Intel 8255 Programmable Peripheral Interface (PPI) Pinout, Njia na Maombi

Kiolesura cha Pembeni Kinachoweza Kupangwa cha Intel 8255 (PPI) kilikuwa sehemu muhimu katika kuunganisha microprocessors na vifaa vya nje wakati wa siku za mwanzo za mifumo ya dijiti. Ikiwa na bandari nyingi za I/O, njia nyingi za uendeshaji, na urahisi wa kupanga programu, 8255 iliwezesha mawasiliano ya kuaminika na maonyesho, vitambuzi na vidhibiti, na kuifanya kuwa muhimu katika elimu na tasnia.

Sehemu ya 9. Ulinganisho wa Chip ya 8255 PPI na PPI zingine

Muhtasari wa 8255 wa Kiolesura cha Pembeni Kinachoweza Kupangwa (PPI)

Chipu ya Intel 8255 PPI ni chipu ya I/O inayotumiwa sana iliyoundwa kuunganisha microprocessors na vifaa vya nje. Inafanya kazi kama daraja la mawasiliano kwa vifaa vya pembeni kama vile ADC, DAC, kibodi na maonyesho. Inasaidia I / O ya moja kwa moja na inayoendeshwa na kukatizwa, hutoa kubadilika katika muundo wa mfumo. Ikiwa na bandari tatu za 8-bit bidirectional (A, B, C), inatoa laini 24 za I/O zinazoweza kusanidiwa. Ufanisi wake wa gharama na utangamano na wasindikaji kama vile Intel 8085/8086 uliifanya kuwa kikuu katika mifumo ya mapema ya kompyuta, vifaa vya mafunzo na vidhibiti vya viwandani.

Vipengele vya Chip ya 8255 PPI

• Kiolesura kinachoweza kupangwa - Inaweza kusanidiwa kupitia maagizo ya programu ili kukabiliana na vifaa kama vile maonyesho, vitambuzi na moduli za ingizo.

• Bandari tatu za 8-bit - Bandari A, B, na C hutoa mistari 24 ambayo inaweza kufanya kazi kama pembejeo au pato.

• Njia nyingi za uendeshaji -

Njia ya 0: Pembejeo/pato rahisi bila kupeana mikono.

Njia ya 1: I/O iliyopigwa na ishara za kupeana mkono kwa mawasiliano yaliyosawazishwa.

Njia ya 2: Uhamisho wa data wa pande mbili kwa kupeana mikono (kwenye Bandari A pekee).

• Kuweka Kidogo / Kuweka Upya (BSR) - Biti za Port C zinaweza kuwekwa kibinafsi au kufutwa kwa matumizi ya udhibiti/hali.

• Kikundi kinachobadilika - Bandari zinaweza kugawanywa katika vikundi vya 8-bit au 4-bit.

• Utangamano wa TTL - Ujumuishaji rahisi na IC za kawaida za dijiti.

• Rejista za udhibiti wa kujitegemea - Kila bandari inaweza kufanya kazi kando, kwa njia tofauti au mwelekeo.

Pinout ya Chip ya 8255 PPI

Usanifu wa Chip ya 8255 PPI

Njia za Uendeshaji na Kanuni ya Kufanya Kazi ya Chip ya 8255 PPI

Intel 8255 hutumika kama kiolesura kinachoweza kupangwa kati ya CPU na vifaa vya pembeni, ikitafsiri shughuli za basi kuwa uhamishaji wa data sambamba. Uendeshaji wake unatawaliwa na hatua za uanzishaji na njia zinazoweza kuchaguliwa:

Weka upya hali

Wakati wa kuwasha au kuweka upya, bandari zote (A, B, na C) chaguo-msingi kwa hali ya kuingiza ili kuepuka kuharibu vifaa vya pembeni na matokeo yasiyotarajiwa.

Uanzishaji

CPU lazima itume neno la kudhibiti ambalo husanidi kila bandari kama pembejeo / pato na kuchagua moja ya njia nne za uendeshaji. Hadi hii itakapofanyika, bandari hubaki haifanyi kazi.

