《计算机通信接口技术》第三章课件

计算机通信

接口技术

于英民等编著

第三章并行接口第一节握手联络线第二节并行接口集成第三节可编程并行接口82C55第四节打印机接口第五节PC机IEEE1284并行接口第六节GPIB接口并行接口可以按两个方面的特点来分类（1）按接口实现并行传送信息的位（bit）数来分，或者说按数据通道的宽度来分。（2）按在数据线上传送信息所用的握手联络(Handshake)线(也称应答线)的多少来分。一、无握手联络线

有些简单的外设，如继电器、指示灯及发光二极管，它

们的工作状态变化极缓慢，它们仅需要供给一个固定的电

压。对这类外设，用第一章讨论的输出端口，直接执行

I/O读/写操作指令，即可正确地传送数。据如下图示出无

握手联络输出接口电路，称它为无握手并行输出。给出简单输入设备的例子——一组开关它可以产生8位编码，用第1章讨论的输入端口，执行输入指令，可以将编码传给CPU。下图的接口称无握手联络输人接口。无握手联络并行接口也可称零线握手联络井行接口。二、一条握手联络线

无握手联络井行传送是特殊情况。为了提高传送速度和可靠性，一般需要除数据线以外的握手联络线。单线握手联络并行输出接口如下图所示。CPU与外设交换的数据一般是连续变化的，不是固定的。

单线握手联络并行输入接口：二线握手联络控制数据字节的传送是一对一的，即一个接口和一个外设间的数据字节传送。再增加一条握手联络线。变成三线握手联络，可以解决一个接口同时和多个外设之间的握手联络控制数据字节的传送。二、单线握手联络并行接口

以下先简介74LS123的逻辑功能。下图给出单稳态74LS123的逻辑功能图和逻辑功能表。从图表中可看出74LS123可以正沿触发也可以负沿触发。

由74LS374和74LS123连接构成的单线握手输出并口如图a所示。用74LS374和74LS123连接构成的单线握手输人并口如图b所示。三、可编程（通用）并行接口随着大规模集成电路的发展，生产微处理器的厂家生产了多种和自己微处理器配套的通用接口芯片。所谓通用主要是由于它的可编程特性，可通过程序没置使它做不同的使用。这些并行接口芯片的基本功能如下:

（1）包括两个或两个以上的具有锁存器或缓冲器的数据端口;

（2）每个数据端口都有两个控制传送的握手联络信号;

（3）每个端口都具有可采用中断方式和CPU交换数据的能力;

（4）可以用程序选择所用的数据端口，选择端口的数据方向（输人或输出），选择是否采用中断等等、、程序选择的方式是向片中的控制寄存器写入控制命令。

第三节可编程并行接口82C55

一、82C55概述

1、三端口(标识为A,B与C)

编程时分为两组，每组12条引脚。A组连线包括端口

A(PA7—PA0)与端口C的高半部分（PC7—PC4），

B组连线包括端口B(PB7—PBO)与端口C的低半部分

（PC3—PC0）。

2、选中逻辑：CS和A0，A1。如下图：

如下图中给出的82C55与ISA总线连接，图中除了CS引脚外，82C55的所有其他引脚均直接与ISA总线相连接。82C55控制寄存器控制字节三、82C55方式0操作

方式0操作使82C55或作为输人缓冲器，或作为输出锁存器，都是无握手联络操作，与本书第1章讨论的基本输入/输出接口是相同的。方式0工作例如下图及相关例程：A口方式0输出，B口方式0输入的初始化程序段

