1、第第7 7章章 串并行通信串并行通信 及其接口技術(shù)及其接口技術(shù) 湖南中醫(yī)藥大學(xué)湖南中醫(yī)藥大學(xué) 王志輝王志輝第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 2 7.1 串行通信和串行接口串行通信和串行接口 7.2 可編程串行通信接口可編程串行通信接口8251A 7.3 并行通信和并行接口并行通信和并行接口 7.4 可編程并行通信接口可編程并行通信接口8255A 教學(xué)重點(diǎn)為: 串并行接口的用途；串并行接口的用途； 8251A的功能結(jié)構(gòu)與工作原理、初始化流程；的功能結(jié)構(gòu)與工作原理、初始化流程； 8255A的控制字；的控制字； 8255A的工作方式；的工作方式； 第第7 7章章 串并行通

2、信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 3第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 4 4第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 5ISA插插槽槽PCI插插槽槽AGP插插槽槽北橋北橋芯片組芯片組南橋南橋芯片組芯片組內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽CPU插槽插槽IDE接口接口軟驅(qū)接口軟驅(qū)接口并口連接器并口連接器串口連接器串口連接器ROM BIOS鼠標(biāo)鍵盤鼠標(biāo)鍵盤USB接口接口主板主板電源電源插座插座6PCI插槽插槽北橋北橋芯片組芯片組南橋南橋芯片組芯片組內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽CPU插槽插槽IDE接口接口鼠標(biāo)鍵盤鼠標(biāo)鍵

3、盤USB接口接口主板電源主板電源插座插座Intel “4”系列原裝主板系列原裝主板 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 7 微機(jī)與微機(jī)與I/OI/O設(shè)備的接口按照數(shù)據(jù)傳送方式的不設(shè)備的接口按照數(shù)據(jù)傳送方式的不同，可分為：同，可分為：并行接口并行接口和和串行接口串行接口兩種。兩種。串行通信接口與并行接口概述串行通信接口與并行接口概述CPUI/O接口接口外設(shè)外設(shè)串或并串或并圖圖(a) 并行和串行概念并行和串行概念第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 8CPU并行并行接口接口串行串行外設(shè)外設(shè)數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出串行串行接口接口譯碼譯碼器與器與邏輯邏輯控制

4、控制ABABCBCB并行并行外設(shè)外設(shè)DBDBDB(8DB(8根根) )圖圖(b) 并行接口和串行接口的結(jié)構(gòu)、功能示意圖并行接口和串行接口的結(jié)構(gòu)、功能示意圖數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入地址地址第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 97.1.1 串行通信涉及的幾個(gè)問題串行通信涉及的幾個(gè)問題7.1 串行通信和串行接口串行通信和串行接口串行通信：串行通信：將數(shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位用一將數(shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位用一 條信號(hào)線，一位一位順序傳條信號(hào)線，一位一位順序傳 送的方式。在傳輸過程中，送的方式。在傳輸過程中， 每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度固定的時(shí)間長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)的各位依次由源到達(dá)

5、目的地?cái)?shù)據(jù)的各位依次由源到達(dá)目的地 慢慢數(shù)據(jù)線少、抗干擾能力強(qiáng)數(shù)據(jù)線少、抗干擾能力強(qiáng) 遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程, 費(fèi)用低費(fèi)用低0 1 1 0 1 0 1 0 RD目目的的TD源源串行通信串行通信適于適于長(zhǎng)距離長(zhǎng)距離、中低速中低速通信通信第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 101. 按傳輸方式分：全雙工、半雙工、單工按傳輸方式分：全雙工、半雙工、單工全雙工：全雙工：雙根傳輸線，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收采用雙根傳輸線，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收采用不同的通道不同的通道，能，能夠同時(shí)發(fā)送和接收夠同時(shí)發(fā)送和接收半雙工：半雙工：?jiǎn)胃鶄鬏斁€，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收采用單根傳輸線，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收采用同一的通道同一的通道

6、，不，不能同時(shí)發(fā)送和接收能同時(shí)發(fā)送和接收單工：?jiǎn)喂ぃ簡(jiǎn)胃鶄鬏斁€只能在單根傳輸線只能在一個(gè)方向一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)，只用作發(fā)送或只傳輸數(shù)據(jù)，只用作發(fā)送或只用作接收用作接收第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 112. 按時(shí)鐘定時(shí)分：同步、異步按時(shí)鐘定時(shí)分：同步、異步 多個(gè)字符組成一個(gè)多個(gè)字符組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊（或稱（或稱信息幀信息幀、信息組），在每一個(gè)數(shù)據(jù)、信息組），在每一個(gè)數(shù)據(jù)塊前附加一個(gè)或兩個(gè)塊前附加一個(gè)或兩個(gè)同步字符同步字符或標(biāo)識(shí)符，最后以或標(biāo)識(shí)符，最后以校驗(yàn)字符校驗(yàn)字符結(jié)束在傳送過程結(jié)束在傳送過程中發(fā)送端和接收端使用同一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行控制使每一位數(shù)據(jù)均保持位同步。中發(fā)

7、送端和接收端使用同一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行控制使每一位數(shù)據(jù)均保持位同步。同步通信一個(gè)信息幀含有多個(gè)或上千字符。同步通信一個(gè)信息幀含有多個(gè)或上千字符。同步通信：同步通信：收發(fā)雙方采用同一個(gè)收發(fā)雙方采用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)來定時(shí)來定時(shí)同步字符同步字符 字符字符1 字符字符2 字符字符n 校驗(yàn)字符校驗(yàn)字符數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 12異步通信：異步通信：收發(fā)雙方收發(fā)雙方不用統(tǒng)一的時(shí)鐘不用統(tǒng)一的時(shí)鐘來定時(shí)來定時(shí)每個(gè)字符一位一位地傳輸，傳輸一個(gè)字符時(shí)，以每個(gè)字符一位一位地傳輸，傳輸一個(gè)字符時(shí)，以起始位起始位開始，然開始，然后傳輸字符本身各位，接著傳輸后傳輸字符本身

8、各位，接著傳輸校驗(yàn)位校驗(yàn)位，最后以，最后以停止位停止位結(jié)束該字符結(jié)束該字符的傳輸。的傳輸。一次傳輸?shù)钠鹗嘉?、字符各位、校?yàn)位、停止位構(gòu)成一組完整的一次傳輸?shù)钠鹗嘉弧⒆址魑?、校?yàn)位、停止位構(gòu)成一組完整的信息，稱為異步通信的一個(gè)信息，稱為異步通信的一個(gè)信息幀（信息幀（Frame），只含一個(gè)字符。），只含一個(gè)字符。幀與幀之間可有幀與幀之間可有任意個(gè)空閑位任意個(gè)空閑位。為了保證異步通信的正確，必須。為了保證異步通信的正確，必須在收發(fā)雙方通信前在收發(fā)雙方通信前約定約定字符格式、傳送速率、時(shí)鐘和校驗(yàn)方式等。字符格式、傳送速率、時(shí)鐘和校驗(yàn)方式等。v 收發(fā)雙方不用采用同一時(shí)鐘信號(hào)定時(shí)v 通過起始位和停止位來

