并行接口与串行接口

1、第9章 并行接口与串行接口9.1并行接口概述9.2可编程并行接口8255A9.3 串行通信的基本概念9.4 可编程串行接口8251A19.1并行接口概述9.1.1 并行接口的特点9.1.2 并行接口的类型返 回29.1.1 并行接口的特点1 并行接口是在多根数据线上以数据字节或字为单位与I/O设备或被控对象传输数据。 2 并行接口适用于近距离数据传输。一次同时传送多位数据，传送速度快。 3在并行接口中，8位或16位是同时传输的。4并行传送的信息不要求固定的格式，这与串行传送的信息有固定格式的要求不同。 返 回39.1.2 并行接口的类型1.从并行接口数据传送的方向看，可分为两种,一是单向传送（

2、只作为输入口或只作为输出口）,另一种是双向传送（既可作为输入口，也可作为输出口）2.从并行接口的电路结构看，并行接口可分为硬接线接口和可编程接口。 3.可编程接口可以用软件编程序的方法改变接口的工作方式及功能，具有广泛的适应性和很高的灵活性。返 回49.2可编程并行接口8255A9.2.1 8255A内部结构及引脚功能9.2.2 8255A的编程9.2.3 8255A的工作方式9.2.4 8255A的应用举例返 回59.2.1 8255A内部结构及引脚功能8255A内部结构8255A引脚功能6WRRESETPA7PA4PB7PB6PB5PB4D0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB3图9-1

3、 8255A的内部结构及外部引脚图RDA1A0PC7PC6PC5PC4PA3PA2PA1PA0CSA组A口（8位）B组B口（8位）A组C口(高4位)B组C口(低4位)数据A组控制缓冲器读/写控制逻辑B组控制CSA1RDWRPC3PC0PA7PA0PC7PC4PB7PB0 总线A0D7D0RESET123456781718192091011121314151628272625242322213635343332313029403938378255AGNDPC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA5PA68255A内部结构返 回7PC端口60H61H62H60H61H62H63H63H0000

4、000100A001001011A100100111000111110111000011操 作读A口数据读B口数据读C口数据写A口数据写B口数据写C口数据写控制字寄存器总线悬浮（三态）总线悬浮控制口不能读表9-1 8255A基本操作与端口地址WRRDCS8255A的引脚功能返 回89.2.2 8255A的编程1. 方式控制字2. 端口C置位/ 复位控制字91. 方式控制字例9-1 要把A口指定为方式1，输入，C口上半部定为输出；B口指定为方式0，输出，C口下半部指定为输入，则工作方式命令代码是10110001B或B1H。设8255A控制字寄存器端口地址为303H。初始化的程序段为： MOV D

5、X,303H ；8255A命令口地址MOV AL,0B1H ；初始化命令OUT DX,AL ；送到命令口1 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 0 方式00 1 方式11 方式2C口下半部1 输入0 输出B口选择1 输入0 输出B组方式0 方式01 方式1C口上半部1 输入0 输出特征位A组方式A口选择1 输入0 输出图9-2 8255A方式控制字格式返 回102. 端口C置位/ 复位控制字例9-2 若要把C口的PC2引脚置成高电平输出，则命令字应该为00000101B或05H。程序段为 MOV DX，303H ；8255A命令口地址 MOV AL，05H ；使PC21的控制字 OUT

6、 DX，AL ；送到命令口特征位图9-3 端口C置位/复位控制字格式位控0 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 置位（高电平）0 复位（低电平）无关位 可设为 0 0 0 C口的位选择D3 D2 D1 选择0 0 0 PC00 0 1 PC10 1 0 PC20 1 1 PC31 0 0 PC41 0 1 PC51 1 0 PC61 1 1 PC7返 回119.2.3 8255A的工作方式方式0方式1方式2 121工作方式0方式0又称为基本输入/输出方式。（1）A口、C口的高4位、B口以及C口的低4位可分别定义为输入或输出，各端口互相独立，故共有16种不同的组合。 （2）定义为输出的口

