第8章并行接口和串行接口

1、2010 copyright / 1 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用主讲教师：主讲教师：XXXXXX系部：系部：XXXXXXXXXXXXXXXX2010 copyright / 2 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用第第8 8章章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口 8.1 8.1 并行接口并行接口 8.2 8.2 串行通信串行通信 2010 copyright / 3 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计

2、算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用两种基本的数据传送方式两种基本的数据传送方式:计算机中：串行数据传送方式和并行数据传送方式。计算机中：串行数据传送方式和并行数据传送方式。在通信中：则称为串行通信和并行通信。在通信中：则称为串行通信和并行通信。n串行数据传送方式串行数据传送方式 不同权值的数据位在单条一位宽的传输线上按时间先不同权值的数据位在单条一位宽的传输线上按时间先后一位一位地传送。后一位一位地传送。n并行数据传送方式并行数据传送方式 不同权值的数据位在多条并行传输线上同时传送。不同权值的数据位在多条并行传输线上同时传送。 2010 copyright / 4 yyyy年年M

3、月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8.1 并行接口并行接口n8.1.1 并行接口技术概述并行接口技术概述n8.1.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片82558255A A2010 copyright / 5 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8.1.1 并行接口技术概述并行接口技术概述n并行接口：并行接口：实现并行传送的接口就是并行接口。实现并行传送的接口就是并行接口。并行传送的特点并行传送的特点: : 在同样的时钟速率下其传送速率高，但远距离传送

4、成本较高。在同样的时钟速率下其传送速率高，但远距离传送成本较高。适用场合适用场合：传输速率要求高，而传输距离较近的场合。传输速率要求高，而传输距离较近的场合。 并行输入口并行输入口并行接口类型并行接口类型: 并行输出口并行输出口 并行输入并行输入/输出口输出口2010 copyright / 6 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用 简单并行接口简单并行接口 例如例如:可用锁存器可用锁存器/驱动器驱动器74LS244或或74LS373等构等构成简单并行输入或输出接口，用成简单并行输入或输出接口，用74LS245等可构成

5、双等可构成双向并行接口。向并行接口。硬件实现硬件实现可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片 例如例如: 通用可编程并行接口芯片有通用可编程并行接口芯片有8155A/8156A、8255A等。等。 2010 copyright / 7 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用图图8.1 简单并行接口简单并行接口 用I/O写信号作锁存控制2010 copyright / 8 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用可编程并行接口的典型硬件结构可编程并行接口的

6、典型硬件结构2010 copyright / 9 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8.1.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A 1. 8255A的内部结构的内部结构 A A端口端口 B B端口端口 四个端口寄存器：四个端口寄存器：C C端口端口 控制端口控制端口 两组控制电路两组控制电路82558255A A内部结构：一个数据总线缓冲器内部结构：一个数据总线缓冲器 一个读一个读/ /写控制逻辑电路写控制逻辑电路2010 copyright / 10 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院

7、计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用数据总线数据总线缓冲器缓冲器读读/写写控制逻辑控制逻辑CSRESETA1RDWRPC7PC4PB7PB0PA7PA0端口端口A端口端口B数据数据总线总线 B组组控制控制A0 A组组控制控制端口端口C上半部分上半部分端口端口C下半部分下半部分PC3PC0图图8.2 82558.2 8255A A的内部结构框图的内部结构框图控制端口控制端口未画出未画出2010 copyright / 11 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用 端口端口A：8位双向位双向I I/O

8、 O口。口。 输入锁存、输出锁存输入锁存、输出锁存/缓冲。缓冲。 工作在方式工作在方式 ：0、1、2；（1）三个输入）三个输入/输出端口输出端口端口端口B：8位双向位双向I/O口。口。 输入锁存、输出锁存输入锁存、输出锁存/缓冲。缓冲。 工作在方式工作在方式 ：0、1；2010 copyright / 12 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用（1）三个输入）三个输入/输出端口输出端口(续续)端口端口C: 8位双向位双向I/O口。口。 输入不锁存、输出锁存。输入不锁存、输出锁存。 工作在方式工作在方式 ：方式：方式0和

