微机原理与接口实验 41IO端口扩展-8255 赖晓铮

1、QQ: 68046508理解可编程并行接口芯片理解可编程并行接口芯片82558255的基本工作原理。的基本工作原理。掌握掌握CPUCPU使用使用82558255芯片外扩芯片外扩IOIO端口的硬件架构及编程方法。端口的硬件架构及编程方法。注：跳出注：跳出“断点断点”后后，CPUCPU进入进入HLTHLT指令指令的的后续下一条指令的取指周期后续下一条指令的取指周期。#CS #RD #WR A1 A0操操 作作数数 据据 传传 送送 方方 式式 0 0 1 0 0读读 A 口口A口数据口数据数据总线数据总线 0 0 1 0 1读读 B 口口B口数据口数据数据总线数据总线 0 0 1 1 0读读 C

2、口口C口数据口数据数据总线数据总线 0 1 0 0 0写写 A 口口数据总线数据数据总线数据A口口 0 1 0 0 1写写 B 口口数据总线数据数据总线数据B口口 0 1 0 1 0写写 C 口口数据总线数据数据总线数据C口口 0 1 0 1 1写控制口写控制口数据总线数据数据总线数据控制口控制口 1 X X X X禁止访问禁止访问数据总线接口高阻态数据总线接口高阻态8255A控制端口控制端口功能功能图图汇编助记符汇编助记符注释注释(M地址：机器指令地址：机器指令)SET R0, 86H选选8255地址地址1000 xxxx控制端控制端A1A0=1100H:0011000001H:100001

3、10OUTA R0, AR02H:01010010SET R0, 99H控制字：控制字：PA输入输入/PB输出输出/PC输入输入03H:0011000004H:10011001OUT R0, PORT005H:01010000SET R0, 80H选选PA口：口：A1A0=0006H:0011000007H:10000000OUTA R0, PORT008H:01010010IN R1, PORT0PA口输入口输入09H:01000100HLT停机停机0AH:00000001汇编助记符汇编助记符注释注释(M地址：机器指令地址：机器指令)SET R0, 82H选选PB口：口：A1A0=010BH

4、:001100000CH:10000010OUTA R0, PORT00DH:01010010OUT R1, PORT0PB口输出口输出0EH:01010100LRC R10FH:10100111HLT10H:00000001JMP 0EH循环移位循环移位11H:0001000012H:00001110汇编助记符汇编助记符注释注释(M地址：机器指令地址：机器指令)SET R0, 86H选选8255地址地址1000 xxxx控制端控制端A1A0=1100H:0011000001H:10000110OUTA R0, PORT002H:01010010SET R0, 91H控制字：控制字：PA输入输

5、入/PB输出输出/PC高四位输出低四位输入高四位输出低四位输入03H:0011000004H:10010001OUT R0, PORT005H:01010000SET R0, 82H选选PB口：口：A1A0=0106H:0011000007H:10000010OUTA R0, PORT008H:01010010SET R0, FFH初始化初始化PB口，口，LED全灭全灭09H:001100000AH:11111111OUT R0, PORT00BH:01010000汇编助记符汇编助记符注释注释(M地址：机器指令地址：机器指令)SET R0, 84H选选PC口：口：A1A0=100CH:0011

6、00000DH:10000100OUTA R0, PORT00EH:01010010SET R2, 0FHR2=00001111，列判断用，列判断用0FH:0011100010H:00001111OUT R2, PORT0 PC口口 置位置位00001111（高四位输出（高四位输出0000）11H:01011000SET R1, 3FHR1=00111111，行判断用，行判断用12H:0011010013H:00111111HLT该断点后就可以按键，该断点后就可以按键，按键要保持到下一个断点才能松开！按键要保持到下一个断点才能松开！14H:00000001IN R0, PORT0PC口输入口输

