普通机床的数控化改造设计

（2）工作方式控制电路

A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组，A组控制A口各位和C口高四位，B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器，用来接收由CPU写入的控制字，以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。

（3） 读/写控制逻辑电路

它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号，控制各个口的工作状态。 （4） 数据总线缓冲器

它是一个三态双向缓冲器，用于和系统的数据总线直接相连，以实现CPU和8255A之间信息的传送。

2、引脚功能

8255A为双列直插式40引脚封装芯片，如3－5所示。

（1）D7～D0 三态双向数据线，与单片机数据总线连接，用来传送数据信息。 （2）PA7～PA0、PB7～PB0及PC7～PC0 A口、B口及C口的输入/输出线。 （3）CS 片选信号线，低电平有效。

（4）RD 读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。 （5）WR 写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。 （6）A1、A0 端口选择信号，用来寻址控制端口和I/O端口。

（7）RESET 复位信号线，高电平有效。有效时，控制寄存器的内容都被清零，三个I/O端口都被置成输入方式。

（8）Vcc ＋5V电源。 （9）GND 地线。 3.3 8255A端口的寻址

一块8255A芯片内，A、B两组控制电路各有一个控制寄存器，由CPU入的控制字来决定三个I/O端口的工作方式。两个控制寄存器一起构成控制端口，占用一个端口地址。同时8255A芯片内有A、B、C三个I/O端口，各须占用一个端口地址。这四个端口地址用 A1、A0两个端口选择信号选择。

（1）工作方式。8255A有三种工作方式：即方式0、方式1、方式2。 ① 基本输入/输出方式—方式0

7

在这种工作方式下，不需要任何选号，A口、B口及C口的两个4位口（C口的高4位和低4位）都可以由程序设定为基本输入或输出。作为输出口时，输出数据被锁存；作为输入口时，输出数据不被锁存。按照方式0工作时，CPU可以通过简单的传送指令对任意一个端口进行读/写。

② 选通输入/输出方式—方式1

只有A口和B口可以选择这种工作方式。在这种工作方式下，A、B、C三个口分为两组：A组包括A口和C口的高4位。A口可由编程设定为输入或输出口，C口的高4位用作输入/输出操作的控制和联络信号；B组包括B口和C口的低4位，B口可由编程设定为输入或输出口，C口的低4位，用作输入/输出操作的控制和联络信号。A口和B口的输入数据或输出数据都被锁存。

选通输入/输出方式主要用于中断应答式数据传送，也可用于连续查询式数据传送。输入和输出时8255A与外围设备的连接方式不同，数据传送过程也不同。

③ 双向输入/输出工作方式—方式2 只有A口可以选择这种工作

在这种工作方式下，A口成为8位双向数据总线端口，既可以发送数据，又可以接收数据。C口的PC2～PC3用来作为A口的联络信号。此时，B口和C口剩下的三位PC2～PC0仍可选择方式0或方式1。按方式2工作时，A口既可工作于查询方式，又可工作于中断方式。

（2） 8255A的控制字

8255A在投入工作前必须设定工作方式，工作方式由初始化程序对8255A的控制寄存器写入控制字来决定。控制字共有两种。

① 工作方式控制字

即控制A口、B口、C口的工作方式的控制字。其中D7是特征位，D7=1表示本字是方式控制字；D6～D3用来定义A口和C口的高4位（即A组）的工作方式；D2～D0用来定义B口和C口的低4位（即B组）的工作方式；在方式1或2 时，D3或D0只能定义C口中未用作联络线的各位是作输入还是输出，而不会改变作为联络线的各位的固定作用。

② C口的按位置/复位控制字

可以对C口各位进行按位操作，以实现某些控制功能。对控制寄存器写入一个置/复位控制字，即可把C口的某一位置“1”或“0”，而不影响其他位的状态。该控制

8

字的格式和定义入土所示。其中D7是特征位，D7=0表示本字是置/复位控制字；D6～D4未用，一般置成000；D3～D1用来确定对C口的哪一位进行置/复位操作；D0用于对于由D3～D0确定的位进行置“1”或清“0”。

两种控制字写入的控制端口相同。由于两种控制字都有特征位，因此写入的顺序可以任意。在工作中，随时可以根据需要对C口的某位置“1”或清“0”。 3.4可编程键盘，显示器接口——Intel8279

1．8279内部结构：

（1） 数据缓冲器及I/O控制逻辑

数据缓冲器是一个双向缓冲器，它连接内部总线和外部总线，用于传送CPU和颜悦色8279之间的命令，数据和状态。

（2） 控制与定时寄存器以及定时与控制电路

8279为一个可编程芯片，其工作方式等通过写入一些命令来设置。控制与定时寄存器用来寄存操作命令字，通过对命令字译码产生相应的控制信号，控制8279的各个部件的协调工作，完成相应的功能。

（3） 扫描计数器

扫描计数器有两种工作方式。一种为外部译码方式。计数器以二进制方式计数，4位计数状态从扫扫描结SL0~SL3输出，经外部译码后形成的16位扫描信号；另一种为内部译码方式。

① 回复缓冲器，键盘去抖动与控制电路回复缓冲器缓冲并锁存来自RL0~RL7 8根回复线的回复信号。

② FIFO/传感RAM及其状态寄存器FIFO/传感器RAM是一个双重功能的8×8RAM ③ 显示RAM各显示地址寄存器 显示RAM用来存储显示数据，容量为16×8位。 2．8279的工作方式 （1）键盘工作方式 双键互锁方式 N键轮回方式 （2）显示器工作方式 （3）左端输入方式 右端输入方式

9

（4）传感器矩阵方式 （5）选通输入方式 3．8279的引脚功能：

（1）D0~D7数据总线双向，三态总线，和CPU数据总线相连，用于CPU和8279间的数据传输。

（2）CLK（系统时钟）：输入线，为8279提供内部时钟输入端。

（3）RESET（复位）：当RESET＝1时，8279复位其复位状态为：16个字符显示；编码扫描键盘的----双重功能键锁定；程序时钟编程为31。

（4）CS（片选）：输入线，当CS＝0时，8279被选中，允许CPU对其读、写。 （5）RD、WR（读写信号）：输入线，低电平有效，来自CPU的控制信号，控制8279的读写操作。

（6）IRQ（中断请求）：输出线，高电平有效。

（7）SL0~SL7(扫描线)：输出线。是键盘矩阵或传感器矩阵的行(或列)信号输出线。

（8）SHIFT(移位信号)：输入。高电平有效。

（9）OUTA0~ OUTA3 (A组显示信号)、OUTB0~ OUTB3 (B组显示信号) 段码输出线。

3.5 地址锁存器74LS373

单片机规定P0口提供低8位地址线，同时又要作数据线，所以P0是一个分时输出低8位和数据的通道口。为了把地址信息分离出来保存，提供外接存储器的低8位地址信息，通常采用74LS373作为地址锁存器。74LS373的引脚功能：1D～8D是输入端，1Q～8Q是输出端，CE是片选端，选通端G与8031单片机的地址锁存信号ALE连接。当选通端G=1时，74LS373的输出端与输入端相同，当G端从高电平返回低电平（下降沿）时，输入的地址信息就被锁入1Q～8Q中。

1.74LS138译码器

程序存储器的扩展的常用方法有两种：线选法和译码法。本设计使用的方法为译码法寻址。常用的译码器有74LS138（3－8译码器），74LS154（4－16译码器），74LS138有3个选择输入端，组成8种输入状态。输出端有8个，每个输出端分别对应8种输入状态的一种，低电平有效。即对应每种输入状态，仅允许一端输出低电平，其余全

10