第7章_输入输出和接口应用

1、第七章 输入/输出和接口应用 (input/output and interface application)§7.1 接口(interface) 外设的工作状态及数据通过接口送给主机，主机对外设的命令及数据通过接口送到外设主机 接口 外设 信息：数据（数字量，模拟量，开关量），状态，控制 接口：CPU与内存及CPU与外设之间通过总线进行连接的逻辑部件（电路），有存储器接口和I/O接口 端口：I/O接口内的寄存器，用来暂存和传送CPU与外设交换的数据、状态和控制信息，每个端口都有一个地址 一I/O接口的作用 1外设与主机速度匹配 2主机与外设交换信息：状态信息、数据信息和控制信息 3

2、变换传输方式 二I/O接口的主要职能 实现数据缓冲，地址译码（提供I/O地址），信息转换，提供命令译码和状态信息，定时和控制. 三I/O端口的编址方式 1统一编址：也叫存储器编址，即存储器对应输入输出方式 2独立编址：也叫I/O编址，即端口寻址的输入输出方式§7.2 输入/输出方式(I/O mode) 通常采用三种输入/输出方式，即 程序控制、程序中断、直接存储器存取 一程序控制输入/输出方式 1无条件传送 CPU不考虑外设状态，只管用IN、OUT指令传送数据 2条件传送，即查询方式 CPU在传送数据之前先查询外设状态，如果外设准备就绪，就与外设交换数据，否则继续查询CHECK：IN

3、 AL，STATUS；读状态端口AND AL，80H ；检查最高位是否为0（0为准备好）JNZ CHECK ；未准备好，继续检查MOV AL，STORE；准备好，从内存取数OUT DATA，AL ；从数据端口输出 二程序中断输入/输出方式 CPU执行主程序，不用查询外设状态，而由外设通过中断请求线INTR（或NMI）向CPU请求中断，CPU响应后与外设进行信息交换，完成后继续执行主程序 三直接存储器存取方式DMA（Diract Memory Access） 在DMA方式中，CPU响应总线请求让出总线，由DMA控制器直接控制存储器与外设的互相传送 （见P237，F8-14） ·另有一种

4、叫专用I/O处理机方式被广泛采用，原来由CPU完成的各种I/O操作与控制全部由I/O处理机（IOP）完成，与CPU并行工作。如8086/8088系列中的8089（IOP），它有2个独立通道，每个都兼有CPU功能和DMA功能。IOP专门用于处理高速I/O设备。§7.3 定时与计数(timing and counting) Intel 8253可编程定时器/计数器 （可编程间隔定时器PITProgrammable Interval Timer） 采用NMOS工艺，单一+5V电源，24脚双列 一8253的基本结构和功能1 结构：内部结构及引脚（见P226，F8-2，F8-3） 8253由数

5、据总线缓冲器、读/写逻辑、控制字寄存器、三个计数器组成 ·数据总线缓冲器 ·读/写逻辑（见P227，T8-1）CS RD WR A1 A0寄存器选择和操作 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 x x x x 0 1 1 x x写入计数器0#写入计数器1#写入计数器2#写入控制寄存器读计数器0#读计数器1#读计数器2#无操作（三态）未选中（三态）无操作（三态） ·控制字寄存器 ·三个计数器 （见P225，F8-1） 由一个16位的

6、可预置值的减法计数器构成，引脚 CLK输入脉冲，其周期不能小于380ns（即） GATE门控信号，作为控制计数器工作的外部信号，低电平禁止计数 OUT输出，计数到0时输出，可作为中断请求线 2主要功能 （1）三个独立的16位计数器通道，每个计数器都可以二进制或二十进制方式计数 （2）每个计数器的计数频率范围为02MHZ （3）每个通道有6种工作方式由编程选择 （4）所有的输入/输出都与TTL兼容 二8253的控制字 由CPU向8253写入，用来选择8253的工作方式D7D6D5D4D3D2D1D0计数器读/写格式工作 方式数制（见P232，F8-10） D7D6= 00 选择计数器0# 01

