Intel 8255 Comhéadan Forimeallach Ríomhchláraithe (PPI) Pinout, Modhanna agus Feidhmchláir

Bhí an Intel 8255 Programmable Peripheral Interface (PPI) ina phríomh-chomhpháirt i gcrianadh micreaphróiseálaithe le feistí seachtracha le linn laethanta tosaigh na gcóras digiteach. Le calafoirt I / O ildánach, modhanna oibriúcháin iolracha, agus éascaíocht ríomhchlárúcháin, chuir an 8255 cumarsáid iontaofa ar chumas le taispeántais, braiteoirí, agus rialaitheoirí, rud a fhágann go bhfuil sé úsáideach san oideachas agus sa tionscal araon.

8255 Forbhreathnú ar Chomhéadan Forimeallach Ríomhchláraithe (PPI)

Is sliseanna I / O a úsáidtear go forleathan é an sliseanna Intel 8255 PPI atá deartha chun micreaphróiseálaithe a nascadh le feistí seachtracha. Feidhmíonn sé mar dhroichead cumarsáide do fhorimeallaigh cosúil le ADCanna, DACanna, méarchláir agus taispeántais. Ag tacú le I / O díreach agus idirbhriste-tiomáinte, soláthraíonn sé solúbthacht i ndearadh an chórais. Le trí chalafort déthreoch 8-giotán (A, B, C), seachadann sé 24 líne I / O inchumraithe. Rinne a éifeachtúlacht costais agus a chomhoiriúnacht le próiseálaithe mar an Intel 8085 / 8086 stáplacha i gcórais ríomhaireachta luatha, trealamh oiliúna, agus rialaitheoirí tionsclaíocha.

Gnéithe de 8255 PPI Chip

• Comhéadan ríomhchláraithe - Inchumraithe trí threoracha bogearraí chun oiriúnú do ghléasanna cosúil le taispeántais, braiteoirí, agus modúil ionchuir.

• Trí chalafort 8-giotán - Soláthraíonn Calafoirt A, B, agus C 24 líne ar féidir leo feidhmiú mar ionchur nó aschur.

• Modhanna oibriúcháin iolracha -

Mód 0: Ionchur / aschur simplí gan croitheadh láimhe.

Mód 1: Strobed I / O le comharthaí handshake le haghaidh cumarsáide sioncrónaithe.

Mód 2: Aistriú sonraí déthreoch le croitheadh láimhe (ach amháin ar Chalafort A).

• Giotán Socraigh / Athshocraigh (BSR) - Is féidir giotán Port C a shocrú nó a ghlanadh ina n-aonar le haghaidh iarratais rialaithe / stádais.

• Grúpáil solúbtha - Is féidir calafoirt a roinnt i ngrúpaí 8-giotán nó 4-giotán.

• Comhoiriúnacht TTL - Comhtháthú éasca le ICanna digiteacha caighdeánacha.

• Cláir rialaithe neamhspleácha - Is féidir le gach calafort oibriú ar leithligh, i modhanna nó treoracha éagsúla.

Pinout de sliseanna 8255 PPI

Ailtireacht Sliseanna 8255 PPI

Modhanna Oibriúcháin agus Prionsabal Oibre Sliseanna 8255 PPI

Feidhmíonn an Intel 8255 mar chomhéadan ríomhchláraithe idir an LAP agus forimeallaigh, ag aistriú oibríochtaí bus in aistrithe sonraí comhthreomhara. Tá a oibriú á rialú ag céimeanna tosaithe agus modhanna roghnaithe:

Athshocraigh an Stát

Ar chumhacht suas nó athshocrú, déanann gach calafort (A, B, agus C) réamhshocrú ar mhodh ionchuir chun dochar a dhéanamh do fhorimeallaigh le haschuir neamhbheartaithe a sheachaint.

Tosú

Caithfidh an LAP focal rialaithe a sheoladh a chumraíonn gach calafort mar ionchur / aschur agus roghnaíonn sé ceann de na ceithre mhodh oibriúcháin. Go dtí go ndéantar é seo, fanann calafoirt neamhghníomhach.

Modhanna Oibriúcháin

Mód Socraigh / Athshocraigh Giotán (BSR)

• Ní bhaineann sé ach le Port C.

• Ceadaíonn giotán aonair a shocrú nó a ghlanadh le haghaidh tascanna rialaithe / stádais.