Njia za Uendeshaji

Hali ya Kuweka / Kuweka Upya (BSR)

• Inatumika tu kwa Port C.

• Inaruhusu bits za kibinafsi kuwekwa au kufutwa kwa kazi za udhibiti/hali.

Njia 0 - I/O Rahisi

• Pembejeo / pato la msingi bila kupeana mikono.

• Inatumika kwa uhamisho wa moja kwa moja kama vile LEDs, swichi na maonyesho.

Njia ya 1 - I/O iliyopigwa

• Inaongeza ishara za kupeana mkono (STB, ACK, IBF, OBF) kupitia Port C.

• Inahakikisha uhamishaji wa data ya pembeni ya CPU ↔ iliyosawazishwa.

Njia ya 2 - I/O ya pande mbili

• Inapatikana tu kwenye Bandari A.

• Inasaidia uhamishaji wa njia mbili na udhibiti wa kupeana mikono, muhimu kwa vifaa vya kasi ya juu au asynchronous.

Operesheni za Kusoma/Kuandika

• Andika: CPU huweka data kwenye basi la mfumo, na 8255 huamua mistari ya anwani (A0, A1) ili kuielekeza kwenye latch sahihi ya pato la bandari.

• Soma: Vifaa vya nje huweka data kwenye laini za bandari, ambazo 8255 hufunga na kutoa kwa CPU wakati wa amri ya kusoma.

Usawazishaji

• Katika Hali 0, uhamishaji wa data hufanyika moja kwa moja bila kupeana mikono.

• Katika Njia 1 na 2, ishara za kupeana mkono kutoka Port C huratibu utayari na kukubalika, kuzuia upotezaji wa data wakati wa uhamishaji wa kasi ya juu au usiolingana.

Mazingatio ya Kuingiliana ya Chip ya 8255 PPI

Wakati wa kubuni mifumo na 8255, kuingiliana kwa uangalifu huhakikisha kuegemea na kuzuia uharibifu wa chip na vifaa vya nje:

• Hali ya Pembejeo Chaguo-msingi - Kwenye kuweka upya, bandari zote huwa chaguo-msingi kwa pembejeo. Hii inaepuka migogoro lakini pia inamaanisha kuwa matokeo hayafanyi kazi hadi kusanidiwa. CPU lazima itume neno la kudhibiti kila wakati ili kufafanua vizuri mwelekeo na hali kabla ya kujaribu mawasiliano.

• Vikomo vya Hifadhi ya Pato - Bandari za 8255 zinaweza kupata au kuzamisha mkondo mdogo tu (milliamps chache). Kuendesha moja kwa moja mizigo mizito kama taa, solenoids, au relays sio salama. Badala yake, bafa au IC za dereva kama vile ULN2803 (safu ya Darlington) au milango ya mkusanyaji wazi kama 7406 hutumiwa kwa kawaida. Hizi hutoa uwezo wa juu wa sasa na kulinda PPI.

• Udhibiti wa Magari - Kwa motors za DC au motors za stepper, bandari 8255 hazipaswi kuunganishwa moja kwa moja. Badala yake, matokeo lazima yaelekezwe kupitia hatua za transistor au saketi za dereva za daraja la H. Mpangilio huu unaruhusu mtiririko wa sasa wa pande mbili wakati wa kutenganisha PPI kutoka kwa spikes za voltage za kufata.

• Ubadilishaji wa Mzigo wa AC - Kuingiliana na vifaa vya AC kunahitaji kutengwa kwa usalama. Relays za mitambo au relay za hali dhabiti (SSRs) zinazoendeshwa kupitia hatua za bafa huhakikisha kuwa 8255 inashughulikia tu ishara za udhibiti, wakati mzigo halisi wa juu-voltage unabadilishwa kwa usalama nje.

• Vizuizi vya Port C - Biti za Port C hazitumiki kila wakati kwa uhuru kama I / O ya jumla. Katika Njia ya 1 na 2, pini kadhaa (kwa mfano, STB, ACK, IBF, OBF) zimehifadhiwa kiotomatiki kwa udhibiti wa kupeana mikono. Lazima uwajibike kwa mistari hii iliyohifadhiwa ili kuepuka migogoro wakati wa kuchanganya I/O ya jumla na kupeana mikono.

