微機(jī)第6章并行通信和串行通信

1、第第6 6章教學(xué)要求章教學(xué)要求1.掌握并行通信和串行通信的基本概念，掌握并行通信和串行通信的基本概念， 2.掌握并行接口芯片掌握并行接口芯片8255A的基本結(jié)的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)構(gòu)和特點(diǎn) 3.熟悉熟悉8255A的三種工作方式及其應(yīng)的三種工作方式及其應(yīng)用用 4.掌握掌握8255A的控制字的含義的控制字的含義并行通信與串行通信并行通信與串行通信 數(shù)據(jù)通信的基本方式可分為數(shù)據(jù)通信的基本方式可分為并行通信并行通信與與串行串行通信通信兩種：兩種：并行通信并行通信：是指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè)：是指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè)數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。傳輸速度快，適用于數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。傳輸速度快，適用于短距離通信。

2、短距離通信。串行通信串行通信：是指利用一條傳輸線將數(shù)據(jù)一位：是指利用一條傳輸線將數(shù)據(jù)一位位地順序傳送。位地順序傳送。通信線路簡(jiǎn)單，利用電話或通信線路簡(jiǎn)單，利用電話或電報(bào)線路就可實(shí)現(xiàn)通信，降低成本，適用于電報(bào)線路就可實(shí)現(xiàn)通信，降低成本，適用于遠(yuǎn)距離通信，但傳輸速度慢。遠(yuǎn)距離通信，但傳輸速度慢。 6.1概述6.1概述一、串行通信的基本概念全雙工方式全雙工方式站站A站站B站站A站站B站站A站站B半雙工方式半雙工方式單工方式單工方式1. 數(shù)據(jù)傳送方向2.波特率與收/發(fā)時(shí)鐘n串行傳輸速率也稱串行傳輸速率也稱波特率波特率（Baud Rate）n每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)bpsn字符中每個(gè)二進(jìn)

3、制位持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)度都一樣，為數(shù)據(jù)字符中每個(gè)二進(jìn)制位持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)度都一樣，為數(shù)據(jù)傳輸速率的倒數(shù)傳輸速率的倒數(shù)n過(guò)去，串行異步通信的數(shù)據(jù)傳輸速率限制在過(guò)去，串行異步通信的數(shù)據(jù)傳輸速率限制在50 bps到到9600 bps之間?，F(xiàn)在，可以達(dá)到之間?，F(xiàn)在，可以達(dá)到115200 bps或更高或更高（1）串行傳輸速率）串行傳輸速率字符速率與波特率兩者關(guān)系字符速率與波特率兩者關(guān)系 字符速率：每秒鐘傳輸?shù)淖址麛?shù)。字符速率：每秒鐘傳輸?shù)淖址麛?shù)。波特率：指單位時(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的波特率：指單位時(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。單位為：位數(shù)。單位為：b/s（2） 發(fā)送發(fā)送/接收時(shí)鐘接收時(shí)鐘發(fā)送發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率與接收時(shí)

4、鐘頻率與波特率之間的關(guān)系為：波特率之間的關(guān)系為：發(fā)送發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率接收時(shí)鐘頻率=n 發(fā)送發(fā)送/接收接收波特率波特率例：要求傳輸速率為例：要求傳輸速率為1200 bps當(dāng)選擇當(dāng)選擇n=16時(shí)，時(shí)，表明一位數(shù)字信號(hào)中有表明一位數(shù)字信號(hào)中有16個(gè)時(shí)個(gè)時(shí)鐘脈沖，故發(fā)送鐘脈沖，故發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率為：接收時(shí)鐘頻率為： 1200 16=19.2kHz其中其中n稱為波特因子，一般稱為波特因子，一般n=1，16，32，64 3.串行通信的兩種基本方式串行通信的兩種基本方式在串行通信中，有兩種最基本的通信在串行通信中，有兩種最基本的通信方式：方式：同步通信（同步通信（Synchronous Data Com

5、munication）異步通信（異步通信（Asynchronous Data Communication） 異步通信以一個(gè)字符為傳輸單位，用起始位表示異步通信以一個(gè)字符為傳輸單位，用起始位表示字符的開(kāi)始，用停止位表示字符結(jié)束字符的開(kāi)始，用停止位表示字符結(jié)束 （1）異步通信及其協(xié)議）異步通信及其協(xié)議起止式異步通信協(xié)議起始位每個(gè)字符開(kāi)始傳送的標(biāo)志，起始位采用邏輯0電平起始位起始位校驗(yàn)位校驗(yàn)位停止位停止位空閑位空閑位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位低位低位高位高位字符字符0/10/1 0/10/10/10/10/10/11 10 01 11 11 1數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送。數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送。由由58個(gè)