7、均有锁存数据的能力，而定义为输入的口则无锁存能力。（3）在方式0下，C口有按位进行置位和复位的能力。返 回132工作方式1一种选通的输入/输出工作方式。（1） 三个端口分为两组，即A组和B组。（2） A组包括8位数据端口A和PC7PC3五位控制/状态端口，B组为8位数据端口B和PC2PC0三位状态控制端口。（3）每一个8位数据端口均可设置为输入/输出方式，且两种工作方式均可锁存。（4）控制/状态口除了指示两组数据口的状态及选通信号外，还可用做I/O口，如PC6和PC7，用位控方式传送。 14（1）方式1下A口、B口均为输出方式1输出方式1输出接口A方式1输出接口BI/O 8259 & &PB7

8、PB0PA7PA02 PC6 PC7 PC3 PC4,5PC1PC2PC0图9-4 方式1下A、B口为输出的选通信号定义WRWRINTRA INTRB INTEAINTEBOBFAACKA OBFB ACKB15（2）方式1下A口、B口均为输入方式1输入接口A方式1输入接口B I/O&PB7PB0PA7PA02PC5PC4PC3PC6、7 PC2 PC1 PC0图9-5 方式1下A、B口均为输入时的信号定义 RD RD INTRA INTRB INTEA INTEB STBA STBB88返 回163工作方式2（1）工作方式2只适用于A口，B口仍按方式0或方式1工作。（2） A口可工作于双向方

9、式，C口的PC7PC3位作为A口的控制/状态信号端口，PC2PC0用于B组。 （3）A口的输入/输出均有锁存功能。在方式2工作状态下，A口既可工作于查询方式，又可工作于中断方式。 I/O1 WR RD & & PC7 PC6 PC3 PC4 PC5 PC203 8 INTE1 INTE2 IBFA INTRA图9-6 方式2下的信号定义 OBFA ACKA STBAPA7PA0返 回179.2.4 8255A的应用举例例9-3例9-418例9-3应用8255A方式0连接打印机；初始化8255A，使A口处于方式0、输出，C口高4位输入、低4位输出 MOV AL，10001000B OUT 63H

10、，AL MOV AL，00000011B OUT 63H，AL WAIT： IN AL，62H AND AL，00100000B JNZ WAIT MOV AL，CL OUT 60H，AL MOV AL，00000010B OUT 63H，AL CALL DELAY MOV AL，00000011B OUT 63H，AL 8255A 打印机 PA7PA0PC1PC5 DATA0 DATA7 STROBE BUSY图9-7 方式0的打印机接口返 回19例9-4应用8255A工作在方式0和方式1进行双机并行通信。；发送方的发送程序 MOV AL，10100000B OUT 63H，AL MOV A

11、L，0DH OUT 63H，ALTEST1: IN AL，DX AND AL，40H JNZ TEST1 MOV AL，CL OUT 60H，AL；接收方的接收程序 MOV AL，10011000B OUT 63H，AL MOV AL，01H OUT 63H，ALRECEIVE：IN AL，62H TEST AL，10H JNZ RECEIVE IN AL，60H MOV CL，AL MOV AL，00H OUT 63H，AL CALL DELAY INC AL OUT 63H，AL PA07 PA07 PC7PC7PC0 PC6PC46PC13PB07 PC05 PB07 PC38255A8

12、255A 0方式 1方式乙（接收）CPU 甲（发送）CPU未用OBFACK图9-8 两种方式的并行传送接口电路框图返 回209.3 串行通信的基本概念9.3.1 串行数据传送方式9.3.2 波特率和发送/接收时钟9.3.3 串行通信的基本方式9.3.4 信号调制与解调9.3.5 串行接口的任务返 回219.3.1 串行数据传送方式1全双工2半双工 返 回22 1全双工当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工（Full Duplex）制。 发送器 发送器 接收器 接收器 B站 A站图9-9 全双工方式示意图返 回23

13、2半双工若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工（Half Duplex）制。 A站 B站 发送器 发送器 接收器 接收器图9-10 半双工方式示意图返 回249.3.2 波特率和发送/接收时钟1波特率2发送/接收时钟 返 回25并行通信中，传输速度以每秒传输的字节（B/s）表示 。在串行通信中，传输速率用波特率来表示。所谓波特率，是指单位时间内传送二进制数据的位数，单位为位/秒（b/s）。 每秒钟所传输的字符数（字符速率）和波特率是两种概念 1波特率返 回262发送/接收时钟发送端使用的用于决定数据位宽度的时钟称为

