11.4 8255、键盘与显示接口

前面几节分别构建了译码器、状态寄存器和握手通路。8255 可编程外围接口（8255 Programmable Peripheral Interface）把三个 8 位端口 A、B、C 封装在一块芯片中，并允许软件配置方向和工作方式。软件通过写入控制字完成配置。

构造 8255 方式设置控制字

当控制字 D7 为 1 时，这次写入用于设置 I/O 方式和方向：

方式 0（Mode 0）提供基本锁存输出或简单输入。方式 1（Mode 1）增加选通输入或输出，并从 C 口分配握手线。方式 2（Mode 2）让 A 口成为带握手控制的 8 位双向总线。由于握手方式会占用部分 C 口引脚，软件不能再假设 C 口八个位全都是通用 I/O。

当 D7 为 0 时，控制字改为针对某个 C 口位的位置位/复位（bit set/reset, BSR）命令：D3…D1 选择 PC0–PC7，D0 决定置位还是复位。它只修改一个位，不会替换整套 I/O 方式配置。

扫描键盘矩阵并驱动显示器

键盘矩阵（keyboard matrix）把按键布置在行线与列线的交点，用较少引脚连接更多按键。为了找出被按下的键，接口每次只激活一行，再读取全部列输入。活动行号与有效列号共同确定按键。

对 4×4 键盘：

1. 把四根行线配置为输出，把四根列线配置为输入。

2. 激活第 0 行并读取各列。

3. 对第 1–3 行重复扫描。

4. 连续多次得到相同结果后，才接收该按键。

消抖（debouncing）用于排除机械触点接通和断开时的快速电气跳变。若没有消抖，一次物理按键可能被识别成多次。多个按键同时按下还可能形成不存在的交点，称为鬼键（ghosting）；隔离二极管或软件限制可以避免它。

七段显示器使用 a 到 g 七根独立灯段。数字图案就是一个位掩码；对共阴极显示器而言，高电平点亮对应灯段。多位显示器常使用动态扫描（multiplexing）：每次只点亮一位，但切换速度足够快，人眼会觉得所有数字都持续发光。

第 11 章把 CPU 总线周期连接到了真实外围设备行为：地址空间选择、端口译码、状态查询、握手、缓冲、可编程并行 I/O、键盘扫描和可见输出。第 12 章将用能够打断普通程序流程的事件取代反复查询。