并行与串行芯片

并行与串行芯片第1页，课件共52页，创作于2023年2月9.1并行接口概述9.1.1并行接口的特点9.1.2并行接口的类型第2页，课件共52页，创作于2023年2月9.1.1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。

第3页，课件共52页，创作于2023年2月9.1.2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（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。第4页，课件共52页，创作于2023年2月9.2可编程并行接口8255A9.2.18255A内部结构及引脚功能9.2.28255A的编程9.2.38255A的工作方式9.2.48255A的应用举例第5页，课件共52页，创作于2023年2月9.2.18255A内部结构及引脚功能8255A内部结构8255A引脚功能第6页，课件共52页，创作于2023年2月WRRESETPA7PA4PB7PB6PB5PB4D0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB3图9-18255A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CSA1RDWRPC3~PC0PA7~PA0PC7~PC4PB7~PB0总线A0D7~D0RESET123456781718192091011121314151628272625242322213635343332313029403938378255AGNDPC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA5PA68255A内部结构第7页，课件共52页，创作于2023年2月PC端口60H61H62H60H61H62H63H63H0000000100A00100101××1A10010011××10001111×101110000×11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9-18255A基本操作与端口地址WRRDCS8255A的引脚功能第8页，课件共52页，创作于2023年2月9.2.28255A的编程1.方式控制字2.端口C置位/复位控制字第9页，课件共52页，创作于2023年2月1.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：MOVDX,303H；8255A命令口地址 MOVAL,0B1H；初始化命令 OUTDX,AL；送到命令口1D6D5D4D3D2D1D0

00方式001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9-28255A方式控制字格式第10页，课件共52页，创作于2023年2月2.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

MOVDX，303H；8255A命令口地址

MOVAL，05H；使PC2＝1的控制字

OUTDX，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0D6D5D4D3D2D1D0

1置位（高电平）0复位（低电平）无关位×××可设为000

C口的位选择D3D2D1

选择000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7第11页，课件共52页，创作于2023年2月9.2.38255A的工作方式方式0方式1方式2

第12页，课件共52页，创作于2023年2月1．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。第13页，课件共52页，创作于2023年2月2．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PC7～PC3五位控制/状态端口，B组为8位数据端口B和PC2～PC0三位状态控制端口。（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。

第14页，课件共52页，创作于2023年2月（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/O8259&&PB7～PB0PA7～PA02PC6PC7PC3PC4,5PC1PC2PC0图9-4方式1下A、B口为输出的选通信号定义WRWRINTRAINTRBINTEAINTEBOBFAACKAOBFBACKB第15页，课件共52页，创作于2023年2月（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BI/O&&PB7～PB0PA7～PA02PC5PC4PC3PC6、7PC2PC1PC0图9-5方式1下A、B口均为输入时的信号定义RDRDINTRAINTRBINTEAINTEBSTBASTBB88第16页，课件共52页，创作于2023年2月3．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口可工作于双向方式，C口的PC7～PC3位作为A口的控制/状态信号端口，PC2～PC0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/O≥1WRRD&&PC7PC6PC3PC4PC5PC2~038INTE1INTE2IBFAINTRA图9-6方式2下的信号定义OBFAACKASTBAPA7～PA0第17页，课件共52页，创作于2023年2月9.2.48255A的应用举例例9-3例9-4第18页，课件共52页，创作于2023年2月例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MOVAL，10001000BOUT63H，ALMOVAL，00000011BOUT63H，ALWAIT：INAL，62HANDAL，00100000BJNZWAITMOVAL，CL

OUT60H，ALMOVAL，00000010BOUT63H，AL

CALLDELAY

MOVAL，00000011BOUT63H，AL

┋8255A打印机PA7～PA0PC1PC5DATA0~DATA7STROBEBUSY图9-7方式0的打印机接口第19页，课件共52页，创作于2023年2月例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MOVAL，10100000BOUT63H，ALMOVAL，0DHOUT63H，ALTEST1:

INAL，DXANDAL，40HJNZTEST1MOVAL，CLOUT60H，AL；接收方的接收程序MOVAL，10011000B OUT63H，ALMOVAL，01HOUT63H，ALRECEIVE：INAL，62HTESTAL，10HJNZRECEIVEINAL，60HMOVCL，ALMOVAL，00HOUT63H，ALCALLDELAYINCALOUT63H，AL

┇PA0~7PA0~7PC7PC7PC0PC6PC4~6PC1~3PB0~7PC0~5PB0~7PC38255A8255A0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第20页，课件共52页，创作于2023年2月9.3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串行接口的任务第21页，课件共52页，创作于2023年2月9.3.1串行数据传送方式1．全双工2．半双工

第22页，课件共52页，创作于2023年2月

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（FullDuplex）制。发送器发送器接收器接收器B站A站图9-9全双工方式示意图第23页，课件共52页，创作于2023年2月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（HalfDuplex）制。

A站B站发送器发送器接收器接收器图9-10半双工方式示意图第24页，课件共52页，创作于2023年2月9.3.2波特率和发送/接收时钟1．波特率2．发送/接收时钟

第25页，课件共52页，创作于2023年2月并行通信中，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．波特率第26页，课件共52页，创作于2023年2月2．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（n＝1，16，32，64）第27页，课件共52页，创作于2023年2月9.3.3串行通信的基本方式1．异步通信2．同步通信

第28页，课件共52页，创作于2023年2月1．异步通信00/10/10/1…

0/10/10/111100/1起始位奇偶校验位（可有可无）5～8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（8～12位）第n＋1个字符图9-11异步串行通信格式第29页，课件共52页，创作于2023年2月2．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。第30页，课件共52页，创作于2023年2月9.3.4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180º时代表位值的变化。第31页，课件共52页，创作于2023年2月9.3.5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

