第8章 常用接口芯片

第8章常用I/O接口芯片

..1、并行通信技术基础知识

息据传输方式

■以计算机的字长，通常是8位、16位或32位为传

输单位，一次传送一个字长的数据

■适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和

快速的信息交换

■例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器

-微机系统中最基本的信息交换方法

■例如：系统板上各部件之间，接口电路板上

各部件之间

并行接口与并行通信

■在多条物理数据线上同时传输多位二进

制数据，那么这种传输就是并行传输、

这种接口就是并行接口。

■信息交换是通过并行接口来完成的话，

这种通信就是并行通信。

并行接口的特点

■Jbr厂并行接口最基本的特点是在多条数据线上以数据字节

（字）为单位与I/O设备或被控对象交换信息。如打印机接

口，A/D、D/A箱换器接口等。

■（2）在并行接口中，除了少数场合（无条件传送）外，一

般都要求在接口与外设之间设置并行数据线的同时，至少还

要设置两条联络（握手）信号线，以便进行互锁异步握手方

式（即查询方式）的通信。

■（3）在并行接口中，并行的多位二进制（8位、16位或32

位）是一起动作的，因此，当采用并行接口与外设交换数据

时，即便是只用到其中的一位，也是一次输入/输出所有的

并行位（8位、16位或32位）。

■（4）并行传输的信息，从时间顺序来讲一般不需要固定的

格式，由于并行通信的双方往往是控制与被控制方式连接的。

-（5）并行接口可直接设置成用硬布线方式连接的接口，也

可用可编程接口芯片组成可编程接口。

并行接口电路8255A

-具有多种功能的可编程并行接口电路芯片

■最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器

■与CPU间、与外设间的接口电路：状态寄存器

和控制寄存器

■还有端口的译码和控制电路、中断控制电路

■分3个端口，共24个外设引脚

■共三种输入输出工作方式

口【肚n

8255A的内泊吉福和A组

A组

端口A

控制G

A组

数据

内部数据线端口C

Do〜D7O总线C上部

缓冲器

B组

B组

端口B

RD-“控制uAPB0-PB7

读

WR一写

控

A。.制

逻

-辑B组

A内部控制线

cs—端口C

RESET一下部

哥森那鲁‘具也鲁理哥■易由。■

母由V■

口紫中哥吆翠¥k'解球"巨■洋军解■

Od03d。口颗■：3口颗.

□题辟麻沙米■，航■

Z8d〜08d:fldB■汨口聊■

¥甄鲁翡监'口假家麻沙案，'W■

ZVdOVdV口颗.W口颗.