Mód 0 - Simplí I / O

• Ionchur / aschur bunúsach gan croitheadh láimhe.

• Úsáidtear le haghaidh aistrithe simplí, mar shampla soilse, lasca, agus taispeántais.

Mód 1 - Strobed I / O

• Cuireann sé comharthaí croitheadh láimhe (STB, ACK, IBF, OBF) trí Chalafort C.

• Cinntíonn aistriú sonraí forimeallach LAP ↔ sioncrónaithe.

Mód 2 - I / O Déthreoch

• Ar fáil ach amháin ar Chalafort A.

• Tacaíonn sé le haistriú dhá bhealach le rialú croitheadh láimhe, úsáideach le haghaidh feistí ardluais nó asincrónacha.

Oibríochtaí Léitheoireachta / Scríobh

• Scríobh: Cuireann an LAP sonraí ar bhus an chórais, agus díchódaíonn an 8255 na línte seoltaí (A0, A1) chun é a threorú chuig latch aschuir an chalafoirt cheart.

• Léigh: Cuireann feistí seachtracha sonraí ar línte calafoirt, a chuireann an 8255 ar fáil don LAP le linn ordú léitheoireachta.

Sioncrónú

• I Mód 0, tarlaíonn aistrithe sonraí go díreach gan croitheadh láimhe.

• I Modhanna 1 agus 2, comharthaí croitheadh láimhe ó Port C ullmhacht agus glacadh a chomhordú, cosc a chur ar chaillteanas sonraí le linn aistrithe ardluais nó asincrónacha.

Breithnithe idirghafa sliseanna 8255 PPI

Nuair a bhíonn córais á ndearadh leis an 8255, cinntíonn idirghabháil chúramach iontaofacht agus cuireann sé cosc ar dhamáiste don sliseanna agus do ghléasanna seachtracha araon:

• Staid Ionchuir Réamhshocraithe - Ar athshocrú, gach calafort réamhshocraithe le hionchuir. Seachnaíonn sé seo coimhlintí ach ciallaíonn sé freisin go bhfuil aschuir neamhghníomhach go dtí go ndéantar iad a chumrú. Caithfidh an LAP focal rialaithe a sheoladh i gcónaí chun treo agus modh a shainiú i gceart sula ndéanann sé iarracht cumarsáid a dhéanamh.

• Teorainneacha Tiomána Aschur - Is féidir leis na calafoirt 8255 foinse nó doirteal ach sruth teoranta (cúpla milliamps). Tá sé neamhshábháilte ualaí troma a thiomáint go díreach cosúil le lampaí, solenoids, nó athsheachadáin. Ina áit sin, úsáidtear ICanna maolánacha nó tiománaí mar an ULN2803 (eagar Darlington) nó geataí bailitheoir oscailte cosúil le 7406 go coitianta. Soláthraíonn siad seo cumas reatha níos airde agus cosnaíonn siad an PPI.

• Rialú Mótair - Maidir le mótair DC nó mótair stepper, níor chóir go nascfadh na calafoirt 8255 go díreach. Ina áit sin, ní mór aschuir a ródú trí chéimeanna trasraitheoir nó ciorcaid tiománaí droichead H. Ceadaíonn an socrú seo sreabhadh reatha déthreoch agus an PPI a leithlisiú ó spící voltais ionduchtacha.

• Athrú Ualach AC - Éilíonn idirghabháil le fearais AC aonrú ar mhaithe le sábháilteacht. Cinntíonn athsheachadáin mheicniúla nó athsheachadáin soladach-stáit (SSRanna) a thiomáintear trí chéimeanna maolánacha nach láimhseálann an 8255 ach comharthaí rialaithe, cé go ndéantar an t-ualach ardvoltais iarbhír a athrú go sábháilte go seachtrach.

• Srianta Calafoirt C - Ní bhíonn giotán Port C inúsáidte go saor i gcónaí mar I / O ginearálta. I Modhanna 1 agus 2, cuirtear roinnt bioráin (m.sh., STB, ACK, IBF, OBF) in áirithe go huathoibríoch le haghaidh rialú croitheadh láimhe. Ní mór duit na línte forchoimeádta seo a chur san áireamh chun coimhlintí a sheachaint nuair a mheascann tú I / O ginearálta le croitheadh láimhe.