9、按位置位和按位置位/复位方式。复位方式。另外：另外：当端口当端口A、B工作在方式工作在方式1和端口和端口A工作在方工作在方式式2时，时，C口作为联络信号使用。故将端口口作为联络信号使用。故将端口C分为上分为上C口（口（PC7PC4）和下和下C口（口（PC3PC0），），分别分别由由A、B口两组控制电路控制。口两组控制电路控制。2010 copyright / 13 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用 A组控制：控制组控制：控制PA7PA0和和PC7PC4（2）两组控制电路：）两组控制电路： B组控制：控制（组控制：控

10、制（PB7PB0和和PC3PC0 CPU通过通过8255A输入的数据输入的数据 CPU通过通过8255A输出的数据输出的数据（3）数据总线缓冲器：）数据总线缓冲器：传送的信息传送的信息 CPU写给写给8255A的控制字的控制字 CPU从从8255A读入的状态字读入的状态字状态字由状态字由C口读入，反映方式口读入，反映方式1和和2的中断允许及联络信号情况的中断允许及联络信号情况2010 copyright / 14 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用（4）读）读/写控制电路写控制电路: 接收接收CPU来的地址和控制信号

11、，控制来的地址和控制信号，控制8255A完成读写操作完成读写操作 。 2010 copyright / 15 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用2. 8255A的引脚信号的引脚信号 8255A是一个是一个40引引脚双列直插的集成芯片脚双列直插的集成芯片其引脚分为五类：其引脚分为五类：1、数据线、数据线2、地址线、地址线 3、控制线、控制线 4、I/O端口线端口线5、电源与地线、电源与地线8255APA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA

12、5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB3图图8.3 8255A引脚图引脚图 2010 copyright / 16 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A的引脚信号的引脚信号（1）数据线）数据线 D7D0：双向三态。双向三态。用于传送用于传送:CPU从从8255A各端口读入的数据各端口读入的数据;CPU向向8255A各端口写出的数据各端口写出的数据;CPU从从8255A各端口读入的状态各端口读入的状态;CPU向向8255A写出的控制字。写出的控制字。201

13、0 copyright / 17 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A的引脚信号的引脚信号（2）地址线）地址线A1、A0：输入。输入。用于寻址用于寻址8255A内部各端口，内部各端口，A1、A0的不同状态与各的不同状态与各端口的对应关系如下：端口的对应关系如下：A1A0对应端口对应端口0 0 A口0 1 B口1 0 C口 1 1 控制口 2010 copyright / 18 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用（3）控制线）控制线n

14、片选信号：片选信号：输入。用于选中输入。用于选中8255A芯片，低电平有效。芯片，低电平有效。n读信号：读信号：输入。连接微机总线输入。连接微机总线I/O读信号，用于控制读信号，用于控制8255A 读操作，低电平有效。读操作，低电平有效。n写信号：写信号：输入。连接微机总线输入。连接微机总线I/O写信号，用于控制写信号，用于控制8255A 写操作，低电平有效。写操作，低电平有效。n复位信号复位信号RESET：输入。连接微机总线的输入。连接微机总线的RESET。用于使用于使 8255A复位，高电平有效。复位，高电平有效。（当（当RESET引脚上来一上升沿，且使其高电平维持一定时间时，引脚上来一上

15、升沿，且使其高电平维持一定时间时，8255A所所有内部寄存器被清零，同时，有内部寄存器被清零，同时，3个数据端口被自动设置为输入端口。）个数据端口被自动设置为输入端口。）8255A的引脚信号的引脚信号2010 copyright / 19 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A的引脚信号的引脚信号（4）I/O端口线端口线PA7PA0：双向。端口A数据信号线。PB7PB0：双向。端口B数据信号线。PC7PC0：双向。端口C数据信号线。（5）电源与地线）电源与地线 Vcc：电源线，+5V。 GND：接地端。 201

16、0 copyright / 20 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A的控制信号和传输操作的对应关系的控制信号和传输操作的对应关系CS A1 A0 RD WR功功 能能 0 0 0 0 1对对端端口口 A 读读 0 0 1 0 1对对端端口口 B 读读 0 1 0 0 1对对端端口口 C 读读 0 1 1 0 1非非法法，不不能能对对 D 口口读读输输入入 0 0 0 1 0对对端端口口 A 写写 0 0 1 1 0对对端端口口 B 写写 0 1 0 1 0对对端端口口 C 写写 0 1 1 1 0对对端端口

