并行通信及其接口技術(shù)

并行通信及其接口技術(shù)第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9.1并行接口9.1.1并行接口的構(gòu)成實(shí)現(xiàn)并行通信的接口就是并行接口。第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.并行接口的輸入過程

輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好之后，就使“數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好”信號線變?yōu)橛行盘?，并行接口收到該信號后，將向輸入設(shè)備發(fā)出“數(shù)據(jù)輸入回答”信號。接著，輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)將進(jìn)入并行接口的輸入緩沖寄存器中，與此同時撤消“數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好”信號。一旦數(shù)據(jù)輸入完成，并行接口置位狀態(tài)寄存器中的“輸入準(zhǔn)備好”位。這時有兩種方法使數(shù)據(jù)輸入到CPU中，一是CPU查詢狀態(tài)寄存器中的“輸入準(zhǔn)備好”位，一旦發(fā)現(xiàn)置位就從輸入緩沖寄存器中取走數(shù)據(jù)；二是并行接口向CPU發(fā)出中斷請求信號，CPU響應(yīng)后，再將數(shù)據(jù)取走。數(shù)據(jù)從輸入緩沖器中取走后，并行接口將自動清除“輸入準(zhǔn)備好”狀態(tài)位，并使數(shù)據(jù)總線呈高阻狀態(tài)，進(jìn)行下一次輸入。

第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2.并行接口的輸出過程

輸出設(shè)備準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)后，就向并行接口發(fā)出“數(shù)據(jù)輸出回答”有效信號，并行接口接到該信號后，將置位狀態(tài)寄存器中的“輸出準(zhǔn)備好”位。與輸入過程相似，也有兩種方法通知CPU輸出數(shù)據(jù)。一是CPU查詢狀態(tài)寄存器中的“輸出準(zhǔn)備好”位，一旦發(fā)現(xiàn)置位就向輸出緩沖寄存器中發(fā)送數(shù)據(jù)；二是并行接口向CPU發(fā)出中斷請求信號，CPU響應(yīng)后，再將數(shù)據(jù)發(fā)送。當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)入到輸出緩沖寄存器之后，將清零狀態(tài)寄存器中的“輸出準(zhǔn)備好”位。此時，并行接口會向輸出設(shè)備發(fā)出“數(shù)據(jù)輸出準(zhǔn)備好”有效信號，通知輸出設(shè)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)輸出設(shè)備啟動后，就將數(shù)據(jù)從輸出緩沖寄存器中取走，與此同時，并行接口撤消“數(shù)據(jù)輸出準(zhǔn)備好”信號。然后，輸出設(shè)備將向并行接口發(fā)出“數(shù)據(jù)輸出回答”有效信號，從而進(jìn)行下一次輸出。第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9.1.2并行接口的特點(diǎn)

輸出設(shè)備并行接口的特點(diǎn)主要有以下兩個方面。（1）并行接口是把一個字符的各數(shù)位用幾條線同時進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?，適用于近距離傳送的場合。（2）從并行接口的電路結(jié)構(gòu)來看，并行口有硬連線接口和可編程接口之分。第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9.2可編程并行通信接口8255A9.2.18255A的基本性能及外部引腳

1.8255A的基本性能（1）8255A最多可提供24位并行輸入/輸出端口。（2）可以根據(jù)數(shù)據(jù)傳送方式的需要，對8255A進(jìn)行靈活的設(shè)置。（3）8255A是一種可編程并行接口芯片，并且使用起來特別靈活。（4）8255A芯片中的一個亮點(diǎn)就是設(shè)計(jì)了C口。（5）8255A內(nèi)部的寄存器主要有三個:控制寄存器、狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2.8255A的外部引腳

