第8章__8155芯片

1、输入输入/ /输出接口扩展输出接口扩展v什么是输入什么是输入/ /输出扩展输出扩展vMCS-51MCS-51单片机为什么要扩展单片机为什么要扩展v常用的扩展方法常用的扩展方法v扩展实际应用扩展实际应用什么是扩展什么是扩展 单片机本身资源不足以满足应用需求的情况下单片机本身资源不足以满足应用需求的情况下,必必须借助外部器件对系统进行扩展须借助外部器件对系统进行扩展主要介绍主要介绍: : 并口、并口、RAMRAM、ROMROM、键盘、键盘、LEDLED、DACDAC、ADCADC 等接口的扩展与应用等接口的扩展与应用, ,其中涉及到其中涉及到 62646264、27642764、74LS37374

2、LS373、74LS24474LS244、74LS24574LS245、82558255、81558155、82798279、82538253、 DAC0832 DAC0832 、ADC0809ADC0809 等芯片。等芯片。问题的提出问题的提出v MCS-51MCS-51系列单片机内部有系列单片机内部有4 4个双向的个双向的8 8位并行位并行I/OI/O端口：端口：v P0P0、P1P1、P2P2和和P3P3口口。v 在实际的应用系统中，在实际的应用系统中，P0P0、P2P2、P3P3口往往用来代替系统口往往用来代替系统总线总线使用，数据口仅剩下使用，数据口仅剩下P1P1口口了。另外，单片机

3、内部了。另外，单片机内部I/OI/O口的功能也过于简单，只有数据锁存和缓冲功能，而没有口的功能也过于简单，只有数据锁存和缓冲功能，而没有状态寄存和命令寄存功能，难以满足复杂的状态寄存和命令寄存功能，难以满足复杂的I/OI/O操作的要操作的要求。求。v 鉴于鉴于单片机的单片机的I/OI/O资源比较有限资源比较有限，在实际应用中不得不使，在实际应用中不得不使用扩展的方法，以增加用扩展的方法，以增加I/OI/O口的数量，强化口的数量，强化I/OI/O的功能。的功能。常用的常用的I/OI/O扩展方法扩展方法v常用的常用的I/OI/O扩展有以下两种形式：扩展有以下两种形式：v 简单简单I/OI/O接口芯

4、片的扩展接口芯片的扩展v 可编程可编程I/OI/O接口电路的扩展接口电路的扩展常用的常用的I/OI/O扩展方法扩展方法v简单芯片：简单芯片：是指那些虽具有是指那些虽具有数据缓冲数据缓冲或锁存功能，但自或锁存功能，但自身仅有数据的输入或输出及选通端或时钟端，却身仅有数据的输入或输出及选通端或时钟端，却没有地址没有地址线和读写控制线，线和读写控制线，如采用如采用TTLTTL或或CMOSCMOS数字集成电路构成的数字集成电路构成的三态门、寄存器、三态缓冲寄存器等中小规模的集成电路三态门、寄存器、三态缓冲寄存器等中小规模的集成电路芯片。芯片。v可编程逻辑器件：可编程逻辑器件：v 不仅具有数据的输入或输

5、出、具有不仅具有数据的输入或输出、具有选通端选通端或或时钟端时钟端，而，而且还具有且还具有地址线地址线和和读写控制线读写控制线的芯片，他们一般具有片内的芯片，他们一般具有片内的的状态字寄存器状态字寄存器、命令字寄存器命令字寄存器，允许通过软件编程来改，允许通过软件编程来改变它的接口功能或状态。如：变它的接口功能或状态。如：Intel 8255Intel 8255、8155 8155 、8253 8253 、 8279 8279. .简单简单I/OI/O接口芯片的扩展接口芯片的扩展v 简单的简单的I/O口扩展通常是采用口扩展通常是采用TTL或或CMOS电路锁存器、三态门电路锁存器、三态门等作为扩