9、識(shí)別信息幀v 一個(gè)信息幀只含1個(gè)字符第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 13v 起始位起始位每個(gè)字符開始傳送的標(biāo)志，每個(gè)字符開始傳送的標(biāo)志，起始位采用邏輯起始位采用邏輯0電平電平v數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送。數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送。由由58個(gè)二進(jìn)制位組成，低位先傳送個(gè)二進(jìn)制位組成，低位先傳送v校驗(yàn)位校驗(yàn)位用于校驗(yàn)是否傳送正確；可用于校驗(yàn)是否傳送正確；可選擇奇檢驗(yàn)、偶校驗(yàn)或不傳送校驗(yàn)位選擇奇檢驗(yàn)、偶校驗(yàn)或不傳送校驗(yàn)位v停止位停止位表示該字符傳送結(jié)束。停止表示該字符傳送結(jié)束。停止位采用邏輯位采用邏輯1電平，可選擇電平，可選擇1、1.5或或2位位v空閑位空閑位傳送字

10、符之間的邏輯傳送字符之間的邏輯1電平，電平，表示沒有進(jìn)行傳送表示沒有進(jìn)行傳送圖圖7.1 標(biāo)準(zhǔn)的異步通信數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)的異步通信數(shù)據(jù)格式第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 14異步通信數(shù)據(jù)格式總結(jié)：異步通信數(shù)據(jù)格式總結(jié)：無信息傳輸（或間隔）時(shí)，輸出必須為無信息傳輸（或間隔）時(shí)，輸出必須為“1”狀態(tài)（標(biāo)識(shí)態(tài)）；狀態(tài)（標(biāo)識(shí)態(tài)）；1到到0的跳變作為字符的開始的跳變作為字符的開始起始位；起始位；起始位后為起始位后為58位的數(shù)據(jù)位，位的數(shù)據(jù)位，低位在前，高位在后低位在前，高位在后；數(shù)據(jù)位后為奇偶校驗(yàn)位，可設(shè)為奇或偶校驗(yàn)，也可不設(shè)；數(shù)據(jù)位后為奇偶校驗(yàn)位，可設(shè)為奇或偶校驗(yàn)，也可不設(shè)；最

11、后有最后有1、1.5或或2位停止位，均為位停止位，均為“1”第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 15F傳輸速率傳輸速率 在串行通訊中，用在串行通訊中，用波特率波特率來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率。來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率。即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)，簡(jiǎn)寫為即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)，簡(jiǎn)寫為bps 串行通信無論收發(fā)都必須有時(shí)鐘脈沖信號(hào)對(duì)傳送的數(shù)串行通信無論收發(fā)都必須有時(shí)鐘脈沖信號(hào)對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位和同步控制。接收時(shí)鐘據(jù)進(jìn)行定位和同步控制。接收時(shí)鐘/發(fā)送時(shí)鐘是波特率的倍發(fā)送時(shí)鐘是波特率的倍數(shù)數(shù)波特率因子波特率因子?！纠浚翰ㄌ芈剩翰ㄌ芈?9600bps，波特率因子，波特率因子=16，則

12、接收時(shí)，則接收時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘頻率鐘和發(fā)送時(shí)鐘頻率=960016=153600Hz 波特率因子波特率因子=16 ，表明，表明16個(gè)時(shí)鐘脈沖傳送個(gè)時(shí)鐘脈沖傳送1位。位。3. 串行通信的傳輸率串行通信的傳輸率 國(guó)際上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波特率：國(guó)際上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波特率：110、300、600、1200、1800、2400、 4800、9600、19200。時(shí)鐘頻率=波特率因子*波特率第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 16 設(shè)每個(gè)字符對(duì)應(yīng)設(shè)每個(gè)字符對(duì)應(yīng)1個(gè)起始位、個(gè)起始位、7個(gè)信息位、個(gè)信息位、1個(gè)奇偶個(gè)奇偶校驗(yàn)位和校驗(yàn)位和1個(gè)停止位，如果波特率為個(gè)停止位，如果波特率為1200bps，

13、那么，那么，每秒鐘每秒鐘能傳輸?shù)淖畲笞址麛?shù)為能傳輸?shù)淖畲笞址麛?shù)為1200/10120個(gè)。個(gè)。 以以1200bps的波特率工作，用的波特率工作，用4個(gè)同步字符作為信個(gè)同步字符作為信息幀頭部，但不用奇偶校驗(yàn)，那么，傳輸息幀頭部，但不用奇偶校驗(yàn)，那么，傳輸100個(gè)字符所個(gè)字符所用的時(shí)間為用的時(shí)間為7(100+4)/12000.6067s，這就是說，這就是說，每每秒鐘秒鐘能傳輸?shù)淖址麛?shù)可達(dá)到能傳輸?shù)淖址麛?shù)可達(dá)到100/0.6067165個(gè)。個(gè)。例例1：異步傳輸過程：異步傳輸過程 例例2: 同步傳輸過程同步傳輸過程可見，在同樣的傳輸率下，同步傳輸時(shí)實(shí)際字符傳輸可見，在同樣的傳輸率下，同步傳輸時(shí)實(shí)際字符傳

14、輸率要比異步傳輸時(shí)高。率要比異步傳輸時(shí)高。 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 17 7.1.2 串行接口串行接口 1. 串行接口部件4個(gè)主要寄存器：u控制寄存器u狀態(tài)寄存器u數(shù)據(jù)輸入寄存器u數(shù)據(jù)輸出寄存器2. 串、并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：u輸入時(shí)，串行輸入并行輸出移位寄存器將接收的1個(gè)字符移位得到并行數(shù)據(jù)，并將之送到數(shù)據(jù)輸入寄存器u輸出時(shí)，數(shù)據(jù)寄存器將接收的并行數(shù)據(jù)傳輸給移位寄存器，然后將其轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 187.1.2 串行接口串行接口圖圖7.2 可編程串行接口的典型結(jié)構(gòu)可編程串行接口的典型結(jié)構(gòu)四個(gè)寄存器只用2個(gè)端

15、口地址第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 197.2 可編程串行通信接口可編程串行通信接口 8251A7.2.0 8251A的基本性能的基本性能 通過編程，通過編程，8251A可以工作在可以工作在同步同步方式，波特率方式，波特率0 64K，也可以工作在，也可以工作在異步異步方式，波特率方式，波特率019.2K； 同步方式下可以用同步方式下可以用58位來表示字符，允許增加位來表示字符，允許增加1位位奇偶校驗(yàn)位，能自動(dòng)檢測(cè)同步字符，實(shí)現(xiàn)收發(fā)同步；奇偶校驗(yàn)位，能自動(dòng)檢測(cè)同步字符，實(shí)現(xiàn)收發(fā)同步； 異步方式下用異步方式下用58位來表示字符，位來表示字符，1位可選的奇偶校驗(yàn)位可選