17、口 D 写写输输出出 1 1 1数数据据缓缓冲冲器器为为三三态态断断开开2010 copyright / 21 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用3. 8255A的编程的编程 在使用在使用Intel 8255A时，首先应根据需要对它进行初始时，首先应根据需要对它进行初始化编程，在工作过程中若需改变工作方式或数据传送方向等，化编程，在工作过程中若需改变工作方式或数据传送方向等，也必须对其编程。实际上对也必须对其编程。实际上对8255A的编程十分简单，就是通的编程十分简单，就是通过过CPU向其控制端口写入相应控制字实现。

18、向其控制端口写入相应控制字实现。l 工作方式选择控制字工作方式选择控制字 l 端口端口C置位置位/复位控制字复位控制字 8255A的的控制字控制字 :2010 copyright / 22 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A的控制字（1）工作方式选择控制字）工作方式选择控制字n作用：规定作用：规定8255A I/O端口的工作方式和数据传端口的工作方式和数据传输方向。输方向。n格式：工作方式选择控制字的格式如图格式：工作方式选择控制字的格式如图8.4所示：所示： 2010 copyright / 23 yyy

19、y年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用图图8.4 8255A工作方式选择控制字的格式工作方式选择控制字的格式 1 1D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0方式选择控制字方式选择控制字的标识位的标识位A A组方式选择组方式选择00-00-方式方式0 001-01-方式方式1 11 1X-X-方式方式2 2端口端口A:1-A:1-输入输入 0- 0-输出输出PCPC7 7PCPC4 4:1-:1-输入输入0-0-输出输出B B组方式选择组方式选择:0-:0-方式方式0 0 1- 1-方

20、式方式1 1端口端口B:1-B:1-输入输入 0- 0-输出输出PCPC3 3PCPC0 0:1-:1-输入输入0-0-输出输出8255A工作方式选择控制字的格式工作方式选择控制字的格式2010 copyright / 24 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A的的 三种基本工作方式：三种基本工作方式：n方式方式0基本输入基本输入/输出方式。端口输出方式。端口A、B、C都可工都可工作在此方式。作在此方式。n方式方式1选通输入选通输入/输出方式，端口输出方式，端口A、B可以工作可以工作在此方式。端口在此方式。端

21、口C作联络信号。作联络信号。n方式方式2双向输入双向输入/输出方式，只有端口输出方式，只有端口A可以工作可以工作在此种方式，端口在此种方式，端口C作为它的联络信号。作为它的联络信号。2010 copyright / 25 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用说明：说明：属于同一组的两个端口可以同时工作在输属于同一组的两个端口可以同时工作在输入或输出方式，也可以分别工作在输入或输出方入或输出方式，也可以分别工作在输入或输出方式，不要求一定同为输入方式或同为输出方式。式，不要求一定同为输入方式或同为输出方式。 D7为标志位

22、，必须为为标志位，必须为1，用来与，用来与C口置位口置位/复位复位控制字区别。控制字区别。8255A的的 三种基本工作方式：三种基本工作方式：2010 copyright / 26 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A的控制字（2）端口端口C置位置位/复位控制字复位控制字n作用：将端口C某位置1或清零。n格式：端口C置位/复位控制字格式如图8.5所示。说明：说明： 8255A端口C的各数位常作为控制位来使用，故该芯片的设计者使得端口C各数位可以按位操作，即用置位/复位控制字单独设置。2010 copyrigh

23、t / 27 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用端口端口C置位置位/复位控制字格式复位控制字格式 图图8.5 端口端口C置位置位/复位控制字格式复位控制字格式 1=1=置置1 10=0=置置0 00D7D6D5D4D3D2D1D0特征位，特征位，D7=0D7=0表示是表示是C C口按位口按位置位置位/ /复位控制字复位控制字无意义无意义选择设置位选择设置位D3 D2 D1设设置置位位0 0 0PC00 0 1PC10 1 0PC20 1 1PC31 0 0PC41 0 1PC51 1 0PC61 1 1PC72010

