第9章 并行通信及接口芯片

1、 主 编 何 超CPU与外设数据的两种基本的传送方式与外设数据的两种基本的传送方式u并行通信方式、接口芯片并行通信方式、接口芯片u串行通信方式。串行通信方式。 第第9 9章章 并行通信及接口芯片一、并行通信的概念与简单并行接口一、并行通信的概念与简单并行接口 （一）并行通信（一）并行通信 概念概念 并行通信就是把一个字符的各数位用几条线同时进行传输。在两个设备之间实现并行通信的接口就是并行接口，并行接口中的每条数据线的长度必须相同。 用途用途 主要用于实现CPU与并行外设之间的近距离通信 并行接口可分为硬线连接的简单并行接口和可编程接口。 当外设在与CPU交换数据之前就处于准备好了的情况下，C

2、PU与外设之间的并行数据传送并不需要信号线来进行同步。CPU可以通过I/O接口随时读取外设的信息或向它们发出控制信号。这时的接口称为简单并行接口，或称无条件传送方式接口。（二）简单并行接口（二）简单并行接口 1.1.行输入行输入 （1）稳定量的输入）稳定量的输入 在输入量稳定的情况下可以采用三态门直接读取。地址线经过I/O译码，产生片选信号，执行IN指令产生RD读信号，即可将输入设备的信息通过三态门送到数据总线。（2）变化量的输入）变化量的输入 如果输入的量是不断变化的，一般要对输出数据进行锁存，可以在输入的三态门前加一级锁存器将输入的数据锁存，再由CPU用IN指令读取数据即可，以防数据丢失。

3、对于变化量的输入，还可以用扫描的办法来读取。这种办法对于阵列式的多个开关量的输入尤为适合。2 2行输出行输出 由于微处理器的信息出现在总线上的时间很短，因此输出接口中要有数据锁存能力，将输出的数据保持足够长的时间，以便输出设备能够得到正确的数据。另外，当微机用于设备控制时，一般控制量需要保持一段时间直至下次给出新的控制量为止，在这种情况下，输出量也需要锁存。 3 3双向输入双向输入/ /输出接口输出接口 当I/O设备与CPU之间需要利用数据总线进行双向传送信息时，应该考虑I/O设备是信息的发送点，同时又是外设接收信息的接收点。实际中，常用双向缓冲器，使电路更简单。并行接口一般要对输出数据进行锁

4、存，其原因是外设速度常低于主机速度，以防数据丢失。Intel 8212：是8位通用并行输入输出接口芯片，作为CPU与外设之间交换数据的接口芯片。功能 锁存功能 三态输出缓冲功能 总线驱动功能和多路转换功能 向CPU发出中断请求信号（三）简单并行接口芯片（三）简单并行接口芯片82128212 1 182128212芯片的内部结构芯片的内部结构 8212的内部结构的主体是由8个D触发器组成的数据锁存器。 2 282128212芯片的应用芯片的应用 8212芯片作为并行输入接口使用时，输入数据线DI0DI7与外设相连，输出数据线DO0DO7与CPU的总线相接，MD接地。 8212构成并行输入接口 8

5、212构成并行输出接口 8255A是Intel公司生产的一种适用于多种微处理器可编程的8位通用并行输入/输出接口芯片。二、可编程并行接口芯片二、可编程并行接口芯片8255A8255A（一）（一）8255A8255A的结构框图的结构框图8255A的结构简介 1 1、输入、输入/ /输出接口电路输出接口电路 8255A共有三个8位的数据端口（A口、B口、C口），另外，内部还有一个控制字寄存器，共四个端口。其中A口、B口各有一个8位输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器，C口有一个8位数据输出锁存/缓冲器、一个输入缓冲器（无锁存）。实际应用中，一般用A口、B口做数据口，用C口做控制口。 2 2、总

6、线接口电路、总线接口电路 总线接口电路包括：数据总线缓冲器和读/写控制逻辑。 （1）数据总线缓冲器：）数据总线缓冲器：它是一个8位、双向、三态的 数据总线缓冲器。 （2）读写控制逻辑电路：）读写控制逻辑电路：有6根线，接收由CPU送来 的 控制信号。 6根线分别为 ：片选信号 ：写选通 ：读选通 A0，A1：端口选择信号 Reset：复位线CSWRRD3 3、内部控制逻辑电路、内部控制逻辑电路 包括A组和B组控制，在它的内部有一个控制字寄存器，用来接收从CPU送来的控制字。 控制字共8位，D7D3位在A组控制内，控制端口A和端口C的高4位的工作方式；D2D0位在B组控制中，控制端口B和端口C低