MOVAL,10000010B

MOVDX,34FH;控制寄存器地址

OUTDX,AL;编程82C55

1、方式1输入的操作信号和时序说明

STB选通信号，将数据写人端IJ锁存器，等待微处理器用IN指令读取端口；IBF输入锁存器满信号，指示输入锁存器已装入数据；

INTR中断请求信号，用来申请一次中断，INTR引脚在STB输入信号回到逻辑1时变为有效(逻辑1)，在微处理器读取端口时被清0。INTE中断允许位，既不是输入也不是输出，而是通过端口PC4(对端口A)或PC2(对端口B)编程的允许或禁止INTR的内部位;PC7,PC6端口C引脚7与6，可做为通用的I/O引脚。选通信-STB有效时，从端口引脚上捕获数据，锁存入端口，数据捕获是在1到0的跳变时进行的。-STB信号不仅使端口捕获数据，还激活IBF与INTR（中断请求）信号。一旦微处理器通过IBF与INTR检侧到数据已输入到端口，它就执行一条IN指令读取端(RD)。一次读端口操作将把IBF与INTR恢复到无效状态，直到下一个数据选通进入端口。2、方式1输入C端口的状态说明关于方式1输人C端口的应用，将用表的形式汇总于后面总结图中暂不讨论。此外，程序设计人员可根据它读取C端口的内容，测试、检查外部设备或端口的状态，以改变程序的流向。需要强调，PC2和PC4是复用的，它接受外设送来的选通脉冲，将数据锁存于端口寄存器中但是读C端口，获取的却是INTE触发器的状态。此外INTE触发器的置位与复位，又是通过控制寄存器对此C端口线的置位与复位操作达到的。如.置位PC4，INTE得到置位。五、82C55方式

下图给出82C55方式1输出的内部结构与时序，这是一种握手输出时序。方式1输出的操作信号和时序说明

OBF输出锁存满，是个输出信号，它在数据输出(OUT)到端口A或端口B锁存器时变为低电平，在外部设备返回ACK脉冲时被置1。

ACK响应信号，是来自外部设备的响应信号，指示它已接收到82C55端口送来的数据使OBF引脚回到逻辑1INTER中断请求信号，在外部设备接收到数据时中断微处理器(ACK脉冲后)，该信号受限于内部INTE位(中断允许)。

INTE:中断允许位，既非输入信号也非输出信号，而是编程为允许禁止INTR引脚的内部位。

3、方式1输出应用

打印机接口可1做为82C55方式1输出应用的例子。下图示出了82C55与打印机的握手输出连接（方式1)。六、82C55方式2操作82C55方式2只适用于A组，端口A作为双向数据端口，允许在相同的8条数据线上发送和接收数据。双向总线操作在连接外设进行双向通信时很有用处。下图给出了方式2双向操作的内部结构和时序图。方式2信号说明

INTR中断请求，是个输出信号，用于输入和输出时中断微处理器

OBF输出锁存缓冲器满，是个输出信号，指示输出锁存缓冲器已装人数据。

ACK响应输入信号，使A口三态输出锁存缓冲器使能，从而数据能输出在端门A上。若ACK为逻辑1，端口A输出锁存缓冲器则处于高阻状态。

STB选通输入信号，把来自双向端CI总线的外部数据写人端C7A的输人锁存器IBF输入锁存器满，是翰出信号，指示输入锁存器已装人数据。INTE中断允许位，是内部位(TNTE1与INTE2)，用来允许INTR。七、82C55方式总结第四节打印机接口打印机接口

PC机的并口，又称打印机接口，到目前为止，经过了三个发展阶段：（1）Centronics接[];(2)IBMPC打印机接口；(3)IEEE1284接口。1、Centronics并行接口协议：这个协议规定了36脚簧片式插头座为打印机标准插头座和其36脚的信号。其中有8条数据线，3条握手联络线和一些特殊控制信号。3标准打印机接口插座及信号规定2、IBMPC打印机接口

IBMPC打印机接口是Centronics标准应用的一个例子

打印机接口连接线定义表：打印机接口卡原理框图：打印机接口是PC机的标准配置，任何PC机至少配有一个打印机接口，最多可有3个打印机接口。PC打印机接口已经规范化，PC机的系统软件支待3个打印机接口，每个打印接口的基本口地址为：PC机打印接口信号分配表PC机打印接口信号分配表控制字和状态字格式

3、IBMPC打印机接口编程和系统子程序调用

IBMPC机打印接口编程有直接编程和调用系统功能子程序的两种方法直接编程方法和单片机打印接口编程相同一直接编程又分中断和查询两种方法。单片机打印接口使用了中断编程，在这里用查询编程。以下是AL中的字符送打印机打印的程序例子：

PC机系统软件DOS和BIOS为用户准备有打印机驱动子程序可调用。BIOS提供的打印机驱动程序用INTI7H调用。INT17H有3个功能，分别以AH=0,12,选择之。