7、入 ; L115H:01000000XOR R0,R2无键按下，无键按下，R0是是00001111 ，R0=R2有键按下，有键按下，R0低四位低四位： 1110/1101/1011/ 011116H:10110010汇编助记符汇编助记符注释注释(M地址：机器指令地址：机器指令)JZ, 15H无键按下，跳转无键按下，跳转 到到 L1 （循环监听键盘输入）（循环监听键盘输入）17H:0001100018H:00010101MOV R3, R0R3=0000yyyy（yyyy是列编码）是列编码）19H:01101100OUT R1, PORT0PC口口 置位置位00111111（高四位输出（高四位输

8、出0011）1AH:01010100IN R0, PORT0PC口输入口输入1BH:01000000XOR R0, R1无键按下，无键按下，R0是是00111111，R0=R1有键按下，有键按下，R0低四位低四位1110/1101/1011/01111CH:10110001JZ 20H行输出行输出0011无键按下，无键按下，R2仍是仍是000011111DH:000110001EH:00100000MOV R2, R1行输出行输出0011有键按下，有键按下，R2赋值赋值001111111FH:01101001SHT(RRC) R1R1=10011111 （行判断用）（行判断用）20H:1010

9、0101OUT R1, PORT0PC口口 置位置位10011111（高四位输出（高四位输出1001）21H:01010100IN R0, PORT0PC口输入口输入22H:01000000汇编助记符汇编助记符注释注释(M地址：机器指令地址：机器指令)HLT按键要保持到此断点后才能松开！按键要保持到此断点后才能松开！23H:00000001XOR R0, R1无键按下，无键按下，R0是是10011111，R0=R1有键按下，有键按下，R0低四位低四位1110/1101/1011/011124H:10110001JZ 33H行输出行输出1001无键按下，跳转无键按下，跳转 L2：25H:0001

10、100026H:00110011SUBI R2, 3FH判断：判断：R2是否是否0011111127H:1100100028H:00111111JZ 2FHR2是是00111111，即行输出，即行输出0011有键按下有键按下29H:000110002AH:00101111SET R2, 20HR2否，行输出否，行输出0011无键按下且无键按下且1001有键按下有键按下R2赋值赋值XXXX0000（XXXX是行编码）是行编码）2BH:001110002CH:00100000JMP 3DH判断结束，跳转判断结束，跳转 L3： 2DH:000100002EH:00111101汇编助记符汇编助记符注释

11、注释(M地址：机器指令地址：机器指令)SET R2, 40H行输出行输出0011有键按下且有键按下且1001有键按下有键按下R2赋值赋值XXXX0000（XXXX是行编码）是行编码）2FH:0011100030H:01000000JMP 3DH判断结束，跳转判断结束，跳转 L3： 31H:0001000032H:00111101SUBI R2,3FHL2： R2是否是否0011111133H:1100100034H:00111111JZ 3BHR2是是0011111，即行输出，即行输出0011有键按下有键按下35H:0001100036H:00111011SET R2, 10HR2否，行输出否

12、，行输出0011无键按下且无键按下且1001无键按下无键按下R2赋值赋值XXXX0000（XXXX是行编码）是行编码）37H:0011100038H:00010000JMP 3DH判断结束，跳转判断结束，跳转 L3： 39H:000100003AH:00111101汇编助记符汇编助记符注释注释(M地址：机器指令地址：机器指令)SET R2, 80H行输出行输出0011有键按下且有键按下且1001无键按下无键按下R2赋值赋值XXXX0000（XXXX是行编码）是行编码）3BH:001110003CH:10000000HLTL3：3DH:00000001OR R2, R3R2=XXXXyyyy（高

13、四位行编码低四位列编码）（高四位行编码低四位列编码）3EH:11111011SET R3, 82H选选PB口：口：A1A0=013FH:0011110040H:10000010OUTA R3, PORT041H:01011110OUT R2, PORT0PB口输出最终结果口输出最终结果42H:01011000HLT43H:00000001请把本实验的微程序版请把本实验的微程序版“CPU+8255”“CPU+8255”电路改成硬布线版和电路改成硬布线版和流水线版流水线版“CPU+8255”“CPU+8255”电路，并且运行本实验步骤所示的电路，并且运行本实验步骤所示的8255_Cycle_LED