6、二進(jìn)制位組成，低位先傳送個(gè)二進(jìn)制位組成，低位先傳送校驗(yàn)位校驗(yàn)位用于校驗(yàn)是否傳送正確；可用于校驗(yàn)是否傳送正確；可選擇奇檢驗(yàn)、偶校驗(yàn)或不傳送校驗(yàn)位選擇奇檢驗(yàn)、偶校驗(yàn)或不傳送校驗(yàn)位停止位停止位表示該字符傳送結(jié)束。停止表示該字符傳送結(jié)束。停止位采用邏輯位采用邏輯1電平，可選擇電平，可選擇1、1.5或或2位位空閑位空閑位傳送字符之間的邏輯傳送字符之間的邏輯1電平，電平，表示沒(méi)有進(jìn)行傳送表示沒(méi)有進(jìn)行傳送n串行通信時(shí)的數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息都使串行通信時(shí)的數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息都使用同一根信號(hào)線傳送用同一根信號(hào)線傳送n收發(fā)雙方必須遵守共同的通信協(xié)議（通信收發(fā)雙方必須遵守共同的通信協(xié)議（通信規(guī)程），才能解決傳送速

7、率、信息格式、規(guī)程），才能解決傳送速率、信息格式、位同步、字符同步、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等問(wèn)題位同步、字符同步、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等問(wèn)題n串行異步通信以字符為單位進(jìn)行傳輸，其串行異步通信以字符為單位進(jìn)行傳輸，其通信協(xié)議是通信協(xié)議是起止式異步通信協(xié)議起止式異步通信協(xié)議2. 同步通信 以一個(gè)數(shù)據(jù)塊（幀）為傳輸單位，每個(gè)數(shù)據(jù)塊附加1個(gè)或2個(gè)同步字符，最后以校驗(yàn)字符結(jié)束 同步通信的數(shù)據(jù)傳輸效率和傳輸速率較高，但硬件電路比較復(fù)雜 串行同步通信主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中 最常使用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC同步字符同步字符數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)字符校驗(yàn)字符3. 信號(hào)傳輸方式1基帶傳輸方式基帶傳輸方式 基帶傳輸方式僅適宜于近距離和

8、速度較低的通信?；鶐鬏敺绞絻H適宜于近距離和速度較低的通信。在傳輸線路上直接傳輸不加調(diào)制的二進(jìn)制信號(hào)，如圖所示。在傳輸線路上直接傳輸不加調(diào)制的二進(jìn)制信號(hào)，如圖所示。它要求傳送線的頻帶較寬，傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)是矩形波。它要求傳送線的頻帶較寬，傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)是矩形波。3. 信號(hào)傳輸方式（續(xù)）2 2頻帶傳輸方式頻帶傳輸方式傳輸經(jīng)過(guò)調(diào)制的模擬信號(hào)傳輸經(jīng)過(guò)調(diào)制的模擬信號(hào)q在長(zhǎng)距離通信時(shí)，發(fā)送方要用調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)在長(zhǎng)距離通信時(shí)，發(fā)送方要用調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，接收方則用解調(diào)器將接收到的模擬信換成模擬信號(hào)，接收方則用解調(diào)器將接收到的模擬信號(hào)再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這就是信號(hào)的調(diào)制解調(diào)。號(hào)再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)

9、，這就是信號(hào)的調(diào)制解調(diào)。q實(shí) 現(xiàn) 調(diào) 制 和 解 調(diào) 任 務(wù) 的 裝 置 稱 為 調(diào) 制 解 調(diào) 器實(shí) 現(xiàn) 調(diào) 制 和 解 調(diào) 任 務(wù) 的 裝 置 稱 為 調(diào) 制 解 調(diào) 器(MODEM)。采用頻帶傳輸時(shí)，通信雙方各接一個(gè)調(diào)制。采用頻帶傳輸時(shí)，通信雙方各接一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，將數(shù)字信號(hào)寄載在模擬信號(hào)解調(diào)器，將數(shù)字信號(hào)寄載在模擬信號(hào)(載波載波)上加以傳輸上加以傳輸。因此，這種傳輸方式也稱為載波傳輸方式。這時(shí)的。因此，這種傳輸方式也稱為載波傳輸方式。這時(shí)的通信線路可以是電話交換網(wǎng)，也可以是專用線。通信線路可以是電話交換網(wǎng)，也可以是專用線。常用的調(diào)制方式有三種常用的調(diào)制方式有三種：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相，分別

10、如下圖所示。調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相，分別如下圖所示。 3. 信號(hào)傳輸方式（續(xù)）4. 調(diào)制解調(diào)器 調(diào)制（Modulating） 把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為電話線路傳送的模擬信號(hào) 解調(diào)（Demodulating） 將電話線路的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) 調(diào)制解調(diào)器MODEM 具有調(diào)制和解調(diào)功能的器件合制在一個(gè)裝置6.2.1 串行接口的標(biāo)準(zhǔn) 串行接口標(biāo)準(zhǔn)：指的是計(jì)算機(jī)或終端(數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE)的串行接口電路與調(diào)制解調(diào)器MODEM等(數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE)之間的連接標(biāo)準(zhǔn)。 一、串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C 美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA制定的通用標(biāo)準(zhǔn)串行接口 1962年公布，1969年修訂 1987年1月正式改名為EIA-232D