6、展芯片（等作为扩展芯片（74LS244、74LS245、74LS273、74LS373、74LS377等），通过等），通过P0口来实现扩展的一种方案。它具有电口来实现扩展的一种方案。它具有电路简单、成本低、配置灵活的特点。路简单、成本低、配置灵活的特点。v 简单的简单的I/O口扩展主要包括：口扩展主要包括：v 缓冲器扩展输入口缓冲器扩展输入口（三态门：（三态门： 74LS244、74LS245等）等）v 输入接口的主要功能：解决数据输入的缓冲问题，如输入接口的主要功能：解决数据输入的缓冲问题，如74ls244(具有三态缓冲功能，这样才可以和数据总线相连具有三态缓冲功能，这样才可以和数据总线相连

7、)。v 锁存器扩展输出口锁存器扩展输出口（锁存器：（锁存器： 74LS273、74LS373、 74LS377等）等）v 输出接口的主要功能：进行数据的保持（数据锁存）。输出接口的主要功能：进行数据的保持（数据锁存）。概述概述一、一、I/O 系统的组成系统的组成I/O 系统系统I/O 设备设备输入：键盘、磁盘、光盘、扫描仪输入：键盘、磁盘、光盘、扫描仪 输出：显示、打印机、笔绘仪、磁盘输出：显示、打印机、笔绘仪、磁盘 I/O 接口：接口：8155、8255、8253、8251、8279 I/O 管理部件：管理部件：IOP 8089、DMAC8237I/O 软件软件 BIOS（基本（基本I/O系

8、统）系统） CPU若没有一个强大的若没有一个强大的I/O系统的支持，系统的支持，CPU的高速度的高速度高性能就发挥不出来。高性能就发挥不出来。苏青制作常用的接口器件有：常用的接口器件有：82558255：可编程通用并行接口电路：可编程通用并行接口电路 8253/8254 8253/8254：可编程定时：可编程定时/ /计数器计数器 8155/8156 8155/8156：可编程多功能扩展芯片：可编程多功能扩展芯片 8251 8251：可编程串行接口电路：可编程串行接口电路 8279 8279：可编程键盘显示接口电路：可编程键盘显示接口电路v Intel 8155Intel 8155是一个具有是

9、一个具有RAMRAM、I/OI/O和计数器的通用可编程接和计数器的通用可编程接口口多功能多功能芯片。其具有的资源为芯片。其具有的资源为 v 256B256B的静态的静态RAMRAM； 两个可编程的两个可编程的8 8位并行位并行I/OI/O口口PAPA和和PBPB； 一个可编程的一个可编程的6 6位并行位并行I/OI/O口口PCPC； 一个可编程一个可编程1414位减计数器位减计数器TCTC； 8 8位地址锁存器。位地址锁存器。可编程多功能芯片可编程多功能芯片81558155的扩展的扩展81558155的引脚封装图的引脚封装图AD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315

10、PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB029CE8PB130RD9PB231WR10PB332IO/M7PB433ALE11PB534PB635PB736TM ROUT6PC037PC138TM RIN3PC239PC31PC42RESET4PC558155定时定时/计数器计数器输入端输入端PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PA0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PB0PC1PC2PC3PC4PC5PC0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0TIMEINTIMEOUTALEIO/MRESETRDWRCE芯片引脚功

11、能芯片引脚功能：RAM及及IO选择选择地址锁存线地址锁存线三态地址三态地址/数据数据复用线复用线端口端口A，I/O线线端口端口B，I/O线线端口端口C，I/O线线读选通信号线读选通信号线写选通信号线写选通信号线片选线片选线定时定时/计数器计数器输出端输出端复位端复位端1IO0MCPU外设外设CBA256字节字节静态静态RAM14位位定时定时计数器计数器TIMER INTIMER OUTVCC(5 V)VSS(GND)PA0PA7IO/MCEALERDWRRESETAD0AD7PB0PB7PC0PC781558155的内部结构的内部结构v 81558155各引脚的功能为：各引脚的功能为： 地址地

12、址/ /数据线数据线AD0AD0AD7AD7（8 8条）：条）： 是低是低8 8位地址线和数据线的共用输入总线，常和位地址线和数据线的共用输入总线，常和 单片机的单片机的P0P0口相连，用于分时传送地址和数据；口相连，用于分时传送地址和数据； PA0PA0PA7PA7、PB0PB0PB7PB7： 为为A A、B B口线，用于和外设之间传递数据；口线，用于和外设之间传递数据； PC0PC0PC5PC5 为为C C端口线，既可与外设传送数据，也可以作为端口线，既可与外设传送数据，也可以作为A A、B B 口的口的控制联络线控制联络线； CSCS： 片选线，低电平有效。片选线，低电平有效。81558