24、 copyright / 28 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用（3）8255A的编程举例的编程举例例例8.18.1n如图如图8.68.6所示，在所示，在80888088系统中，系统中，82558255A A的的A A口用于驱动口用于驱动8 8个个发光二极管发光二极管L L7 7-L-L0 0，PBPB0 0接一开关接一开关K K。要求根据读入的开要求根据读入的开关状态使关状态使L L7 7-L-L0 0按不同规律发光，按不同规律发光，82558255A A的四个端口地址的四个端口地址分别为分别为218218H H

25、、219H219H、21AH21AH、21BH21BH。控制字都用输出指令写入控制字都用输出指令写入8255A控制端口。不同控制字控制端口。不同控制字用标志位来识别。（写入指令：用标志位来识别。（写入指令：“OUT PORT，AL”）控制端口地址控制端口地址2010 copyright / 29 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8088CPU系统PC总线RESETIORIOWA1A0RESETA1A0RDWRCSPA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0PB0D7D0218H21BHk+5V8255A7407

26、图8.6 例8.1的硬件连接图 由译码电路确定由译码电路确定的端口地址的端口地址2010 copyright / 30 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用例8.1MOV DX，21BH ；DX指向指向8255A控制端口控制端口MOV AL，82H；工作方式控制字工作方式控制字82H送送ALOUT DX，AL；将工作方式控制字写入将工作方式控制字写入8255A控制端口控制端口 初始化程序段：初始化程序段：分析分析: 按题目要求可知：按题目要求可知：与C口无关工作在方式工作在方式: : A口应工作在方式口应工作在方式0，

27、输出；，输出； B口应工作在方式口应工作在方式0，输入。，输入。工作方式控制字：工作方式控制字：100001B。其中其中“”表示无关位。表示无关位。可见这种情况下方式控制字不唯一，具体有四种情况：可见这种情况下方式控制字不唯一，具体有四种情况：82H、83H、8AH、8BH。若选择无关位为若选择无关位为0 0，则方式控制，则方式控制字为字为82H。这时初始化程序段如下：这时初始化程序段如下：2010 copyright / 31 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用例例8.2： 如图如图8.7所示。所示。8086系统中

28、，系统中，8255A的的PC0，PC1分别接外部分别接外部设备设备0和外部设备和外部设备1，作为两设备启停控制信号。作为两设备启停控制信号。PA0、PA1分分别接外部设备别接外部设备0和外部设备和外部设备1的状态输出端，作为两设备的状的状态输出端，作为两设备的状态指示。要求：态指示。要求： PA0=0时，时，PC0=1（启动设备启动设备0）；）； PA0=1时，时，PC0=0（关闭设备关闭设备0）；）； PA1=0时，时，PC1=0（关闭设备关闭设备1）；）； PA1=1时，时，PC1=1（启动设备启动设备1）。）。 设设8255A的端口地址为的端口地址为300H、302H、304H、306H

29、。 2010 copyright / 32 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用u8086系统中连接系统中连接8位外设问题讨论位外设问题讨论外设通过外设通过8255A固定连接固定连接8086的低的低8位数据线：端口地址均为偶地址；位数据线：端口地址均为偶地址；外设通过外设通过8255A固定连接固定连接8086的高的高8位数据线：端口地址均为奇地址。位数据线：端口地址均为奇地址。实现方法： 8086的地址总线A2 、A1分别连接8255A的的A1、A08086的地址总线A0空闲不用。如此如此:既满足了既满足了8086的数

30、据格式要求，又满足了的数据格式要求，又满足了8255的端口寻址要求。的端口寻址要求。2010 copyright / 33 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用图图8.7 例例8.2的硬件连接图的硬件连接图 8086CPU系统PC总线RESETIORIOWA2A1RESETA1A0RDWRCSPA1PA0PC0D7D0300H306H8255APC1设备1设备0由译码电路确定由译码电路确定的端口地址的端口地址2010 copyright / 34 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院