第32页，课件共52页，创作于2023年2月9.4可编程串行接口8251A9.4.18251A的基本性能9.4.28251A内部结构及引脚功能9.4.38251A的控制字和状态字9.4.48251A的初始化编程9.4.58251A应用举例第33页，课件共52页，创作于2023年2月9.4.18251A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5～8位范围内选用，用1位作为奇偶校验位或不设置奇偶位。4．8251A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。5．8251A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。

第34页，课件共52页，创作于2023年2月9.4.28251A内部结构及引脚功能8251A内部结构8251A引脚功能第35页，课件共52页，创作于2023年2月1．8251A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（P→S）发送（控制）接收（控制）接收器（S→P）CLKC/DRDCSWRTxDTxRDYTxETxCDTRDSRRTSCTSRxCRxCRxRDYSYNDET00001CSC/DRDWR0101×0011×1100×功能CPU从8251A读数据CPU从8251A读状态CPU写数据到8251ACPU写命令到8251AUSART总线浮空（无操作）表9-28251A读/写操作第36页，课件共52页，创作于2023年2月2．8251A的引脚功能56789101112123428272625242322212019181714131615C/DRDWRCSTxCD4D7D6D5GNDRxDD3D2RxRDYD1D0Vcc(+5V)RxCDTRRTSDSRCTSRESETCLKTxDTxESYNDETTxRDY8251A第37页，课件共52页，创作于2023年2月9.4.38251A的控制字和状态字1．方式控制字2.操作控制字3．状态字

第38页，课件共52页，创作于2023年2月1．方式控制字D7D6D5D4D3D2D1D0

S2S1EPPENL2L1B2B1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9-138251A方式控制字格式第39页，课件共52页，创作于2023年2月2.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，正常工作D7D6D5D4D3D2D1D0

EHIRRTSERSBRKRxEDTRTxEN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操作控制字格式第40页，课件共52页，创作于2023年2月3．状态字图9-15状态字格式D7D6D5D4D3D2D1D0

DSRSYNDETFEOEPETxERxRDYTxRDY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第41页，课件共52页，创作于2023年2月例9-5，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TxRDY＝1？其程序段为：L：MOVDX，309H

INAL，DXANDAL，01HJZL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RxRDY＝1？其程序段为：L1：MOVDX，309H

INAL，DXANDAL，02HJZL1第42页，课件共52页，创作于2023年2月9.4.48251A的初始化编程例9-7例9-8例9-9RESET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？NNNNYYYY第43页，课件共52页，创作于2023年2月例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。

MOVDX，04A2HMOVAL，7BH；写方式控制字

OUTDX，ALMOVAL，14H；写操作控制字

OUTDX，ALWAIT：INAL，DX；读入状态字

ANDAL，02HJZWAIT；检查RxRDY是否为1MOVDX，04A0HINAL，DX；输入数据第44页，课件共52页，创作于2023年2月例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。

MOVDX，04A2HMOVAL，7BH；写方式控制字

OUTDX，ALMOVAL，31H；写操作控制字

OUTDX，WAIT：INAL，DX；读入状态字

ANDAL，01H；检查TxRDY是否为1JZWAITMOVDX，04A0HMOVAL，36H；输出的数据送ALOUTDX,，AL┇第45页，课件共52页，创作于2023年2月例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。MOVDX，04A2H；控制口地址送DXMOVAL，38H；写方式控制字MOVDX，ALMOVAL，16H；同步字符送ALOUTDX，ALOUTDX，AL；输入两个同步字符MOVAL，96H；写操作控制字OUTDX，AL┇第46页，课件共52页，创作于2023年2月例9-10某系统中，8251作为8086CPU与CRT显示器之间的接口芯片。设8251的数据端口为FFF0H，方式字和命令字状态字的端口地址为FFF2H。假设通信方式为：异步方式，字符长度为8位，停止位为1位，不用奇偶校验，波特率因子为64；设允许发送、允许接收和数据终端准备好；并用查询方式将寄存器CL中的ASCII字符送CRT显示，试完成该异步通信程序。分析：根据题意，方式控制字为4FH（01001111B）；命令控制字为27H（00100111B）。MOVDX，0FFF2HMOVAL，00HOUTDX，ALMOVAL，40HOUTDX，ALNOPMOVAL，4FHOUTDX，ALMOVAL，27HOUTDX，ALAGAIN:MOVDX，0FFF2HINAL，DXANDAL，01HJZAGAINMOVAL，CLMOVDX，0FFF0HOUTDX，AL9.4.58251A应用举例第47页，课件共52页，创作于2023年2月9.4.58251A应用举例例9-11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。第48页，课件共52页，创作于2023年2月1．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。第49页，课件共52页，创作于2023年2月2．设计（1）硬件连接（2）软件编程乙机CPU甲机CPU8251A8251ATxDTxDRxDRxDSGSGEIA/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TxCTxCRxCRxC第50页，课件共52页，创作于2023年2月①发送部分CSEGSEGMENTASSUMECS：CSEG，DS：DSEGTRAPROCFARSTART：MOVDX，309H；控制口MOVAL，00H；空操作

OUTDX，ALMOVAL，40H；内部复位

OUTDX，ALNOPMOVAL，0CFH；方式控制字

OUTDX，ALMOVAL，37H；操作控制字

OUTDX，ALMOVCX，2DH；传送字节数

MOVSI，300H；发送区首址L1：MOVDX，309H；状态口

INAL，DX；查状态位D0

ANDA