16、的奇偶校驗(yàn)位，位，1位啟動(dòng)位，根據(jù)需要可設(shè)置位啟動(dòng)位，根據(jù)需要可設(shè)置1、1.5或或2位位停止位；停止位； 全雙工、雙緩沖的發(fā)送器和接收器；全雙工、雙緩沖的發(fā)送器和接收器； 具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤檢測(cè)功能；具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤檢測(cè)功能； 輸入輸出電路為輸入輸出電路為TTL電平。電平。 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 208251A的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)(7個(gè)模塊個(gè)模塊) 7.2.1 8251A的基本工作原理的基本工作原理圖圖7.3 8251A的基本工作原理的基本工作原理數(shù)據(jù)、控制字、命令字、狀態(tài)信息均通過數(shù)據(jù)總線緩沖器傳輸數(shù)模轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)诘? 7章章 串并

17、行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 21vW9-1第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 22中斷優(yōu)先級(jí)問題怎么解決？中斷優(yōu)先級(jí)問題怎么解決？ v多個(gè)中斷源產(chǎn)生中斷，CPU首先為誰(shuí)服務(wù)？中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)問題。(1) 解決中斷優(yōu)先級(jí)的三種辦法：軟件查詢方式簡(jiǎn)單硬件方式菊花鏈法專用硬件方式可編程的中斷控制器 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 23DMA傳送的工作過程傳送的工作過程? CPUCPU對(duì)對(duì)DMADMA控制器進(jìn)行控制器進(jìn)行初始化初始化設(shè)置設(shè)置 外設(shè)、外設(shè)、DMACDMAC和和CPUCPU三者通過應(yīng)答信號(hào)建立聯(lián)系：三者通過應(yīng)答信號(hào)建立聯(lián)系

18、：CPUCPU將將總線交給總線交給DMACDMAC控制控制 DMADMA傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù) DMADMA讀存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器讀存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器 外設(shè)外設(shè) DMADMA寫存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器寫存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器 外設(shè)外設(shè) 自動(dòng)增減自動(dòng)增減地址和計(jì)數(shù)地址和計(jì)數(shù)，判斷傳送完成否，判斷傳送完成否第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 24 v DMA控制器的6大功能： 向CPU發(fā)總線請(qǐng)求信號(hào) 實(shí)行對(duì)三大總線的控制 修改所用的存儲(chǔ)器或接口的地址指針 發(fā)RW控制信號(hào) 字節(jié)計(jì)數(shù)器（存放數(shù)據(jù)長(zhǎng)度直至為0） 交還總線控制權(quán)2、DMA控制器的功能有哪些？控制器的功能有哪些？第第7 7章章 串并行通信及其接口技

19、術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 25 多個(gè)字符組成一個(gè)多個(gè)字符組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊（或稱（或稱信息幀信息幀、信息組），在每一個(gè)數(shù)據(jù)、信息組），在每一個(gè)數(shù)據(jù)塊前附加一個(gè)或兩個(gè)塊前附加一個(gè)或兩個(gè)同步字符同步字符或標(biāo)識(shí)符，最后以或標(biāo)識(shí)符，最后以校驗(yàn)字符校驗(yàn)字符結(jié)束在傳送過程結(jié)束在傳送過程中發(fā)送端和接收端使用同一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行控制使每一位數(shù)據(jù)均保持位同步。中發(fā)送端和接收端使用同一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行控制使每一位數(shù)據(jù)均保持位同步。同步通信一個(gè)信息幀含有多個(gè)或上千字符。同步通信一個(gè)信息幀含有多個(gè)或上千字符。同步通信數(shù)據(jù)幀的格式是怎樣？同步通信數(shù)據(jù)幀的格式是怎樣？同步字符同步字符 字符字符1 字符字符2 字符字符n 校驗(yàn)字

20、符校驗(yàn)字符數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 26異步通信數(shù)據(jù)幀格式是怎樣的？異步通信數(shù)據(jù)幀格式是怎樣的？第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 271. 8251A和CPU之間的連接信號(hào) l片選信號(hào)：CSl數(shù)據(jù)信號(hào):D7D0l讀/寫控制信號(hào):lRDlWRlC/Dl收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號(hào):lTXRDYlTXElRXRDYlSYNDET8251A與CPU及外設(shè)的連接關(guān)系 發(fā)送接收同步 6.2.3 8251A6.2.3 8251A的外部信號(hào)（自學(xué)）的外部信號(hào)（自學(xué)）第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 28l收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號(hào)：l

21、DTR數(shù)據(jù)終端lDSR數(shù)據(jù)設(shè)備lRTS請(qǐng)求發(fā)送lCTS清除請(qǐng)求l數(shù)據(jù)信號(hào):lTXD發(fā)送器數(shù)據(jù)lRXD接收器數(shù)據(jù)發(fā)送接收接收發(fā)送 8251A 8251A的外部信號(hào)的外部信號(hào) 82518251A A芯片共有芯片共有2828個(gè)個(gè)引腳，其中：有引腳，其中：有1717個(gè)個(gè)引腳是與引腳是與系統(tǒng)系統(tǒng)相連接，有相連接，有6 6個(gè)個(gè)是與是與外部設(shè)備外部設(shè)備相連接，另外，還有相連接，另外，還有3 3個(gè)時(shí)鐘輸入端個(gè)時(shí)鐘輸入端，1 1個(gè)電源端個(gè)電源端，1 1個(gè)接地端。個(gè)接地端。第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 296.2.2. 8251A的發(fā)送和接收 l異步接收方式：將RXD線上的低電平作

22、為起始位，并開始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)到半位的傳輸時(shí)間，再次檢測(cè)RXD，若仍為低電平，則確認(rèn)收到有效起始位l異步發(fā)送方式：當(dāng)控制寄存器中發(fā)送允許位TXEN位為1且CTS#有效，則開始發(fā)送l同步接收方式：8251A先搜索同步字符，將RXD線上的數(shù)據(jù)送入移位寄存器，然后將得到的字符與同步字符寄存器內(nèi)容相比較。若相等，則SYNDET輸出高電平表示同步字符已經(jīng)找到。l同步發(fā)送方式:當(dāng)控制寄存器中TXEN位為1且CTS#有效，則開始發(fā)送。先傳送同步字符，后傳送數(shù)據(jù)塊。第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 302. 8251A的發(fā)送和接收的發(fā)送和接收（1）檢測(cè)起始位）檢測(cè)起始位設(shè)數(shù)據(jù)接收時(shí)鐘

23、頻率是數(shù)據(jù)傳輸頻率的設(shè)數(shù)據(jù)接收時(shí)鐘頻率是數(shù)據(jù)傳輸頻率的16倍。倍。低電平起始檢測(cè)低電平起始檢測(cè)確定已檢測(cè)到起始位確定已檢測(cè)到起始位起起 始始 位位RXCRXDT16 T8 T第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 31采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行裝配采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行裝配起始檢測(cè)起始檢測(cè)確定已檢測(cè)到起始位確定已檢測(cè)到起始位起起 始始 位位RXCRXDT16 T16 T8 T 每隔一字符（設(shè)每隔一字符（設(shè)16個(gè)脈沖）傳輸時(shí)間，對(duì)個(gè)脈沖）傳輸時(shí)間，對(duì)RxD進(jìn)行一次采進(jìn)行一次采樣，數(shù)據(jù)送移位寄存器移位，并進(jìn)行奇偶校驗(yàn)和去掉停止位，樣，數(shù)據(jù)送移位寄存器移位，并進(jìn)行奇偶校驗(yàn)和去掉停止位，得到并行數(shù)據(jù)。得