13、155的各引脚的功能的各引脚的功能81558155的各引脚的功能的各引脚的功能 RESETRESET： 复位线，通常与单片机的复位端相连。复位线，通常与单片机的复位端相连。 ALEALE： 地址锁存线，高电平有效。地址锁存线，高电平有效。 IO/MIO/M： RAMRAM或或I/OI/O口的选择线。当为口的选择线。当为0 0时，选中时，选中81558155的的256B256B RAMRAM；当为；当为1 1时，选中时，选中81558155片内片内3 3个个I/OI/O端口以及命令端口以及命令/ /状状 态寄存器和定时态寄存器和定时/ /计数器。计数器。 RDRD和和WRWR： 读读/ /写线，

14、控制写线，控制81558155的读、写操作。的读、写操作。 TMRINTMRIN（TITI）：）： 定时定时/计数器的脉冲输入端。计数器的脉冲输入端。 TMROUTTMROUT（TOTO）：）：定时定时/计数器的输出信号端。计数器的输出信号端。 VCCVCC： 电源端。电源端。 GNDGND： 接地端。接地端。v 8155当当IO/M为为0时，单片机对时，单片机对8155的的RAM进行操作，共进行操作，共256B，低八位，低八位 v 的地址为：的地址为：00H0FFH。v 8155当当IO/M为为1时，单片机对时，单片机对8155的的I/O口进行操作。口进行操作。低八位地址低八位地址I/O口口

15、xxxxx000B命令命令/状态口状态口xxxxx001BPA口口xxxxx010BPB口口xxxxx011BPC口口xxxxx100B定时器定时器/计数器低字节寄存器计数器低字节寄存器xxxxx101B定时器定时器/计数器高字节寄存器计数器高字节寄存器81558155的的RAMRAM和和I/OI/O口地址编码口地址编码v 芯片芯片8155 的的I/O口口和和定时器定时器/计数器计数器的工作方式可以通过的工作方式可以通过v 对对8155的的命令寄存器命令寄存器写入控制字来实现。写入控制字来实现。v 8155的的命令寄存器命令寄存器和和状态寄存器状态寄存器使用同一个地址。使用同一个地址。v 81

16、55的命令字的命令字命令字主要规定了命令字主要规定了8155的的I/O口口和和定时器定时器的工作方式。的工作方式。v 8255的状态字的状态字状态字的内容包含状态字的内容包含8155的的I/O口口的的工作状态标志工作状态标志。8155的命令字和状态字的命令字和状态字TM1TM2IEBIEA PC2 PC1PAPAPBA口方式口方式B口方式口方式B B口口A A口口计数器计数器方式方式00:00:空操作空操作01:01:停止计数停止计数10:10:计满后停止计满后停止11:11:开始计数开始计数0:0:输入输入1:1:输出输出0:0:禁止中断禁止中断1:1:允许中断允许中断00110110 方式

17、方式1:A、B口基本口基本I/O；C口输入口输入方式方式2:A、B口基本口基本I/O；C口输出口输出方式方式3:A口选通口选通I/O；B口基本口基本I/O方式方式4:A、B口选通口选通I/O8155的命令字格式的命令字格式8155的命令字格式的命令字格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TM2 TM1 IEB IEA PC2 PC1 PB PA0 输入输入1 输出输出1 开中断开中断D0PAD1PBD3 D2 0 输入输入1 输出输出PC2 PC1 A、B、C口为基本口为基本I/O口口A、B 入入/出由出由D1D0确定，确定，C口入口入0 0A、B、C口为基本口为基本I/O口口A

18、、B 入入/出由出由D1D0确定，确定，C口出口出1 1 0 1 A口为选通方式，口为选通方式，B口为基本口为基本I/OPC0PC2口为口为PA口联络线口联络线PC3PC5为基本为基本I/O口口1 0 A口、口、B口为选通口为选通I/OPC0PC2口为口为PA口联络线口联络线PC3PC5为为PB口联络线口联络线0 关中断关中断0 0 空操作空操作0 1 停止计数停止计数1 0 时间到，停止计数时间到，停止计数1 1 置入方式控制字和置入方式控制字和 计数初值后，立即计数初值后，立即 启动计数。启动计数。 若正在计数，溢出若正在计数，溢出 后则按新的方式和后则按新的方式和 初值计数。初值计数。

