المجموعتين بواسطة وحدة المعالجة المركزية وتعمل بناءً على الأمر الذي تم إنشاؤه بواسطة وحدة المعالجة المركزية. تنقل وحدة المعالجة المركزية هذه كلمات التحكم إلى هاتين المجموعتين وتقوم على التوالي بنقل الأمر المناسب إلى المنفذ الخاص بهما. تتحكم المجموعة A في المنفذ A مع بتات المنفذ C ذات الترتيب الأعلى بينما تتحكم المجموعة B في المنفذ B مع بتات المنفذ C ذات الترتيب الأدنى.
المنفذ A والمنفذ B
يتضمن المنفذ A والمنفذ B مزلاج إدخال 8 بت وإخراج مؤقت أو مغلق 8 بت. الوظيفة الرئيسية لهذه المنافذ مستقلة أيضًا عن طريقة التشغيل. يمكن برمجة المنفذ A في 3 أوضاع مثل الأوضاع 0 و 1 و 2 بينما يمكن برمجة المنفذ B في الوضعين 0 والوضع 1.
المنفذ C
يتضمن المنفذ C مخزنًا مؤقتًا لإدخال البيانات 8 بت و 8 بت ثنائى الاتجاه بيانات o / p مزلاج أو مخزن مؤقت. ينقسم هذا المنفذ بشكل أساسي إلى قسمين - المنفذ C العلوي PCU والمنفذ C السفلي PC. لذلك فإن هذين القسمين مبرمجان بشكل أساسي ويستخدمان بشكل منفصل كمنفذ إدخال / إخراج 4 بت. يستخدم هذا المنفذ لإشارات المصافحة ومدخلات إشارة الحالة والإدخال / الإخراج البسيطة. يستخدم هذا المنفذ مع المنفذ A و B لكل من إشارات الحالة والمصافحة. يوفر هذا المنفذ مباشرًا فقط ولكنه يضبط السعة أو يعيد تعيينها.
8255 أوضاع تشغيل المعالجات الدقيقة
يحتوي المعالج الدقيق 8255 على وضعين للتشغيل مثل وضع إعادة تعيين البت ووضع الإدخال / الإخراج الذي تمت مناقشته أدناه.
وضع إعادة تعيين البت
يستخدم وضع إعادة تعيين البت بشكل أساسي لضبط / إعادة تعيين بتات المنفذ C فقط. في هذا النوع من وضع التشغيل ، لا يؤثر إلا في وقت واحد من المنفذ C. بمجرد أن يقوم المستخدم بتعيين البت ، فإنه يظل مضبوطًا حتى يقوم المستخدم بإلغاء تعيينه. يتطلب المستخدم تحميل نمط البت داخل سجل التحكم لتعديل البت. بمجرد استخدام المنفذ C لتشغيل الحالة / التحكم ، ثم عن طريق إرسال تعليمات OUT ، يمكن ضبط / إعادة تعيين كل منفذ C بت فردي.
وضع الإدخال / الإخراج
يحتوي وضع الإدخال / الإخراج على ثلاثة أوضاع مختلفة مثل الوضع 0 والوضع 1 والوضع 2 حيث تتم مناقشة كل وضع أدناه.
الوضع 0:
هذا هو وضع الإدخال / الإخراج 8255 والذي يسمح ببساطة ببرمجة كل منفذ مثل منفذ i / p أو o / p. لذا ، فإن ميزة الإدخال / الإخراج في هذا الوضع تتضمن ببساطة:
- يتم تخزين منافذ i / p مؤقتًا عند إغلاق o / ps.
- لا يدعم المقاطعة القدرة / المصافحة.
الوضع 1:
الوضع 1 من 8255 هو الإدخال / الإخراج مع المصافحة ، لذلك في هذا النوع من الوضع ، يتم استخدام كلا المنفذين مثل المنفذ A والمنفذ B كمنافذ إدخال / إخراج بينما يتم استخدام المنفذ C للمصافحة. لذا فإن هذا الوضع يدعم المصافحة بواسطة المنافذ المبرمجة إما بوضع i / p أو o / p. تُستخدم إشارات المصافحة بشكل أساسي لمزامنة نقل البيانات بين جهازين يعملان بسرعات مختلفة. يتم غلق المدخلات والمخرجات في هذا الوضع ، كما أن هذا الوضع لديه القدرة على مقاطعة التحكم في التحكم والإشارة لمطابقة سرعة وحدة المعالجة المركزية وجهاز الإدخال / الإخراج.
