输入输出及其接口芯片在计算机系统中扮演着至关重要的角色，它们是CPU与外部设备之间通信的桥梁。CPU通过I/O接口电路与各种设备交互，如打印机、键盘、显示器等。接口电路包含多个寄存器，如数据输入寄存器、数据输出寄存器、状态寄存器和控制寄存器，这些寄存器被称为I/O端口，并具有各自的端口地址。数据、控制信息和状态信息通过数据总线在CPU和端口之间传输。
接口电路的存在主要解决以下几个问题：
1. **速度匹配**：CPU和外设的速度差异可能导致数据传输瓶颈。接口电路通过缓冲寄存器暂时存储数据，使得CPU可以快速读写，而外设可以按照自己的速度处理数据。
2. **信息格式转换**：外设可能采用不同的数据形式，如数字量、模拟量或开关量，接口电路负责将这些信息转换为CPU可以理解的格式，例如电平转换、串并转换、A/D（模数转换）、D/A（数模转换）等。
3. **状态和控制信息**：接口电路提供WR（写）、RD（读）、READY（准备好）和INTR（中断请求）等信号，确保主机和外设之间的数据传输协调。
4. **时序匹配**：CPU和外设的时序可能不一致，接口电路会调整时序以确保正确通信。
I/O端口的编址方式有两种：统一编址和独立编址。在统一编址中，CPU使用相同指令访问内存和I/O设备；而在独立编址中，需要专用指令和额外的控制线来区分两者。8086 CPU采用了独立编址方式。
8255是一个可编程并行接口芯片，提供了三个8位的输入/输出端口A、B和C，以及一个控制字寄存器。每个端口都可以编程设置为输入或输出，并且可以配置为不同的工作模式。端口A和B通常用于数据传输，端口C则灵活多样，可以作为数据端口，也可以分割为两个4位端口，用于控制和状态信息。
8255的工作方式包括：
1. **方式0**：基本的输入/输出方式，端口与外设只有数据信号线。
2. **方式1**：选通输入/输出方式，增加了控制和状态信号。
3. **方式2**：选通双向传送方式，允许数据双向流动。
工作方式由CPU写入到控制字寄存器中的控制字决定。A口支持所有三种工作方式，B口支持方式0和1，而C口只能工作在方式0，但可以按位配置为输入或输出，也可以进行置位或复位操作。8255的控制字包括工作方式控制字和C口置位/复位控制字，分别用来设定端口的工作模式和对C口的位操作。
通过了解这些知识点，我们可以深入理解计算机系统如何与外部设备通信，以及如何通过编程控制这种通信过程。这对于设计和调试硬件接口以及编写驱动程序至关重要。
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