31、微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用例例8.2 由题意可知，可使由题意可知，可使A口工作在方式口工作在方式0，输入；，输入；C口按位口按位置位置位/复位。工作方式控制字为：复位。工作方式控制字为：1001B B，在在此选用方式字为此选用方式字为10010000B B，则有关程序段如下：则有关程序段如下： MOVDX，306HMOVAL，10010000B ；8255初始化OUTDX，AL；写控制字L0: MOVDX，300HINAL，DX；读A口状态RCRAL，1；判断A0 ；读A 0并判断MOVBL，AL；保护读入数据JC L1 ；A0=1转L1MOVDX，306HMOVAL，00000

32、001BOUTDX，AL；A0=0时，C0置1启动设备0JMPL22010 copyright / 35 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用例例8.2L1：MOVDX，306HMOVAL，00000000BOUTDX，AL；A0=1时，C0清0关闭设备0L2：RCRBL，1；判断判断A1JC L3MOVDX，306H；A1=0时，C1清0关闭设备1MOVAL，00000010BOUTDX，ALJMPL0L3：MOVDX，306H；A1=1时，时，C1置置1启动设备启动设备1MOVAL，00000011BOUTDX，A

33、LJMPL0 2010 copyright / 36 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用4.4.8255A的工作方式的工作方式 （1）方式）方式0：基本输入：基本输入/输出输出n方式方式0的工作特点的工作特点任何一个端口可作为输入口，也可作为输出口，各端口之间没有必然的联系。各个端口的输入或输出，可以有16种不同的组合，所以可以适用于多种使用场合。 2010 copyright / 37 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用n方式方式0 0的

34、输入的输入/ /输出时序输出时序W RC S,A1 ,A0数 据 有 效数 据 有 效D7D0tA WtW AtW DtW W输 出 数 据tW BtD W图图8.9 8255A方式方式0的输出时序的输出时序 2010 copyright / 38 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用n方式方式0的使用场合的使用场合方式方式0的使用场合有两种的使用场合有两种: 同步传送（即无条件传送）同步传送（即无条件传送） 查询式传送。（用户自己定义联络查询式传送。（用户自己定义联络信号）信号） 2010 copyright / 3

35、9 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用（2）方式）方式1 ：选通输入：选通输入/输出输出n方式方式1的工作特点的工作特点端口A、B均可工作在方式1，可作输入口或输出口。 如果8255A的端口A、B中只有一个工作于方式1，那么，端口C中就有3位被规定为配合方式1工作的信号，此时，另一个端口可以工作在方式0，端口C中的其他位也可以工作在方式0，作为输入或者输出。如果8255A的端口A、B都工作在方式1，那么，端口C中就有6位被规定为配合方式1工作的信号，剩下的2位，仍可作为输入或输出。2010 copyright / 4

36、0 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用当端口A工作在方式1并作为输入端口时： PC4-选通信号 输入端 PC5-输入缓冲区满信号输出端IBFA PC3 -中断请求信号输出端INTRA当端口B工作在方式1并作为输入端口时： PC2-选通信号 输入端 PC1-输入缓冲区满信号输出端IBFB PC0 -中断请求信号输出端INTRB ASTBBSTBn方式方式1输入时，有关信号的规定和输入时序输入时，有关信号的规定和输入时序2010 copyright / 41 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院

37、计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A方式方式1输入对应的联络信号输入对应的联络信号 1111/00111111111/00D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0A组工作方式1输入的控制字B组工作方式1输入的控制字A组和B组都工作于方式1输入的控制字方式1方式1端口A为输入PC6,PC7:1=输入,0=输出端口B为输入PC6,PC7:1=输入,0=输出RDRDINTEAINTEBPC4PC5PC3PC7PC6PA7PA0STBBIBFBINTRBI/OPC2PC1PC0STBAIBFAINTRA图图8.10中断允许

38、中断允许中断允许中断允许2010 copyright / 42 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用方式方式1n各控制信号各控制信号的作用的作用 （Strobe) ：选通信号输入端，低电平有效。作用：将外设送来的数据，选通到8255A某端口。IBF（Input Buffer Full)：缓冲器满信号，高电平有效。作用： 8255A输出的状态信号，当它有效时，表示当前已有一个新的数据在输入缓冲器中，此信号一般供CPU查询用，也可作为送给外设的回答信号。STB2010 copyright / 43 yyyy年年M月月d日日