الوضع 2:
Mode2 هو منفذ إدخال / إخراج ثنائي الاتجاه مع المصافحة. لذلك ، يمكن استخدام المنافذ في هذا النوع من الوضع لتدفق البيانات ثنائي الاتجاه من خلال إشارات المصافحة. يمكن برمجة دبابيس المجموعة A لأداء مثل ناقل البيانات ثنائي الاتجاه و PC7 - يتم استخدام PC4 في المنفذ C من خلال إشارة المصافحة. تُستخدم بتات المنفذ C السفلية المتبقية لعمليات الإدخال / الإخراج. هذا الوضع لديه القدرة على التعامل مع المقاطعة.
8255 يعمل المعالجات الدقيقة
المعالج الدقيق 8255 عبارة عن جهاز إدخال / إخراج قابل للبرمجة للأغراض العامة مصمم بشكل أساسي لنقل البيانات من الإدخال / الإخراج لمقاطعة الإدخال / الإخراج في ظروف معينة حسب الضرورة. يمكن استخدام هذا تقريبًا مع أي معالج دقيق. يشتمل هذا المعالج الدقيق على 3 منافذ إدخال / إخراج ثنائية الاتجاه 8 بت والتي يمكن ترتيبها وفقًا لمتطلبات مثل PORT A و PORT B و PORT C. تم تصميم PPI 8255 بشكل أساسي لربط وحدة المعالجة المركزية بعالمها الخارجي مثل لوحة المفاتيح ، ADC ، DAC ، إلخ. يمكن برمجة هذا المعالج الدقيق بناءً على حالة معينة.
8255 PPI التواصل مع 8086
الحاجة إلى ربط 8255 PPI بالمعالج الدقيق 8086 هي ؛ يقوم المعالج الدقيق 8086 بتشغيل طرف إدخال RD لـ 8255 بمجرد أن يحتاج إلى قراءة البيانات المتاحة داخل منفذ 8255. بالنسبة لـ 8255 ، فهو عبارة عن دبوس i / p نشط منخفض. هذا الدبوس متصل بمعالج WR o / p 8086. يقوم المعالج الدقيق 8086 بتشغيل WR i / p لـ 8255 بمجرد أن يحتاج إلى كتابة البيانات باتجاه منفذ 8255.
8255 ينقل البيانات باستخدام ناقل بيانات 8 بت إلى المعالج الدقيق 8086. يتم استخدام بروتوكول الاتصال التسلسلي للاتصال بين 8086 و 8255. يتم استخدام سطري العنوان A1 و A0 لإجراء تحديدات داخلية داخل 8255. تتصل دبابيس ناقل البيانات من 8255 مثل D0 إلى D7 بخطوط بيانات 8086 للمعالج الدقيق ، وقراءة دبابيس الإدخال مثل RD 'وكتابة دبابيس الإدخال مثل WR' متصل بقراءة I / O وكتابة I / O 8086.
لديهم أربعة منافذ رئيسية لتحديد PA و PB و PC و Control word. تستخدم هذه المنافذ بشكل أساسي لنقل البيانات ويتم تحديد كلمة التحكم لإرسال الإشارات. يتم إرسال إشارتين إلى 8255 مثل إشارة الإدخال / الإخراج وإشارة BSR. تُستخدم إشارة الإدخال / الإخراج لتهيئة وضع واتجاه المنافذ بينما تعد BSR مفيدة لإعداد خط إشارة وإعادة تعيينه.
في الجهاز التالي ، افترض أن الجهاز المتصل هو جهاز إدخال. في البداية ، يبحث هذا الجهاز عن إذن من PPI حتى يتمكن من نقل البيانات.
تسمح 8255 PPI لأجهزة الإدخال بنقل البيانات ، في حالة عدم وجود بيانات متبقية داخل 8255 والتي يجب إرسالها إلى معالج 8086. إذا كان 8255 PPI يحتوي على بعض البيانات اليسرى السابقة ، فلا يزال يتم إرسالها إلى المعالج الدقيق 8086 ، ثم لا يسمح بجهاز الإدخال.
عندما تسمح 8255 PPI بجهاز الإدخال ، يتم الحصول على البيانات وتخزينها في سجلات مؤقتة من 8255 PPI. عندما يحتفظ 8255 PPI ببعض البيانات ، فيجب نقل ذلك إلى معالج دقيق 8086 ، ثم يرسل إشارة إلى PPI.
بمجرد أن يصبح المعالج الدقيق 8086 حراً في الحصول على المعلومات ، فإن 8086 يرسل إشارة مرة أخرى ، ثم يتم نقل البيانات بين 8255 و 8086. إذا لم يتحول المعالج الدقيق 8086 إلى وقت طويل ، فهذا يعني أن 8255 PPI تتضمن بعض القيمة لم يتم إرسالها إلى المعالج الدقيق 8086 ، وبالتالي فإن 8255 PPI لا تسمح لجهاز الإدخال بنقل أي بيانات لأنه سيتم الكتابة فوق البيانات الموجودة. تُعرف إشارة السهم المنحني الممثلة في المخططات أعلاه بإشارة المصافحة. لذلك تُعرف عملية نقل البيانات هذه باسم المصافحة.
