第6章 串并行通信和接口技术

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1、第6章 串并行通信和接口技术,并行接口的基本概念 一、并行通信和串行通信 二、并行接口概述 可编程并行接口8255A 一、8255A引脚、编程结构 二、8255A的控制字 三、8255A的工作方式 四、8255A的应用举例,重点,将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输。,并行通信适于短距离、高速通信,并行通信,数据的各位同时由源到达目的地 快 多根数据线 距离短、远程费用高,数据的各位依次由源到达目的地 慢 数据线少 远程, 费用低,串行通信 将数据的各位按时间顺序依次在一根传输线上传输。,串行通信适于长距离、中低速通信,0,1,0,1,并行接口的典型硬件结构包括： 1、两个或两个以上具有

2、锁存或缓冲的数据端口 2、与CPU进行数据交换所必须的控制和状态信号 3、与外设进行数据交换所必须的控制和状态信号 4、端口译码电路、中断电路 5、选片、控制电路,二、并行接口概述,并行接口连接CPU与并行外设，实现两者的并行通信， 在信息传送过程中，起到输出锁存或输入缓冲的作用。,8255A,教学重点 8255A的引脚、编程 8255A的应用,并行接口电路8255A,具有多种功能的可编程并行接口电路芯片 最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器 与CPU间、与外设间的接口电路：状态寄存器和控制寄存器 还有端口的译码和控制电路、中断控制电路 分3个端口，共24个外设引脚 共三种输入输出工作方式,1

3、 8255A的内部结构和引脚,1. 数据端口A、B、C,（1）端口A对应 1个8位数据输入锁存器 1个8位输出锁存器/缓冲器。 （2）端口B对应 1个8位数据输入缓冲器 1个8位输出锁存器/缓冲器。 （3）端口C对应 1个8位数据输入缓冲器 1个8位输出锁存器/缓冲器。,通常使用方法： 端口A、B作为独立的输入 或者输出端口； 端口C配合端口A、B,1. 外设数据端口,端口A：PA0PA7 A组，支持工作方式0、1、2 端口B：PB0PB7 B组，支持工作方式0、1 端口C：PC0PC7 仅支持工作方式0 A组控制高4位PC4PC7 B组控制低4位PC0PC3,端口A：PA0PA7 常作数据端

4、口，功能最强大 端口B：PB0PB7 常作数据端口 端口C：PC0PC7 可作数据、状态和控制端口 分两个4位，每位可独立操作 控制最灵活，最难掌握,D0D7,Intel系列的8位并行接口芯片通用性强，使用灵活可用程序设置和改变芯片的工作方式是一种典型的可编程并行接口芯片,40个引脚，双列直插式,5.8255A端口寻址选择表,10.2 8255A的编程,初始化编程：一个方式控制字 采用控制I/O地址：A1A011 工作过程中：通过数据端口对外设数据进行读写 数据读写利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10 IBM PC/XT机上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址为6

5、0H、61H、62H和63H,B口工作方式,B口,0 输出 1 输入,0 方式0 1 方式1,PC3PC0,0 输出 1 输入,PC7PC4,0 输出 1 输入,一. 写入方式控制字：控制字格式,B组,A组,1. 写入方式控制字：示例1,要求： A端口：方式1输入 C端口上半部：输出，C口下半部：输入 B端口：方式0输出 方式控制字：10110001B或B1H 初始化的程序段，假设控制端口为FFFEH ： mov dx,0fffeh;假设控制端口为FFFEH mov al,0b1h;方式控制字 out dx,al;送到控制端口,8255A与系统的片选译码地址为F0F3h 1) 确定各端口地址;

6、 2) 假设系统地址总线宽度为8，则A7 A2为多少？ 3)编程设置8255A : A口方式0输入，PC7PC4输出， B口方式 0 输出，PC3PC0输入,1. 写入方式控制字：实例2,最后得出结论： A口地址为 F0 H B口地址为 F1 H C口地址为 F2 H D口地址为 F3 H,1) 确定端口地址,由8255A编程结构知：,2) 确定方式控制字,所以，方式控制字为 1001 0001B，即91H,要求设置: A口方式0输入，PC7PC4输出 B口方式0输出，PC3PC0输入,设置方式控制字的程序段为： MOV DX, 0F3H ;控制口地址 MOV AL, 91H ;方式控制字 O