39、 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用INTR（Interrupt Request)：8255A送住CPU的中断请求信号，高电平有效。作用：当输入缓冲器满信号已为高电平时，8255A会向CPU发出中断请求信号，即将INTR端置为高电平。方式方式1(续续)2010 copyright / 44 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用INTE(Interrupt Enable)：中断允许信号，是控制中断允许或中断屏蔽的信号。作用：屏蔽或允许中断。（INTE没有外部引出端，它是

40、由软件通过对C口的置1指令或置0指令来实现对中断的控制的。） 对PC4置1，则使A端口处于中断允许状态 对PC4置0，则使A端口处于中断屏蔽状态 对PC2置1，则使B端口处于中断允许状态 对PC2置0，则使B端口处于中断屏蔽状态在在执执行行输输入入指指令令之之前前设设置置2010 copyright / 45 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用n方式方式1的输入时序的输入时序 S T BI B FI N T RR D从 外 设 来 的输 入 数 据1234tp stp htR I TtS I TtR I BtS I

41、BtS T图8.11 8255A方式1输入时序 2010 copyright / 46 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用当端口A工作在方式1并作为输出端口时PC7-输出缓冲器满信号 输出端PC6-外设接收数据后的响应信号 输入端PC3 -中断请求信号INTRA输出端当端口B工作在方式1并作为输出端口时PC1 -输出缓冲器满信号 输出端PC2 -外设接收数据后的响应信号 输入端PC0 -中断请求信号INTRB输出端。 AOBFAACKBOBFBACKn方式方式1输出时，有关信号的规定和输出时序输出时，有关信号的规定和

42、输出时序2010 copyright / 47 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用图图8.12 8255A方式方式1输出对应的控制信号输出对应的控制信号 1111/00110D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0方式1方式1端口A为输出PC4,PC51=输入,0=输出端口B为输出INTEAINTEBPC6PC7PC3PC5PC4PA7PA0INTRBI/OPC2PC1PC0ACKAOBFAINTRAACKBOBFBPB7PB0WRWR02010 copyright / 48 yyyy年年M月

43、月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用 （Output Buffer Full)：输出缓冲器满信号，低电平有效。 当 有效时，表示CPU已经向指定的端口输出了数据，所以是8255A用来通知外设取走数据的信号。 （Acknowledge)：外设响应信号，低电平有效。 当 有效时，表明CPU通过8255A输出的数据已送到外设。INTR（Interrupt Request)：中断请求信号，高电平有效。 当输出设备从8255A端口中提取数据，从而发出 信号后，8255A便向CPU发新的中断请求信号，以便CPU再次输出数据。OBFOBFACKAC

44、KACK2010 copyright / 49 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用方式方式1 INTE（Interrupt Enable)：中断允许信号。与端口A、B工作在方式1输入情况时INTE的含义一样 PC6为1，则使端口A的INTE为1， PC6为0，则使端口A的INTE为0。 PC2为1，使端口B的INTE为1， PC2为0，则使端口B的INTE为0。 在在执执行行输输出出指指令令之之前前设设置置2010 copyright / 50 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院

45、微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用方式方式1的输出时序的输出时序 W RO B FI N T RA C K1234送 往 外 设 的 数 据数 据 有 效tW BtW I TtA KtA I TtA O B图8.13 8255A方式1输出时序 2010 copyright / 51 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用方式方式1的使用场合的使用场合 在许多采用中断方式进行输入在许多采用中断方式进行输入/输出的场输出的场合，如果外部设备能为合，如果外部设备能为8255A提供选通信号或提供选通信号或者数据接收应答信号

46、，那么，常常使者数据接收应答信号，那么，常常使8255A的的端口工作于方式端口工作于方式1。用方式。用方式1工作比用方式工作比用方式0更更加方便有效。加方便有效。 2010 copyright / 52 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用（3）方式）方式2 : 双向选通输入双向选通输入/输出输出n方式方式2的工作特点的工作特点方式2只适用于端口A。 端口A工作于方式2 时，端口C用5个数位自动配合端口A提供控制信号和状态信号。 STBn方式方式2工作时的控制信号和状态信号工作时的控制信号和状态信号输入：PC4 - ；