24、到并行數(shù)據(jù)。 （2）8251A進(jìn)行常規(guī)采樣并進(jìn)行字符裝配進(jìn)行常規(guī)采樣并進(jìn)行字符裝配第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 32注：注：對(duì)于少于對(duì)于少于8位的數(shù)據(jù)，位的數(shù)據(jù)，8251A將高位補(bǔ)將高位補(bǔ)0。 （3）通知）通知CPU接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) 并行數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送接收數(shù)據(jù)緩沖器，并并行數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送接收數(shù)據(jù)緩沖器，并置置RxRDY有效，通知有效，通知CPU已收到一個(gè)數(shù)據(jù)，可以取用。已收到一個(gè)數(shù)據(jù)，可以取用。 8251A異步接收數(shù)據(jù)傳輸格式異步接收數(shù)據(jù)傳輸格式第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 33（2）8251A由由TxD線把串行數(shù)

25、據(jù)送出線把串行數(shù)據(jù)送出 。 8251A從從CPU接收到一個(gè)數(shù)據(jù)，移位形成接收到一個(gè)數(shù)據(jù)，移位形成串行數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù)，再加，再加上起始位、奇偶校驗(yàn)位以及停止位，由上起始位、奇偶校驗(yàn)位以及停止位，由TxD把數(shù)據(jù)送出。把數(shù)據(jù)送出。 注：注：數(shù)據(jù)及起始位、校驗(yàn)位、停止位總是在發(fā)送時(shí)鐘數(shù)據(jù)及起始位、校驗(yàn)位、停止位總是在發(fā)送時(shí)鐘TxC的下的下降沿從降沿從8251A發(fā)出，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈蕿榘l(fā)送時(shí)鐘頻率的發(fā)出，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈蕿榘l(fā)送時(shí)鐘頻率的1、1/16或者或者1/64，具體決定于編程時(shí)給出的波特率因子。，具體決定于編程時(shí)給出的波特率因子。 （1）程序置）程序置TxEN（允許發(fā)送）有效。允許發(fā)送）有效。 檢測(cè)到

26、外設(shè)送來的檢測(cè)到外設(shè)送來的CTS（請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)）有效，請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)）有效，開始發(fā)送。開始發(fā)送。 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 342. 8251A的發(fā)送和接收 l異步接收方式：將RXD線上的低電平作為起始位，并開始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)到半位的傳輸時(shí)間，再次檢測(cè)RXD，若仍為低電平，則確認(rèn)收到有效起始位l異步發(fā)送方式：當(dāng)控制寄存器中發(fā)送允許位TXEN位為1且CTS#有效，則開始發(fā)送l同步接收方式：8251A先搜索同步字符，將RXD線上的數(shù)據(jù)送入移位寄存器，然后將得到的字符與同步字符寄存器內(nèi)容相比較。若相等，則SYNDET輸出高電平表示同步字符已經(jīng)找到。

27、l同步發(fā)送方式:當(dāng)控制寄存器中TXEN位為1且CTS#有效，則開始發(fā)送。先傳送同步字符，后傳送數(shù)據(jù)塊。第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 35單同步字符單同步字符 8251檢測(cè)檢測(cè)RxD線，當(dāng)線，當(dāng)RxD線出現(xiàn)一數(shù)據(jù)位時(shí)，接收線出現(xiàn)一數(shù)據(jù)位時(shí)，接收送移位寄存器移位，并與同步字符寄存器的內(nèi)容比較，送移位寄存器移位，并與同步字符寄存器的內(nèi)容比較，如不等，繼續(xù)接收，比較。相等時(shí)，如不等，繼續(xù)接收，比較。相等時(shí)，8251A的的SYNDET引腳為高電平，表示同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。引腳為高電平，表示同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。（1）搜索同步字符）搜索同步字符雙同步字符雙同步字符 檢測(cè)到第一個(gè)同步字符后

28、，再繼續(xù)檢測(cè)此后輸入的移檢測(cè)到第一個(gè)同步字符后，再繼續(xù)檢測(cè)此后輸入的移位寄存器的內(nèi)容是否與第二個(gè)同步字符寄存器的內(nèi)容相位寄存器的內(nèi)容是否與第二個(gè)同步字符寄存器的內(nèi)容相同，不同重新比較第一個(gè)同步字符；相同，則認(rèn)為同步同，不同重新比較第一個(gè)同步字符；相同，則認(rèn)為同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。內(nèi)同步內(nèi)同步（a）第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 36（b）外同步外同步 通過在同步輸入端通過在同步輸入端SYNDET加一高電位實(shí)現(xiàn)同步。當(dāng)加一高電位實(shí)現(xiàn)同步。當(dāng)SYNDET端出現(xiàn)一個(gè)高電平，并且維持一時(shí)鐘接收周期，端出現(xiàn)一個(gè)高電平，并且維持一時(shí)鐘接收周期，8251A認(rèn)為已經(jīng)完成同步。認(rèn)

29、為已經(jīng)完成同步。 （2）數(shù)據(jù)的同步傳輸數(shù)據(jù)的同步傳輸 接收器利用時(shí)鐘信號(hào)對(duì)接收器利用時(shí)鐘信號(hào)對(duì)RxD采樣，把收到的數(shù)據(jù)送移位采樣，把收到的數(shù)據(jù)送移位寄存器。當(dāng)收到的數(shù)據(jù)位達(dá)到規(guī)定的一個(gè)字符位數(shù)時(shí)，將移位寄存器。當(dāng)收到的數(shù)據(jù)位達(dá)到規(guī)定的一個(gè)字符位數(shù)時(shí)，將移位寄存器的內(nèi)容送輸入緩沖寄存器，且發(fā)出寄存器的內(nèi)容送輸入緩沖寄存器，且發(fā)出RxRDY信號(hào)，表示信號(hào)，表示收到一數(shù)據(jù)。收到一數(shù)據(jù)。 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 37（2）發(fā)送同步字符）發(fā)送同步字符 根據(jù)編程要求，發(fā)送器先發(fā)送一個(gè)或兩個(gè)同步字符。根據(jù)編程要求，發(fā)送器先發(fā)送一個(gè)或兩個(gè)同步字符。 注：注：如發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，

30、如發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，CPU來不及提供新數(shù)據(jù)，來不及提供新數(shù)據(jù)，8251A發(fā)送器發(fā)送器會(huì)自動(dòng)插入同步字符，由會(huì)自動(dòng)插入同步字符，由TxD送出。送出。 （3）發(fā)送數(shù)據(jù)塊）發(fā)送數(shù)據(jù)塊 發(fā)送數(shù)據(jù)塊時(shí)，發(fā)送器根據(jù)要求對(duì)數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)加上奇發(fā)送數(shù)據(jù)塊時(shí)，發(fā)送器根據(jù)要求對(duì)數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)加上奇偶校驗(yàn)位或不加。偶校驗(yàn)位或不加。 （1）程序置）程序置TxEN（允許發(fā)送）有效允許發(fā)送）有效 檢測(cè)到外設(shè)送來的檢測(cè)到外設(shè)送來的CTS（請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)）有效，請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)）有效，開始發(fā)送。開始發(fā)送。 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 38 1 1. . 用用錯(cuò)位連接錯(cuò)位連接結(jié)合結(jié)合軟