(1)AH=0,送一宇符到指定的并行打印机接口。字符在AL中。打印机号在DX中(0、1l或2分别代表LPT1,LPI2或LPT3),同时返回打印口状态于AH中。AH各位为“1”的状态如下：

b7——打印机准备好;b6——对最后一字符的确认;b5——无纸;b4——选择打印机;b3——I/O错;b2、b1未用;

(2)AH=1，初始化指定打印机接口。打印机号在DX中并返回状态于AH中，状态含义同上。

(3)AH=2，取打印机状态。由DX指定们印机口号，返回指定打印机口的当前状态在AH中，状态含义同上。以下是向打印机传送一串数据的程序，数据存在缓冲区中，缓冲区的指针为BX寄存器

第五节PC机IEEE1284并行接口经美国电气和电了丁程师协会IEEE研究讨论，于1994年3月公布“个人计算机并行双向外设接日的标准信号方式”的标准。这是当前PC机机并行口即原打印口所遵循的标准。该标准的特点如下（1）在硬件上和原打印口标准兼容，即原}打印口的连结插件标准、信号线引脚序号以及打印口逻辑地址都保留;(2)改原单向传输为双向传输;(3)能以比原速率高得多的效率和外设交换数据并能在数据传输前与外设进行工作模式协商对话该标准定义5种工作模式:兼容模式半字节模式字节信号ECP模式EPP模式一、半字节模式及模式协商过程简介半字节模式是1284并行口都必须具备的模式，在硬件上和原IBM打印机接口几乎无区别，它用原4条状态线Error、select、PE和Busy反向传数据，一个字节分两次传输。下图示出一个模式协商的例子，井反向传5EH字节具。各阶段的含义如下：（a）主机将请求字节10H放置在数据总线上。表示主机请求按ECP模式传送数据;（b）主机置nselect为高，置nAutoFd为低，表示开始对话;（c）打印机置nAck为低并置nError,PE,select为高，表示是1284打印机：（d）书机置nStrobe为低，利用下跳沿将请求字节打人打印机锁存器内，再将nStrobe、nAutoFd置高表示己识别到是1284打印机；（e）打印机置PE为低以响应主机，保持nErrorr为高表示无数据向主机传送；由于打印机无ecp传输模式.则又置Select为低;（f）开始另一次对话，主机将请求字节04H放置在数据总线上，表示主机请求以半宇节模式传送数据g、h、i、j步骤见课本；二、ECP模式1、接口信号2、ECP模式中的寄存器结构和使用

ECP编程所用寄存器：(1)ECR扩展控制寄存器ECPECR格式(2)PSTAT状态寄存器ECPPSTAT格式（3）PCON控制寄存器ECPPCON寄存器的格式(4)ECPDFIFO(ECP模式数据寄存器)寄存器ECP数据的FIFO格式(5)ECPAFIFO寄存器(6)SDFIFO寄存器(7)TFIFO寄存器(8)ECPCFGAECP配置寄存器A和ECPCFGBECP配置寄存器B.三、IEEE1284的总结(3)PC机并口模式设置第六节GPIB接口

对编码格式、通信协议和通用命令等方面标准化的要求更加突出。GPIB最重要的特点，就是可使一个接口连接多到14个设备和它们进行通信(交换数据)。GBIP系统和一般接口系统结构对比GPIB标准采用24芯簧片插头座和Centronics插头座属同一类型。GPIB的24芯簧片式插头座是一种组合插头座。它既有插头又有插座。GPIB插头座引脚信号表一、GPIB系统描述下图是一个GPIB典型系统图。中的方块表示设备，方块右面的信号是接口总线，称GPIB接口总线。GPIB接G总线共16条，分三组:（1）数据总线（2）数据字节传送控制线（3）接口管理线上图有4个设备接到GPIR总线上。没备A（计算机)有讲、听、控三种属性作为控者，它可以通过寻址指定连到总线上具有讲者属性的设备成为作用的讲者和具有听者属性的设备成为作用的听者，包括指定它自己。作用的讲者能通过总线向其他设备发送数据。作用的听者能从总线上接受作用的讲者所发送的数据。设备B既是讲者又是听者，它能被控者寻址为作用的讲者或作用的听者。作用的讲者控制