第8章并行通信接口技术

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1、第8章 并行通信接口技术n并行传输是指多位数据通过多根传输线同时进行的 传输。并行传输以计算机的字长为传输单位（如8位 、16位或32位），一次传送1个字长的数据。这种方 式适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和 快速的信息交换，例如：微机与并行接口打印机、 硬盘驱动器之间的数据交换。本章要点n简单并行接口电路的构成方法n可编程并行接口芯片8255A的工作方式n可编程并行接口芯片8255A的编程n用8255A实现微处理器与打印机的接口n微处理器与键盘的接口方法8.1 简单的并行接口电路8.1.1 锁存器74LS37374LS373是一种通用 的锁存器芯片，常用于 地址信号的锁存，它实 质上

2、是由8个带三态缓 冲输出的D触发器组成 ，其功能示意图如图8- 1所示 图8-1 74LS373功能示意图74LS244是一种通用的带三 态输出的8位单向缓冲器芯 片，常用于数据的输入控制 和总线驱动， 1A11A4和 2A12A4是2组4位数据输入 端， 1Y11Y4和2Y12Y4是 相应的两组输出端。图8-2 74LS244功能示意图8.1.2 缓冲器74LS24474LS245是一种通用 的8位双向总线数据收发 器芯片，常用于控制两组 总线数据之间传递。假设 A总线与芯片的A0A7相 连，B总线与芯片的 B0B7相连，则芯片既可 以控制数据从A总线到B 总线传递，也可以控制数 据从B总线

3、到A总线传递 。图8-3 74LS245功能示意图8.1.3 双向数据收发器74LS2458.1.4 应用举例 来看1个简单并行接口控制的实例。如图8-4所示，一 组8位开关S0S7作为输入设备通过缓冲器74LS244与CPU相 连，图中表示将74LS244的和连接在一起得到的控制端；同 时一组8位发光二极管LED0LED7作为输出设备通过锁存器 74LS373以及反相器74LS06与CPU相连。图中粗实线表示成 组的数据总线D0D7或地址总线A0A15。设经过译码得到的 地址是8000H，由图中的控制逻辑可见，74LS244和74LS373 共用此地址，区别在于74LS244控制的是输入，而

4、74LS373 控制的是输出。假设我们想用8位开关S0S7控制8位发光二极管 LED0LED7的点亮或熄灭，结合图8-4，可编写如下汇编程 序段以实现控制功能。其中延时子程序delay没有给出 .next:mov dx,8000h;DX指向数据端口in al,dx;从输入端口读开关状态not al ;反相out dx,al;送输出端口显示call delay ;调子程序延时jmp next;重复图8-4 简单并行接口控制实例8.2 可编程并行接口芯片8255An8255A有24个输入/输出引脚，这些引脚可以分 为2组进行控制，也可以定义为3个并行的数据 端口，作为数据输入/输出端口时，可以通过

5、编 程设置为3种不同的工作方式。图8-5 8255A芯片引脚及功能图（a）8255A引脚图（b）8255A功能示意图8255的3个8位的数据端口分别称为A口、B口和 C口，共24个I/O引脚，各端口共有3种输入输出工作 方式，分别是：基本输入/输出方式（A/B/C口）、 选通输入或选通输出方式（A/B口）和双向选通工作 方式（A口）。根据内部控制逻辑，这3个数据端口 又可以被分为两组：A组和B组。(1) 3个数据端口A，B，C。A口：是一个独立的8位I/O口，它的内部有对数 据输入/输出的锁存功能。B口：也是一个独立的8位I/O口，仅对输出数据 的锁存功能 C口：可以看作是一个独立的8位I/O