19、由由CPU写入写入v 基本基本I/O方式：联络线由程序指定，对计数器输入输出不起控制作用，方式：联络线由程序指定，对计数器输入输出不起控制作用， v 没有中断能力，输出联络线由软件程序来控制。没有中断能力，输出联络线由软件程序来控制。v 选通选通I/O方式：由方式：由PC口的低三位作联络线使用，其余位作口的低三位作联络线使用，其余位作I/O线；输入线；输入v 联络线可以起选通数据锁存作用；中断时有中断请求信联络线可以起选通数据锁存作用；中断时有中断请求信v 号产生；各个联络线为：号产生；各个联络线为： INTRA： 中断请求输出标志。中断请求输出标志。 BFA： PA口缓冲器口缓冲器/空输出信

20、号。空输出信号。 STBA： 数据选通输入信号。数据选通输入信号。8155的的I/O的工作方式的工作方式1，8155基本基本I/O方式方式8I/O8I/O6I/O外设外设CPU8155PAPBPCAD0AD7WRRDALEIO/MCE8基本输入时序 MOVX A，DPTRRDDB数据有效WR基本输出时序 MOVX DPTR，A88端口数据线8端口数据线至CPU至外设自外设至CPU至外设自外设8155PAPBAD0AD7WRRDALEIO/MCEPC0PC1PC2PC3PC4PC52， 8155选通选通I/O方式方式逻辑结构CPUINPUT端口数据BFINTRRDSTBMOVX A，DPTR缓冲

21、器满缓冲器空选通输入时序：A口外口外设设B口外口外设设打入缓冲器联络线联络线CPU外设88端口数据线8端口数据线至CPU至外设自外设至CPU至外设自外设8155PAPBAD0AD7WRRDALEIO/MCEPC0PC1PC2PC3PC4PC5逻辑结构 CPU选通输出时序：A口外设B口外设OUTPUT端口数据BFINTRWRSTBMOVX DPTR，A缓冲器满缓冲器空MOVX DPTR，A端口数据打入外设带联络信号的应答式输出时序CPU外设TM1TM2IEBIEA PC2 PC1PAPAPBA口方式口方式B口方式口方式B B口口A A口口计数器计数器方式方式00:00:空操作空操作01:01:停

22、止计数停止计数10:10:计满后停止计满后停止11:11:开始计数开始计数0:0:输入输入1:1:输出输出0:0:禁止中断禁止中断1:1:允许中断允许中断00110110 方式方式1:A、B口基本口基本I/O；C口输入口输入方式方式2:A、B口基本口基本I/O；C口输出口输出方式方式3:A口选通口选通I/O；B口基本口基本I/O方式方式4:A、B口选通口选通I/O8155的状态字格式的状态字格式0 无中断1 有中断 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 空TIMER1 满未用中断标志由CPU读出A A AINTRBFINTEB B BINTRBFINTE缓冲器满空标志中断允许0 关

23、中断1 开中断定时器中断标志1 计数溢出时0 读出状态或复位时“只读不写”8155的状态字格式的状态字格式v 8155片内的定时器片内的定时器/计数器是计数器是 一个一个14位的位的减计数器减计数器。计数器分为高。计数器分为高6位和低位和低8位寄存器，它的计数初值有程序预置。位寄存器，它的计数初值有程序预置。8155的定时器的定时器/计数器计数器TIMERIN：定时器时钟输入端：定时器时钟输入端TIMEROUT：为定时器输出，输出各种波形：为定时器输出，输出各种波形可接系统时钟，作定时器可接系统时钟，作定时器也可接外部输入，作计数器也可接外部输入，作计数器AD012PA021AD113PA12

24、2AD214PA223AD315PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB 029C E8PB 130R D9PB 231W R10PB 332IO/M7PB 433ALE11PB 534PB 635PB 736TM R OUT6PC 037PC 138TM R IN3PC 239PC 31PC 42R ESET4PC 558155M2M1T13T12T11T10T9T8T7T6T5T4T3T2T1T0高字节寄存器高字节寄存器低字节寄存器低字节寄存器8155的定时器的定时器/计数器计数器（M2和和M1是工作方式码，是工作方式码，T0T13为计

