1、微型計算機原理與接口技術(shù),主 編 何 超,中國水利水電出版社,CPU與外設(shè)數(shù)據(jù)的兩種基本的傳送方式 并行通信方式、接口芯片 串行通信方式。,第9章 并行通信及接口芯片,一、并行通信的概念與簡單并行接口,（一）并行通信 概念 并行通信就是把一個字符的各數(shù)位用幾條線同時進行傳輸。在兩個設(shè)備之間實現(xiàn)并行通信的接口就是并行接口，并行接口中的每條數(shù)據(jù)線的長度必須相同。 用途 主要用于實現(xiàn)CPU與并行外設(shè)之間的近距離通信,并行接口可分為硬線連接的簡單并行接口和可編程接口。 當外設(shè)在與CPU交換數(shù)據(jù)之前就處于準備好了的情況下，CPU與外設(shè)之間的并行數(shù)據(jù)傳送并不需要信號線來進行同步。CPU可以通過I/O接口隨

2、時讀取外設(shè)的信息或向它們發(fā)出控制信號。這時的接口稱為簡單并行接口，或稱無條件傳送方式接口。,（二）簡單并行接口,1.行輸入,（1）穩(wěn)定量的輸入 在輸入量穩(wěn)定的情況下可以采用三態(tài)門直接讀取。地址線經(jīng)過I/O譯碼，產(chǎn)生片選信號，執(zhí)行IN指令產(chǎn)生RD讀信號，即可將輸入設(shè)備的信息通過三態(tài)門送到數(shù)據(jù)總線。 （2）變化量的輸入 如果輸入的量是不斷變化的，一般要對輸出數(shù)據(jù)進行鎖存，可以在輸入的三態(tài)門前加一級鎖存器將輸入的數(shù)據(jù)鎖存，再由CPU用IN指令讀取數(shù)據(jù)即可，以防數(shù)據(jù)丟失。對于變化量的輸入，還可以用掃描的辦法來讀取。這種辦法對于陣列式的多個開關(guān)量的輸入尤為適合。,2行輸出,由于微處理器的信息出現(xiàn)在總線上

3、的時間很短，因此輸出接口中要有數(shù)據(jù)鎖存能力，將輸出的數(shù)據(jù)保持足夠長的時間，以便輸出設(shè)備能夠得到正確的數(shù)據(jù)。另外，當微機用于設(shè)備控制時，一般控制量需要保持一段時間直至下次給出新的控制量為止，在這種情況下，輸出量也需要鎖存。,3雙向輸入/輸出接口,當I/O設(shè)備與CPU之間需要利用數(shù)據(jù)總線進行雙向傳送信息時，應(yīng)該考慮I/O設(shè)備是信息的發(fā)送點，同時又是外設(shè)接收信息的接收點。實際中，常用雙向緩沖器，使電路更簡單。并行接口一般要對輸出數(shù)據(jù)進行鎖存，其原因是外設(shè)速度常低于主機速度，以防數(shù)據(jù)丟失。,Intel 8212：是8位通用并行輸入輸出接口芯片， 作為CPU與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)的接口芯片。 功能 鎖存功能

4、 三態(tài)輸出緩沖功能 總線驅(qū)動功能和多路轉(zhuǎn)換功能 向CPU發(fā)出中斷請求信號,（三）簡單并行接口芯片8212,18212芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu),8212的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主體是由8個D觸發(fā)器組成的數(shù)據(jù)鎖存器。,28212芯片的應(yīng)用,8212芯片作為并行輸入接口使用時，輸入數(shù)據(jù)線DI0DI7與外設(shè)相連，輸出數(shù)據(jù)線DO0DO7與CPU的總線相接，MD接地。,8212構(gòu)成并行輸入接口 8212構(gòu)成并行輸出接口,8255A是Intel公司生產(chǎn)的一種適用于多種微處理器可編程的8位通用并行輸入/輸出接口芯片。,二、可編程并行接口芯片8255A,（一）8255A的結(jié)構(gòu)框圖,8255A的結(jié)構(gòu)簡介,1、輸入/輸出接口電路 825

5、5A共有三個8位的數(shù)據(jù)端口（A口、B口、C口），另外，內(nèi)部還有一個控制字寄存器，共四個端口。其中A口、B口各有一個8位輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器，C口有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器、一個輸入緩沖器（無鎖存）。實際應(yīng)用中，一般用A口、B口做數(shù)據(jù)口，用C口做控制口。,2、總線接口電路,總線接口電路包括：數(shù)據(jù)總線緩沖器和讀/寫控制邏輯。 （1）數(shù)據(jù)總線緩沖器：它是一個8位、雙向、三態(tài)的 數(shù)據(jù)總線緩沖器。 （2）讀寫控制邏輯電路：有6根線，接收由CPU送來 的 控制信號。 6根線分別為 ：片選信號 ：寫選通 ：讀選通 A0，A1：端口選擇信號 Reset：復位線,3、內(nèi)部控制邏輯電路,包