11、 設(shè)計(jì)目的是用于連接調(diào)制解調(diào)器 現(xiàn)已成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（例如計(jì)算機(jī)）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE（例如調(diào)制解調(diào)器）的標(biāo)準(zhǔn)接口 可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，也可近距離連接兩臺(tái)微機(jī) 屬于網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)中的最低層：物理層一、一、RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)） RS-232C是一種標(biāo)準(zhǔn)接口，D型插座，采用25芯引腳或9芯引腳的連接器，如圖所示。連接及通信原理 微型計(jì)算機(jī)之間的串行通信就是按照RS-232C標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的接口電路實(shí)現(xiàn)的。如果使用一根電話線進(jìn)行通信，那么計(jì)算機(jī)和MODEM之間的連線就是根據(jù)RS-232C標(biāo)準(zhǔn)連接的。其連接及通信原理如圖所示。1. RS-232C的引腳定義 232C接口標(biāo)準(zhǔn)使用一個(gè)25針連接

12、器 絕大多數(shù)設(shè)備只使用其中9個(gè)信號(hào)，所以就有了9針連接器 232C包括兩個(gè)信道：主信道和次信道 次信道為輔助串行通道提供數(shù)據(jù)控制和通道，但其傳輸速率比主信道要低得多，其他跟主信道相同，通常較少使用RS-232C的引腳（1） TxD：發(fā)送數(shù)據(jù) 串行數(shù)據(jù)的發(fā)送端 RxD：接收數(shù)據(jù) 串行數(shù)據(jù)的接收端RS-232C的引腳（2） RTS：請(qǐng)求發(fā)送 當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備好送出數(shù)據(jù)時(shí)，就發(fā)出有效的RTS信號(hào)，用于通知數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù) CTS：清除發(fā)送（允許發(fā)送） 當(dāng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)終端設(shè)備的傳送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)出CTS有效信號(hào)來(lái)響應(yīng)RTS信號(hào) RTS和CTS是數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備間一對(duì)用于

13、數(shù)據(jù)發(fā)送的聯(lián)絡(luò)信號(hào)RS-232C的引腳（3） DTR：數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 通常當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備一加電，該信號(hào)就有效，表明數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備就緒 DSR：數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好 通常表示數(shù)據(jù)通信設(shè)備（即數(shù)據(jù)裝置）已接通電源連到通信線路上，并處在數(shù)據(jù)傳輸方式 DTR和DSR也可用做數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備間的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，例如應(yīng)答數(shù)據(jù)接收RS-232C的引腳（4） GND：信號(hào)地 為所有的信號(hào)提供一個(gè)公共的參考電平 CD：載波檢測(cè)（DCD） 當(dāng)本地調(diào)制解調(diào)器接收到來(lái)自對(duì)方的載波信號(hào)時(shí)，該引腳向數(shù)據(jù)終端設(shè)備提供有效信號(hào) RI：振鈴指示 當(dāng)調(diào)制解調(diào)器接收到對(duì)方的撥號(hào)信號(hào)期間，該引腳信號(hào)作為電話鈴響的指示、保持有效RS-

14、232C的引腳（5） 保護(hù)地（機(jī)殼地） 起屏蔽保護(hù)作用的接地端，一般應(yīng)參照設(shè)備的使用規(guī)定，連接到設(shè)備的外殼或大地 TxC：發(fā)送器時(shí)鐘 控制數(shù)據(jù)終端發(fā)送串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào) RxC：接收器時(shí)鐘 控制數(shù)據(jù)終端接收串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)2. RS-232C的連接 微機(jī)利用232C接口連接調(diào)制解調(diào)器，用于實(shí)現(xiàn)通過(guò)電話線路的遠(yuǎn)距離通信 微機(jī)利用232C接口直接連接進(jìn)行短距離通信。這種連接不使用調(diào)制解調(diào)器，所以被稱為零調(diào)制解調(diào)器（Null Modem）連接連接調(diào)制解調(diào)器電話線電話線MODEM微機(jī)微機(jī)2345678202223456782022MODEM23456782022數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好DSRDS

15、R數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTRDTR發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)TxDTxD接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)RxDRxD請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送RTSRTS允許發(fā)送允許發(fā)送CTSCTS信號(hào)地信號(hào)地GNDGND載波檢測(cè)載波檢測(cè)CDCD振鈴指示振鈴指示RIRI微機(jī)微機(jī)23456782022不使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)的3線相連方式微機(jī)微機(jī)TxDRxDGND微機(jī)微機(jī)為了交換信息，為了交換信息，TxD和和RxD應(yīng)當(dāng)交叉連接應(yīng)當(dāng)交叉連接程序中不必使程序中不必使RTS和和DTR有效有效也不應(yīng)檢測(cè)也不應(yīng)檢測(cè)CTS和和DSR是否有效是否有效 “偽”使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)的3線相連方式RTS和和CTS各自互接，各自互接，DTR和和DSR各自互接各自互接表明請(qǐng)求傳送