31、件軟件方法實(shí)方法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)8 8位接口芯片與位接口芯片與1616位位CPUCPU總線的總線的連接連接 在在硬件硬件上將上將地址總線地址總線的的A A1 1與與82518251A A的的A A0 0（即即C/DC/D）引腳相連接，在引腳相連接，在軟件設(shè)軟件設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)用時(shí)用連續(xù)的偶地址連續(xù)的偶地址代替代替端口的奇端口的奇/ /偶偶地址地址，在硬件上將，在硬件上將ABAB的的A2/A1A2/A1等與等與8251A8251A的的A1/A0A1/A0錯(cuò)位連接，就解決了錯(cuò)位連接，就解決了8 8位位接口芯片與接口芯片與1616位數(shù)據(jù)總線的連接；即位數(shù)據(jù)總線的連接；即就是將就是將8 8位的接口芯片與位的接口芯片與1

32、616位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線的的低低8 8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線相連接。相連接。 7.2.3 87.2.3 8位接口芯片與位接口芯片與CPUCPU總線的連接（自學(xué)）總線的連接（自學(xué)）第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 39表表7.1 CPU總線與總線與8位接口錯(cuò)位連接小結(jié)位接口錯(cuò)位連接小結(jié)CPU字字長(zhǎng)長(zhǎng)數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線位數(shù)位數(shù)選最低字節(jié)選最低字節(jié)錯(cuò)位連接錯(cuò)位連接低位地址初值低位地址初值相鄰地址相鄰地址差值差值8088168A0-A0A0=0180861616A0=0A1-A0A1A0=002803863232A1A0=0A2-A0A2A1A0=0004Pentium3264A2A

33、1A0=0A3-A0A3A2A1A0=00008v16位系統(tǒng)中，高位系統(tǒng)中，高8位位DB與奇地址相關(guān)，低與奇地址相關(guān)，低8位位DB與偶與偶地址相關(guān)。地址相關(guān)。v軟件上，用連續(xù)偶地址代替奇偶地址。軟件上，用連續(xù)偶地址代替奇偶地址。第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 40 2. . 用硬件方法實(shí)現(xiàn)用硬件方法實(shí)現(xiàn)8 8位外設(shè)與位外設(shè)與1616位數(shù)據(jù)總線的連接位數(shù)據(jù)總線的連接 兩個(gè)硬件電路：兩個(gè)硬件電路：（1 1）檢測(cè)控制電路：檢測(cè)控制電路：檢測(cè)并識(shí)別檢測(cè)并識(shí)別奇地址奇地址端口輸入端口輸入/ /輸出指輸出指令，確認(rèn)是奇地址令，確認(rèn)是奇地址I/OI/O指令時(shí)啟動(dòng)指令時(shí)啟動(dòng)高高/

34、 /低低字節(jié)復(fù)制器，并字節(jié)復(fù)制器，并控制數(shù)據(jù)復(fù)制方向。控制數(shù)據(jù)復(fù)制方向。（2 2）高高/ /低字節(jié)復(fù)制器：低字節(jié)復(fù)制器：執(zhí)行執(zhí)行ININ指令時(shí)，將外設(shè)來的數(shù)據(jù)指令時(shí)，將外設(shè)來的數(shù)據(jù)復(fù)制至數(shù)據(jù)總線高復(fù)制至數(shù)據(jù)總線高8 8位；執(zhí)行位；執(zhí)行OUTOUT指令時(shí)，將指令時(shí)，將CPUCPU的高的高8 8位位數(shù)據(jù)復(fù)制至數(shù)據(jù)總線的低數(shù)據(jù)復(fù)制至數(shù)據(jù)總線的低8 8位。位。第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 411. 方式寄存器的格式方式寄存器的格式 8251A的編程包括的編程包括兩個(gè)方面兩個(gè)方面的內(nèi)容：的內(nèi)容：由由CPU發(fā)出控制字，即發(fā)出控制字，即模式命令字模式命令字和和操作命令控制字操

35、作命令控制字 由由8251A向向CPU送出的狀態(tài)字送出的狀態(tài)字 模 式 字模 式 字是 在 對(duì)是 在 對(duì)8 2 5 1 A進(jìn) 行 初進(jìn) 行 初始化時(shí)，始化時(shí)，用 程 序用 程 序命 令 寫命 令 寫入 且 只入 且 只需 寫 一需 寫 一次。次。 7.2.4 8251A的寄存器及其初始化流程的寄存器及其初始化流程 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 422. 控制寄存器的格式控制寄存器的格式 控制字是在模式字之后寫入，用來控制字是在模式字之后寫入，用來控制控制8251A的工作的工作，使其處于規(guī)定的，使其處于規(guī)定的狀態(tài)以及準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，可進(jìn)行多次寫入操作。狀態(tài)以及

36、準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，可進(jìn)行多次寫入操作。 控制字和模式字共用一個(gè)奇地址端口，且又無特征標(biāo)志，控制字和模式字共用一個(gè)奇地址端口，且又無特征標(biāo)志，8251A是根據(jù)是根據(jù)寫入的先后順序來加以區(qū)分的，即寫入的先后順序來加以區(qū)分的，即先寫入的是模式字，后寫入的是控制字先寫入的是模式字，后寫入的是控制字。 第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 433. 狀態(tài)寄存器的格式狀態(tài)寄存器的格式 狀態(tài)寄存器用來存放狀態(tài)寄存器用來存放8251A的狀態(tài)字，用來反映的狀態(tài)字，用來反映8251A的的狀態(tài)信息，可供狀態(tài)信息，可供CPU讀取查詢。讀取查詢。第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信

37、及其接口技術(shù) 4444 8251A初始化的約定：初始化的約定： 復(fù)位后，第一次給復(fù)位后，第一次給奇地址奇地址端口寫端口寫入的值作為入的值作為方式字送入方式寄存器方式字送入方式寄存器 如規(guī)定為如規(guī)定為同步模式同步模式，那么，接下來，那么，接下來往往奇地址奇地址端口寫入的是端口寫入的是同步字符同步字符。如果是。如果是雙同步雙同步，則先后，則先后兩次兩次寫入同步字符。寫入同步字符。 接下來，只要不是復(fù)位命令，接下來，只要不是復(fù)位命令，CPU給奇地址寫入的是給奇地址寫入的是控制字控制字，給，給偶地址偶地址端口端口寫入寫入的是要的是要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)。 4. 8251A的初始化的初始化 8251A使

38、用前必須進(jìn)行初始化，以確使用前必須進(jìn)行初始化，以確定定工作方式、傳送速率、字符格式工作方式、傳送速率、字符格式以及以及停停止位長(zhǎng)度止位長(zhǎng)度等；改變等；改變8251A的工作方式時(shí)必的工作方式時(shí)必須再次進(jìn)行初始化編程；須再次進(jìn)行初始化編程；第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 45 8251A編程舉例編程舉例2.同步方式舉例同步方式舉例【例例】 假設(shè)假設(shè) 8251A的端口地址為：的端口地址為：42H、40H，按以下要求對(duì)，按以下要求對(duì)8251A進(jìn)行初始化進(jìn)行初始化。 （1）同步工作方式，）同步工作方式，2個(gè)同步字符個(gè)同步字符16H，內(nèi)同步，采用偶校驗(yàn)，內(nèi)同步，采用偶校驗(yàn)，7