7、选择计数器1# 10 选择计数器2# 11 非法选择 D5D4= 00 计数器锁存命令（这时计数单元CE的数据锁存到输出锁存器OL中） 01 只读/写计数器低8位（高8位自动设0） 10 只读/写计数器高8位（低8位自动设0） 11 先读/写计数器低8位，再读/写计数器高8位 D3D2D1= 000 方式0 001 方式1 X10 方式2 X11 方式3 100 方式4 101 方式5 D0= 0 二进制（0FFFFH） 1 BCD （09999） 三8253的工作方式1 方式0：计数结束产生中断(见P228，F8-4) 特点：(1)不重复计数，计数到OUT保持高，只有写入新计数值时OUT变低

8、才开始新计数 (2)计数过程若GATE=0时暂停计数，GATE=1时继续计数 (3)计数中若改写计数值，则立即按新值重新计数（若写16位，写第一字节停止计数，写第二字节按新值重新计数） (4) 计数在WR信号上升沿后的下一个时钟脉冲开始设8088CPU系统地址总线A1A0与8253的A1A0相连，A15A2经译码器输出后与8253的CS相连，则8253的端口地址为40H43H，以下初始化使计数器2#工作于方式0 MOV AL，90H；10 01 000 02#，低8位，方式0，二进制 OUT 43H，AL；送往控制字寄存器 MOV AL，60H；计数值 OUT 42H，AL；送往通道2 （PC

9、机只用A0A9共10条作I/O地址） 2方式1：可编程单拍脉冲（见P229，F8-5） 特点：(1)单脉冲宽度为N个输入脉冲周期（CLK）（可以是外部事件不等间隔脉冲） (2)计数到后可用GATE再次启动 (3)计数过程中，可用GATE重新触发，重新计数 (4)计数过程中可重写计数值而不影响计数，计数到后再次触发则按新值计数 3方式2：速率发生器（分频脉冲发生器）（见P230，F8-6） 特点：(1)通道可连续工作，输出固定频率的脉冲 (2)GATE变低时停止计数，变高后的下一个CLK重新计数 (3)计数过程可改变计数值不影响计数，计数到后下一次按新值计数 4方式3：方波速率发生器（见P230

10、，F8-7） 特点：(1)若计数值为偶数则OUT输出一半高一半低，若计数值为奇数则OUT输出高电平比低电平多一个CLK (2)GATE=1允许计数，GATE=0禁止计数若计数过程中GATE变0又变1则重新装入初值计数 (3)计数过程中写入新值要等现行计数的半方波结束之前收到GATE脉冲才用新值开始计数 5方式4：软件触发选通（见P231，F8-8） 特点：(1)GATE必须保持1才能软件触发（GATE为0时禁止计数） 计数过程中GATE为0停止计数，恢复1时重新计数 (2)计数过程中若改变计数值，则按新值重新计数（若写16位，写第一字节停止计数，写第二字节开始计数） 6方式5：硬件触发选通（见

11、P231，F8-9） 特点：(1)计数过程中若有GATE触发则重新计数 (2)计数过程中写入新值不影响计数，（计数到或未完）若有GATE触发则按新值开始计数 8253工作方式小结： 1方式2、4、5输出波形相同，为一个CLK周期的负脉冲 初始时方式0在写入CW后OUT为低，其余方式为高 2方式1、5由硬件触发计数，方式1输出的单脉冲为N个CLK周期时间的负脉冲，N为计数值，方式5为一个CLK周期时间的负脉冲 3方式0、2、3、4由软件触发（仍受GATE控制）计数 4方式2、3连续计数，方式0、1、4、5一次计数，计数到后从最大值（十六进制FFFFH或BCD9999）继续倒计数 5方式0、4在计

12、数过程中写入新值后立即有效，其他方式须在外部触发或计数到后才有效 6方式1、5由GATE启动计数，方式0、2、3、4由GATE控制计数 四8253的初始化编程步骤 1写入通道控制字选择工作方式 2写入计数值，若规定只写8位，则另8位自动设0；若规定写16位，则分二次写入，先低8位，后高8位 例：把通道1设为工作方式1，计数1024次，则 通道控制字 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1# 写16位 方式1 二进制 1# 写16位 方式1 BCD 计数值 0400H（二进制计数） 1024H（BCD计数）MOV AL，72HMOV AL，73H；控制字OUT 43H