25、数器的初值为计数器的初值 ）M2 M1方方 式式波波 形形0 00 11 01 1单次方波单次方波连续方波连续方波单个脉冲单个脉冲连续脉冲连续脉冲8155定时器定时器/计数器四种操作方式和输出波形计数器四种操作方式和输出波形8155内部定时器内部定时器定时器14位计数器由04H和05H两个地址组成。输出四种波形：a 单次方波单次方波b 连续方波连续方波c 单次脉冲单次脉冲d 连续脉冲连续脉冲e 连续方波若常数为奇数，则方波不对称。例如 954首先将计数常数及定时器输出方式送入定时器口首先将计数常数及定时器输出方式送入定时器口计数常数在计数常数在0002H3FFFH之间之间 D7 D6 D5 D

26、4 D3 D2 D1 D0T13 T12 T11 T10 T9 T8 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T00 0 单次方波单次方波0 1 连续方波连续方波1 0 单次脉冲单次脉冲1 1 连续脉冲连续脉冲 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D004H 计数器低8位TL05H 计数器高6位TH工作方式M2 M1地址 04H地址 05H8155内部定时器内部定时器MCS-51与与8155的接口方法和应用实例的接口方法和应用实例例例1： 8031与与8155接口并确定接口并确定RAM和和I/O口地址口地址8031的的P0.0P0.7 与与8155的的 AD0AD7 相连相连 51单片

27、机与单片机与8155接口连接，不需要任何附加逻辑即可增加：接口连接，不需要任何附加逻辑即可增加：256B RAM14 位定时器22根 I/O 口线8031的的P2.7 与与 8155 的的CE 相连相连8031的的P2.0 与与8155 的的IO/M 相连相连EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE

28、/P30TXD11RXD10U18031AD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB029CE8PB130RD9PB231WR10PB332IO/M7PB433ALE11PB534PB635PB736TMROUT6PC037PC138TMRIN3PC239PC31PC42RESET4PC55U28155 上页下页回目录P2.7P2.0CEP00P01P02P03P04P05P06P07AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7IO/M80318155ALEALE地址分配

29、：7F00H 命令状态寄存器命令状态寄存器7F01H PA口口7F02H PB口口7F03H PC口口7F04H 定时器低定时器低8位位7F05H 定时器高定时器高6位位 7E00H7EFFH上页下页回目录P2.7 P2.0P0.7 P0.000RAM0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1CEIO/M111 111AD7 AD08155 RAM 地址为:地地 址址00HFFH803181557 E 01I/O0 0 0命令状态口0 0 1 A口0 1 0 B口0 1 1 C口1 0 0 TL81 0 1 TH6111 1117 F 8155

30、 I/O 地址为地址为: 将将8155片内片内RAM的的7E30H单元内容读入单元内容读入A累加器中累加器中程序段如下：MOV R0，#30H；30H（R0）MOV P2，#7EH；P2.7，P2.0置零，片选和选中片内置零，片选和选中片内RAMMOVX A，R0 ；（；（30H）A也可以:MOV DPTR，#7E30HMOVX A，DPTR例例2设A中的数据为5，并写入8155的RAM中7EF0H单元程序段如下：MOV DPTR，#7EF0H；指向；指向8155 RAM的的7EF0H单元单元MOV A，#05H；数据送入；数据送入A累加器累加器MOVX DPTR，A；#05H7EF0H单元单

31、元例例3方法方法2 ？例例4 将将A口口定义为定义为基本输入基本输入方式，方式，B口口定义为定义为基本输出基本输出方式，方式， C口口定义为定义为输入方式输入方式，定时器定时器作为作为方波发生器方波发生器对输入脉对输入脉 冲冲24分频（注意分频（注意8155定时器最高计数频率为定时器最高计数频率为4MHz） ， 读读A口数据送口数据送B口输出。则口输出。则8155 I/O口初始化程序如下：口初始化程序如下： TM2 TM1 IEB IEA PC2 PC1 PB PA命令字010 00 01 10C2HMOV DPTR，#7F04H ；指向定时器低；指向定时器低8位位MOV A，#18H ；计数