口需来麻祺物•1

)2,与处理器接口

CS*AlA0I/O地址读操作RD*写操作WR*

00060H读端口A写端口A

00161H读端口B写端口B

01062H读端口C写端口C

01163H非法写控制字

A内部端PC系

A。内容

csRDWRi口偏移统地址

读操作

、1"一Lr"t

0_1ft——-EA■口数据总线（一CPU）数据060H

00101PB口—数据总线（-CPU）数据161H

数据或状

00110PC口—数据总线（一CPU）262H

态

写操作

01000PA口一数据总线（-CPU）数据060H

01001PB口一数据总线（.CPU）数据161H

01010PC口一数据总线（-CPU）数据262H

01011控制寄存器一数据总线控制字363H

无操作情况

011XX总线悬浮

1XXXX总线悬浮

8255A的控制字和工作方式

■1.控制字

■8255A的控制字就是从CPU写到控制寄存器中的命令，

由8位组成。控制字的最高位为1时，控制字是工作方

式命令字；控制字最高位为。时，控制字是PC口按位置

/复位命令字。

■8255A的编程命令包括工作方式命令字和按位操作命

令两条，使用同一个端口地址。

■8255A的编程命令控制字就是从CPU写到控制寄存器中

的命令，由8位组成。控制字的最高位为1时，控制字

是工作方式命令字；控制字最高位为。时，控制字是PC

口按位置/复位命令字。

■(1)方式命令字

■8255A有三种不同的工作方式：方式0、方式1、

方式2。方式字指定A组、B组的各种方式以及

在不同的方式下PA、PB的数据输入/输出方向。

方式命令字的格式：

■*数据输入/输出方向：0—输出，1—输入。

DDDDDDiDo

765D432

特征位A组PA口PC高4B组PB口PC低4

值为工方式方向位方向方式方向位方向

■DO位控制PC口低4位的传送方向：D0=0时是输出，

D0=l时是输入。

■D1位控制PB口的传送方向：Dl=0时是输出，Dl=l时

是输入。

■D2位指定B组工作方式：D2=0时为方式0,D2=l时为

方式1。因此，B组只有方式0、方式1这两种工作方式。

■D3位控制PC口高4位的传送方向：D3=0时是输出，

D3=l时是输入。

■D4位控制PA口的传送方向：D4=0时是输出，D4=l时

是输入。

■D6D5指定A组工作方式：D6D5=00指定

方式0,D6D5=01指定方式1,D6D5=1X

（10或11）指定方式2。因此，A组有方

式0、方式1、方式2这三种工作方式。

■D7位为特征位，本命令字处D7=l。

■例如，要把PA口指定为0方式输出，输入PC口上半部定

为输入；PB口指定为1方式输入，PC口下半部定为输

出，则工作方式字是：10001110BBP8EHo

■将此命令字写到8255A的控制寄存器中称为初始化，

程序段为：

■MOVDX,8255A+3；8255A表示该芯片

PA口地址。

■MOVAL,8EH

■OUTDX,AL；送至U控制寄存器

■要把PA口指定为方式2；PB口指定为1方

式输出，PC口下半部定为输出。工作方

式字为11000100B即0C4H,则程序段为:

■MOVDX,8255A+3

■MOVAL,0C4H

■OUTDX,AL

■又例：某系统要求8255A工作在方式0,PA

口输出、PB口输入、PC输出，则初始化程

[■段为:

■MOVAL,1000001OB

■MOVDX,8255A+3

■OUTDX,AL

■某系统要求A组工作在方式0输入，B组工作

在方式1输出，PC口余下的用于输入，则初

始化程序段为：

■MOVAL,1001110IB

■MOVDX,8255A+3

■OUTDX,AL

■某系统要求A组工作在方式2,B组工作在方式0输出,

PC口余下的用于输入，则初始化程序段为：

■MOVAL,11000001B

■MOVDX,8255A+3

■OUTDX,AL

■某系统要求A组工作在方式2,B组工作在方式1输入,

则初始化程序段为：

■MOVAL,11000110B

■MOVDX,8255A+3

■OUTDX,AL

■(2)PC口按位置位/复位命令字

■该命令字用于某个PC引脚输出高/低电平

控制或软件设定8255A的相应状态。

-PC口按位置/复位命令字格式：

■D。置/复位选择：0—对应位清0,1—对应位置

lo

D7D6D5D4D3DzDiDo

特征位

未用PC口位号选择置/复位选择

值为0

D3D2D1选择被置/复位的位号:

口3口2口1=000选择PC口第0位；

口3口2口1=001选择PC口第1位;

口3口2口1=010选择PC口第2位；

D3D2D1RI1选择PC口第3位；

D3D2D1=100选择PC口第4位；

口3口2口1=101选择PC口第5位;

口3口2口1=110选择PC口第6位;