13、，ALOUT 43H，ALMOV AL，00HMOV AL，24H；计数值低8位OUT 41H，ALOUT 41H，ALMOV AL，04HMOV AL，10H；计数值高8位OUT 41H，ALOUT 41H，AL；1#口地址 二进制计数值0400H低8位为0故可只写高8位，控制字为01100010 ·CPU可用IN指令随时读入8253任一通道的计数现行值，因需先低后高分二次读取，必须锁存计数以免计数值不断变化，可用GATE信号暂停计数或CPU送一个通道控制字（D5D4=00），后者不影响计数器计数，而只锁存当前值，CPU二次读取后锁存自动解除 例：读通道1的计数值MOV AL，40

14、H；01000000锁存1#OUT 43H，ALIN AL，41H ；读低8位MOV DL，ALIN AL，41H ；读高8位MOV DH，AL；计数值保存在DX中 ·时间常数（计数值）的计算： N=T/ N 计数值（时间常数即计数常数） T 定时量 CLK脉冲周期（IBM PC/XT为1.19MHZ,14.31818÷3÷4，=840ns） 一个通道的定时范围（取=840ns） Tmax=840ns×6553655ms（BCD计数840ns×） Tmin=840ns×1=840ns 五IBM PC/XT中的定时器/计数器使用 IBM

15、 PC/XT使用8253-5，端口地址： 0#为40H，1#为41H，2#为42H，控制字寄存器为43H ·0#通道为方式3，GATE0=1，OUT0作为中断请求接至8259A中断控制器的IRQ0，用于报时时钟和磁盘驱动器的马达定时（CW=36H，N=0即216） ·1#通道为方式2，GATE1=1，OUT1经D触发器对8237A-5 DMA控制器通道0的DMA请求DREQ0，用于定时启动刷新动态RAM（CW=54H，N=12H） ·2#通道为方式3，用于产生1KHZ的方波输出，OUT2经与门并滤掉高频分量后送扬声器发声，用8255-5的PB1、PB0来控制与门和

16、GATE2以控制发声时间，PB1、PB0同时为高的时间长短即发音长短，长3秒，短0.5秒（CW=B6H，N=533H） ROMBIOS对8253-5的编程如下：；计数器0用于定时（约55ms）中断MOV AL，00110110B；0#，方式3，写16位，二进制计数OUT 43H，ALMOV AL，0 ；计数值65536（840ns×6553655ms）OUT 40H，AL ；写入低字节OUT 40H，AL ；写入高字节；计数器1用于定时（约15ms）DMA请求 （2ms内可刷新132行多于全部128行）MOV AL，01010100B；1#，方式2，只写低字节，二进制计数OUT 43

17、H，ALMOV AL，12H ；计数值18（840ns×1815ms）OUT 41H，AL；计数器2用于产生1KHZ的方波送至扬声器发声， 声响子程序为BEEP，入口地址为FFA08HBEEP PROC NEAR MOV AL，10110110B；2#，方式3，写16位，二进制计数 OUT 43H，AL MOV AX，0533H ；计数值1331 OUT 42H，AL ；写低8位 MOV AL，AH ； （初始化结束） OUT 42H，AL ；写高8位 IN AL，61H ；读8255的B口原输出值 MOV AH，AL ；存于AH OR AL，03H ；使PB1、PB0均为1 OUT

18、 61H，AL ；输出使扬声器发声 SUB CX，CX ；CX为65536作延时用G7： LOOP G7 ；循环延时 DEC BL ；BL为发声长短的入口条件 JNZ G7 ；BL=6长声（3秒），BL=1短声（0.5秒） MOV AL，AH ；取回AH中的8255B口输出值 OUT 61H，AL ；恢复8255B口，停止发声 RET ；返回 例：8253计数器2产生600HZ方波使扬声器发声，当按任意键时发声停止STACKSEGMENT STACKDB 256 DUP（0）STACKENDSDATASEGMENTFREDDW 1983 ；1.19MHZ/600HZ=1983DATAENDSC

19、ODESEGMENTASSUME CS：CODE，DS：DATA，SS：STACKSTARTPROC FARPUSH DSMOV AX，0PUSH AXMOV AX，DATAMOV DS，AXIN AL，61H ；读PB口状态OR AL，03H ；使PB1、PB0均为1OUT 61H，AL ；写新PB口值，以使扬声器发声MOV AL，0B6H；2#，方式3，写16位，二进制计数OUT 43H，ALMOV BX，FRED；分频计数值MOV AL，BL ；先写低字节OUT 42H，ALMOV AL，BH ；再写高字节OUT 42H，AL ；输出600HZ方波MOV AH，0 ；调用BIOS的读键盘