47、PC5 - IBFA输出：PC6 - ；PC7 -中断请求： PC3 - INTRAAOBFAACKASTB2010 copyright / 53 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8255A方式方式2的控制信号的控制信号 1D7D6D5D4D3D2D1D0INTE1INTE2STBAPC7PC6ACKAOBFA1PC2PC0PC4PC5PC2PC0INTRAIBFAI/OPA7PA0PC3端口A方式B组方式0=方式01=方式11=输入0=输出端口B1=输入0=输出WRRD图8.14 8255A方式2的控制信号 用用

48、C0、C1、C22010 copyright / 54 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用各控制信号和状态信号的含义各控制信号和状态信号的含义INTRA（Interrupt Request):中断请求信号，高有效。输入输出时，当一个动作完成而要进入下一下动作时，8255A都通过这一引腿向CPU发出中断请求信号。 （Strobe)：外设供给8255A的选通信号，低有效。此信号将外设送到8255A的数据打入输入锁存器。IBFA（Input butter full)：这是8255A送往CPU的状态信息，表示当前已有一个新的

49、数据送到输入缓冲器中，等待CPU取走。IBFA可以作为供CPU查询的信号。 (Output Buffer Full)：输出缓冲器满信号，由8255A送给外设的状态信号，低有效，表示CPU已经将一个数据写入8255A的端口A，通知外设将数据取走。 （AcknowledgeAcknowledge）：）：外设对 信号的响应信号，低有效，它使8255A的端口A的输出缓冲器开启，送出数据。否则，输出缓冲器处于高阻状态。AACKASTBAOBFAOBF2010 copyright / 55 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用 I

50、NTE1（Interrupt Enable): 输出中断允许信号。输出中断允许信号。 PC6为为1，则，则INTE1为为1，允许输出中断；，允许输出中断； PC6为为0，则，则INTE1为为0，禁止，禁止输出中断。输出中断。 INTE2（Interrupt Enable)：输入中断允许信号。输入中断允许信号。 PC4为为1，则，则INTE2为为1，允许输出中断；，允许输出中断； PC4为为0，则，则INTE2为为0，禁止，禁止输出中断。输出中断。8255A方式方式2的中断允许信号的中断允许信号 2010 copyright / 56 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学

51、院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用 8255A方式方式2的时序的时序 WROBFAINTRWRACKASTBAIBFA外 设 数 据 线输 入 数 据 有 效输 入 数 据 有 效123487469tAOBtWORtSTtSTBtPStADtKDtPH图8.15 8255A方式2的时序 2010 copyright / 57 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用方式2的使用场合 方式2是一种双向工作方式，如果一个并行外部设备既可以作为输入设备，又可以作为输出设备，并且输入输出的动作不会同时进行，那么，

52、将这个外设和8255A的端口A相连，并使它工作在方式2，就会非常合适。 2010 copyright / 58 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用图图8.16 8255A用作并行打印机接口用作并行打印机接口 8088CPU系 统PC总 线RESETIORIOWA1A0RESETA1A0RDWRCSC0D7D060H63H8255AC7STBBUSY打 印 机A7A0D7D08088CPU系 统PC总 线RESETIORIOWA2A1RESETA1A0RDWRCSC6D7D0C0HC6H8255AC0STBACK打 印

53、 机A7A0D7D0C7OBF未 用IRQ2C3 用用8255A作为并行打印机接口，如图作为并行打印机接口，如图8.16所示，端口所示，端口A作为数据输出口，作为数据输出口，端口端口C作为联络信号，端口作为联络信号，端口B及端口及端口C其余其余I/O线未使用，它们可设定为输入也线未使用，它们可设定为输入也可设定为输出。可设定为输出。5.5.8255A的应用的应用 查询方式中断方式也可以用也可以用C7808680862010 copyright / 59 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8.2 串行通信与串行接口串行

54、通信与串行接口 n8.2.1 串行通信概述 n8.2.2 可编程串行接口芯片8251A n8.2.3 微机系统中的串行接口及其应用 2010 copyright / 60 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用8.2.1 串行通信概述串行通信概述n串行通信串行通信就是不同权值的数据位在单条一位宽的传输线上按就是不同权值的数据位在单条一位宽的传输线上按时间先后一位一位地进行传送。时间先后一位一位地进行传送。n对于长距离、低速率的通信，串行方式往往是唯一的选择。对于长距离、低速率的通信，串行方式往往是唯一的选择。现成的公共电

