基于STC89C52的8255并行口拓展实验

摘要

本文围绕基于STC89C52单片机的8255并行口扩展实验展开，详细阐述实验原理、硬件设计、软件编程及Proteus仿真实现过程。通过扩展8255芯片，实现单片机I/O口资源的灵活应用，完成对LED阵列的控制，验证8255并行口扩展在单片机系统中的实用性，为单片机外围接口扩展应用提供实践参考。

一、引言

STC89C52作为经典的51系列单片机，在工业控制、嵌入式系统等领域应用广泛。然而，其内部I/O口资源有时无法满足复杂外设扩展需求。8255可编程并行接口芯片是解决这一问题的有效方案，它具有三个8位并行I/O口（A口、B口、C口），可通过编程配置为不同工作方式，灵活扩展单片机的输入输出能力。本文基于Proteus平台，构建STC89C52与8255的接口电路，通过软件编程实现并行口控制，完成LED显示实验，探究8255在单片机系统中的应用方法。

二、实验原理

2.1 STC89C52 单片机特性

STC89C52是一款高性能8位单片机，集成8KB Flash、512B RAM，具备32个可编程I/O口。其通过总线方式（地址总线、数据总线、控制总线）与外部芯片通信，为扩展8255提供硬件基础。

2.2 8255 芯片功能

8255有三种工作方式：

方式0：基本输入输出，适用于无条件传输场景；

方式1：选通输入输出，支持中断控制；

方式2：双向传输，仅A口可用。

通过写入控制字到控制寄存器，可配置各端口工作方式。例如，若设置控制字为10000000B（100H），则A口为输出，B口为输入，C口高四位输入、低四位输入。

2.3 并行口扩展意义

当单片机内置I/O口不足时，8255可扩展大量并行接口。本实验中，通过8255扩展端口控制LED阵列，体现其在多外设控制场景中的应用价值。

三、硬件设计

3.1 电路连接原理

实验电路基于Proteus搭建，核心包括STC89C52、8255芯片及LED显示模块：

单片机与8255连接：

数据总线：STC89C52的P0口与8255的D0-D7相连，传输数据与控制字；
地址总线：利用单片机P2口部分引脚（如P2.0-P2.2）与8255的A0、A1连接，确定8255内部寄存器地址（A口、B口、C口、控制寄存器）；
控制总线：单片机的读（RD）、写（WR）信号与8255对应引脚连接，控制数据传输方向；
片选信号：通过译码电路或直接接地（简化电路）使能8255。

8255与LED连接：8255的A口、B口、C口分别连接LED阵列，通过输出高低电平控制LED亮灭。

3.2 Proteus 电路实现

在Proteus中，放置STC89C52、8255A芯片，按上述原理连接引脚。LED选用共阴极或共阳极类型，串联限流电阻后接入8255端口。例如，将8255的A口连接一组LED，B口连接另一组，通过编程控制不同端口输出，实现LED的多样化显示效果。

四、软件设计

4.1 程序设计思路

初始化8255：向控制寄存器写入控制字，配置各端口工作方式；
数据输出控制：通过单片机向8255的指定端口写入数据，驱动LED显示；
循环控制：设计循环逻辑，实现LED的动态显示（如流水灯、花样显示）。

4.2 代码实现（示例）

cpp 复制代码

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <absacc.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define PA XBYTE[0x3fff]
#define PB XBYTE[0x7fff]
#define PC1 XBYTE[0xbfff]
#define CTL XBYTE[0xffff]
sbit reset=P2^5;
void delay(uchar t);
void display();
void main()
{
 EA=1;
 ET0=1;
 TMOD=0x01;
 reset=1;
 _nop_();
 reset=0;
 CTL=0x80;     //Ð´8255¿ØÖÆ×Ö£¬ÉèÖÃPA,PB,PCÎªÊä³ö¿Ú
 while(1)
 {
  display();}
}
void display()
{
 uchar outdata=0xfe,i;
 for(i=0;i<8;i++)
  {PA=outdata;
   delay(200);
   outdata=_crol_(outdata,1);
  }
  PA=0xff;
  outdata=0xfe;
 for(i=0;i<8;i++)
  {PB=outdata;
   delay(200);
   outdata=_crol_(outdata,1);}
  PB=0xff;
  outdata=0xfe;
 for(i=0;i<8;i++)
  {PC1=outdata;
   delay(200);
   outdata=_crol_(outdata,1);}
 
  PC1=0xff;
}

void delay(uchar t)
{
  for(;t>0;t--)
   {
   	 TH0=(65536-1000)/256;
	 TL0=(65536-1000)%256;
   	 TR0=1;
   	 while(TF0==0) ;
	 TF0=0;
    }
   TR0=0;
}

4.3 程序流程分析

系统启动后，首先对8255进行初始化，配置端口工作方式；
进入循环体，通过向8255端口写入数据，控制LED状态；
结合延时函数，实现LED的动态显示效果。

五、Proteus仿真与结果分析

5.1 仿真步骤

在Proteus中绘制完整电路，检查引脚连接正确性；
编写单片机程序，生成HEX文件；
将HEX文件加载到STC89C52芯片中；
启动仿真，观察LED显示效果。

5.2 仿真结果

仿真运行后，可见LED按程序设定逻辑点亮。例如，若程序设计为流水灯效果，LED将依次点亮并循环，验证8255并行口扩展的有效性。若出现异常，可通过Proteus的调试功能（如单步运行、观察寄存器值）排查电路连接或程序逻辑错误。

5.3 实验结论

通过Proteus仿真，成功实现基于STC89C52的8255并行口扩展控制LED。实验表明，8255可灵活扩展单片机I/O资源，其编程配置方式为复杂外设控制提供了便捷方案。

六、总结与展望

本文通过硬件设计、软件编程及Proteus仿真，完成基于STC89C52的8255并行口扩展实验。8255作为经典并行接口芯片，在单片机系统中仍具有重要应用价值。未来可进一步探索8255在键盘扫描、AD/DA转换等场景的扩展应用，结合更多外设构建更复杂的单片机系统，深化对并行接口技术的理解与实践。

通过本次实验，不仅掌握了8255的编程方法与硬件接口设计，也提升了利用Proteus进行单片机系统仿真调试的能力，为后续嵌入式系统开发积累了实践经验。