6822芯片是一款经典的并行接口外围适配器（Peripheral Interface Adapter, PIA），广泛应用于早期微机系统与嵌入式设备中，主要负责微处理器与外部设备之间的数据传输、信号转换及逻辑控制，作为摩托罗拉（Motorola）在20世纪70年代末推出的重要接口芯片，6822以其灵活的I/O配置和可靠的工业级性能，成为8位微机时代的核心组件之一，其设计理念至今仍影响着嵌入式接口技术的发展。
核心功能与内部结构
6822芯片的核心作用是解决微处理器与外设之间的“速度匹配”与“信号兼容”问题，其内部集成了两个独立的8位并行I/O端口（Port A与Port B），每个端口均可通过软件动态配置为输入或输出模式，支持双向数据传输，芯片还包含数据方向寄存器（DDR）、控制寄存器（CR）及中断逻辑电路，构成了完整的接口控制体系。
内部寄存器架构是6822灵活性的关键，每个端口对应一个8位数据寄器（如PORTA用于存储输入/输出数据）和一个8位数据方向寄存器（如DDRA，某位为“1”时对应引脚为输出，为“0”时为输入），控制寄存器（CRA/CRB）则负责管理端口的工作模式，包括中断使能、握手信号控制及寄存器选择等，通过设置CRA的位1和位0，可将Port A配置为“基本输入/输出模式”或“选通输入/输出模式”，后者支持与打印机、键盘等需要握手协议的设备通信。
引脚功能方面，6822采用40引脚DIP封装，核心引脚包括：
- 数据总线（D0-D7）：与微处理器的数据总线连接，用于传输数据或控制字；
- 地址总线（A0-A1）：配合片选信号（CS0、CS1、CS2）选择内部寄存器（如A0=0、A1=0时访问DDRA）；
- 控制信号：R/W（读写控制，高电平读、低电平写）、RESET（复位，清零所有寄存器）、IRQ（中断请求，低电平有效）；
- I/O端口引脚：PA0-PA7（Port A）、PB0-PB7（Port B），可直接连接LED、继电器、传感器等外设；
- 握手信号：CA1/CA2（Port A的选通输入/输出）、CB1/CB2（Port B的选通输入/输出），用于实现数据传输的同步控制。
工作模式与应用场景
6822支持三种典型工作模式,适应不同外设的需求：
- 基本输入/输出模式：端口引脚直接由DDR配置为输入或输出，无需握手信号，适用于简单的开关量控制，如通过Port B驱动8个LED灯，或通过Port A读取8个按键状态。
- 选通输入模式：外设通过CA1/CB1引脚向6822发送“数据有效”信号，6822锁存输入数据并通过IRQ向CPU申请中断，CPU读取数据后通过CA2/CB2发送“应答”信号，该模式常用于键盘、ADC等数据输入设备。
- 选通输出模式：CPU将数据写入PORTA/PORTB后，6822通过CA2/CB2向外设发送“数据准备”信号，外设接收数据后通过CA1/CB1返回“接收完成”信号，此时可触发中断通知CPU发送下一组数据，适用于打印机、DAC等数据输出设备。
经典应用案例中，6822曾广泛用于Apple II、Commodore 64等早期家用电脑的扩展卡设计，在Apple II的打印机接口卡中，6822负责连接Centronics并行打印机，通过Port B传输打印数据，CA2/CB2实现打印机的“选通”与“忙”信号握手，确保数据可靠传输，在工业控制领域，6822常作为PLC的I/O扩展模块，连接传感器（输入）与继电器（输出），实现生产线上的逻辑控制。
技术参数与性能特点
6822的技术参数体现了其作为工业级芯片的可靠性,具体如下表所示：
| 参数名称 | 典型值/范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 电源电压 | +5V±5% | 兼容TTL电平，可直接与5V微处理器（如MC6800）连接 |
| 工作频率 | 1-2MHz | 取决于微处理器总线频率，支持6800系列总线的时序要求 |
| I/O端口数量 | 2个8位端口 | 共16个可编程I/O引脚，支持按位配置输入/输出方向 |
| 驱动能力 | 输出低电平1.6mA | 可直接驱动TTL负载或小功率LED（需加限流电阻） |
| 中断方式 | 边沿/电平触发 | 通过控制寄存器配置CA1/CB1的中断触发条件（上升沿/下降沿/低电平） |
| 封装形式 | 40引脚DIP | 双列直插封装，便于面包板实验与PCB焊接 |
| 工作温度 | 0°C~+70°C | 商业级温度范围，满足常规工业环境需求 |
历史意义与现状
6822芯片的推出,标志着微机接口技术从“硬连线逻辑”向“可编程逻辑”的重要转变，在此之前，外设接口需通过大量TTL/CMOS芯片组合实现，而6822通过软件配置即可灵活适应不同外设，大幅简化了硬件设计，其“端口+数据方向寄存器+控制寄存器”的架构，成为后续并行接口芯片（如Intel 8255A）的设计蓝本。
随着集成电路技术的发展,6822逐渐被集成度更高、功能更复杂的CPLD、FPGA及SoC取代，但在特定领域仍具价值：
- 复古计算：在Apple II、Commodore 64等经典电脑的修复与仿制中，6822是还原原始接口功能的关键芯片；
- 嵌入式教学：因其结构简单、寄存器操作直观，6822常用于高校微机原理实验，帮助学生理解I/O接口与中断机制；
- 工业维护：部分老旧工业设备（如20世纪80年代的数控机床）仍采用6822作为接口芯片，备件需求持续存在。
相关问答FAQs
Q1：6822芯片与6821芯片的主要区别是什么？
A：6822是6821的增强型号，核心区别在于中断控制逻辑与驱动能力，6821仅支持边沿触发中断，而6822增加了电平触发中断模式，可通过控制寄存器灵活选择；6822的I/O端口输出驱动能力提升至1.6mA（6821为1.0mA），更适合驱动小功率负载，两者引脚兼容，可直接替换。
Q2：如何初始化6822芯片以实现Port A输入、Port B输出的基本功能？
A：初始化步骤如下（假设6822基地址为0x8000）：
- 复位芯片：向RESET引脚施加低电平脉冲，清零所有寄存器；
- 配置Port A为输入：向DDRA寄存器（地址0x8000）写入0x00（所有位为输入）；
- 配置Port B为输出：向DDRB寄存器（地址0x8001）写入0xFF（所有位为输出）；
- 设置控制寄存器：向CRA（地址0x8002）写入0x00（禁用中断，基本输入模式），向CRB（地址0x8003）写入0x00（禁用中断，基本输出模式）。
初始化后，CPU可通过读取0x8000获取Port A数据，向0x8001写入数据控制Port B输出。