20、程序INT 16H ；等待敲入键IN AL，61H ；读PB口状态AND AL，0FCH；使PB1、PB0均为0OUT 61H，AL ；扬声器停止工作RET ；结束返回DOSSTARTENDPCODEENDSEND START§7.4 并行通信(parallel communication) Intel 8255A可编程并行输入输出接口 40脚双列直插式，NMOS工艺，单一+5V 一8255A的结构与功能 （见P253，F9-1） 1三个8位数据端口A、B、C，C口又可分为二个4位端口即上C口和下C口 A口带数据输出锁存和缓冲器、数据输入锁存器 B口带数据输入/输出的锁存/缓冲器、数

21、据输入缓冲器 C口带数据输出锁存/缓冲器、数据输入缓冲器（输入无锁存） B、C口的驱动能力可达4mA（达林顿级） 2A组和B组控制电路 用以接收CPU的命令字决定两组的工作方式或对C口按位复位/置位 3数据总线缓冲器 三态8位缓冲器，用以和系统数据总线直接连接，实现CPU与8255A信息传送 4读/写控制逻辑 管理所有数据、控制字、状态字传送 端口选择及控制：（见P255，T9-1）A1 A0 RD WR CS功 能 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 x x x x 1 x x 1 1 0

22、 1 1 0 1 0端口A®数据总线端口B®数据总线 输入（读）端口C®数据总线数据总线®端口A数据总线®端口B 输出数据总线®端口C （写）数据总线®控制字寄存器数据总线为三态数据总线为三态 断开非法状态 A1A0可选择4个口地址即A、B、C口和控制字寄存器 RESET复位信号，高有效时清除控制字寄存器并置A、B、C口为输入方式 二8255A的控制字 8255A三种工作方式： (1)方式0：基本输入输出工作方式（程序控制，即无条件和查询I/O方式） (2)方式1：（应答式）选通输入输出工作方式（程序中断I/O方式） (3)

23、方式2：（应答式）选通双向输入输出工作方式 ·A、B、C口都可工作于方式0 A、B口可工作于方式1，此时C口作控制位或状态位 方式2只有A口可选用，此时B口可工作于方式0、1，C控制位或状态位 1工作方式控制字 用于选择A、B、上C、下C口的工作方式，8位，最高位1为特征位 格式：（见P256，F9-2）D7D6D5D4D3D2D1D0特征位 方式选择 A口 上C口 方式选择 B口 下C口 1 00 方式0 1输入 1输入 0方式0 1输入 1输入 01 方式1 0输出 0输出 1方式1 0输出 0输出 1x 方式2 A组 B组 例：8255A的A口为方式0输出，B口为方式1输入 上

24、C口为方式0输入，下C口此时为B口的联络线 其控制字为：8EH，即 1 0 0 0 1 1 1 0 方式0 A出 上C入 方式1 B入 下C出 2置位/复位控制字 8位，最高位0为特征位，用于对C口的任一位置位或复位 一个控制字只能设置一位 格式：（见P256，F9-3）D7D6D5D4D3D2D1D0特征位 （无用，置000） 位选择 置位/复位 0 无关 000 0 1置位 001 1 0复位 010 2 011 3 100 4 101 5 110 6 111 7 例：使PC7为1的控制字为00001111B（0FH） ·工作方式和置位/复位控制字共用一个控制字寄存器端口地址而用

25、特征位区分 三8255A的工作方式 1方式0 基本的输入输出方式 用I/O指令对端口读写，作无条件传送或条件（查询）传送，条件传送时用C口的某些位作A口、B口的控制和状态位 A口、B口、上C口、下C口有16种不同的输入输出组合 ·方式0输入： ·方式0输出： 2方式1 选通输入输出方式，即程序中断I/O方式 A口、B口作选通端口，并且用C口的三位作控制线（应答线和中断请求线） 如果A口和B口都选方式1，则C口还余二条可作输入或输出 <1>方式1输入（见P259，F9-5） STB：选通输入，低有效时数据由外部送入输入锁存器 IBF：输入缓冲器满，高有效时表示输入