Faida za Chip ya 8255 PPI

• Utangamano wa CPU - 8255 inafanya kazi bila mshono na vichakataji kama vile Intel 8085, 8086, na uoanifu wao. Muundo wake unalingana na itifaki za kawaida za basi, na kufanya ujumuishaji kuwa wa moja kwa moja bila mantiki ya ziada ya gundi.

• Usanidi wa Bandari Inayobadilika - Kwa bandari tatu za 8-bit (A, B, C), watumiaji wanaweza kuzisanidi kama pembejeo, pato, au mchanganyiko kulingana na programu. Uwezo wa kubadili kati ya I/O rahisi (Hali 0) na mawasiliano yanayoendeshwa na kupeana mikono (Njia 1 na 2) huruhusu chip sawa kushughulikia kazi mbalimbali.

• Operesheni ya Ugavi Mmoja - Inafanya kazi kutoka kwa usambazaji wa kawaida wa +5 V, 8255 ni rahisi kuwasha katika mifumo inayotegemea TTL. Hakuna vidhibiti maalum au viwango vingi vya voltage vinavyohitajika, kurahisisha muundo wa bodi.

• Uhamisho wa Data Sambamba wa Kuaminika - Chip hutoa mawasiliano thabiti na yanayotabirika ya 8-bit sambamba, kupunguza kutokuwa na uhakika kwa wakati. Kuegemea huku kunaifanya kufaa kwa maonyesho ya kuendesha gari, kusoma vitambuzi, na kudhibiti mawimbi ya udhibiti katika mifumo halisi.

• Thamani ya Kielimu - Kwa sababu imeandikwa vyema na inapatikana kwa wingi, 8255 imekuwa zana muhimu ya kufundishia katika maabara ndogo na vifaa vya mafunzo. Unaweza kuelewa kwa haraka dhana za kuingiliana kwa I/O kupitia majaribio ya vitendo na kifaa hiki.

Maombi ya Chip ya 8255 PPI

• Mifumo ya Elimu - Vifaa vya mafunzo na bodi za maabara mara nyingi hujumuisha 8255 kuonyesha dhana za kuingiliana kwa pembeni. Unaweza kufanya mazoezi ya kupanga njia tofauti na kuchunguza mwingiliano halisi na vifaa vya nje.

• Udhibiti wa Kuonyesha - Chip huendesha vifaa vya pato la kuona kama vile LED za sehemu saba, moduli za LCD, na paneli za alphanumeric. Kwa mistari yake mingi ya I/O, inaweza kuonyesha upya maonyesho au kutuma amri za udhibiti kwa IC za dereva.

• Uingiliano wa Kibodi - Kibodi za Matrix katika vituo vya mapema na kompyuta za kibinafsi mara nyingi zilichanganuliwa kwa kutumia 8255. Kwa kusanidi mistari mingine kama viendeshi vya safu na zingine kama sensorer za safu, iligundua kwa ufanisi kubonyeza vitufe.

• Udhibiti wa Magari - Motors za stepper na motors za DC zinaweza kudhibitiwa wakati 8255 imeunganishwa na hatua za transistor, safu za Darlington, au madaraja ya H. Hii ilifanya kuwa muhimu katika roboti, mifumo ya kuweka nafasi, na miradi ya otomatiki.

• Upataji wa Data - Inapounganishwa na ADC (Vigeuzi vya Analogi-to-Dijiti) na DAC (Vigeuzi vya Dijiti-hadi-Analogi), 8255 ilitoa kiolesura kamili cha kazi za kipimo na udhibiti. Hii iliwezesha microprocessors kushughulikia ishara katika vifaa vya kisayansi na viwandani.

• Uendeshaji wa Viwanda - 8255 ilipata matumizi katika kudhibiti ishara za trafiki, mantiki ya lifti, na paneli za ufuatiliaji wa mchakato. Uwezo wake wa kudhibiti pembejeo na matokeo mengi kwa uhakika uliifanya kuwa suluhisho la gharama nafuu kwa mifumo ya udhibiti iliyopachikwa.