14、发送时钟。接收端使用的用于测定每一位输入数据位宽度的时钟称为接收时钟。接收/ 发送时钟频率n波特率（n1，16，32，64）返 回279.3.3 串行通信的基本方式1异步通信2同步通信 返 回281异步通信 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1 0 0/1 起 始 位奇偶校验位 （可有可无） 58位数据位（先送最低位）LSBMSB 空 闲 位停止位（1，11/2 或2位） 第n个字符（812位） 第n1 个字符图9-11 异步串行通信格式返 回292同步通信同步通信的特点是不仅字符内部保持“同步”，而且字符与字符之间也是同步的。在这种通信方式下，收/发双方必须建立准确

15、的位定时信号，也就是收/发时钟的频率必须严格地一致。同步通信在数据格式上也与异步通信不同，每个字符不增加任何附加位，而是连续发送。返 回309.3.4 信号调制与解调MODEM与计算机连接的方式分成内接式和外接式。MODEM的调制方式有3种：振幅调制（ASK）：以两种振幅的大小来区别数字信号“0”与“1”；频率调制（FSK）：利用两个固定的频率来分别代表数字信号“0”与“1”；相位调制（PSK）：利用相位的差异来区别信号，当相位差180时代表位值的变化。返 回319.3.5 串行接口的任务1进行串并转换2实现串行数据格式化 3可靠性检验 4实施接口与通信设备之间的联络控制 返 回329.4 可

16、编程串行接口8251A9.4.1 8251A的基本性能9.4.2 8251A内部结构及引脚功能9.4.3 8251A的控制字和状态字9.4.4 8251A的初始化编程9.4.5 8251A应用举例返 回339.4.1 8251A的基本性能1通过初始化编程，可以工作在同步通信或异步通信方式。 2同步方式时，可设定为内同步或外同步两种做法，同步字符允许采用单同步字符和双同步字符，由用户选定。 3异步方式时，数据位仍可在58位范围内选用，用1位作为奇偶校验位或不设置奇偶位。48251A具有奇偶校验、帧校验和溢出校验三种字符数据的校验方式，校验位的插入、检查和出错标志的建立均由芯片自动完成。58251

17、A能与MODEM直接相连，接收和发送的数据均可存放在各自的缓冲器中，以便实现全双工通信。 返 回349.4.2 8251A内部结构及引脚功能8251A内部结构8251A引脚功能返 回3518251A内部结构 RESET状态缓冲器发送数据/命令缓冲器接收数据缓冲器外部数据总线内部数据总线读/写控制逻辑调制控制发送器（PS）发送（控制）接收（控制）接收器（SP）CLK C/D RD CS WR TxD TxRDY TxE TxC DTR DSR RTS CTS RxC RxC RxRDY SYN DET00001CSC/DRDWR010100111100功能CPU从8251A读数据CPU从8251

18、A读状态CPU写数据到8251ACPU写命令到8251AUSART总线浮空（无操作）表9-2 8251A读/写操作返 回3628251A的引脚功能56789101112123428272625242322212019181714131615 C/D RD WRCS TxCD4D7D6D5GNDRxDD3D2RxRDYD1D0Vcc(+5V) RxC DTR RTS DSRCTS RESETCLKTxDTxESYN DETTxRDY8251A返 回379.4.3 8251A的控制字和状态字1方式控制字2. 操作控制字3状态字 返 回381方式控制字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0S

19、2 S1 EP PEN L2 L 1 B2 B1同步方式及同步字符个数0：内同步1：外同步0：2个同步字符1：1个同步字符停止位位数00：不确定01：1位10：1.5位11：2位字符长度00：5位01：6位10：7位11：8位奇偶校验0：无校验01：奇校验11：偶校验工作方式及波特率因子00：同步方式01：异步110：异步1611：异步64Y（同步）N（异步）D1D0=00?图9-13 8251A方式控制字格式返 回392. 操作控制字发送允许1，允许发送0，屏蔽发送 数据终端准备好 1。迫使DTR低电平 0，正常工作接收允许1，允许接收0，屏蔽接收 发中止字符 1。迫使TxD为低电平 0，正