Buntáistí Sliseanna 8255 PPI

• Comhoiriúnacht LAP - Oibríonn an 8255 gan uaim le próiseálaithe cosúil leis an Intel 8085, 8086, agus a gcuid comhoiriúnach. Meaitseálann a dhearadh prótacail bus caighdeánacha, rud a fhágann go bhfuil comhtháthú simplí gan loighic gliú breise.

• Cumraíocht Calafoirt Solúbtha - Le trí chalafort 8-giotán (A, B, C), is féidir le húsáideoirí iad a chumrú mar ionchur, aschur, nó meascán ag brath ar an bhfeidhmchlár. Ligeann an cumas aistriú idir I / O simplí (Mód 0) agus cumarsáid handshake-tiomáinte (Modhanna 1 agus 2) don sliseanna céanna raon leathan tascanna a láimhseáil.

• Oibríocht Aon-Soláthair - Ag feidhmiú ó sholáthar caighdeánach + 5 V, is furasta an 8255 a chumhacht i gcórais TTL-bhunaithe. Níl aon rialtóirí speisialta nó leibhéil voltais iolracha ag teastáil, rud a shimpliú dearadh boird.

• Aistriú Sonraí Comhthreomhar Iontaofa - Soláthraíonn an sliseanna cumarsáid chomhthreomhar 8-giotán cobhsaí agus intuartha, ag laghdú neamhchinnteachtaí uainiúcháin. Fágann an iontaofacht seo go bhfuil sé oiriúnach do thaispeántais tiomána, braiteoirí a léamh, agus comharthaí rialaithe a bhainistiú i gcórais iarbhír.

• Luach Oideachais - Toisc go bhfuil sé doiciméadaithe go maith agus ar fáil go forleathan, tá an 8255 ina phríomhuirlis teagaisc i saotharlanna micreaphróiseálaí agus trealamh oiliúna. Is féidir leat coincheapa idirghabhála I / O a thuiscint go tapa trí thurgnaimh phraiticiúla leis an bhfeiste seo.

Iarratais ar Chip 8255 PPI

• Córais Oideachais - Is minic a chuimsíonn trealamh oiliúna agus boird saotharlainne an 8255 chun coincheapa idirghabhála forimeallacha a léiriú. Is féidir leat modhanna éagsúla a chleachtadh agus idirghníomhaíocht iarbhír le feistí seachtracha a bhreathnú.

• Rialú Taispeáin - Tiomáineann an sliseanna feistí aschuir amhairc, mar shampla soilse seacht ndeighleog, modúil LCD, agus painéil alfa-uimhriúil. Lena línte I / O iolracha, is féidir leis taispeántais a athnuachan nó orduithe rialaithe a sheoladh chuig ICanna tiománaí.

• Idirghabháil Méarchláir - Is minic a scanadh méarchláir maitrís i gcríochfoirt luatha agus ríomhairí pearsanta ag baint úsáide as an 8255. Trí roinnt línte a chumrú mar thiománaithe sraithe agus cinn eile mar bhraiteoirí colún, bhrath sé brúigh eochair go héifeachtach.

• Rialú Mótair - Is féidir mótair stepper agus mótair DC a rialú nuair a bhíonn an 8255 péireáilte le céimeanna trasratheora, eagair Darlington, nó H-droichid. Rinne sé seo úsáideach i róbataic, córais shuímh, agus tionscadail uathoibrithe.

• Éadáil Sonraí - Nuair a bhí sé ceangailte le ADCanna (Tiontairí Analógacha-go-Digiteach) agus DACanna (Tiontairí Digiteach-go-Analógacha), chuir an 8255 comhéadan iomlán ar fáil le haghaidh tascanna tomhais agus rialaithe. Chuir sé seo ar chumas micreaphróiseálaithe comharthaí a láimhseáil i dtrealamh eolaíoch agus tionsclaíoch.

• Uathoibriú Tionsclaíoch - Fuair an 8255 úsáid i rialú comharthaí tráchta, loighic ardaitheora, agus painéil monatóireachta próisis. Rinne a chumas ionchuir agus aschuir iolracha a bhainistiú go hiontaofa réiteach ar chostas íseal do chórais rialaithe leabaithe.