32、常数；计数常数18H=24MOVX DPTR，A ；送计数常数；送计数常数INC DPTR ；指向定时器高；指向定时器高8位位MOV A，#40H ；设定时器输出连续方波；设定时器输出连续方波MOVX DPTR，A ；送定时器高；送定时器高8位位 M2M1=01MOV DPTR，#7F00H ；指向命令口；指向命令口MOV A，#0C2H ；命令字设为；命令字设为A口，口，C口入口入 ； B口出，启动口出，启动 T/CMOVX DPTR，A ；并启动定时器；并启动定时器MOV DPTR，#7F01H ；指向；指向A口口MOVX A，DPTR ；读；读A口数据口数据INC DPTR ；指向；指向

33、B口口MOVX DPTR，A ；送；送B口输出口输出初始化程序如下初始化程序如下nv 程序为：程序为： . RAMWR:MOV R0,#30Hv MOV DPTR,#7E00H MOV R2,#50 RAMW:MOV A,R0 MOVX DPTR,A INC R0 INC DPTR v DJNZ R2,RAMW 思考：思考：如果如果要把要把8155 RAM中，从地址为中，从地址为7E00H开始的开始的50个数据存入个数据存入单片机的单片机的30H开开始的数据存储始的数据存储单元中，应该单元中，应该如何处理？如何处理？假定在假定在MCS-51单片机的内部单片机的内部RAM中，从中，从30H开始存

34、放一组数据，开始存放一组数据，字节数为字节数为50，要求将该组数据存入，要求将该组数据存入8155 RAM中，起始地址为中，起始地址为7E00H。例例5v 程序为：程序为：v ORG 0000H MOV DPTR,#7E00H MOV A,#02H MOV DPTR,A LOOP:v MOV DPTR,#7F01H MOVX A,DPTR v INC DPTR MOVX DPTR,Av v SJMP LOOP END写命令字，送入命写命令字，送入命令令/状态寄存器状态寄存器8155的的A口数据送入口数据送入ACCACC数据写数据写入入8155的的B口口循环执行循环执行假定假定8155的的PA口

35、接口接8个乒乓开关，个乒乓开关，8155的的PB口接口接8个指示灯，要求个指示灯，要求PB显示显示PA口的开关状态。（口的开关状态。（ PA和和 PB为基本为基本I/O方式）。方式）。例例69.3 9.3 串行通信的基本概念串行通信的基本概念 9.3.1 串行数据传送方式 9.3.2 波特率和发送/接收时钟 9.3.3 串行通信的基本方式 9.3.4 信号调制与解调 9.3.5 串行接口的任务9.3.1 9.3.1 串行数据传送方式串行数据传送方式 1 1全双工全双工 2 2半双工半双工 1 1全双工全双工v 当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能当数据的发送和接收

36、分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工（在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工（Full Full DuplexDuplex）制。）制。 发送器发送器 发送器发送器 接收器接收器 接收器接收器 B站站 A站站图图9-9 全双工方式示意图全双工方式示意图2 2半双工半双工v 若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工（但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工（Hal

37、f DuplexHalf Duplex）制。制。 A站站 B站站 发送器发送器 发送器发送器 接收器接收器 接收器接收器图图9-10 半双工方式示意图半双工方式示意图9.3.2 9.3.2 波特率和发送波特率和发送/ /接收时钟接收时钟 1 1波特率波特率 2 2发送发送/ /接收时钟接收时钟 v 并行通信中，传输速度以每秒传输的字节（B/s）表示 。在串行通信中，传输速率用波特率来表示。v 所谓波特率，是指单位时间内传送二进制数据的位数，单位为位/秒（b/s）。 v 每秒钟所传输的字符数（字符速率）和波特率是两种概念 1 1波特率波特率2 2发送发送/ /接收时钟接收时钟 发送端使用的用于决