16、總是允許、數(shù)據(jù)裝置總準(zhǔn)備好表明請(qǐng)求傳送總是允許、數(shù)據(jù)裝置總準(zhǔn)備好微機(jī)微機(jī)DSRDTRTxDRxDRTSCTSGND微機(jī)微機(jī)使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)的多線相連方式通信比較可靠通信比較可靠所用連線較多，不如前者經(jīng)濟(jì)所用連線較多，不如前者經(jīng)濟(jì)微機(jī)微機(jī)DSRDTRTxDRxDRTSCTSGND微機(jī)微機(jī)3. RS-232C的電氣特性 232C接口采用EIA電平 高電平為3V15V 低電平為3V15V 實(shí)際常用12V或15Vn標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)TTL電平電平n高電平：高電平：2.4V5Vn低電平：低電平：0V0.4V相互轉(zhuǎn)換相互轉(zhuǎn)換二、可編程串行通信接口芯片8251A 1.1.8251A8251A基本性能基本性能(1)(1)兩

17、種傳送方式：同步和異步傳送兩種傳送方式：同步和異步傳送(2)(2)同步傳送：同步傳送：5858位位/ /字符，內(nèi)部或外部同步可字符，內(nèi)部或外部同步可自動(dòng)插人同步字符自動(dòng)插人同步字符(3)(3)異步傳送：異步傳送：5858位位/ /字符，時(shí)鐘速率為通信波字符，時(shí)鐘速率為通信波特率的特率的1 1、1616或或6464倍倍(4)(4)可自動(dòng)產(chǎn)生、檢測(cè)和處理終止字符，可自動(dòng)產(chǎn)生、檢測(cè)和處理終止字符，可產(chǎn)生可產(chǎn)生1 1、1.51.5或或2 2位的停止位位的停止位(5)(5)波特率在同步方式時(shí)為波特率在同步方式時(shí)為0 064Kbps64Kbps，異步方式時(shí)為異步方式時(shí)為0 019.2Kbps19.2Kbp

18、s(6)(6)全雙工、雙緩沖器發(fā)送器和接收器全雙工、雙緩沖器發(fā)送器和接收器(7)(7)出錯(cuò)檢測(cè)：具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)出錯(cuò)檢測(cè)：具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤等檢測(cè)電路誤等檢測(cè)電路n以計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)，通常是以計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)，通常是8位、位、16位或位或32位為傳輸單位，一次傳送一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)位為傳輸單位，一次傳送一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)n適合于外部設(shè)備與微機(jī)之間進(jìn)行近距離、適合于外部設(shè)備與微機(jī)之間進(jìn)行近距離、大量和快速的信息交換大量和快速的信息交換n例如：微機(jī)與并行接口打印機(jī)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器例如：微機(jī)與并行接口打印機(jī)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器n微機(jī)系統(tǒng)中最基本的信息交換方法微機(jī)系統(tǒng)中最基本的信息交換方法n例如：系統(tǒng)板上各部件之間，接口

19、電路板上例如：系統(tǒng)板上各部件之間，接口電路板上各部件之間各部件之間6.3并行通信并行通信 與并行相比與并行相比串行通信的特點(diǎn)串行通信的特點(diǎn)n 將數(shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位用一條信號(hào)線，將數(shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位用一條信號(hào)線，既傳送數(shù)據(jù)信息，又傳送控制信息既傳送數(shù)據(jù)信息，又傳送控制信息n 要求數(shù)據(jù)格式固定，分為異步和同步數(shù)要求數(shù)據(jù)格式固定，分為異步和同步數(shù)據(jù)格式據(jù)格式n 串行通信中對(duì)信號(hào)的邏輯定義與串行通信中對(duì)信號(hào)的邏輯定義與TTL不不兼容，需進(jìn)行邏輯關(guān)系和邏輯電平轉(zhuǎn)換兼容，需進(jìn)行邏輯關(guān)系和邏輯電平轉(zhuǎn)換n 串行傳送信息的速率需要控制，要求雙串行傳送信息的速率需要控制，要求雙方約定通信傳輸?shù)牟ㄌ芈史郊s定通信傳輸