39、個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位。 （2）使）使8251A對(duì)同步字符進(jìn)行搜索，使錯(cuò)誤位全部復(fù)位，啟動(dòng)發(fā)送對(duì)同步字符進(jìn)行搜索，使錯(cuò)誤位全部復(fù)位，啟動(dòng)發(fā)送器和接收器，通知調(diào)制器和接收器，通知調(diào)制/解調(diào)器解調(diào)器CPU已準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。已準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 46MOV AL，38HOUT42H，ALMOV AL，16HOUT42H，ALOUT42H，ALMOV AL，0B7HOUT 42H，AL可知，方式字和控制字的端口地址為42H；方式字的內(nèi)容為38H；控制字的內(nèi)容為0B7H；同步字符為16H；設(shè)置方式字，同步方式，7個(gè)數(shù)據(jù)位，偶校驗(yàn)；兩個(gè)同步字符

40、均為16H；控制字，啟動(dòng)發(fā)送、接收、并設(shè)置有關(guān)信息第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 47【例例】 假設(shè)假設(shè) 8251A的端口地址為：的端口地址為：82H、80H，按以下要求對(duì)，按以下要求對(duì)8251A進(jìn)行初始化進(jìn)行初始化。 （1）異步工作方式，）異步工作方式，1個(gè)停止位，采用偶校驗(yàn)，個(gè)停止位，采用偶校驗(yàn)，7個(gè)數(shù)據(jù)位，個(gè)數(shù)據(jù)位， 波特率因子為波特率因子為16。 （2）允許接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，使錯(cuò)誤位全部復(fù)位。）允許接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，使錯(cuò)誤位全部復(fù)位。 （3）查詢）查詢8251A的狀態(tài)字，當(dāng)接收準(zhǔn)備就緒時(shí)則從的狀態(tài)字，當(dāng)接收準(zhǔn)備就緒時(shí)則從8251A輸入輸入 數(shù)據(jù)，否則等待。數(shù)據(jù)

41、，否則等待。請(qǐng)思考？方式、狀態(tài)、控制寄存器的值分請(qǐng)思考？方式、狀態(tài)、控制寄存器的值分別是多少？別是多少？第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 48v 并行通信并行通信：把一個(gè)字符的各位用幾條線同時(shí)進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信方式。例如一組8位數(shù)據(jù)或16位數(shù)據(jù)的同時(shí)傳入或傳出。v 并行通信的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，信息率高；缺點(diǎn)缺點(diǎn)是電纜耗損高。并行通信適用于數(shù)據(jù)傳輸率較高、傳輸距離較短的場(chǎng)合。v 適合場(chǎng)合適合場(chǎng)合：（1）外部設(shè)備與微機(jī)之間進(jìn)行近距離、大量和快速的信息交換u 例如：微機(jī)與并行接口打印機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器 （2）微機(jī)系統(tǒng)中最基本的信息交換方法u 例如：系統(tǒng)板上各部件之間，接口

42、電路板上各部件之間7.3 并行通信和并行接口并行通信和并行接口第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 49v 并行接口：實(shí)現(xiàn)并行通信的接口稱為并行接口。v 按照信息傳送方向，分為：輸入接口、輸出接口和輸入/輸出接口v 按照可編程性分類：不可編程并行接口和可編程并行接口。u 不可編程的并行接口：接口的工作方式及功能由硬件連接來設(shè)定，不能用軟件編程的方法改變，接口的工作方式固定不變。例如8位雙向三態(tài)緩沖驅(qū)動(dòng)器74LS245、8位三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器74LS373等。多用于組成功能比較簡(jiǎn)單的接口電路。u 可編程的并行接口：一般由可編程通用接口芯片組成，這些芯片除了具有硬件連接接口的性

43、能外，最主要的就是可由編程人員通過編程來進(jìn)行設(shè)定芯片性能。如有Zilog公司的Z80PIO， Intel的8255A等。因而可編程接口具有廣泛的適應(yīng)性和很高的靈活性，在微機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。2. 并行并行I/O接口接口第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 50圖6.13 并行接口連接外設(shè)的示意圖（輸入過程）兩個(gè)通道1、外設(shè)外設(shè)將數(shù)據(jù)送給接口，將數(shù)據(jù)送給接口，將將“數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好”設(shè)置為有效電平設(shè)置為有效電平2、接口將數(shù)據(jù)存入輸入緩沖器、接口將數(shù)據(jù)存入輸入緩沖器3、在狀態(tài)寄存器中設(shè)置、在狀態(tài)寄存器中設(shè)置“輸入準(zhǔn)備好輸入準(zhǔn)備好”狀態(tài)位狀態(tài)位4、將、將“數(shù)據(jù)

44、數(shù)據(jù)輸入回答輸入回答”設(shè)置為設(shè)置為有效電平有效電平5、向、向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求發(fā)出中斷請(qǐng)求6、外設(shè)撤除外設(shè)撤除數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)和“數(shù)數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好據(jù)輸入準(zhǔn)備好”位，位， CPU讀取數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)，接接口自動(dòng)清除口自動(dòng)清除狀態(tài)寄存狀態(tài)寄存器中設(shè)置器中設(shè)置“輸入準(zhǔn)備輸入準(zhǔn)備好好”狀態(tài)位狀態(tài)位第第7 7章章 串并行通信及其接口技術(shù)串并行通信及其接口技術(shù) 512. 輸出過程 u當(dāng)接口狀態(tài)寄存器“輸出準(zhǔn)備好”位為1時(shí)，CPU將數(shù)據(jù)送到接口的輸出緩沖器u接口清除“輸出準(zhǔn)備好”位，將數(shù)據(jù)送往外設(shè)，向外設(shè)發(fā)送“數(shù)據(jù)輸出準(zhǔn)備好”信號(hào)以啟動(dòng)外設(shè)u外設(shè)接收數(shù)據(jù)，向接口發(fā)送“數(shù)據(jù)輸出響應(yīng)”信號(hào)u接口將狀態(tài)寄存器中 “輸出準(zhǔn)

45、備好” 位重新置16.4 可編程并行通信接口可編程并行通信接口8255A8255A8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)1.1.數(shù)據(jù)端口數(shù)據(jù)端口A A、B B、C C 8255A8255A的三個(gè)數(shù)據(jù)端的三個(gè)數(shù)據(jù)端口都是口都是8 8位的，而各位的，而各有特點(diǎn)。有特點(diǎn)。(1)(1)端口端口A A 是一個(gè)獨(dú)立的是一個(gè)獨(dú)立的8 8位數(shù)位數(shù)據(jù)據(jù)I/OI/O口，它的內(nèi)部口，它的內(nèi)部有對(duì)有對(duì)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/ /輸出輸出的鎖存的鎖存功能。功能。(2)(2)端口端口B B 是一個(gè)獨(dú)立的是一個(gè)獨(dú)立的8 8位數(shù)位數(shù)據(jù)據(jù)I/OI/O口，對(duì)口，對(duì)輸入的輸入的數(shù)據(jù)不鎖存數(shù)據(jù)不鎖存，僅對(duì)，僅對(duì)輸出的數(shù)據(jù)鎖存輸