38、定数据位宽度的时钟称为发送时钟。 接收端使用的用于测定每一位输入数据位宽度的时钟称为接收时钟。 接收/ 发送时钟频率n波特率 （n1，16，32，64）9.3.3 9.3.3 串行通信的基本方式串行通信的基本方式 1 1异步通信异步通信 2 2同步通信同步通信 1 1异步通信异步通信 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1 0 0/1 起起 始始 位位奇偶奇偶校验校验位位 （可有可无）（可有可无） 58位数据位（先送最低位）位数据位（先送最低位）LSBMSB 空空 闲闲 位位停止位停止位（1，11/2 或或2位）位） 第第n个字符（个字符（812位）位） 第第n1 个字

39、符个字符图图9-11 异步串行通信格式异步串行通信格式2 2同步通信同步通信v 同步通信的特点是不仅字符内部保持“同步”，而且字符与字符之间也是同步的。v 在这种通信方式下，收/发双方必须建立准确的位定时信号，也就是收/发时钟的频率必须严格地一致。v 同步通信在数据格式上也与异步通信不同，每个字符不增加任何附加位，而是连续发送。9.3.4 9.3.4 信号调制与解调信号调制与解调v MODEM与计算机连接的方式分成内接式和外接式。v MODEM的调制方式有3种： 振幅调制（ASK）：以两种振幅的大小来区别数字信号“0”与“1”； 频率调制（FSK）：利用两个固定的频率来分别代表数字信号“0”与

40、“1”； 相位调制（PSK）：利用相位的差异来区别信号，当相位差180时代表位值的变化。9.3.5 9.3.5 串行接口的任务串行接口的任务v 1 1进行串并转换进行串并转换v 2 2实现串行数据格式化实现串行数据格式化 v 3 3可靠性检验可靠性检验 v 4 4实施接口与通信设备之间的联络控制实施接口与通信设备之间的联络控制 9.4 9.4 可编程串行接口可编程串行接口8251A8251Av9.4.1 8251A的基本性能v9.4.2 8251A内部结构及引脚功能v9.4.3 8251A的控制字和状态字v9.4.4 8251A的初始化编程v9.4.5 8251A应用举例9.4.1 8251A

41、9.4.1 8251A的基本性能的基本性能v 1通过初始化编程，可以工作在同步通信或异步通信方式。 v 2同步方式时，可设定为内同步或外同步两种做法，同步字符允许采用单同步字符和双同步字符，由用户选定。 v 3异步方式时，数据位仍可在58位范围内选用，用1位作为奇偶校验位或不设置奇偶位。v 48251A具有奇偶校验、帧校验和溢出校验三种字符数据的校验方式，校验位的插入、检查和出错标志的建立均由芯片自动完成。v 58251A能与MODEM直接相连，接收和发送的数据均可存放在各自的缓冲器中，以便实现全双工通信。 9.4.2 8251A9.4.2 8251A内部结构及引脚功能内部结构及引脚功能v82

42、51A内部结构v8251A引脚功能1 18251A8251A内部结构内部结构 RESET状态状态缓冲器缓冲器发送数据发送数据/命令命令缓冲器缓冲器接收数据接收数据缓冲器缓冲器外部数据总线外部数据总线内部数据总线内部数据总线读读/写写控制控制逻辑逻辑调制调制控制控制发送器发送器（PS）发送发送（控制）（控制）接收接收（控制）（控制）接收器接收器（SP）CLK C/D RD CS WR TxD TxRDY TxE TxC DTR DSR RTS CTS RxC RxC RxRDY SYN DET00001CSC/DRDWR010100111100功能CPU从8251A读数据CPU从8251A读状态

43、CPU写数据到8251ACPU写命令到8251AUSART总线浮空（无操作）表9-2 8251A读/写操作2 28251A8251A的引脚功能的引脚功能56789101112123428272625242322212019181714131615 C/D RD WRCS TxCD4D7D6D5GNDRxDD3D2RxRDYD1D0Vcc(+5V) RxC DTR RTS DSRCTS RESETCLKTxDTxESYN DETTxRDY8251A9.4.3 8251A9.4.3 8251A的控制字和状态字的控制字和状态字 1 1方式控制字方式控制字 2. 2. 操作控制字操作控制字 3 3状态