8255A是一個具有40個外部引腳的雙列直插式芯片，該芯片依靠單一的+5V電源供電。與所有接口芯片一樣，它需要完成外部設(shè)備與CPU之間的信息傳遞，所以它的外部引腳可以分為面向系統(tǒng)總線的引腳和面向外部設(shè)備的引腳兩大類。第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9.2.28255A的編程結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部主要有數(shù)據(jù)輸入輸出端口，A組控制器和B組控制器，數(shù)據(jù)緩沖器及讀寫控制邏輯等。第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.并行輸入/輸出端口A、B、C（1）端口A。端口A包含一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器（2）端口B。端口B包含一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。（3）端口C。端口C包含一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2.A組和B組控制部件

端口A與端口C的高4位（PC7~PC4）構(gòu)成A組，由A組控制部件實(shí)現(xiàn)控制功能。端口B與端口C的低4位（PC3~PC0）構(gòu)成B組，由B組控制部件實(shí)現(xiàn)控制功能。

這是一個三態(tài)雙向8位數(shù)據(jù)緩沖器，它是8255A與8086CPU之間的數(shù)據(jù)接口。

負(fù)責(zé)管理8255A的數(shù)據(jù)傳輸過程，與CPU地址總線中的A0、A1以及RESET、、、相連，一共具有6根控制線。3.數(shù)據(jù)總線緩沖器4.讀/寫控制部件第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9.38255A的控制字及工作方式9.3.18255A的控制字8255A可以通過指令在控制端口中設(shè)置控制字來決定它的工作方式。控制字分為兩類。一類是8255A各端口的方式選擇控制字，另一類是C端口按位置1/置0控制字。

方式選擇控制字可以使8255A的3個數(shù)據(jù)端口工作在不同的工作方式。C端口按位置1/置0控制字可以使C端口中的任何一位進(jìn)行置位或復(fù)位。第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.方式選擇控制字格式

使用舉例↓第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2.C端口按位置1/置0控制字

格式

端口C的數(shù)位常常作為控制位使用。第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9.3.28255A的工作方式方式0——基本輸入/輸出方式

方式1——選通輸入/輸出方式方式2——雙向傳送方式第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.方式0（1）方式0的特點(diǎn)

①方式0是基本輸入/輸出方式的簡稱。②由于在方式0下，存在四個獨(dú)立的并行端口，它們都可以分別設(shè)為輸入或輸出使用，所以共有16種不同的組合方式。③在方式0下，輸入/輸出過程是由數(shù)據(jù)傳送的要求，根據(jù)用戶的設(shè)置而定的，也就是說，各端口的信號線之間沒有固定的時序要求。④方式0是一種單向的I/O傳送方式。第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月方式0示例8255作為打印機(jī)接口，工作于方式0CPU

PA0~7PC7PC2地

地BUSYSTBDATA0~71112~98255A打印機(jī)8255并行打印機(jī)接口電路框圖第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月DATA0~DATA7STROBEBUSY并行打印機(jī)接口數(shù)據(jù)傳送時序采用查詢方式時，打印機(jī)與CPU之間傳送數(shù)據(jù)的過程是：①首先查詢BUSY。若BUSY=1，打印機(jī)忙，則等待；若BUSY=0，打印機(jī)不忙，則送數(shù)據(jù)。②通過并行接口把數(shù)據(jù)送給打印機(jī)的數(shù)據(jù)線上，此時數(shù)據(jù)并未送入打印機(jī)。③再送出一個數(shù)據(jù)選通信號（負(fù)脈沖）給打印機(jī)的STB引腳，把數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)打入到打印機(jī)的內(nèi)部緩沖器。④打印機(jī)在收到數(shù)據(jù)后，通過BUSY引腳發(fā)出“忙”（BUSY=1）信號，表明打印機(jī)正在處理輸入的數(shù)據(jù)。⑤打印機(jī)處理好輸入的數(shù)據(jù)時，撤消忙信號，同時又送出一個響應(yīng)信號ACK第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月CPU采用查詢方式把存放在BUF緩沖區(qū)的256個字符（ASCII碼）送去打印。結(jié)束8255初始化BUSY=0?送數(shù)送STB內(nèi)存+1字節(jié)數(shù)-1送完？開始YNYN設(shè)8255的A、B、C數(shù)據(jù)口地址分別位60H、61H、62H、控制口端口地址63H第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月DATASEGMENTBUFDB‘ABCDEDF’COUNTDB$-BUFA8255EQU60HB8255EQU61HC8255EQU62HCTRL8255EQU63HDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS：CODE，DS：DATASTART：