口3口2口1=111,选择PC口第7位。

D6D5D4没有使用，一般让口6口5口4=000。

D7位为特征位，该命令字处口7=0。

■例如，若要把PC口的PC5引脚置成低电平时，则命令

字应该为00001010B即OAH。

■将该命令写入8255A的控制寄存器，就会使得从PC口

的PC5引脚输出低电平，其程序段为：

■MOVDX,8255A+3

■MOVAL,OAH

■OUTDX,AL

■若要使引脚PC5输出高电平，则程序段为：

■MOVDX,8255A+3

■MOVAL,OBH

■OUTDX,AL

■⑶关于控制字的几点说明：

■使用8255之前必须初始化。方式命令是对

8255A的3个端口的工作方式及功能进行指定，

即进行初始化，初始化工作要在使用8255A之

前做；

■按位置位/复位命令只是对PC口的输出进行控

制，使用它并不破坏已经建立的3种工作方式,

而是对它们实现动态控制的一种支持。它可放

在初始化程序以后的任何地方；

■控制字的最高位(D7)是特征位用以区别8255A的工作

方式命令和按位置/复位命令字。D7=l时，为工作方

式命令；D7=0时，为按位置位/复位命令。因此，可

以判断，命令代码的值等于、大于80H的，是工作方式

命令；小于80H的，是按位置位/复位命令，可以判断，

并且奇数值是置位命令，而偶数值是复位命令；

■按位置位/复位命令代码只能写入命令口。PAD、PB口

也可以按位输出高/低电平，但是，这与按位置位/复位

命令有本质的区别，并且实现的方法也不同。PC口按

位输出是以命令的形式送到控制寄存器存器去执行的，

而PAD、PB口的按位输出是以送数据至(JPA口、PB口来

实现的。

■A口和B口的一个有趣的使用方法：也可

以按位输出高/低电平！

■P143

48255A的工作方式

■方式o：基本输入输出方式

■适用于无条件传送和查询方式的接口电路

■方式1:选通输入输出方式

■适用于查询和中断方式的接口电路

-方式2：双向选通传送方式

■适用于与双向传送数据的外设

■适用于查询和中断方式的接口电路

方式1

-方式1是一种选通输入/输出方式或称为

应答方式，因此，需要置专用的联络信

号线或叫应答信号线，以便对I/O设备

和CPU两侧进行联络。这种方式通常用

于查询（条件）传送或中断传送。PA、

PB口的数据输入输出都有锁存能力。

①方式1输入

■输入是从I/O设备向8255A送数据进来,

所以，1/0设备应先把数据准备好，并

送到8255A端口上，然后CPU再从

8255A读取数据。这个传送过程中需要

使用一些联信号线。所以当PA口和PB口

作为输入时，各指定了PC口的3条线作

为8255A与外设联络信号及向CPU的请

求信号。

A组方式1输入B组方式1输入

方式。输入时序

RD-------------

”精体金迳蜜8255A的"

翁据俊冲行用

Do~D?

I②方式1输出

】'式工输出是CPU通过8255A把数据送到

1/0设备去，所以，数据要由CPU准备好，

并且先写到8255A,然后，再从8255A把数

据输出去。这个传送过程中需使用一些联络

信号，当PA口和PB口输出时，各指定了PC

口的3条线作为8255A与外设联络信号及向

CPU的请求信号。

姑且方式1输出B组方式1输出

方式。输出时序

WR

“8255A对CPU通色归”