20、的波特率6.4 可編程并行通信接口芯片8255A18255A有兩個(gè)8位(端口A與端口B)和兩個(gè)4位(端口C高/低4位)的并行輸入/輸出端口2端口A有三種工作方式：方式0、方式1、方式2；端口B口有兩種工作方式：方式0、方式1；可適應(yīng)CPU與I /O接口的多種數(shù)據(jù)傳送方式，如無(wú)條件傳送、查詢式傳送和中斷方式傳送等3端口C的使用較特殊，除工作在方式0作為數(shù)據(jù)端口之外，當(dāng)工作在方式1和方式2時(shí)，它的大部分引腳被用作聯(lián)絡(luò)信號(hào)，端口C還可以進(jìn)行按位置位/復(fù)位操作一、一、8255A8255A的主要特性的主要特性二二8255A8255A的編程結(jié)構(gòu)的編程結(jié)構(gòu)8255A由以下幾部分組成組成：見(jiàn)圖1 1三個(gè)數(shù)據(jù)端

21、口三個(gè)數(shù)據(jù)端口A A，B B，C C這三個(gè)端口均可看作是I/O口，但它們的結(jié)構(gòu)和功能也稍有不同。A A口口：是一個(gè)獨(dú)立的8位I/O口，它的內(nèi)部有對(duì)數(shù)據(jù)輸入輸入/ /輸出的鎖存功能。輸出的鎖存功能。B B口口：也是一個(gè)獨(dú)立的8位I/O口，僅對(duì)輸出數(shù)據(jù)的鎖存功能輸出數(shù)據(jù)的鎖存功能。C C口口：可以看作是一個(gè)獨(dú)立的一個(gè)獨(dú)立的8 8位位I/OI/O口口；也可以看作是兩個(gè)獨(dú)兩個(gè)獨(dú)立的立的4 4位位I/OI/O口口,也是僅對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。 2A組和組和B組的控制電路組的控制電路這是兩組根據(jù)CPU命令控制8255A工作方式的電路，這些控制電路內(nèi)部設(shè)有控制寄存器，可以根據(jù)CPU送來(lái)的編程命

22、令來(lái)控制8255A的工作方式，也可以根據(jù)編程命令來(lái)對(duì)C口的指定位進(jìn)行置/復(fù)位的操作。 A組控制電路用來(lái)控制A口及C口的高4位； B組控制電路用來(lái)控制B口及C口的低4位。3數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器8位的雙向的三態(tài)緩沖器。位的雙向的三態(tài)緩沖器。作為8255A與系統(tǒng)總線連接的界面，輸入/輸出的數(shù)據(jù)，CPU的編程命令以及外設(shè)通過(guò)8255A傳送的工作狀態(tài)等信息，都是通過(guò)它來(lái)傳輸?shù)摹?讀讀/寫(xiě)控制邏輯寫(xiě)控制邏輯讀讀/寫(xiě)控制邏輯電路負(fù)責(zé)管理寫(xiě)控制邏輯電路負(fù)責(zé)管理8255A的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。它接收片選信號(hào)/CS及系統(tǒng)讀信號(hào)/RD、寫(xiě)信號(hào)/WR、復(fù)位信號(hào)RESET，還有來(lái)自系統(tǒng)地址總線的口地址

23、選擇信號(hào)A0和A1。三、三、8255A8255A芯片的引腳信號(hào)芯片的引腳信號(hào)8255A的引腳信號(hào)如圖所示。它為雙列直插式封裝，除了電源和地線以外，其外部引腳信號(hào)可分為兩組，一組是面向CPU的信號(hào)，一組是面向外設(shè)的信號(hào)。 1.面向CPU一側(cè)的引腳信號(hào) D7D0，8位，雙向，三態(tài)數(shù)據(jù)線位，雙向，三態(tài)數(shù)據(jù)線 RESET，復(fù)位信號(hào)復(fù)位信號(hào) CS*，片選信號(hào)片選信號(hào)RD*，讀信號(hào)讀信號(hào)WR*，寫(xiě)信號(hào)寫(xiě)信號(hào) A1 、A0，端口選擇信號(hào)，端口選擇信號(hào) A1 A0RD*WR*CS*輸入操作（CPU讀）001010000111000數(shù)據(jù)總線 端口A數(shù)據(jù)總線 端口B 數(shù)據(jù)總線 端口C 00110101111100

24、000000輸出操作(CPU寫(xiě))數(shù)據(jù)總線端口A 數(shù)據(jù)總線端口B 數(shù)據(jù)總線端口C數(shù)據(jù)總線控制端口8255A的讀/寫(xiě)操作控制2.面向外設(shè)一側(cè)的引腳信號(hào) n端口端口A：PA0PA7nA組，支持工作方式組，支持工作方式0、1、2n端口端口B：PB0PB7nB組，支持工作方式組，支持工作方式0、1n端口端口C：PC0PC7n僅支持工作方式僅支持工作方式0nA組控制高組控制高4位位PC4PC7nB組控制低組控制低4位位PC0PC3n端口端口A：PA0PA7n常作數(shù)據(jù)端口，功能最強(qiáng)大常作數(shù)據(jù)端口，功能最強(qiáng)大n端口端口B：PB0PB7n常作數(shù)據(jù)端口常作數(shù)據(jù)端口n端口端口C：PC0PC7n可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端