6、括A組和B組控制，在它的內(nèi)部有一個控制字寄存器，用來接收從CPU送來的控制字。 控制字共8位，D7D3位在A組控制內(nèi)，控制端口A和端口C的高4位的工作方式；D2D0位在B組控制中，控制端口B和端口C低4位的工作方式。它還可以接收來自CPU的命令字對C口的某位實現(xiàn)按位置位/復位。,4、 8255A的引腳說明,8255A是40根引腳，雙列直插式芯片。 這些引腳可分成與外部設(shè)備連接的引腳和與CPU連接的引腳。,8255A的有方式選擇控制字和對C端口的任一位置位復位控制字。在對8255A編程時，這兩類控制字都要寫入控制字寄存器。 1、 8255A工作方式控制字 2、8255A工作方式 （1）方式0：一

7、種基本的輸入/輸出方式，這種方式 可實現(xiàn)CPU與I/O接口間不需要應(yīng)答信號的簡單的無條件 的數(shù)據(jù)傳送。 （2）方式1：一種選通輸入/輸出方式，可以用來實現(xiàn)CPU 與外設(shè)間的查詢傳送或中斷傳送。 （3）方式2 ：只對A口的一種雙向選通輸入/輸出方式。,（二）8255A的控制字,3、8255A端口C的置位復位控制字,舉例： 設(shè)某8255A的4個端口地址為60H63H，PC5通常為低電平，編寫從8255A的C口PC5輸出一個脈沖信號的程序。 解答： 可以先將PC5由0置1，輸出一個高電平，再將PC5清0，輸出一個低電平。就能實現(xiàn)從PC5輸出一個脈沖信號。 思考：程序？,4、 兩個控制字的差別,工作方

8、式控制字是對8255A的三個端口的工作方式及功能進行分配，應(yīng)放在程序的開始部分，對8255A進行初始化時。 按位置位/復位控制字只對8255AC口的輸出進行控制，而且只是使C口的某一位輸出高或低電平，使用時，可放在初始化程序以后的任何地方。 5、 8255A是可編程通用接口芯片，在具體使用前必須對它進行初始化編程，即將工作方式控制字送入控制寄存器。,三、并行接口芯片8255A應(yīng)用舉例,（一）PC機系統(tǒng)板上的8255A 在PCXT機中用一片8255A來做三項工作： 管理鍵盤 控制揚聲器 輸入系統(tǒng)配置開關(guān)的狀態(tài) 在PC/XT機系統(tǒng)的主機板上，用了一片8255A芯片充當并行接口。,1、端口的工作方式

9、控制字,端口A、B、C和控制端口的地址分別是60H、61H、62H和63H。 2、系統(tǒng)配置開關(guān)DIP 系統(tǒng)配置開關(guān)DIP是PC/XT的主機板上的一個8位雙列直插式（DIP）開關(guān)，一者，設(shè)置其開關(guān)狀態(tài)可以設(shè)置系統(tǒng)配置； 再者，系統(tǒng)加電時，CPU運行ROM BIOS程序?qū)ο到y(tǒng)配置進行讀取，以測試相關(guān)部件狀態(tài)正常與否并把測得的DIP狀態(tài)存入工作單元，供其他軟件運行時使用。,利用8255A作為輸出設(shè)備打印機的接口。目前打印機一般采用并行接口Centronics標準，其傳輸距離只有1.5m。連線與主機相連一側(cè)是25針的D型插座，連打印機一側(cè)是36芯的AMP CHAPM36雙排插座。 1、打印機接口信號

10、選通脈沖 選擇輸入 自動走紙 打印機初始化 應(yīng)答信號 忙信號BUSY 缺紙信號PE 聯(lián)機/脫機狀態(tài)選擇信號 出錯信號 接地信號GND,（二）PC/XT機中的并行打印機接口電路,2、打印機接口電路,下圖（a）所示為其連接方法之一。只要能把各個信號線連通，運行正常即可。 打印機傳送數(shù)據(jù)時序如下圖（b）。,（b）,3、 打印機驅(qū)動程序,管理打印機的程序稱為打印機驅(qū)動程序。 （1）地址設(shè)定 （2）主程序 思考：給出在打印機上打印字符串“This is the Test” 的程序清單？,1、矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu) 對于大多數(shù)的鍵盤，按鍵被排成行和列的矩陣。下面以機械式開關(guān)構(gòu)成的16個鍵的鍵盤為例，來討論鍵盤接口的工作原理，這種原理對采用其它類型的開關(guān)的鍵盤也是適用的。 2、鍵盤的工作原理,（三）PC/XT機中的微機與鍵盤的接口,3、 鍵盤掃描,檢測矩陣中是否有鍵壓下，即鍵盤掃描。 鍵盤掃描有兩種方法： （1） 行反轉(zhuǎn)法 （2） 行掃描法 4、程序?qū)崿F(xiàn) 第一步判斷是否有鍵被按下 第二步判斷哪一個鍵被按下了,8255A與32位CPU連接，可實現(xiàn)獨立并行輸入/輸出