MOVAX，DATAMOVDS，AXMOVDX，CTRL8255；8255控制口MOVAL，10000001B；工作方式字OUTDX，AL;A口0方式輸出,C4～C7輸出,C0～C3輸入MOVAL，00001111B

；PC7位置高，使STB*=1OUTDX，AL第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月MOVSI,OFFSETBUF

；打印字符內(nèi)存首地址MOVCX，COUNT

；打印字符個數(shù)LP2:

MOVDX，C8255；PC口地址LP1:

INAL，DX；查BUSY=0？（PC2=0）TESTAL，04H;00000100BJNZLP1

；忙，則等待；不忙，則向A口送數(shù)MOVDX，A8255

；PA口地址MOVAL，[SI]

；從內(nèi)存取數(shù)OUTDX，AL

；送數(shù)據(jù)到A口MOVAL，CTRL8255

；8255命令口MOVAL，00001110B

；置STB信號為低（PC7=0）OUTDX，ALNOP

；負(fù)脈沖寬度（延時）NOPMOVAL，00001111B

；置STB為高（PC7=1）OUTDX，AL第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月INCSI；內(nèi)存地址加1DECCX；字符數(shù)減1JNZLP2

；未完，繼續(xù)MOVAX，4C00H；已完，退出INT21HCODEENDSENDSTART第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2.方式1（1）方式1的特點(diǎn)

①方式1是選通輸入/輸出方式的簡稱。②如果將8255A中的A口和B口都設(shè)置為方式1工作，那么C口中將有六位被當(dāng)作專用的中斷請求線和聯(lián)絡(luò)信號線，不能將其另做他用。而在C口中剩下的兩根引腳，仍可作為輸入或者輸出使用。③如果8255A的A口和B口中只有一個端口工作在方式1，那么與之配合的C口中就有3位被規(guī)定為控制/狀態(tài)位。④C口中的各專用線時序非常嚴(yán)格。⑤在數(shù)據(jù)傳送過程中產(chǎn)生的狀態(tài)信息，可供CPU進(jìn)行查詢或者作為中斷請求信號。第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）方式1的輸入/輸出時序關(guān)系①方式1下輸入時的引腳2.方式1第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）方式1的輸入/輸出時序關(guān)系②方式1下輸入時的工作時序。2.方式1第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）方式1的輸入/輸出時序關(guān)系③方式1下輸出時的引腳。2.方式1第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）方式1的輸入/輸出時序關(guān)系④方式1輸出的工作時序。2.方式1第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）方式1的狀態(tài)字2.方式1第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月方式1示例要求在甲乙兩臺微機(jī)之間并行傳送1K字節(jié)數(shù)據(jù)。甲機(jī)發(fā)送，乙機(jī)接收。甲機(jī)一側(cè)的8255采用方式1工作，乙機(jī)一側(cè)的8255采用方式0工作。兩機(jī)的CPU與接口之間都采用查詢方式交換數(shù)據(jù)。分析雙機(jī)均采用可編程并行接口芯片8255構(gòu)成接口電路，只是8255的工作方式不同。此時，雙方的8255把對方視為I/O設(shè)備。第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月方式0方式18255PA0~7PC7PC3PC4~6PC0~2PB0~7PA0~7PC7PC6PC3PC0~2PB0~7未用8255甲(發(fā)送)CPU乙(接收)CPUACKOBF兩種方式的并行傳送接口電路框圖PC4~5第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月A8255EQU60HB8255EQU61HC8255EQU62HCTRL8255EQU63HBUFSDB23,34,……;1024個數(shù)據(jù)MOVDX，CTRL8255；8255命令口MOVAL，10100000B；初始化工作方式字OUTDX，AL