25、口可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口n分兩個(gè)分兩個(gè)4位，每位可獨(dú)立操作位，每位可獨(dú)立操作n控制最靈活，最難掌握控制最靈活，最難掌握功能： 四、 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 五、 8255A工作方式字和編程8255A有兩種控制字：工作方式選擇控制字 端口C的按位置位/復(fù)位控制字 1.工作方式選擇控制字D7=12.按位置位/復(fù)位控制字(D7=0) 3.3.關(guān)于兩個(gè)控制字的討論關(guān)于兩個(gè)控制字的討論 工作方式命令工作方式命令指定指定8255A的的3個(gè)端口個(gè)端口的工作方式，必須初始化。的工作方式，必須初始化。 按位置位按位置位/復(fù)位命令復(fù)位命令只對(duì)只對(duì)PC口的輸口的輸出進(jìn)行控制，可放到初始化程序的任何地方。出進(jìn)行控制，

26、可放到初始化程序的任何地方。 特征位的設(shè)置特征位的設(shè)置 D71，為工作方式命，為工作方式命令；令；D70為按位置位為按位置位/復(fù)位命令。復(fù)位命令。 按位置位按位置位/復(fù)位命令代碼只能寫(xiě)入命令口。復(fù)位命令代碼只能寫(xiě)入命令口。4. 8255A的初始化編程n初始化編程：一個(gè)方式控制字初始化編程：一個(gè)方式控制字n采用控制采用控制I/O地址：地址：A1A011n工作過(guò)程中：通過(guò)數(shù)據(jù)端口對(duì)外設(shè)數(shù)據(jù)工作過(guò)程中：通過(guò)數(shù)據(jù)端口對(duì)外設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)進(jìn)行讀寫(xiě)n數(shù)據(jù)讀寫(xiě)利用端口數(shù)據(jù)讀寫(xiě)利用端口A、B和和C的的I/O地址，地址，A1A0依次等于依次等于00、01、10nIBM PC/XT機(jī)上，端口機(jī)上，端口A、B、C和控

27、制和控制端口的端口的I/O地址為地址為60H、61H、62H和和63H(1)寫(xiě)入方式控制字：示例n要求：要求：nA端口：方式端口：方式1輸入輸入nC端口上半部：輸出，端口上半部：輸出，C口下半部：輸入口下半部：輸入nB端口：方式端口：方式0輸出輸出n方式控制字：方式控制字：10110001B或或B1Hn初始化的程序段：初始化的程序段：MOV DX,303H;假設(shè)控制端口為假設(shè)控制端口為303HMOV AL,0B1H;方式控制字方式控制字OUT DX,AL;送到控制端口送到控制端口(2)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)端口n初始化編程后：初始化編程后：n當(dāng)數(shù)據(jù)端口作為輸入接口時(shí)，執(zhí)行輸入當(dāng)數(shù)據(jù)端口作為輸入接口時(shí)，執(zhí)行輸

28、入IN指指令將從輸入設(shè)備得到外設(shè)數(shù)據(jù)令將從輸入設(shè)備得到外設(shè)數(shù)據(jù)n當(dāng)數(shù)據(jù)端口作為輸出接口時(shí)，執(zhí)行輸出當(dāng)數(shù)據(jù)端口作為輸出接口時(shí)，執(zhí)行輸出OUT指令將把指令將把CPU的數(shù)據(jù)送給輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)送給輸出設(shè)備n8255A具有鎖存輸出數(shù)據(jù)的能力具有鎖存輸出數(shù)據(jù)的能力n對(duì)輸出方式的端口同樣可以輸入對(duì)輸出方式的端口同樣可以輸入n不是讀取外設(shè)數(shù)據(jù)不是讀取外設(shè)數(shù)據(jù)n讀取的是上次讀取的是上次CPU給外設(shè)的數(shù)據(jù)給外設(shè)的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)端口：示例n利用利用8255A的輸出鎖存能力，可實(shí)現(xiàn)按位的輸出鎖存能力，可實(shí)現(xiàn)按位輸出控制輸出控制 n對(duì)輸出端口對(duì)輸出端口B的的PB7位置位的程序段：位置位的程序段：MOV DX,301H;B

29、端口假設(shè)為端口假設(shè)為301HIN AL,DX;讀出讀出B端口原輸出內(nèi)容端口原輸出內(nèi)容OR AL,80H;使使PB71OUT DX,AL;輸出新的內(nèi)容輸出新的內(nèi)容(3)讀寫(xiě)端口C：歸納1nC端口被分成端口被分成兩個(gè)兩個(gè)4位端口位端口，兩個(gè)端口只，兩個(gè)端口只能以方式能以方式0工作，可分別選擇輸入或輸出工作，可分別選擇輸入或輸出n在控制上，在控制上，C端口上半部和端口上半部和A端口編為端口編為A組，組，C端口下半部和端口下半部和B端口編為端口編為B組組(3)讀寫(xiě)端口C：歸納2n當(dāng)當(dāng)A和和B端口工作在方式端口工作在方式1或方式或方式2時(shí)，時(shí)，C端口的部分或全部引腳將端口的部分或全部引腳將被征用被征用n