14、8255_Cycle_LED和和keyboardkeyboard程序。请问上述程序在硬布线程序。请问上述程序在硬布线或流水线版本中需要修改么或流水线版本中需要修改么? ? 若需要，请修改并测试若需要，请修改并测试。OP码码( I7 I6 I5 I4 )指令助记符指令助记符OP码码( I7 I6 I5 I4 )指令助记符指令助记符0111IRET1111OR/ORI0110MOV1110AND/ANDI0101OUT/OUTA1101ADD/ADDI0100IN1100SUB/SUBI0011SET1011XOR/XORI0010SOP (INC/DEC/NOT/THR)1010SHT (RLC

15、/ LLC/ RRC/ LRC)0001JMP/JMPR/Jx/JxR1001STO/PUSH0000NOP/HLT1000LAD/POP一、系统指令：一、系统指令：汇编语言汇编语言功能功能I7 I6 I5 I4 I3 I2I1 I0NOP;无操作（延时无操作（延时4个个T）00000/0 x/0HLT;停机（断点）停机（断点）00000/0 x/1IRET;中断返回中断返回BP_PCPC；BP_PSWPSW01110/0 x/x汇编语言汇编语言注释注释I7 I6 I5 I4 I3 I2I1 I0MOV RA, RB;(RB)RA0110RARBSET RA, IMM;IMMRA0011RAx

16、/xIMM二、二、寄存器及寄存器及I/O操作操作指令：指令：汇编语言汇编语言功能功能I7 I6 I5 I4 I3 I2I1 I0IN RA, PORTx;(PORTx)RA0100RAPORTxOUT RA, PORTx;(RA)PORTx0101RA0/PORTxOUTA RA, PORTx;(RA)PORTx0101RA1/PORTx汇编语言汇编语言功能功能I7 I6 I5 I4I3 I2I1 I0LAD RA, ADDR;ADDRRA1000RA0/0ADDRPOP RA, RB;RBRA1000RARBSTO RA, ADDR;(RA)ADDR1001RA0/0ADDRPUSH RA,

17、 RB;(RA)RB1001RARB三、三、存储器及堆栈操作指令存储器及堆栈操作指令：汇编语言汇编语言功能功能I7 I6 I5 I4I3 I2I1 I0JMP ADDR;ADDRPC00010/00/0ADDRJMPR RB;(RB)PC00010/0RBJC ADDR;IF CF=1, ADDRPC00010/10/0ADDRJCR RB;IF CF=1, (RB)PC00010/1RBJZ ADDR;IF ZF=1, ADDRPC00011/00/0ADDRJZR RB;IF ZF=1, (RB)PC00011/0RBJS ADDR;IF SF=1, ADDRPC00011/10/0ADD

18、RJSR RB;IF SF=1, (RB)PC00011/1RB四、四、跳转系列指跳转系列指令：令：五、五、算术逻辑运算指令算术逻辑运算指令：汇编语言汇编语言功能功能I7 I6 I5 I4I3 I2 I1 I0RLC RA;(RA)右逻辑移位右逻辑移位1010RA0/0LLC RA;(RA)左逻辑移位左逻辑移位1010RA1/0RRC RA;(RA)右循环移位右循环移位1010RA0/1LRC RA;(RA)左循环移位左循环移位1010RA1/1汇编语言汇编语言功能功能I7 I6 I5 I4I3 I2I1 I0INC RA;(RA)1RA0010RA0/0DEC RA;(RA)1RA0010RA0/1NOT RA;#(RA)RA0010RA1/0THR RA;(RA)RA0010RA1/1五、五、算术逻辑运算指令算术逻辑运算指令：汇编语言格式汇编语言格式功能功能I7 I6 I5 I4I3 I2I1 I0ADD RA, RB;(RA) (RB)RA1101RA