输出给外役的散据色/初存

Do~D?data~^>

4

中断允许触发器中断请求信号

请求CPU接收数据

方式1

方式1输入引脚：B端口

数据选通信号

表示外设已经准备好数据

PB7-PB

方式1需倦用练OC用做您修再考

阎财名奥命中断外求彳。腐寂功能

pco

中断允许触发器

方式I

方式1输入联络信号

■STB*——选通信号，低电平有效

-由外设提供的输入信号，当其有效时，将输入设备送

来的数据锁存至8255A的输入锁存器

■IBF——输入缓冲器满信号，高电平有效

■8255A输出的联络信号。当其有效时，表示数据已锁

存在输入锁存器

■INTR一中断请求信号，高电平有效

-8255A输出的信号，可用于向CPU提出中断请求，要

求CPU读取外设数据

方式1

方式1输入时序

STB

STB*如IBF蛊外役"8255A向

的一对应答联得备考，

处的遥可■他输入敢据

输入端口--V~^ata〉

00~。7data>

方式1

方式工中断控制

■8255A的中断由中断允许触发器INTE控制

■置位允许中断，复位禁止中断

■对INTE的操作通过写入端口C的对应位实

现，INTE触发器对应端口C的位是作应答

联络信号的输入信号的哪一位，只要对那

一位置位/复位就可以控制INTE触发器

■选通输入方式下

■端口A的INTEA对应PC4

■端口B的INTEB对应PC2

中断允许触发器

请求CPU再次输出数据

方式1

方式工输出联络信号

■OBF*——输出缓冲器满信号，低有效

R2KKA输中绘外设的一小控制信号.当苴右效时.表

取走

■AC集。A的INTEA对应PC6

练的同启

OBINTEBPG2外设接

■INTR一中断请求信号，高有效

-当输出设备已接受数据后，8255A输出止匕信号向CPU

提出中断请求，要求CPU继续提供数据

方式1

4方式i输出时序

WR[匚

OBF*"ACK*蛊夕卜役"8255A向

的一对应答够得备考，

处的遥可■他输出散据

输出端口____?XCdata

D0~D7-----data:----------------------

《方式2双向方式

■方式2将方式1的选通输入输出功能组合成一个双

向数据端口，可以发送数据和接收数据

■只有端口A可以工作于方式2,需要利用端口C的

5个信号线，其作用与方式1相同

■方式2的数据输入过程与方式1的输入方式一样

■方式2的数据输出过程与方式1的输出方式有一点

不同：数据输出时8255A不是在OBF*有效时向

外设输出数据，而是在外设提供响应信号ACK*

时才送出数据

方式2双向引脚

PA7-PA0

INTEPC用PC6设置INTEi（输出）

16ACKA

OBF；用PC4设置ZTE2（输入）

输入和输出中断通过

PC

INTE24STBA

或门输出INTRA信号

PC5旧FA

PC3INTRA

方式2双向时序

IWR|J

LOBF

INTR

ACK

STB

IBF

RD

__Jf_______Jf____________

Viata-iRA^^^iata-ou〉

D0-D7-<Cdata-ou}>

48255A的编程

-初始化编程：一个方式控制字

■采用控制I/O地址：AiAo=ll

■工作过程中：通过数据端口对外设数据

进行读写

■数据读写利用端口A、B和C的I/O地址，

A1A0依次等于00、01、10

■IBMPC/XT机上，端口A、B、C和控制

端口的I/O地址为60H、61H、62H和63H

■写入方式控制字：控制字格式

1D61)5»4D3021)1D0

CB^TZ>

端口CCT丰瓯

00方式01=输八

010=输出

10年立端口白

端口A-1=输入

1=陆入0=输出

0=稿汨3

湍口c［上半部）0^xto

1=输.入.17^31

O=^tB

⑶关于控制字的几点说明

■控制字的最高位（D7）是特征位用以区别8255A的工作方

式命令和按位置/复位命令字。D7=10t,为工作方式命令；

D7=0时，为按位置位/复位命令。因此，可以判断，命令

代码的值等于、大于80H的，是工作方式命令；小于80H的,

是按位置位/复位命令，可以判断，并且奇数值是置位命令，

而偶数值是复位命令。

■方式命令是对8255A的3个端口的工作方式及功能进行指定,

即进行初始化，初始化工作要在使用8255A之前做。也就

是说，凡是用到8255A,就一定要行初始化。

-按位置位/复位命令只是对PC口的输出进行控制，使用它并