7、4位的工作方式。它还可以接收来自CPU的命令字对C口的某位实现按位置位/复位。 4 4、 8255A8255A的引脚说明的引脚说明 8255A是40根引脚，双列直插式芯片。 这些引脚可分成与外部设备连接的引脚和与CPU连接的引脚。 8255A的有方式选择控制字和对C端口的任一位置位复位控制字。在对8255A编程时，这两类控制字都要写入控制字寄存器。 1 1、 8255A8255A工作方式控制字工作方式控制字 2 2、8255A8255A工作方式工作方式 （1）方式）方式0：一种基本的输入/输出方式，这种方式 可实现CPU与I/O接口间不需要应答信号的简单的无条件 的数据传送。 （2）方式）方式

8、1：一种选通输入/输出方式，可以用来实现CPU 与外设间的查询传送或中断传送。 （3）方式）方式2 ：只对A口的一种双向选通输入/输出方式。 （二）（二）8255A8255A的控制字的控制字3 3、8255A8255A端口端口C C的置位复位控制字的置位复位控制字 举例： 设某8255A的4个端口地址为60H63H，PC5通常为低电平，编写从8255A的C口PC5输出一个脉冲信号的程序。 解答： 可以先将PC5由0置1，输出一个高电平，再将PC5清0，输出一个低电平。就能实现从PC5输出一个脉冲信号。 思考：程序？4 4、 两个控制字的差别两个控制字的差别(1) 工作方式控制字是对8255A的

9、三个端口的工作方式及功能进行分配，应放在程序的开始部分，对8255A进行初始化时。(2) 按位置位/复位控制字只对8255AC口的输出进行控制，而且只是使C口的某一位输出高或低电平，使用时，可放在初始化程序以后的任何地方。(3) 5、 8255A是可编程通用接口芯片，在具体使用前必须对它进行初始化编程，即将工作方式控制字送入控制寄存器。三、并行接口芯片三、并行接口芯片8255A8255A应用举例应用举例（一）（一）PCPC机系统板上的机系统板上的8255A8255A在PCXT机中用一片8255A来做三项工作： 管理键盘 控制扬声器 输入系统配置开关的状态 在PC/XT机系统的主机板上，用了一片

10、8255A芯片充当并行接口。 1 1、端口的工作方式控制字、端口的工作方式控制字 端口A、B、C和控制端口的地址分别是60H、61H、62H和63H。 2 2、系统配置开关、系统配置开关DIPDIP 系统配置开关DIP是PC/XT的主机板上的一个8位双列直插式（DIP）开关，一者，设置其开关状态可以设置系统配置； 再者，系统加电时，CPU运行ROM BIOS程序对系统配置进行读取，以测试相关部件状态正常与否并把测得的DIP状态存入工作单元，供其他软件运行时使用。 利用8255A作为输出设备打印机的接口。目前打印机一般采用并行接口Centronics标准，其传输距离只有1.5m。连线与主机相连一

11、侧是25针的D型插座，连打印机一侧是36芯的AMP CHAPM36双排插座。 1 1、打印机接口信号、打印机接口信号 选通脉冲 选择输入 自动走纸 打印机初始化 应答信号 忙信号BUSY 缺纸信号PE 联机/脱机状态选择信号 出错信号 接地信号GND（二）（二）PC/XTPC/XT机中的并行打印机接口电路机中的并行打印机接口电路2 2、打印机接口电路、打印机接口电路 下图（a）所示为其连接方法之一。只要能把各个信号线连通，运行正常即可。 打印机传送数据时序如下图（b）。 选通,接收数据处理数据，忙准备接收数据74LS273PB0PB7PC4PA3PA2PA1PA0PC2PC5PC0SLCKPE

12、ERRORACKINT8259AIR2引脚引脚（b）3 3、 打印机驱动程序打印机驱动程序 管理打印机的程序称为打印机驱动程序。（1）地址设定）地址设定（2）主程序）主程序思考：给出在打印机上打印字符串思考：给出在打印机上打印字符串“This is the Test” 的程序清单？的程序清单？1 1、矩阵式键盘的结构、矩阵式键盘的结构 对于大多数的键盘，按键被排成行和列的矩阵。下面以机械式开关构成的16个键的键盘为例，来讨论键盘接口的工作原理，这种原理对采用其它类型的开关的键盘也是适用的。2 2、键盘的工作原理、键盘的工作原理（三）（三）PC/XTPC/XT机中的微机与键盘的接口机中的微机与键盘的接口3 3、 键盘扫描键盘扫描检测矩阵中是否有键压下，即键盘扫描。 键盘扫描有两种方法：（1） 行反转法行反转法（2） 行扫描法行扫描法 4 4、程序实现、程序实现 第一步判断是否有键被按下 第二步判断哪一个键被按下了 8255A与32位CP