7、UT DX, AL 或 MOV AL, 91H ; 方式控制字 OUT 0F3H, AL,2. 读写数据端口,初始化编程后： 当数据端口作为输入接口时，执行输入IN指令将从输入设备得到外设数据 当数据端口作为输出接口时，执行输出OUT指令将把CPU的数据送给输出设备 8255A具有锁存输出数据的能力 对输出方式的端口同样可以输入 不是读取外设数据 读取的是上次CPU给外设的数据,2. 读写数据端口：示例,利用8255A的输出锁存能力，可实现按位输出控制 对输出端口B的PB7位置位的程序段： mov dx,0fffah;B端口假设为FFFAH in al,dx;读出B端口原输出内容 or al,

8、80h;使PB71 out dx,al;输出新的内容,3. 读写端口C：归纳1,C端口被分成两个4位端口，两个端口只能以方式0工作，可分别选择输入或输出,在控制上，C端口上半部和A端口编为A组，C端口下半部和B端口编为B组,3. 读写端口C：归纳2,当A和B端口工作在方式1或方式2时，C端口的部分或全部引脚将被征用,其余引脚仍可设定工作在方式0,3. 读写端口C：归纳3,对端口C的数据输出有两种办法 通过端口C的I/O地址：向C端口直接写入字节数据。这一数据被写进C端口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对设置为输入的引脚无效 通过控制端口：向C端口写入位控字，使C端口的某个引脚输出1或0，或置

9、位复位内部的中断允许触发器,特征位，D7=0 表示是C口按位 置位/复位控制字,无意义,选择设置位,二、C口按位置位/复位控制字,位控制字写入控制端口 特别便于置位复位内部中断允许触发器INTE,MOV DX，0F3H ;置DX为控制口地址 MOV AL，0000 0100B ;置PC2为0 OUT DX, AL MOV AL，0000 1001B ;置PC4为1 OUT DX, AL,通过控制口置 PC2 为 0，置 PC4 为 1 控制寄存器端口地址为F3H,8255A的工作方式,8255A与系统的连接示意图,8255A的工作方式,方式0：基本输入输出方式 适用于无条件传送和查询方式的接口

10、电路 方式1：选通输入输出方式 适用于查询和中断方式的接口电路 方式2：双向选通传送方式 适用于与双向传送数据的外设 适用于查询和中断方式的接口电路,8255A的工作方式,方式0：基本输入输出方式 特点： 8255A相当于三个独立的8位数据口。 各端口既可设置为输入口，也可设置为输出口，但不能同时实现输入及输出。 C端口即可以是一个8位的简单接口，也可以分为两个独立的4位端口。设置为输出口时有锁存能力，设置为输入口时无锁存能力。 适用于：无条件输入输出方式。查询输入输出方式：把A、B口作为8位数据的输入或输出口，C口的高/低4位分别定义为A、B口的控制位和状态位。,方式 0 输入基本输入输出方

11、式 方式0输入（IN AL，PORT） 框图,外设将数据送到8255输入缓冲器中； CPU给出有效的8255地址； CPU发读命令，将8255A输入缓冲器中数据读入CPU的AL寄存器中。,方式 0 输入基本输入输出方式 方式0输入时序图,有效,方式 0输出基本输入输出方式 方式0输出（OUT PORT, AL） 框图, CPU给出有效的8255地址； CPU发写命令，将CPU的AL寄存器中数据写入8255A输出锁存器中。,方式 0 输出基本输入输出方式 方式0输出时序图,A、B、C口都可工作在方式0，且每个端口的输入、输出可以有16种组合 工作在方式 0 的端口： 作为输入口相当于普通的三态门