• Kompyuta ya Retro - Mashine za kawaida kama vile kompyuta za IBM PC/XT na MSX zilitumia 8255 kwa uingiliano wa pembeni. Ilitumika pia katika printa na kadi za upanuzi, ikiimarisha nafasi yake katika historia ya mapema ya kompyuta ya kibinafsi.

Ulinganisho wa Chip ya 8255 PPI na PPI zingine

8255 dhidi ya 8155

Intel 8155 inachanganya kazi nyingi katika kifurushi kimoja: inatoa kizuizi kidogo cha RAM tuli, kipima muda kinachoweza kupangwa, na bandari za I/O za madhumuni ya jumla. Hii ilifanya kufaa kwa mifumo ya kompakt ambapo kumbukumbu na udhibiti wa muda ulihitajika. Kinyume chake, 8255 inazingatia kabisa I/O inayoweza kupangwa, bila kumbukumbu iliyojengewa ndani au muda. Ubunifu wake rahisi ulifanya iwe rahisi na rahisi kupanga wakati programu haikuhitaji RAM iliyojumuishwa au vipima muda.

8255 dhidi ya 8259

Kidhibiti cha Kukatiza Kinachoweza Kupangwa cha 8259 hutumikia madhumuni tofauti sana: kudhibiti usumbufu wa maunzi ili kusaidia CPU kujibu haraka matukio ya nje. Wakati 8255 inashughulikia uhamishaji wa data sambamba wa I/O, 8259 inaratibu ishara za kukatiza. Katika mifumo mingi inayotegemea microprocessor, chips hizo mbili zilitumika pamoja, 8255 kwa kuingiliana na vifaa kama kibodi na maonyesho, na 8259 kwa kudhibiti maombi ya kukatiza yanayotokana na vifaa hivyo.

8255 dhidi ya Vipanuzi vya Kisasa vya GPIO

Mifumo ya leo mara nyingi hutumia vipanuzi vya GPIO vya I²C au SPI (kama vile MCP23017 au PCF8574). Vifaa hivi hutoa pini za ziada za I/O zilizo na miunganisho michache, kuokoa nafasi ya bodi na kupunguza idadi ya pini kwenye CPU. Walakini, zinafanya kazi mfululizo, ambayo inaweza kuwa polepole ikilinganishwa na ufikiaji wa moja kwa moja sambamba wa 8255. Ingawa 8255 inahitaji njia zaidi za basi, muundo wake sambamba huruhusu uhamishaji wa haraka na kuifanya kuwa ya thamani sana katika mazingira ya elimu, ambapo udhibiti wa moja kwa moja wa pini za kibinafsi na kuelewa muda wa basi ni muhimu kwa kujifunza.

Utatuzi wa matatizo na masuala ya kawaida

Kufanya kazi na 8255 wakati mwingine kunaweza kusababisha makosa ya mfumo ikiwa sheria za muundo hazijafuatwa kwa uangalifu. Masuala ya kawaida na tiba ni pamoja na:

• Bandari ambazo hazijaanzishwa - Baada ya kuweka upya, bandari zote chaguo-msingi kwa hali ya kuingiza. Ikiwa CPU haitumi neno sahihi la kudhibiti, matokeo hubaki hayafanyi kazi au yanafanya bila kutabirika. Daima panga rejista ya udhibiti kabla ya kujaribu kusoma au kuandika data.

• Maneno yasiyo sahihi ya kudhibiti - Maneno ya udhibiti yaliyosanidiwa vibaya yanaweza kupeana maelekezo au njia zisizo sahihi kwa bandari, na kufunga ishara zinazotarajiwa. Angalia maadili ya maneno ya udhibiti dhidi ya majedwali ya laha ya data ili kuhakikisha mipangilio sahihi ya biti.

• Kushindwa kwa kupeana mikono - Katika Njia ya 1 na 2, Port C hutoa ishara zinazohitajika za kupeana mikono (STB, ACK, IBF, OBF). Miunganisho iliyokosekana, isiyo na waya, au iliyotafsiriwa vibaya husababisha uhamisho uliokwama au uliopotea. Thibitisha kwa uangalifu wiring na matarajio ya kiwango cha mantiki ya vifaa vilivyounganishwa.