26、锁存器满，它由STB置位，RD上升沿复位 INTR：中断请求，高有效时8255A向CPU请求中断，A口用PC3，B口用PC0 它是当STB、IBF、INTE为高时有效的（被置高） INTE A：A口中断允许，由用户对PC4置位/复位来控制 INTE B：B口中断允许，由用户对PC2置位/复位来控制 <2>方式1输出（见P258，F9-4） OBF：输出缓冲器满，低有效时表示CPU已把数据输出到端口 OBF由WR的上升沿置有效，由ACK有效使其恢复为高 ACK：外设响应信号，低有效时表示已接收CPU输出的数据 INTR：中断请求，高有效时表示外设已接收数据，请求再输出数据 当ACK、

27、OBF、INTE为高时INTR置位（=1），WR的后沿使其复位（=0） INTE A：A口中断允许，由用户对PC6置位/复位来控制 INTE B：B口中断允许，由用户对PC2置位/复位来控制 3方式2（见P260，F9-6） 选通双向输入输出方式，可工作于查询或中断方式 方式2只有A口可用 INTR：中断请求，高电平有效，输入或输出都可向CPU请求中断 OBF：输出缓冲器满，低有效时表示CPU已把数据送到端口A ACK：响应信号，低有效启动A口三态输出缓冲器送出数据（否则缓冲器三态） ACK上升沿作为数据已输出的回答信号 INTE1：与输出缓冲器相关的中断允许，对应PC6，1允许、0屏蔽 ST

28、B：选通输入，低有效时外设把数据输入到端口输入锁存器 IBF：输入缓冲器满，高有效时表示数据已进入输入锁存器 INTE2：与输入缓冲器相关的中断允许，对应PC4，1允许、0屏蔽 ·当A口工作于方式2时，B口可工作在方式0、方式1，此时C口各位的功能为：D7D6D5D4D3D2D1D0 I/O I/O I/O 方式0OBFA INTE1 IBFA INTE2 INTRA INTEB IBFB INTRB 方式1输入 （ACKA） （STBA） （STBB） INTEB OBFB INTRB 方式1输出 （ACKB） A组状态 B组状态 （方式控制字设置完后）它形成一个方式状态字，CPU

29、可用读C口得到 ·例：设A口为双向中断传送，B口为方式1输入，则方式控制字为 1 1 ´ ´ ´ 1 1 ´ 11000110B=C6H ABB 方方输 式式入 21 A口方式2输入中断允许，则PC4=1，C口置位/复位控制字为00001001B=09H A口方式2输出中断允许，则PC6=1，C口置位/复位控制字为00001101B=0DH ·注意：一个按位置位/复位控制字只能对C口的某一位设置 ·CPU响应中断，则在中断服务子程序中首先从C口读状态字，判别IBF或OBF是否有效以决定输入或输出 ·如果A口或B口工

30、作于选通I/O方式而屏蔽中断，则C口的状态字可作查询或I/O方式之用 四IBM PC/XT的8255A-5使用 PC/XT系统板上使用一片8255A-5，工作在方式0 （1）A口在系统上电自检时暂为输出，输出部件检测标志，自检后设为输入，用于键盘中断处理程序中读取已串并转换完的键盘扫描码 （2）B口输出，用于对键盘串并转换，RAM和I/O通道检验以及扬声器等的启动控制 （3）C口输入，高4位为一些状态测试位，低4位用来读取系统板的配置开关DIP的设置情况 8255A-5在系统中的I/O地址： A口60H B口61H C口62H 控制字寄存器63H 对B口， PB0：1 定时器2选通控制 PB1

31、：1 扬声器数据 PB2：备用 PB3：0 允许读DIP低4位/1允许读DIP高4位 PB4：0 允许RAM奇校验 PB5：0 允许I/O通道校验 PB6：0 保持键盘时钟为低 PB7：0 允许键盘数据/1清除键盘数据 对C口高4位， PC4：1 扬声器状态 PC5：1 定时器通道2输出 PC6：1 I/O通道校验 PC7：1 RAM奇偶校验 DIP开关ON为0，OFF为1SW-8SW-7SW-6SW-5SW-4SW-3SW-2SW-1软盘驱动器数 显示器 系统板上RAM 001个 0140´25彩色 01128KB 0常规 0正常工作 012个 1080´25彩色 101