6、口；也可以 看作是两个独立的4位I/O口。也是仅对输出数据进行 锁存 A口：是一个独立的8位I/O口，它的内部有对数据输入/输出的锁存功能。(2) A组和B组的控制电路。这是两组根据CPU命令控制8255A工作方式的电路 ，这些控制电路内部设有控制寄存器，可以根据CPU 送来的编程命令来控制8255A的工作方式，也可以根 据编程命令来对C口的指定位进行置/复位的操作。A组控制电路用来控制A口及C口的高4位；B组控制电路用来控制B口及C口的低4位。(3) 数据总线缓冲器。它是8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系统 总线连接的界面，输入/输出的数据，CPU的编程命令 以及外设通过8255A传

7、送的工作状态等信息，都是通 过它来传输的。A口：是一个独立的8位I/O口，它的内部有对数据输入/输出的锁存功能。(4) 读/写控制逻辑读/写控制逻辑电路负责管理 8255A的数据传输过程。它接收片 选信号CS#及系统读信号RD#、写 信号WR# 、复位信号RESET，还 有来自系统地址总线的口地址选 择信号A0和A1。8255A内部共有4 个端口：A口，B口，C口和控制 口，A0和A1两个引脚信号的不同 组合可以选中不同的端口。 CS#、RD#、WR#、A1和A0 这几个信号的组合决定了8255A的 所有具体操作，如表8-1所示。表8-1 8255A的操作功能表CS# RD#WR#A1 A0操

8、作数据传送方式0 0 1 0 0读 A 口A口数据 数据总线0 0 1 0 1读 B 口B口数据 数据总线0 0 1 1 0读 C 口C口数据 数据总线0 1 0 0 0写 A 口数据总线 数据 A口0 1 0 0 1写 B 口数据总线 数据 B口0 1 0 1 0写 C 口数据总线 数据 C口0 1 0 1 1写控制口数据总线 数据 控制 口8255A有3种工作方式：方式0、方式1和方式2。方式0：简单输入/输出查询方式；适用于A、B、C3个端 口。方式1：选通输入/输出中断方式；适用于A 、B3个端口。方式2：双向输入/输出中断方式；仅A端口适用。 2方式1：选选通输输入/输输出方式方式1

9、是一种选通I/O方式，A口和B口仍作为2个独立的8位I/O 数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输 出。而C口不再作为独立的8位数据端口使用，因为其中的6位要 被征用，分别作为A口和B口的应答联络线；其余2位仍可工作在 方式0，可通过编程设置为输入或输出。(1) 方式1的输入组态和应答信号的功能。图8-7给出了8255A 的A口和B口方式1的输入组态。8.2.2 8255A的工作方式图8-8 方式1的输出组态图8-7 方式1的输入组态C口的PC3-PC5用作A口的应答联络线，PC0-PC2则作用B口的 应答联络线，余下的PC6和 PC7则可作为方式0使用。 应答联络线的功能如

10、下： STB#：选通输入。用来将外设输入的数据存入8255A的输入缓 冲器。 IBF：输入缓冲器满。可作为的应答信号，。 INTR：中断请求信号。INTR置位的条件是为高电平， IBF为 高电平，且INTE为高。 INTE：中断允许信号。对A口来讲，是由PC4置位来实现，对 B口来讲，则是由PC0置位来实现。事先将其置位。 (2) 方式1的输出组态和应答信号功能。图8-8给出了8255A的A 口和B口方式1的输出组态。C口的PC3、PC6、PC7用作A口的应答联络线，PC0-PC2则作 用B口的应答联络线，余下的PC4和PC5则可作为方式0使用。 应答联络线的功能如下： OBF#：输出缓冲器满

11、。当CPU已将要输出的数据送入8255A 时有效，用来通知外设可以从8255A取数。 ACK#：响应信号。作为对的响应信号，表示外设已将数据从 8255A的输出缓冲器中取走。 INTR：中断请求信号。INTR置位的条件是ACK为高且为高 且INTE为高。 INTE：中断允许。对A口来讲，由PC6的置位来实现，对B口 仍是由PC2的置位来实现。方式2是一种双向工作方式，如果一个并行外部设 备既可以作为输入设备，又可以作为输出设备，并 且输入输出动作不会同时进行。如图8-9所示，方 式2将方式1的选通输入与选通输出功能组合成一个 双向数据端口，可以发送数据和接收数据。只有端 口A可以工作于方式2，