20、常工作D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0EH IR RTS ER SBRK RxE DTR TxEN搜索同步字符1，启动搜索同步字符0，不搜索同步字符 内部复位 1。内部软复位以便 重置方式控制字 0，正常工作请求发送1使 RST低电平0，正常工作清除错误标志1使状态寄存器中的 PE、OE、FE清零0，正常工作图9-14 操作控制字格式返 回403状态字图9-15 状态字格式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0DSR SYNDET FE OE PE TxE RxRDY TxRDY数传机就绪 同步检出 格式错 溢出错 奇偶错 发送器空 接收准备好 发送准备好 41例9-5，

21、例9-6 例9-5 串行通信时，在发送程序中，需查状态字的D0位是否置1，即查TxRDY1？其程序段为：L： MOV DX，309H IN AL，DX AND AL，01H JZ L例9-6 串行通信时，在接收程序中，需查状态字的D1位是否置1，即查RxRDY1？其程序段为：L1：MOV DX，309H IN AL，DX AND AL，02H JZ L1返 回429.4.4 8251A的初始化编程例9-7例9-8例9-9 RESET 写方式控制字 异步方式？输入第一个同步字符 单同步？ 输入第二个同步字符 写操作命令字 RESET？ 串行传送数据 完成？ N N NNY Y Y Y返 回43例

22、9-7编写一段通过8251A采用查询方式接收数据的程序。将8251A定义为异步传送方式，波特率因子为64，采用偶校验，1位停止位，7位数据位。设8251A数据口地址为04A0H，控制口地址为04A2H。 MOV DX，04A2H MOV AL，7BH ；写方式控制字 OUT DX，AL MOV AL，14H ；写操作控制字 OUT DX，ALWAIT： IN AL，DX ；读入状态字 AND AL，02H JZ WAIT ；检查RxRDY是否为1 MOV DX，04A0H IN AL，DX ；输入数据返 回44例9-8编写使8251A发送数据的程序。将8251A定义为异步传送方式，波特率因子为

23、64。采用偶校验，1位停止位，7位数据位。8251A与外设有握手信号，采用查询方式发送数据。设8251A数据口地址为04A0H，控制口地址为04A2H。 MOV DX，04A2H MOV AL，7BH ；写方式控制字 OUT DX，AL MOV AL，31H ；写操作控制字 OUT DX，ALWAIT：IN AL，DX ；读入状态字 AND AL，01H ；检查TxRDY是否为1 JZ WAIT MOV DX，04A0H MOV AL，36H ；输出的数据送AL OUT DX,，AL 返 回45例9-9编写接收数据的初始化程序。要求8251A采用同步传送方式，2个同步字符，内同步，偶校验，7位

24、数据位和同步字符为16H。设8251A数据口地址为04A0H，控制口地址为04A2H。 MOV DX，04A2H ；控制口地址送DX MOV AL，38H ；写方式控制字 MOV DX，AL MOV AL，16H ；同步字符送AL OUT DX，AL OUT DX，AL ；输入两个同步字符 MOV AL，96H ；写操作控制字 OUT DX，AL 返 回469.4.5 8251A应用举例例9-10 以两台微机之间进行双机串行通信的硬件连接和软件编程来说明8251A的实际应用。在A、B两台微机之间进行串行通信，A机发送，B机接收。要求把A机上开发的应用程序（其长度为2DH）传送到B机中去。采用异

25、步方式，字符长度为8位，2个停止位，波特率因子为64，无校验，波特率为4800。CPU与8251A之间采用查询方式交换数据。端口地址分配是:命令/状态口为309H，数据口为308H。471分析由于是近距离传输，可以不用MODEM而直接互连。同时采用查询方式，故收/发程序中只需检查发/收准备好的状态位是否置位，在准备好时就发送或接收一个字节。482设计（1）硬件连接（2）软件编程乙机CPU甲机CPU8251A8251A TxD TxD RxD RxD SG SGEIA/TTL变换EIA/TTL变换波特率发生器波特率发生器图9-17 双机串行通信接口 TxC TxC RxC RxC49 发送部分CSEG SEGMENT ASSUME CS：CSEG，DS：DSEGTRA PROC FARSTART： MOV DX，309H ；控制口 MOV AL，0