يجب مراعاة العوامل للتفاعل مع 8255
هناك العديد من الأشياء التي يجب مراعاتها أثناء الاتصال بالرقم 8255 والتي تمت مناقشتها أدناه.
- المنافذ 8255 في حالة غير مبرمجة هي منافذ إدخال لأنه إذا كانت منافذ o / p داخل الحالة غير المكونة ، فسيتم توصيل أي جهاز i / p بها - سيقوم جهاز الإدخال أيضًا بإنشاء إخراج على خطوط المنفذ و 8255 سيتم أيضًا إنتاج مخرجات. عندما يتم ربط ناتجين معًا ، يؤدي ذلك إلى تدمير جهاز واحد / كلا الجهازين.
- لا يمكن استخدام دبابيس الإخراج 8255 لتشغيل الأجهزة لأنها غير قادرة على توفير تيار القيادة الضروري.
- عندما يتم توصيل المحركات أو المصابيح أو مكبرات الصوت بـ 8255 ، فعليك التحقق من التصنيف الحالي للأجهزة و 8255.
- عندما يتعذر على 8255 توفير تيار القيادة اللازم ، استخدم مقلوبًا مثل 7406 و مكبرات الصوت غير العاكسة مثل 7407. عندما تكون المتطلبات الحالية كبيرة ، يمكن استخدام الترانزستورات في تكوين زوج دارلينجتون.
- كلما أ محرك بتيار مستمر على 8255 ثم اختر مناسبة H- الجسور بناءً على مواصفات المحرك لأن H-bridges ستسمح لمحرك DC بالعمل في أي اتجاه.
- يمكن استخدام المنفذ A و B كمنافذ 8 بت فقط ، وبالتالي يجب إدخال أو إخراج جميع دبابيس هذه المنافذ.
- عندما يتم توصيل الأجهزة التي تعمل بالتيار المتردد بـ 8255 ، فإن a تناوب يجب أن تستخدم للحماية.
- بمجرد برمجة المنفذ A & B في الوضع 1 أو الوضع 2 ، لا يمكن أن يعمل المنفذ C كمنفذ إدخال / إخراج عادي.
مزايا
ال مزايا المعالج الدقيق 8255 تشمل ما يلي.
- يمكن استخدام المعالج الدقيق 8255 مع كل معالج دقيق تقريبًا.
- يمكن تعيين منافذ مختلفة كوظائف I / O.
- تعمل مع مصدر طاقة منظم + 5 فولت.
- إنه معالج مساعد شائع الاستخدام.
- يعمل المعالج المساعد 8255 كواجهة بين المعالج الدقيق والأجهزة الطرفية لنقل البيانات المتوازية.
التطبيقات
ال تطبيقات المعالجات الدقيقة 8255 تشمل ما يلي.
- 8255 يستخدم المعالجات الدقيقة لتوصيل الجهاز الطرفي و LED أو تناوب واجهه المستخدم، واجهة محرك متدرج ، واجهة العرض ، واجهة لوحة المفاتيح ، واجهة ADC أو DAC ، وحدة التحكم في إشارة المرور ، وحدة التحكم في الرفع ، إلخ.
- 8255 هو جهاز واجهة طرفية قابل للبرمجة شائع الاستخدام.
- يستخدم هذا المعالج الدقيق في نقل البيانات في ظل ظروف مختلفة.
- يتم استخدامه للتفاعل مع محركات السائر ومحركات التيار المستمر.
- يستخدم المعالج الدقيق 8255 على نطاق واسع في العديد من أنظمة التحكم الدقيقة أو الحواسيب الصغيرة بالإضافة إلى أجهزة الكمبيوتر المنزلية مثل جميع طرز MSX و SV-328.
- يمكن أيضًا استخدام هذا المعالج الدقيق في أجهزة الكمبيوتر الأصلية PC / XT و IBM-PC و PC / jr والمستنسخات مع العديد من أجهزة الكمبيوتر المنزلية مثل N8VEM.
وهكذا ، هذا هو لمحة عامة عن معالج دقيق 8255 - الهندسة المعمارية ، والعمل مع التطبيقات. المعالج الدقيق 82C55 هو جهاز إدخال / إخراج قابل للبرمجة للأغراض العامة ، ويستخدم مع العديد من المعالجات الدقيقة. يتطابق التكوين القياسي للصناعة بمعالج دقيق 82C55 عالي الأداء جيدًا مع 8086. إليك سؤال لك ، ما هو 8086 معالج دقيق ؟