30、其余引腳仍可設(shè)定工作在方式其余引腳仍可設(shè)定工作在方式0(3) 讀寫(xiě)端口C：歸納3n對(duì)端口對(duì)端口C的數(shù)據(jù)輸出有兩種辦法的數(shù)據(jù)輸出有兩種辦法n通過(guò)端口通過(guò)端口C的的I/O地址：地址：向向C端口直接端口直接寫(xiě)入寫(xiě)入字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)。這一數(shù)據(jù)被寫(xiě)進(jìn)。這一數(shù)據(jù)被寫(xiě)進(jìn)C端口的輸出端口的輸出鎖存器，并從輸出引腳輸出，但對(duì)設(shè)置為鎖存器，并從輸出引腳輸出，但對(duì)設(shè)置為輸入的引腳無(wú)效輸入的引腳無(wú)效n通過(guò)控制端口：通過(guò)控制端口：向向C端口端口寫(xiě)入位控字寫(xiě)入位控字，使，使C端口的某個(gè)引腳輸出端口的某個(gè)引腳輸出1或或0，或置位復(fù)位，或置位復(fù)位內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器(3)讀寫(xiě)端口C：歸納4n讀取的讀取的C

31、端口數(shù)據(jù)有兩種情況端口數(shù)據(jù)有兩種情況n未被未被A和和B端口征用的引腳端口征用的引腳：將從定義為：將從定義為輸入的端口讀到引腳輸入信息；將從定義輸入的端口讀到引腳輸入信息；將從定義為輸出的端口讀到輸出鎖存器中的信息為輸出的端口讀到輸出鎖存器中的信息n被被A和和B端口征用作為聯(lián)絡(luò)線的引腳端口征用作為聯(lián)絡(luò)線的引腳：將：將讀到反映讀到反映8255A狀態(tài)的狀態(tài)的狀態(tài)字狀態(tài)字六、8255A的工作方式 方式0：基本輸入輸出方式 適用于無(wú)條件傳送和查詢方式的接口電路 方式1：選通輸入輸出方式 適用于查詢和中斷方式的接口電路 方式2：雙向選通傳送方式 適用于與雙向傳送數(shù)據(jù)的外設(shè) 適用于查詢和中斷方式的接口電路1

32、.1.方式方式0 0方式方式0的特點(diǎn)的特點(diǎn) 0方式是一種基本輸入方式是一種基本輸入/輸出方式輸出方式 在在0方式下，方式下，24根根I /O線全部由用戶線全部由用戶支配支配 不設(shè)置專用的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線不設(shè)置專用的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線 單向單向I /O2. 2. 方式方式1 1 方式方式1為選通輸入輸出方式，需要專用的聯(lián)絡(luò)信為選通輸入輸出方式，需要專用的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線，該方式通常用于查詢（條件號(hào)線，該方式通常用于查詢（條件)傳送，數(shù)據(jù)的傳送，數(shù)據(jù)的輸入輸出均有能力輸入輸出均有能力 PA和和PB為數(shù)據(jù)口，而為數(shù)據(jù)口，而PC口的大部分引腳作?？诘拇蟛糠忠_作專用的聯(lián)絡(luò)信號(hào)用的聯(lián)絡(luò)信號(hào) 各聯(lián)絡(luò)信號(hào)線之間有固定的時(shí)序關(guān)系

33、，傳送時(shí)，各聯(lián)絡(luò)信號(hào)線之間有固定的時(shí)序關(guān)系，傳送時(shí)，要嚴(yán)格按時(shí)序進(jìn)行要嚴(yán)格按時(shí)序進(jìn)行 輸入輸入/輸出操作過(guò)程中，產(chǎn)生輸出操作過(guò)程中，產(chǎn)生固定的狀態(tài)字，這些狀態(tài)字可作為查詢或中斷請(qǐng)求固定的狀態(tài)字，這些狀態(tài)字可作為查詢或中斷請(qǐng)求字用。狀態(tài)字從字用。狀態(tài)字從PC口讀取口讀取 單向傳送單向傳送（1）端口A方式1作輸入:數(shù)據(jù)選通信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號(hào)表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRASTBA中斷允許觸發(fā)器PC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB數(shù)據(jù)選通信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖

34、器滿信號(hào)表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器端口B方式1作輸入：方式1輸入聯(lián)絡(luò)信號(hào)定義nSTB*選通信號(hào)，低電平有效選通信號(hào)，低電平有效由外設(shè)提供的輸入信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，將輸入設(shè)備送由外設(shè)提供的輸入信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，將輸入設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)鎖存至來(lái)的數(shù)據(jù)鎖存至8255A的輸入鎖存器的輸入鎖存器nIBF輸入緩沖器滿信號(hào)，高電平有效輸入緩沖器滿信號(hào)，高電平有效8255A輸出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。當(dāng)其有效時(shí)，表示數(shù)據(jù)已輸出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。當(dāng)其有效時(shí)，表示數(shù)據(jù)已鎖存在輸入鎖存器鎖存在輸入鎖存器nINTR中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效8255A輸出的信號(hào)，可用于向輸出的信號(hào)，

35、可用于向CPU提出中斷請(qǐng)求，要提出中斷請(qǐng)求，要求求CPU讀取外設(shè)數(shù)據(jù)讀取外設(shè)數(shù)據(jù)nINTE 中斷允許信號(hào)，高電平有效中斷允許信號(hào)，高電平有效用用于于控制中斷允許或中斷屏蔽控制中斷允許或中斷屏蔽聯(lián)絡(luò)信號(hào) 端口A 端口B STB*對(duì)應(yīng)PC4 對(duì)應(yīng)PC2 IBF對(duì)應(yīng)PC5 對(duì)應(yīng)PC1 INTR對(duì)應(yīng)PC3 對(duì)應(yīng)PC0 INTEPC4置位 PC2置位 8255A方式1作輸入時(shí)的各聯(lián)絡(luò)信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系 （2）8255A工作在方式1下的輸入時(shí)序（3）端口A方式1作輸出：外設(shè)響應(yīng)信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)輸出緩沖器滿信號(hào)表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU再次輸出數(shù)據(jù)PC6PC7PC3PA7PA0INT

36、EAOBFAINTRAACKA中斷允許觸發(fā)器端口B方式1作輸出：PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKB外設(shè)響應(yīng)信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)輸出緩沖器滿信號(hào)表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU再次輸出數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器方式1輸出聯(lián)絡(luò)信號(hào)nOBF*輸出緩沖器滿信號(hào)，低有效輸出緩沖器滿信號(hào)，低有效n8255A輸出給外設(shè)的一個(gè)控制信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，輸出給外設(shè)的一個(gè)控制信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，表示表示CPU已把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以取走已把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以取走nACK*響應(yīng)信號(hào)，低有效響應(yīng)信號(hào)，低有效n外設(shè)的響應(yīng)信號(hào)，指示外設(shè)的響應(yīng)信號(hào)，指示8255A

37、的端口數(shù)據(jù)已由外設(shè)的端口數(shù)據(jù)已由外設(shè)接受接受nINTR中斷請(qǐng)求信號(hào)，高有效中斷請(qǐng)求信號(hào)，高有效n當(dāng)輸出設(shè)備已接受數(shù)據(jù)后，當(dāng)輸出設(shè)備已接受數(shù)據(jù)后，8255A輸出此信號(hào)向輸出此信號(hào)向CPU提出中斷請(qǐng)求，要求提出中斷請(qǐng)求，要求CPU繼續(xù)提供數(shù)據(jù)繼續(xù)提供數(shù)據(jù)聯(lián)絡(luò)信號(hào) 端口A 端口B OBF*對(duì)應(yīng)PC7對(duì)應(yīng)PC1 ACK對(duì)應(yīng)PC6 對(duì)應(yīng)PC2 INTR對(duì)應(yīng)PC3 對(duì)應(yīng)PC0 INTEPC6置位 PC2置位 8255A方式1作輸出時(shí)的各聯(lián)絡(luò)信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系 （4）8255A工作在方式1下的輸入時(shí)序3. 3. 方式方式2 2（雙向選通方式）n方式方式2將方式將方式1的選通輸入輸出功能組合成一個(gè)的選通輸入輸出功能組合成一個(gè)雙向數(shù)據(jù)端口，可以發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)雙向數(shù)據(jù)端口，可以發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)n只有端口只有端口A可以工作于方式可以工作于方式2，需要利用端口，需要利用端口C的的5個(gè)信號(hào)線，其作用與方式個(gè)信號(hào)線，其作用與方式1相同相同n方式方式2的數(shù)據(jù)輸入過(guò)程與方式的數(shù)據(jù)輸入過(guò)程與方式1的輸入方式一樣的輸入方式一樣n方式方式2的數(shù)據(jù)輸出過(guò)程與方式的數(shù)據(jù)輸出過(guò)程與方式1的輸出方式有一的輸出方式有一點(diǎn)不同：數(shù)據(jù)輸出時(shí)點(diǎn)不同：數(shù)據(jù)輸出時(shí)8255A不是在不是在OBF*有效時(shí)有效時(shí)向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，而是在外設(shè)提供響應(yīng)信號(hào)向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，而是在外設(shè)提供響應(yīng)信號(hào)ACK*時(shí)才送出數(shù)據(jù)時(shí)才送出數(shù)據(jù)(1)方式2