12、 作为输出口相当于普通的锁存器 CPU可利用方式 0 下的端口，直接对端口进行读写操作，实现CPU与外设间的数据传送。,方式 0 输出基本输入输出方式,方式1（选通输入输出方式） 特点： 1. A、B口作输入或输出口，C口分为两部分，其部分位（6位）固定用作A口、B口的选通控制信号。 2. C口的剩余位仍可作数据位使用。 3. A口、B口在作为输入和输出时的选通信号不同。 方式1的应用： 主要用于中断控制方式下的输入输出。 说明：C口除部分位用作选通信号外，其余位(2位)可工作在方式0下，作为输入或输出线，用程序指定其数据传送方向。,A、B口都设为方式1输入,C口的联络信号： STB#选通信号

13、，由外设输入。为0时，将外设数据送入8255的输入锁存器。 A组对应PC4；B组对应PC2。 IBF输入锁存器满信号，由8255A输出。为1时通知外设输入的数据已写入缓冲器，此时不能送下一个数据。此信号由STB#的前沿产生。CPU用IN指令取走数据后（RD#的后沿），此信号被清除。 A组对应PC5；B组对应PC1。,A、B口都设为方式1输入,C口的联络信号： INTE中断允许，是否允许发出INTR请求。INTE =1和IBF为高电平时，允许发出INTR请求。无引出。 INTR中断请求，由8255A输出。中断允许时，由STB#的后沿产生，向CPU请求中断，让CPU读走输入锁存器中的数据。INTR

14、信号由RD#的前沿清除。 A组对应PC3；B组对应PC0。,方式1输入时序图,A、B口都设为方式1输出,C口的联络信号： OBF#输出缓冲器满信号，8255A输出。=0时通知外设取走数据。 A组对应PC7；B组对应PC1。 ACK#响应信号，外设输入。0时表示外设已从数据端口取走数据。此信号使OBF#变高。 A组对应PC6；B组对应PC2。,A、B口都设为方式1输出,C口的联络信号： INTRACK#上升沿产生，8255输出。=1时请求CPU输出下一个数据(通常接到8259)。 A组对应PC3；B组对应PC0。 INTE中断允许位，INTE=1和OBF#为高电平时，允许产生INTR信号。无引出

15、。,方式1输出时序图,方式2（双向选通传送方式） 特点： 双向方式既是输入口，又是输出口。 利用C口的5条线提供传输联络信号。 类似于A口方式1下输入和输出的组合。工作时输入、输出都能锁存。 只有A口可工作在方式2下。 当A组工作在方式2时，B组可工作在方式0或方式1下。,方式2（双向选通传送方式） 应用： 可用于中断控制输入输出方式。 也可用查询方式与CPU联系。 当A口工作于方式2时，B口可工作于方式1（此时C口的剩余位刚好用作B口选通控制线）；B口也可工作于方式0（此时C口的剩余位只能用作方式0下的输入输出线）。,方式2（双向选通传送方式）,C口的联络信号： STB#选通信号，由外设输入

16、。=0时，将外设数据送入8255的输入锁存器。 对应PC4。 IBF输入锁存器满信号，由8255A输出。=1时通知外设输入的数据已写入缓冲器，此时不能送下一个数据。此信号由STB#的前沿产生。CPU用IN指令取走数据后（RD#的后沿），此信号被清除。 对应PC5。,IBFA,方式2（双向选通传送方式）,C口的联络信号： OBF#输出缓冲器满信号，8255A输出。=0时通知外设取走数据。 对应PC7。 ACK#响应信号，外设输入。0时表示外设已从数据端口取走数据。此信号使OBF#变高。对应PC6。 INTR输入时由STB#的后沿产生，输出时由ACK#上升沿产生，8255输出。=1提出中断请求。 A组对应PC3。,IBFA,方式2时序图,8255A的应用,作为通用的并行接口电路芯片，8255A具有广泛的应用 应用在IBM PC/XT微机上 应用于打印机接口电路 连接简易键盘 驱动LED数码管 ,48,8255A应用举例 例8-1打印机接口。为某应用系统配置一个并行打印机接口，并且通过接口CPU采