• Retro-Ríomhaireacht - D'fhostaigh meaisíní clasaiceacha cosúil leis na ríomhairí IBM PC / XT agus MSX an 8255 le haghaidh idirghabhála forimeallach. Baineadh úsáid as freisin i gclódóirí agus i gcártaí leathnaithe, ag daingniú a áit i stair luath na ríomhaireachta pearsanta.

Comparáid Sliseanna 8255 PPI le PPIanna Eile

8255 vs. 8155

Comhcheanglaíonn an Intel 8155 feidhmeanna iolracha in aon phacáiste amháin: cuireann sé bloc beag RAM statach, lasc ama ríomhchláraithe, agus calafoirt I / O ginearálta ar fáil. Rinne sé seo oiriúnach do chórais dhlúth ina raibh gá le rialú cuimhne agus uainiúcháin. I gcodarsnacht leis sin, díríonn an 8255 go hiomlán ar I / O ríomhchláraithe, gan aon chuimhne nó uainiú ionsuite. Rinne a dhearadh níos simplí é níos saoire agus níos éasca a chlárú nuair nach raibh RAM nó lasc ama comhtháite ag teastáil ón bhfeidhmchlár.

8255 vs. 8259

Freastalaíonn an Rialaitheoir Idirbhriseadh Ríomhchláraithe 8259 ar chuspóir an-difriúil: briseadh crua-earraí a bhainistiú chun cabhrú leis an LAP freagairt go tapa d'imeachtaí seachtracha. Cé go láimhseálann an 8255 aistriú sonraí I / O comhthreomhar, cuireann na comhordanáidí 8259 isteach ar chomharthaí. I go leor córais bunaithe ar mhicreaphróiseálaí, baineadh úsáid as an dá sliseanna le chéile, 8255 chun idirghabháil a dhéanamh le feistí cosúil le méarchláir agus taispeántais, agus 8259 chun na hiarrataí idirbhriseadh a ghineann na feistí sin a bhainistiú.

8255 vs. Leathnaitheoirí GPIO Nua-Aimseartha

Is minic a úsáideann córais an lae inniu leathnaitheoirí GPIO bunaithe ar I²C nó SPI (mar shampla MCP23017 nó PCF8574). Soláthraíonn na feistí seo bioráin I / O breise le níos lú naisc, ag sábháil spás boird agus ag laghdú líon bioráin ar an LAP. Mar sin féin, oibríonn siad go sraitheach, rud a d'fhéadfadh a bheith níos moille i gcomparáid le rochtain chomhthreomhar dhíreach an 8255. Cé go n-éilíonn an 8255 níos mó línte bus, ceadaíonn a struchtúr comhthreomhar aistrithe níos tapúla agus déanann sé an-luachmhar i dtimpeallachtaí oideachais, áit a bhfuil rialú díreach ar bioráin aonair agus tuiscint ar uainiú bus tábhachtach don fhoghlaim.

Fabhtcheartú & Saincheisteanna Coitianta

Uaireanta is féidir lochtanna córais a bheith mar thoradh ar obair leis an 8255 mura leantar rialacha dearaidh go cúramach. I measc na saincheisteanna agus na leigheasanna coitianta tá:

• Calafoirt Uninitialized - Tar éis athshocrú, gach calafort réamhshocraithe go mód ionchuir. Mura seolann an LAP focal rialaithe ceart, fanann na haschuir neamhghníomhach nó iompraíonn siad go neamhthuartha. Cláraigh an clár rialaithe i gcónaí sula ndéanann tú iarracht sonraí a léamh nó a scríobh.

• Focail Rialaithe Mícheart - Is féidir le focail rialaithe míchumraithe na treoracha nó na modhanna míchearta a shannadh do chalafoirt, ag glasáil amach comharthaí ionchasacha. Cros-seiceáil luachanna focal rialaithe i gcoinne táblaí bileog sonraí chun socruithe giotán cuí a chinntiú.

• Teipeanna Croitheadh Láimhe - I Modhanna 1 agus 2, soláthraíonn Port C comharthaí croitheadh láimhe riachtanacha (STB, ACK, IBF, OBF). Mar thoradh ar naisc atá ar iarraidh, míshreangaithe, nó míthuiscint bíonn aistrithe stoptha nó caillte. Déan sreangú agus ionchais leibhéal loighic na bhfeistí ceangailte a fhíorú go cúramach.