46、出的數(shù)據(jù)鎖存。 (3)(3)端口端口C C 可以看作是一個(gè)可以看作是一個(gè)獨(dú)立的獨(dú)立的8 8位位I/OI/O口口；也；也可以看作是可以看作是兩個(gè)獨(dú)立兩個(gè)獨(dú)立的的4 4位位I/OI/O口?？?。還可以還可以用作用作A A口和口和B B口的控制口的控制信號(hào)。對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)信號(hào)。對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行行鎖存，對(duì)輸入數(shù)據(jù)鎖存，對(duì)輸入數(shù)據(jù)不鎖存。不鎖存。7.4 可編程并行通信接口可編程并行通信接口8255A7 7. .4 4.1.1 8255A8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)2.2.A A組控制和組控制和B B組控制組控制 這兩組控制部件這兩組控制部件有兩個(gè)功能：即有兩個(gè)功能：即一是一是接收芯片內(nèi)部

47、總線上接收芯片內(nèi)部總線上的控制字；的控制字；二是二是接收接收來自讀來自讀/ /寫控制邏輯寫控制邏輯電路的讀電路的讀/ /寫命令，寫命令，據(jù)此而據(jù)此而決定兩組端口決定兩組端口的工作方式和讀的工作方式和讀/ /寫寫操作操作。7.4 可編程并行通信接口可編程并行通信接口8255A7 7. .4 4.1.1 8255A8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)3.3.讀讀/ /寫控制邏輯電路寫控制邏輯電路 負(fù)責(zé)管理負(fù)責(zé)管理82558255A A的的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸過程。它接過程。它接收收CSCS及來自地址總線及來自地址總線的信號(hào)的信號(hào)A A1 1、A A0 0和和控制總控制總線的信號(hào)線的信號(hào)R

48、ESETRESET、RDRD、WRWR，將它們組合后，將它們組合后，得到對(duì)得到對(duì)A A組控制部件和組控制部件和組控制部件的控制組控制部件的控制命令，并將命令送給命令，并將命令送給這兩個(gè)部件，再由它這兩個(gè)部件，再由它們完成對(duì)們完成對(duì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息和控制信息的傳輸。的傳輸。7.4 可編程并行通信接口可編程并行通信接口8255A7 7. .4 4.1.1 8255A8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)4. 4. 數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)雙向三態(tài)的是一個(gè)雙向三態(tài)的8 8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)緩沖器。緩沖器。82558255A A正是通正是通過它與系統(tǒng)過它與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)

49、總線相相連。連。輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、CPUCPU發(fā)給發(fā)給82558255A A的控制字都的控制字都是通過該部件傳遞的。是通過該部件傳遞的。7.4 可編程并行通信接口可編程并行通信接口8255A7 7. .4 4.1.1 8255A8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)82558255A A復(fù)位后，所有復(fù)位后，所有I/OI/O均處于輸入狀態(tài)，均處于輸入狀態(tài)，內(nèi)部寄存器都被清除內(nèi)部寄存器都被清除7.4 可編程并行通信接口可編程并行通信接口8255A7 7. .4 4.1.1 8255A8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)分為兩組：分為兩組：l和外設(shè)一邊

50、相連的信號(hào)和外設(shè)一邊相連的信號(hào) PA7PA0 PB7 PB0 PC7 PC0l和和CPU一邊相連的信號(hào)一邊相連的信號(hào) RESET D7 D0 CS芯選信號(hào)芯選信號(hào) RD讀出信號(hào)讀出信號(hào) WR寫入信號(hào)寫入信號(hào) A1、A0端口選擇信號(hào)端口選擇信號(hào)2. 8255A的外部信號(hào)的外部信號(hào) 注意：8255A有4個(gè)端口地址，3個(gè)數(shù)據(jù)端口和1個(gè)控制端口。 A1A0為00選中A端口，01選中B端口，10選中C端口，11選中控制端口。7.4 可編程并行通信接口可編程并行通信接口8255A7 7. .4 4. .2 2 8255A8255A的控制字的控制字v 8255A用指令在控制端口中設(shè)置控制字來決定其工作。v

51、控制字分為兩類 方式選擇控制字 C端口按位置1/置0控制字：使C端口中的任何一位置位或者復(fù)位8255A有三種基本工作方式：方式0、方式1、方式2u端口A可工作在任何一種方式，端口B只能工作在方式0或方式1，端口C配合端口A和B的工作u歸為同一組的兩個(gè)端口可以分別工作在輸入方式和輸出方式。具體方式有方式選擇控制字決定1. 方式選擇控制字方式選擇控制字 圖7.12 8255A的方式選擇控制字端口C例：例：要求要求8255A各端口工作方式如下：端口各端口工作方式如下：端口A - 方式方式0，輸，輸出；端口出；端口B - 方式方式0，輸入；端口，輸入；端口C -高高4位輸出，低位輸出，低4位位輸入。程

52、序段如下（設(shè)控制端口地址為輸入。程序段如下（設(shè)控制端口地址為00E6H）：）：MOVAL,83H（10000011）MOVDX,0E6HOUTDX,AL若為1，則對(duì)端口C中某位置1v2、端口、端口C置置1/置置0控制字（控制字（ 先自己看書先自己看書P223 ） 決定對(duì)端口C中的哪一位置1或置0v 端口C置1/置0的例子MOVAL, 0FH;對(duì)PC7置1的控制字MOVDX, 00EEH;控制口地址送DXOUTDX, AL;對(duì)PC7進(jìn)行置1操作MOVAL, 06H;對(duì)PC3置0的控制字OUTDX, AL;對(duì)PC3進(jìn)行置0操作圖圖7.13 端口端口C的置的置1/置置0控制字控制字6.4.4 825

53、5A6.4.4 8255A的工作方式的工作方式1. 方式方式0： 也叫基本輸入輸出方式。也叫基本輸入輸出方式。 (1)(1)三個(gè)端口都可作為獨(dú)立的輸入或輸出口，各端口間沒有三個(gè)端口都可作為獨(dú)立的輸入或輸出口，各端口間沒有必然的關(guān)系。必然的關(guān)系。(2)(2)由端口由端口A A、端口端口B B和端口和端口C C的高的高4 4位、低位、低4 4位，這位，這4 4個(gè)端口可個(gè)端口可以有以有1616種不同的組合。種不同的組合。(3)(3)這種方式下，這種方式下，輸出可鎖存數(shù)據(jù)，輸入是不鎖存輸出可鎖存數(shù)據(jù)，輸入是不鎖存的。的。v 使用場(chǎng)合：v 同步傳輸v 查詢式傳輸 同步傳送時(shí)同步傳送時(shí)，發(fā)送方和接收方由，