• Matokeo ya Kupakia kupita kiasi - Kila pini ya bandari inaweza tu kushughulikia mikondo midogo. Kuendesha LED moja kwa moja kunawezekana kwa vipingamizi, lakini motors, relays, na taa zinahitaji hatua za bafa za nje kama vile safu za transistor au IC za dereva. Kupuuza kikomo hiki kunahatarisha uharibifu wa kudumu kwa chip.

• Migogoro ya Basi - Ikiwa vifaa vingi vinajaribu kuendesha basi la mfumo kwa wakati mmoja, uharibifu wa data au uharibifu wa vifaa unaweza kutokea. Usuluhishi sahihi wa basi na matumizi ya ishara za kuwezesha (RD', WR', CS') huzuia suala hili.

• Zana za utatuzi - Wakati shida zinaendelea, vifaa vya majaribio husaidia kutenganisha makosa. Vichanganuzi vya mantiki vinaweza kuthibitisha muda na ishara za kudhibiti, wakati oscilloscopes zinaweza kuangalia ikiwa suala linatokana na nyaya za maunzi zenye kelele au uanzishaji usio sahihi wa programu.

Hitimisho

Intel 8255 PPI inasalia kuwa msingi wa kuingiliana kwa microprocessor. Ingawa imebadilishwa kwa kiasi kikubwa na vipanuzi vya kisasa vya GPIO na microcontroller iliyojengewa ndani, inaendelea kutumika kama zana inayotumika ya kufundishia. Uwazi wake katika kuonyesha uhamishaji wa data sambamba, usanidi wa mlango, na kupeana mikono hufanya iwe muhimu sana kwa mtu yeyote.

Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara [FAQ]

Neno la udhibiti katika 8255 ni nini na kwa nini ni muhimu?

Neno la kudhibiti ni maagizo ya 8-bit yaliyotumwa na CPU kusanidi bandari na njia za 8255. Bila hivyo, bandari zote zinabaki katika hali yao chaguo-msingi ya pembejeo. Inafafanua ikiwa kila bandari hufanya kazi kama ingizo au pato na huchagua kati ya Njia 0, 1, 2, au Bit Set/Weka upya.

Je, 8255 inaweza kuendesha motors au relays moja kwa moja?

La. Matokeo ya 8255 yanaweza tu kupata au kuzamisha milliamps chache, ambayo haitoshi kwa motors au relays. Mizunguko ya viendeshi vya nje, kama vile safu za transistor au madaraja ya H, lazima zitumike kushughulikia mkondo wa juu kwa usalama.

Kwa nini 8255 bado inatumika katika elimu leo?

8255 hutoa njia wazi, ya vitendo ya kujifunza kuhusu I/O ya microprocessor, maneno ya kudhibiti, na uhamishaji wa data sambamba. Usanifu wake rahisi huwasaidia wanafunzi kuelewa dhana za msingi kabla ya kuendelea na vidhibiti vidogo vya kisasa.

Nini kitatokea ikiwa unatumia Port C katika hali za kupeana mikono?

Katika Njia ya 1 na 2, baadhi ya mistari ya Port C imehifadhiwa kwa mawimbi ya kupeana mikono (kama vile STB, ACK, IBF, OBF). Pini hizi haziwezi kutumika kama I/O ya madhumuni ya jumla wakati wa hali hizo, ambazo lazima uzingatie ili kuepuka migogoro.

Je, 8255 inatofautiana vipi na vipanuzi vya kisasa vya GPIO?

Tofauti na vipanuzi vya I²C/SPI vinavyotumia mawasiliano ya mfululizo, 8255 hufanya kazi na basi sambamba, kuwezesha uhamishaji wa haraka lakini kuhitaji pini zaidi. Hii inafanya 8255 kuwa na ufanisi mdogo wa nafasi lakini ni muhimu kwa udhibiti halisi na muda wa basi la kujifunza.