32、92KB 1循环自检 103个 11单色或多个 11256KB 114个 显示器 00640KB 1有8087以下是ROM-BIOS初始化部分的读系统开关的一段8255A-5初始化编程，读DIP开关程序段MOV AL，10001001B；方式0，A口、B口输出，C口输入OUT 63H，AL；MOV AL，10100101B；PB3为低以读取DIP低4位OUT 61H，AL；送到B口；先做其他测试IN AL，62H；读C口AND AL，0FH；截取低4位MOV AH，AL；存于AH中MOV AL，10101101B；使PB3为高电平，其他位不变OUT 61H，ALNOP；等待数据输入稳定IN A

33、L，62H；再读C口MOV CL，4；设置循环计数为4ROL AL，CLAND AL，0F0H；取高4位OR AL，AH；高4位低4位合并SUB AH，AH；AX的高字节清0MOV DATA_WORDOFFSET EQUIP-FLAG，AX；存入设备标志单元（2字节）MOV AL，10011001B；重设8255A方式0，A口、B口、C口输入OUT 63H，AL至此得8位DIP配置状态，系统进入正常工作 例1CPU通过8255A的PA0输出500HZ的矩形波 即在PA0交替输出“0”、“1”电平，各保持1ms 设8255A端口地址为60H63HSTART：MOV AL，80H；OUT 63H，

34、ALXOR AL，ALREPT：OUT 60H，ALCALL D1MSNOT ALJMP REPTD1MS：MOV CX，280WAIT：LOOP WAITRET 例28255通过PC/XT62芯总线与系统连接，其地址为218H21BH，现用C口连接8个发光二极管，若C口输出低电平灯亮，高电平灯灭请用软件定时，使一个灯亮，每隔0.5秒从低位向高位循环移动一次，若有键按下则停止运行CODESEGMENTASSUME CS：CODE，DS：CODE，SS：CODESTART：MOV AX，CODEMOV DS，AXMOV SS，AXMOV AX，0100HMOV SP，AXMOV DX，21BH；

35、8255控制口地址MOV AL，10000000B；C口输出OUT DX，ALMOV DX，21AH；C口地址MOV BH，0FEHCONT：MOV AL，BHOUT DX，ALCALL D500MS；延时0.5秒ROL BH，1；左移1位MOV AH，0BH；调用读键中断INT 21HAND AL，AL；无键按下AL=0，有键按下AL=0FFHJZ CONTMOV AX，4C00HINT 21HD500MSPROC NEAR；延时0.5秒子程序MOV BL，50DLY：MOV CX，2801WAIT1：LOOP WAIT1DEC BLJNZ DLYRETD500MSENDPCODEENDSE

36、ND START 例3系统用I/O通道通过8255A把内存DTAB单元开始的一组字节型数据从A口输出打印（用中断方式） 设8255A的A口为方式1输出，A口地址为218H，控制寄存器地址为21BH 方式控制字：10100000=A0H （01方式1，0A口输出） 置位/复位控制字：00001101=0DH （110PC6 ，1置1）DATASEGMENTDTABDB 11H，56H，88H，96H，33HCOUNTEQU $-DTABOCW1DB ？DATAENDSSTACKSEGMENT STACKDW 20 DUP（？）STACKENDSCODESEGMENTASSUME CS：CODE，

37、DS：DATA，SS：STACKSTART：MOV AX，CSMOV DS，AXMOV DX，OFFSET INTPROCMOV AX，250AH；设中断向量INT 21H；（AL=n，DS:DX=入口地址）MOV AX，DATAMOV DS，AXMOV DX，21BHMOV AL，10100000BOUT DX，ALMOV AL，00001101B；PC6置1使INTEA=1允许A口中断OUT DX，ALCLIIN AL，21H；读IMR状态（中断屏蔽寄存器）MOV OCW1，ALAND AL，0FBH；开放IRQ2中断OUT 21H，ALSTIMOV CX，COUNT-1MOV BX，OF

38、FSET DTABMOV DX，218HMOV AL，BXOUT DX，AL；送出第一个字符WAIT1：JMP WAIT1；等待中断LOOP WAIT1CLIMOV AL，OCW1；恢复IMR原状态OUT 21H，AL；送屏蔽寄存器端口STIMOV AX，4C00HINT 21HINTPROC：INC BX；中断服务子程序MOV AL，BXOUT DX，ALMOV AL，20H；OCW2的D5=1中断结束信号OUT 20H，AL；发到ISR（中断服务寄存器）STIIRETCODEENDSEND START ·8259的中断屏蔽寄存器某位为“0”该级中断开放，“1”屏蔽 ·中