12、需要利用端口C的5个信号 线，其作用与方式1相同。而C口余下的PC0PC2正 好可以充当B 口方式1的应答线，若B口不用或工作 于方式0，则这三条线也可工作于方式0。3方式2：双向输入/输出方式方式2的数据输入过程与方式1的输入方式一样 ；方式2的数据输出过程与方式1的输出方式有 一点不同：数据输出时8255A不是在OBF#有效 时向外设输出数据，而是在外设提供响应信号 ACK#有效时才送出数据。图8-9 方式2组态8.2.3 8255A的编程图8-10 8255A的控制字格式对8255A的编程涉及到 两个内容：写控制字 设置工作方式；置位 （复位）C口的指定位。 它们均须以命令字的方 式写入

13、8255的控制口。 (1) 控制字格式。控制字 要写入8255A的控制口 ，写入控制字之后， 8255A才能按指定的工 作方式工作。8255A的 控制字格式与各位的功 能如图8-10所示。n例8-1 某系统要求使用8255A的A口方式0输入，B口方式0输 出，C口高4位方式0输出，C口低4位方式0输入。设控制口 的地址为fffeh。n根据图8-6，控制字为： 10010001B，即91H。n初始化程序为：n MOV AL， 91Hn OUT 0fffeh，AL(2) C口的置位/复位功能。只有C口才有，它是通过向控制 口写入按指定位置位/复位的控制字来实现的。C口的这个 功能可用于设置方式1的

14、中断允许，可以设置外设的启/停等 。按位置位/复位的控制字格式如图8-11所示例8-2 A口方式2，要求发两个中断允许，即PC4和PC6均需 置位。B口方式1要求使PC2置位来开放中断。初始化程序 可补充完整如下： MOV AL，0C4H OUT CTRL_PORT，AL ；设置工作方式 MOV AL，09H OUT CTRL_PORT，AL ；PC4置位，A口输入允许中断 MOV AL，ODH OUT CTRL_PORT，AL ；PC6置位，A口输出允许中断 MOV AL， 05H OUT CTRL_PORT，AL ；PC2置位；B口输出允许中断8.3 8255A应用举例 8.3.1 用82

15、55A实现微处理器与打印机的接口 图8-12 打印机数据传输 时序普通的打印机一般通过一个并行接口与 主机相连。打印机的并行接口中，最常 用的接口信号线有10根，包括8根数据 线D7D0、选通信号和打印机“忙”信号 BUSY，如图8-12所示。是打印机的控 制信号，当其为低电平（有效）时，要 打印的数据就可通过数据线D7D0送入 打印机的数据缓冲区内，打印机就可以 打印数据了。BUSY是打印机的状态信 号，打印机数据缓冲区满时，会置 BUSY信号线为高电平（有效），通知 主机停止传送数据。通常打印机还有一 根响应信号，当打印机处理完数据缓冲 区内的数据后使有效，通知主机可以发 下一个数据，同时

16、使BUSY失效。打印 机的工作时序如图8-12所示。例8-3 利用8255A的A口方式0与微型打印机相连，将内存缓冲 区BUFF中的字符打印输出。试完成相应的软硬件设计。（ CPU为8088）硬件连线如图8-13所示。用8255A的方式0实现。 由PC0充当打印机的选通信号，通过对PC0的置位/复位来产生 选通。同时，由PC7来接收打印机发出的“BUSY”信号，作为查 询能否输出的条件。 8255A的控制字为：10001000，即88H。A口方式0，输出；C口 高位方式0输入，低位方式0输出。 PC0置位：00000001，即01H。 PC0复位：00000000，即 00H。 设8255A的4个口地址设依次为：00H、01H、02H和03H。图8-13 打印机通过8255A接口与主机连线