MOVSI,OFFSETBUFS

；設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的指針MOVCX，3FFH

；發(fā)送字節(jié)數(shù)LP2：MOVDX，A8255MOVAL，[SI]OUTDX，AL;向A口寫第一個數(shù)，產(chǎn)生第一個OBF信號送給乙方，以便獲取乙方的ACK信號方式1示例甲機(jī)發(fā)送程序段第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月INCSI；內(nèi)存地址加1MOVDX，C8255

；8255狀態(tài)口LP1：

INAL，DX

；查接收方是否發(fā)回答信號？TESTAL，01000000B；PC6=0？JNZLP1

；若還沒有收到回答信號，則等待；LOOPLP2；若有收到回答信號，則向A口繼續(xù)寫數(shù)MOVAH，4CH；已完，退出INT21H；返回乙機(jī)接收程序段：（略）第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月③方式2的狀態(tài)字3.方式2（2）方式2的輸入/輸出時序關(guān)系及其狀態(tài)字第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月①要求：某通信系統(tǒng)由兩臺計(jì)算機(jī)組成，主從兩機(jī)都采用8255A作為并行接口芯片。要求主機(jī)的8255A采用方式2及中斷方式收發(fā)數(shù)據(jù)，并要求能夠向CPU提供中斷向量；從機(jī)的8255A采用方式0及查詢方式收發(fā)數(shù)據(jù)。假設(shè)主機(jī)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)都是128個字節(jié)，并且發(fā)送數(shù)據(jù)的首地址為400H，接收數(shù)據(jù)的首地址為300H，試寫出主機(jī)的初始化程序代碼和相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序的代碼。3.方式2（3）方式2的應(yīng)用舉例第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

②分析：由于要求主機(jī)的8255A采用中斷數(shù)據(jù)傳送方式，并且可以提供中斷向量，所以在構(gòu)建系統(tǒng)連接時，必須選用中斷控制器8259A。此時，需將8255A中C口的INTRA中斷請求線連接到8259A的某個IR端。又方式2的中斷請求線是輸入和輸出共用的，所以必須通過讀取8255A中C口的IBFA位和位，以判斷是輸入數(shù)據(jù)還是輸出數(shù)據(jù)，這可在中斷服務(wù)子程序中編程實(shí)現(xiàn)。3.方式2（3）方式2的應(yīng)用舉例第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月③設(shè)計(jì)3.方式2（3）方式2的應(yīng)用舉例第一部分，接口電路連接圖第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月③設(shè)計(jì)3.方式2（3）方式2的應(yīng)用舉例

第二部分，假設(shè)主機(jī)8255A的端口地址分別為200H、202H、204H、206H，8259A的偶地址端口為32H，則主機(jī)的初始化程序代碼和中斷服務(wù)子程序代碼可得。第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月端口A：PA0～PA7A組，支持工作方式0、1、2常作數(shù)據(jù)端口，功能最強(qiáng)大端口B：PB0～PB7B組，支持工作方式0、1常作數(shù)據(jù)端口有時也利用端口A或端口B從I/O設(shè)備讀取一些狀態(tài)信號，如打印機(jī)的“忙”（Busy）狀態(tài)信號、A/D轉(zhuǎn)換器的“轉(zhuǎn)換結(jié)束”（EOC）狀態(tài)信號第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月端口C：PC0～PC7僅支持工作方式0可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口分兩個4位，每位可獨(dú)立操作A組控制高4位PC4～PC7B組控制低4位PC0～PC3控制最靈活，最難掌握第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9.48255A的應(yīng)用舉例第39頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月例1：在某系統(tǒng)中，欲用可編程并行接口芯片的一個口來實(shí)現(xiàn)兩位輸入、兩位輸出，則應(yīng)選用8255的

。A、A口B、B口C、C口D、A、B口均可C第40頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月例2：并行接口8255與打印機(jī)的連線圖如下，當(dāng)A15~A2=00000000110000經(jīng)地址譯碼器輸出，使CS=0。試問：譯碼器

PA0~7PC7PC0地

地BUSYSTB