• Aschuir Overloading - Ní féidir le gach bioráin calafoirt ach sruthanna beaga a láimhseáil. Is féidir soilse a thiomáint go díreach le friotáoirí, ach teastaíonn céimeanna maolánacha seachtracha ó mhótair, athsheachadáin agus lampaí, mar shampla eagair trasraitheoir nó ICanna tiománaí. Má dhéantar neamhaird ar an teorainn seo, tá an baol ann go ndéanfar damáiste buan don sliseanna.

• Coimhlintí Bus - Má dhéanann gléasanna iolracha iarracht bus an chórais a thiomáint ag an am céanna, is féidir éilliú sonraí nó damáiste crua-earraí tarlú. Cuireann eadrána bus cuí agus úsáid comharthaí cumasúcháin (RD', WR', CS') cosc ar an gceist seo.

• Uirlisí Dífhabhtaithe - Nuair a mhaireann fadhbanna, cuidíonn trealamh tástála le lochtanna a leithlisiú. Is féidir le hanailíseoirí loighic comharthaí uainiúcháin agus rialaithe a dhearbhú, agus is féidir le oscilloscopes a sheiceáil an eascraíonn an fhadhb ó shreangú crua-earraí torainn nó ó thosú bogearraí mícheart.

Conclúid

Tá an Intel 8255 PPI fós ina bhunchloch d'idirghabháil micreaphróiseálaí. Cé go bhfuil leathnaitheoirí GPIO nua-aimseartha agus I / O micrea-rialaitheoir ionsuite in áit den chuid is mó, leanann sé ag feidhmiú mar uirlis teagaisc ghníomhach. Déanann a shoiléireacht maidir le haistriú sonraí comhthreomhar, cumraíocht calafoirt, agus croitheadh láimhe a thaispeáint luachmhar do dhuine ar bith.

Ceisteanna Coitianta [Ceisteanna Coitianta]

Cad é an focal rialaithe i 8255 agus cén fáth a bhfuil sé tábhachtach?

Is é an focal rialaithe treoir 8-giotán a sheolann an LAP chun calafoirt agus modhanna an 8255 a chumrú. Gan é, fanann na calafoirt go léir ina staid ionchuir réamhshocraithe. Sainmhíníonn sé cibé an bhfeidhmíonn gach calafort mar ionchur nó aschur agus roghnaíonn sé idir Modhanna 0, 1, 2, nó Socraigh Giotán / Athshocraigh.

An féidir leis an 8255 mótair nó athsheachadáin a thiomáint go díreach?

Ní hea. Ní féidir leis na haschuir 8255 ach cúpla milliamps a fhoinsiú nó a chur go doirteal, rud nach leor le haghaidh mótair nó athsheachadáin. Ní mór ciorcaid tiománaí seachtracha, mar shampla eagair trasraitheoir nó droichid H, a úsáid chun sruth níos airde a láimhseáil go sábháilte.

Cén fáth go bhfuil an 8255 fós in úsáid san oideachas sa lá atá inniu ann?

Soláthraíonn an 8255 bealach soiléir, praiticiúil chun foghlaim faoi I / O micreaphróiseálaí, focail rialaithe, agus aistriú sonraí comhthreomhar. Cuidíonn a ailtireacht shimplí le mic léinn croíchoincheapa a thuiscint sula dtéann siad ar aghaidh chuig micrea-rialaitheoirí nua-aimseartha.

Cad a tharlaíonn má úsáideann tú Port C i modhanna croitheadh láimhe?

I Modhanna 1 agus 2, tá roinnt línte Port C curtha in áirithe le haghaidh comharthaí croitheadh láimhe (cosúil le STB, ACK, IBF, OBF). Ní féidir na bioráin seo a úsáid mar I / O ginearálta le linn na modhanna sin, a gcaithfidh tú cuntas a thabhairt orthu chun coinbhleachtaí a sheachaint.

Cén difríocht atá idir an 8255 agus leathnaitheoirí GPIO nua-aimseartha?

Murab ionann agus expanders I²C / SPI a úsáideann cumarsáid sraitheach, oibríonn an 8255 le bus comhthreomhar, ag cur ar chumas aistrithe níos tapúla ach ag teastáil níos mó bioráin. Fágann sé seo go bhfuil an 8255 níos lú éifeachtach ó thaobh spáis de ach luachmhar le haghaidh rialú iarbhír agus uainiú bus foghlama.