39、断处理结束后应向中断服务寄存器ISR发中断服务结束信号（OCW2的D5=1）以取消该级正在服务标志§7.5 串行通信(serial communication) 数据逐位顺序传送，通信线路简单，成本低，特别适用于远距离传送 常用的可编程串行I/O接口芯片有Z80SIO、INS8250、Intel8251等 1异步通信方式（传送时不必和数据一起发送同步时钟脉冲） 异步通信中，CPU与外设之间有两项规定，即字符格式和波特率 字符格式：字符的编码形式和规定，如 ASCII码规定：每个串行字符由四个部分组成 1个起始位，58个数据位，1个奇偶校验位，12个停止位 小于最高数据传输率（见P26

40、5，F9-11） 最高数据传输率 起始位至停止位构成一帧，传送一个字符 相邻两字符间的位为空闲位，可任意长 起始位的下降沿使接收设备中的时钟同步复位 波特率：每秒传输代码（字符）的位数，单位：波特 1波特=1位/秒 设数据传送速率为120字符/秒，每个字符10位，则传送的波特率为 10´120=1200波特 每位传送的时间Td为波特率的倒数，即位时间 Td ·注意：波特率与有效数据位传送速率有所区别，如上例每个字符10位，7个有效数据位，因此有效数据位传送率为 7´120=840位/秒 而波特率为1200波特 异步通信的传送速率早先在509600波特，现已达56千

41、波特 2同步通信方式 传送时不必加起始位和停止位，而是把数据成块传送 在数据块开始处用一或两个8位的同步字符来指明，同步字符由用户设定 接收器接收数据时首先搜索同步字符，找到后才开始装配数据 在同步传送中，要求接收器时钟和发送器时钟严格同步，因此电路比较复杂 同步传送速率高于异步传送速率，可在56千波特以上 二串行通信中的基本技术 1数据传送方向 单工通信 A站发，B站收 A®B 半双工通信 A站B站轮流收发，即A发B收，B发A收 AB 全双工通信 A站和B站可同时收发 A«B 2信号的调制和解调 数字通信需要有很宽的频带，一般用作远程通信的电话线频带较窄，数字信号经传输后

42、会产生畸变 在发送端用调制器（Modulator）把数字信号转换为模拟信号 在接收端用解调器（Demodulator）把模拟信号转换为数字信号 调制时可用两个不同频率的低频信号表示“0”和“1” 三异步接收器/发送器 异步接收器/发送器由三部分组成，即接受器、发送器和控制部件 ·接收器接收串行数据经过一个移位寄存器（8位）变为并行数据经缓冲器后到并行数据总线供CPU读取 ·发送器则把CPU送来的数据经8位的发送数据寄存器和一个20位的发送移位寄存器后输出串行数据 ·收/发器工作时，接收部分自动检查每个字符的停止位（“1”）以便同步，若停止位为0，则发出错误信息供C

43、PU处理（接收子程序中处理） ·收/发器用外部时钟来和接收的数据同步，外部时钟周期Tc 每位数据占用时间Td，有 Td = K Tc （K = 16 或 64，波特率系数） 即每个数据位时间Td为外部时钟周期的16或64倍 设K = 16 收发器在空闲位之后在外部时钟的每个上升沿采样接收数据，采样9个“0”后，每16个Tc读一次数据值，这样保证读取的时刻正好在数据位的中间位置，避开了信号上升沿下降沿位置而得正确信号 ·通信时应约定字符格式和波特率 INS8250 UART就是可编程通用异步收发器 （Universal Asynchronous Receiver/Transm

44、itter） 四Intel 8251可编程串行输入输出接口 USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter） 同步、异步全双工收/发 结构：（P268，F9-12） 1数据总线缓冲器：CUP写入控制命令和待发送字符，读出状态信息和接收的数据 2接收器：接收RxD脚上的串行数据转换为并行数据存于接收缓冲器中 3发送器：由发送缓冲器和并串移位寄存器组成，将来自CPU的并行数据变为串行数据经TxD脚发送出去 4读写控制逻辑：（见P270，T9-2）CSC/DRDWR操作000010101×0011×1100×CPU读8251数据CPU读8251状态CPU写数据到8251CPU写命令到8251无操作 C/D=1对控制寄存器操作，C/D=0对数据寄存器操作 5调制解调控制：远程通信时需要调制解调器，该控制电路用以和调制解调器作应答，近程