55、话网一直是最通用的长距离通信介质。它虽然现成的公共电话网一直是最通用的长距离通信介质。它虽然是为传输声音信号而设计的，但利用调制解调技术，可使现是为传输声音信号而设计的，但利用调制解调技术，可使现成的电话系统成为实用的串行数据通信的媒体。成的电话系统成为实用的串行数据通信的媒体。 2010 copyright / 61 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用1.1.串行通信常用术语和基本概念串行通信常用术语和基本概念 n（1）单工、半双工和全双工）单工、半双工和全双工 （c） 全 双 工（b） 半 双 工（a） 单 工/

56、数 据 流数 据 流AB接 收 器发 送 器发 送 器接 收 器发 送 器接 收 器接 收 器发 送 器BA接 收 器BA发 送 器数 据 流图8.21 单工、半双工和全双工数据通路 2010 copyright / 62 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用串行通信常用术语和基本概念串行通信常用术语和基本概念n（2）数据传输率）数据传输率 n比特率比特率: : 数据传输率即通信中每秒传输的二进制数位数（比特数），也称比特率，单位bps（bit per second）。n波特率波特率: : 也称调制速率，是指传输信息的

57、电信号（符号）的速率，即每秒钟传输的电信号数。 若每个符号所含信息量为1比特，则波特率等于比特率。若每个符号所含信息量不等于1比特，则波特率不等于比特率。在计算机中 ，每个符号所含信息量刚好等于1比特。于是就造成了波特率与每秒传输二进制位数这两者的吻合。因此，在计算机数据传输中人们常将比特率称为波特率。2010 copyright / 63 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用串行通信常用术语和基本概念串行通信常用术语和基本概念n（3）发送时钟和接收时钟）发送时钟和接收时钟n发送器使用的时钟信号称为发送时钟发送时钟，n

58、接收器使用的时钟信号称为接收时钟接收时钟。n作用：在串行通信中，发送器需要用一定频率的时钟信号来决定发送的每一位数据所占用的时间长度。接收器也需要用一定频率的时钟信号来检测每一位输入数据。 串行通信所传送的二进制数据序列在发送时是以发送时钟作为数据位的划分界限，在接收时是以接收时钟作为数据位的检测和采样定时的。2010 copyright / 64 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用串行通信常用术语和基本概念串行通信常用术语和基本概念n数据的收发过程数据的收发过程数据的发送过程：数据的发送过程：写数据到发送器的数据输

59、出寄存器写数据到发送器的数据输出寄存器 在发送时钟的在发送时钟的脉冲信号作用下将数据装入并入串出移位寄存器脉冲信号作用下将数据装入并入串出移位寄存器 在发送时钟控制在发送时钟控制下，把移位寄存器中的数据串行逐位移出到串行输出线上。下，把移位寄存器中的数据串行逐位移出到串行输出线上。每个数据位每个数据位的时间间隔由发送时钟周期来划分。的时间间隔由发送时钟周期来划分。数据的接收过程是：数据的接收过程是：在接收时钟的控制下，每隔一定时间采样一个数据位在接收时钟的控制下，每隔一定时间采样一个数据位 按时钟节拍将数据依次移入接收器中的串入并出移位寄存器按时钟节拍将数据依次移入接收器中的串入并出移位寄存器

60、 在接在接收时钟的脉冲信号作用下将数据装配到数据输入寄存器收时钟的脉冲信号作用下将数据装配到数据输入寄存器 CPU读取读取数据并存入系统存储器中。数据并存入系统存储器中。2010 copyright / 65 yyyy年年M月月d日日 四川理工学院四川理工学院 计算机学院计算机学院微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用串行通信常用术语和基本概念串行通信常用术语和基本概念n（4）波特率因子）波特率因子 n收发时钟频率与波特率之间存在的比例系数就称为波特率波特率因子因子。n波特率=收发时钟频率/波特率因子n当发送（或接收）时钟频率一定时，通过选择不同的波特率因子（1、16、64），即可得到不同的