44、字状态字 1 1方式控制字方式控制字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 S2 S1 EP PEN L2 L 1 B2 B1同步方式及同步方式及同步字符同步字符个数个数0：内同步：内同步1：外同步：外同步0：2个同个同步字符步字符1：1个同个同步字符步字符停止位位数停止位位数00：不确定：不确定01：1位位10：1.5位位11：2位位字符长度字符长度00：5位位01：6位位10：7位位11：8位位奇偶校验奇偶校验0：无校验：无校验01：奇校验：奇校验11：偶校验：偶校验工作方式及波工作方式及波特率因子特率因子00：同步方式：同步方式01：异步：异步110：异步：异步1611：异步：异

45、步64Y（同步）（同步）N（异步）（异步）D1D0=00?图图9-13 8251A方式控制字格式方式控制字格式2. 2. 操作控制字操作控制字发送允许发送允许1，允许发送，允许发送0，屏蔽发送，屏蔽发送 数据终端准备好数据终端准备好 1。迫使。迫使DTR低电平低电平 0，正常工作，正常工作接收允许接收允许1，允许接收，允许接收0，屏蔽接收，屏蔽接收 发中止字符发中止字符 1。迫使。迫使TxD为低电平为低电平 0，正常工作，正常工作D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EH IR RTS ER SBRK RxE DTR TxEN搜索同步字符搜索同步字符1，启动搜索同步字符，启动搜索同步

46、字符0，不搜索同步字符，不搜索同步字符 内部复位内部复位 1。内部软复位以便。内部软复位以便 重置方式控制字重置方式控制字 0，正常工作，正常工作请求发送请求发送1使使 RST低电平低电平0，正常工作，正常工作清除错误标志清除错误标志1使状态寄存器中的使状态寄存器中的 PE、OE、FE清零清零0，正常工作，正常工作图图9-14 操作控制字格式操作控制字格式3 3状态字状态字图图9-15 状态字格式状态字格式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DSR SYNDET FE OE PE TxE RxRDY TxRDY数数传传机机就就绪绪 同同步步检检出出 格格式式错错 溢溢出出错错 奇奇

47、偶偶错错 发发送送器器空空 接接收收准准备备好好 发发送送准准备备好好 例例9-59-5，例例9-69-6 v 例9-5 串行通信时，在发送程序中，需查状态字的D0位是否置1，即查TxRDY1？其程序段为：L： MOV DX，309H IN AL，DX AND AL，01H JZ Lv 例9-6 串行通信时，在接收程序中，需查状态字的D1位是否置1，即查RxRDY1？其程序段为：L1：MOV DX，309H IN AL，DX AND AL，02H JZ L19.4.4 8251A9.4.4 8251A的初始化编程的初始化编程 例9-7 例9-8 例9-9 RESET 写方式控制字写方式控制字

48、异步方式？异步方式？输入第一个同步字符输入第一个同步字符 单同步？单同步？ 输入第二个同步字符输入第二个同步字符 写操作命令字写操作命令字 RESET？ 串行传送数据串行传送数据 完成？完成？ N N NNY Y Y Y例例9-79-7v 编写一段通过8251A采用查询方式接收数据的程序。将8251A定义为异步传送方式，波特率因子为64，采用偶校验，1位停止位，7位数据位。v 设8251A数据口地址为04A0H，控制口地址为04A2H。 MOV DX，04A2H MOV AL，7BH ；写方式控制字 OUT DX，AL MOV AL，14H ；写操作控制字 OUT DX，AL WAIT： IN

49、 AL，DX ；读入状态字 AND AL，02H JZ WAIT ；检查RxRDY是否为1 MOV DX，04A0H IN AL，DX ；输入数据例例9-89-8v 编写使8251A发送数据的程序。将8251A定义为异步传送方式，波特率因子为64。采用偶校验，1位停止位，7位数据位。8251A与外设有握手信号，采用查询方式发送数据。v 设8251A数据口地址为04A0H，控制口地址为04A2H。 MOV DX，04A2H MOV AL，7BH ；写方式控制字 OUT DX，AL MOV AL，31H ；写操作控制字 OUT DX， WAIT：IN AL，DX ；读入状态字 AND AL，01H ；检查TxRDY是否为1 JZ WAIT MOV DX，04A0H MOV AL，36H ；输出的数据送AL OUT DX,，AL 例例9-99-9v 编写接收数据的初始化程序。要求8251A采用同步传送方式，2个同步字符，内同