54、發(fā)送方和接收方由同一時(shí)序同一時(shí)序信信號(hào)來管理，所以號(hào)來管理，所以雙方相互知道對(duì)方的動(dòng)作雙方相互知道對(duì)方的動(dòng)作，不需，不需要應(yīng)答信號(hào)。即要應(yīng)答信號(hào)。即CPUCPU不需要查詢外設(shè)的狀態(tài)不需要查詢外設(shè)的狀態(tài)，對(duì)接，對(duì)接口要求很簡(jiǎn)單口要求很簡(jiǎn)單, ,只要能傳送數(shù)據(jù)就行，此時(shí)只要能傳送數(shù)據(jù)就行，此時(shí)82558255A A的的三個(gè)數(shù)據(jù)端口可以實(shí)現(xiàn)三路數(shù)據(jù)傳送三個(gè)數(shù)據(jù)端口可以實(shí)現(xiàn)三路數(shù)據(jù)傳送。 查詢傳送時(shí)查詢傳送時(shí)，因?yàn)闆]有應(yīng)答信號(hào)，一般將，因?yàn)闆]有應(yīng)答信號(hào)，一般將A A、B B口常作為數(shù)據(jù)口，把口常作為數(shù)據(jù)口，把C C口的兩部分用來輸出一些口的兩部分用來輸出一些控制信號(hào)和接收一些狀態(tài)信號(hào)控制信號(hào)和接收一些

55、狀態(tài)信號(hào)，這樣端口，這樣端口C C用來配用來配合端口合端口A A和和B B工作。工作。v方式方式1：又稱為又稱為選通的輸入選通的輸入/ /輸出方式輸出方式。 （1 1）端口）端口A A和端口和端口B B可以分別作為輸入端口或輸出端口?？梢苑謩e作為輸入端口或輸出端口。（2 2）如果端口）如果端口A A和端口和端口B B只有一個(gè)只有一個(gè)工作于方式工作于方式1 1，端口，端口C C中就有中就有3 3位位被規(guī)定為被規(guī)定為配合方式配合方式1 1工作的信號(hào)，這時(shí)，工作的信號(hào)，這時(shí)，另一個(gè)端口和端另一個(gè)端口和端口口C C的其它位可工作于方式的其它位可工作于方式0 0。（3 3）如果端口）如果端口A A和和B

56、 B都都工作在方式工作在方式1 1，那么端口，那么端口C C則有則有6 6位位分別作分別作為為A A口和口和B B口的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)，并且其排列是固定的，口的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)，并且其排列是固定的，剩余剩余的的2 2位位可工作于方式可工作于方式0 0。7.4.3 8255A7.4.3 8255A的工作方式的工作方式方式方式1時(shí)輸入端口對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)和控制字時(shí)輸入端口對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)和控制字圖7.14 STB STB：選通信號(hào)輸入端。它是選通信號(hào)輸入端。它是由外設(shè)送往由外設(shè)送往 8255 8255A A的，當(dāng)?shù)?，?dāng)STBSTB有有效效時(shí)時(shí)82558255A A的端口的端口A A或或B B的輸入緩沖器接收到

57、一個(gè)來自的輸入緩沖器接收到一個(gè)來自外設(shè)的外設(shè)的8 8位位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。方式方式1的輸入組態(tài)和應(yīng)答信號(hào)的功能的輸入組態(tài)和應(yīng)答信號(hào)的功能 IBF IBF：“輸入緩沖器滿輸入緩沖器滿”信號(hào)。它是信號(hào)。它是82558255A A輸出的狀態(tài)信號(hào)輸出的狀態(tài)信號(hào)，當(dāng)當(dāng) IBF IBF 有效時(shí)，表示當(dāng)前有效時(shí)，表示當(dāng)前已有一個(gè)新的數(shù)據(jù)已有一個(gè)新的數(shù)據(jù)進(jìn)入端口進(jìn)入端口A A或或B B緩緩沖器中。此信號(hào)是對(duì)沖器中。此信號(hào)是對(duì)STBSTB的響應(yīng)信號(hào)，它可以由的響應(yīng)信號(hào)，它可以由CPU CPU 通過查詢通過查詢C C口的口的PCPC5 5或或PCPC1 1位獲得。當(dāng)位獲得。當(dāng)CPUCPU查的查的PCPC5 5（或（或P

58、CPC1 1)=1)=1時(shí)，便可以從時(shí)，便可以從A A口（或口（或B B口）讀入數(shù)據(jù)。口）讀入數(shù)據(jù)。 INTRINTR：是是82558255A A送往送往CPUCPU的的中斷請(qǐng)求信號(hào)中斷請(qǐng)求信號(hào)。當(dāng)選通信號(hào)。當(dāng)選通信號(hào)STB =1STB =1，置置IBF=1IBF=1，且端口處于中斷允許狀態(tài)（且端口處于中斷允許狀態(tài)（INTE=1)INTE=1)時(shí)，將時(shí)，將INTRINTR端置端置位高電平，向位高電平，向CPU CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。方式方式1 使用場(chǎng)合使用場(chǎng)合 對(duì)方式對(duì)方式1 1，規(guī)定一個(gè)端口作為輸入口的同時(shí)，規(guī)定一個(gè)端口作為輸入口的同時(shí)，自動(dòng)規(guī)定了有關(guān)自動(dòng)規(guī)定了有關(guān)控制

59、信號(hào)控制信號(hào)，尤其規(guī)定了相應(yīng)的，尤其規(guī)定了相應(yīng)的中中斷請(qǐng)求信號(hào)斷請(qǐng)求信號(hào)。這樣，在許多。這樣，在許多采用中斷方式進(jìn)行輸采用中斷方式進(jìn)行輸入輸出的場(chǎng)合入輸出的場(chǎng)合，如果外設(shè)能為，如果外設(shè)能為82558255A A提供選擇信提供選擇信號(hào)或數(shù)據(jù)接收應(yīng)答信號(hào)，那么，常使號(hào)或數(shù)據(jù)接收應(yīng)答信號(hào)，那么，常使82558255工作于工作于方式方式1 1。 用方式用方式1 1工作比用方式工作比用方式0 0更加方便有效更加方便有效。方式方式1時(shí)時(shí)輸出端口輸出端口對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)以及控制字有關(guān)信號(hào)（自學(xué)看書以及控制字有關(guān)信號(hào)（自學(xué)看書P228） 3. 方式方式2 也叫雙向傳輸方式，具有

60、如下也叫雙向傳輸方式，具有如下特點(diǎn)特點(diǎn)： （1 1）只適用于端口只適用于端口A A，相當(dāng)于雙向的方式相當(dāng)于雙向的方式1 1傳輸。傳輸。 （2 2）端口端口C C用用5 5條線作為條線作為A A口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，并且排列是固定口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，并且排列是固定的。的。 方式方式2 使用場(chǎng)合 v方式2是一種雙向工作方式，如果一個(gè)并行外部設(shè)備既可以作為輸入設(shè)備，又可作為輸出設(shè)備，并且輸入輸出動(dòng)作不會(huì)同時(shí)進(jìn)行，那么，將這個(gè)外設(shè)和8255A的端口A相連，并使它工作在方式2，就非常合適。v比如，磁盤驅(qū)動(dòng)器。7.4.4. 8255應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例為某應(yīng)用系統(tǒng)配置一個(gè)并行打印機(jī)接口，并且通過接為某應(yīng)用系統(tǒng)配置一個(gè)并行打