不破坏已经建立的3种工作方式，而是对它们实现动态控制

的一种支持。它可放在初始化程序以后的任何地方。

⑶关于控制字的几点说明

■按位置位/复位命令代码只能写入命令口。

-PAD、PB口也可以按位输出高/低电平，但是，这与前面的按位置位/

复位命令有本质的区别，并且实现的方法也不同。PC口按位输出是以命

令的形式送到控制寄存器存器去执行的，而PAD、PB口的按位输出是

以送数据到PAD、PB口来实现的。其具体作法是：若要使某一位置高

电平，则先对端口进行读操作，将读入的原输出值，“或”上一个字节,

字节中使该位为1,其他位为0,然后再回送到同一端口，即可使该位置

位；若要使某一位置低电平，则先读入原输出值字节，再将它“与”上

一个字节，字节中使该位为0,其他位为1,然后再回送到同一端口，即

可实现对该位的复位而不影响其他位的状况。当然，能够这样作的条件

是8255A的输出有锁存能力，若定义数据口为输出而对其执行IN指令

时，所读到的内容就是上次输出时锁存的数据，而不是读入外设送来的

数据。

地址总线

控制总统

■**..•*>

数据总线

12It

RD*WRDy-DoA^Ai

8255ACS

,PB7~PB»PCs~PCoPC7~PC*PA7-EALO

BC，L*.」j

wWw>

PB?~PBo控制或控制或P%~PAo

1/0

r^»1/oc〜

月

方式2।।।AI

I/OKHOIIK-

匕~JQ二--IQ

PB0/i----PA7-FA

控制

q.L写入方式控制字:示例

■A端口：方式1输入

-C端口上半部：输出，C口下半部：输入

-B端口：方式0输出

方式控制字：10110001B或B1H

■初始化的程序段:

movdx,Offfeh；假设控制端口为FFFEH

moval,Oblh；方式控制字

outdx,al；送到控制端口

02.读写数据端口

■初始化编程后：

■当数据端口作为输入接口时，执行输入IN指

令将从输入设备得到外设数据

■当数据端口作为输出接口时，执行输出OUT指

令将把CPU的数据送给输出设备

■8255A具有锁存输出数据的能力

■对输出方式的端口同样可以输入

■不是读取外设数据

■读取的是上次CPU给外设的数据

.2,读写数据端口:示例

■利用8255A的输出锁存能力，可实现按位

输出控制

■对输出端口B的PB7位置位的程序段:

movdx,Offfah；B端口假设为FFFAH

inal,dx；读出B端口原输出内容

oral,80h；使「87=1

outdx,al；输出新的内容

03.读写端口C：归纳］

■C端口被分成两

个4位端口,两

个端口只能以方

式0工作，可分

别选择输入或输

出

■在控制上，C端口上半部和A端口编为A

组，C端口下半部和B端口编为B组

03.读写端口C：归纳2

■当A和B端口工

作在方式1或方

式2时，C端口的

部分或全部引脚

将被征用

■其余引脚仍可设定工作在方式0

土3,读写端口C：归纳3

-对端口C的数据输出有两种办法

■通过端口C的I/O地址：向C端口直接写入

字节数据。这一数据被写进C端口的输出

锁存器，并从输出引脚输出，但对设置为

输入的引脚无效

■通过控制端口：向C端口写入位控字，使C

端口的某个引脚输出1或0,或置位复位内

部的中断允许触发器

端口C的位控制字

03.读写端口C：归纳4

-读取的C端口数据有两种情况

■未被A和B端口征用的引脚：将从定义为输

入的端口读到引脚输入信息；将从定义为

输出的端口读到输出锁存器中的信息

■被A和B端口征用作为联络线的引脚：将读

到反映8255A状态的状态字

端口C的状态字

*AHB组

________________________人________________________,A

A

D7D6D5D4D3D2DIDo

方式1输入

I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRB

方式1输出

OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB

方式2双向

OBFAINTEIIBFAINTE2INTRAXXX

8255A的应用

作为通用的并行接口电路芯片,

825A具有广泛的应用

■应用在IBMPC/XT微机上

■应用于打印机接口电路

-连接简易键盘

-驱动LED数码管

8255A在IBMPC/XT上的应用

■工作在基本输入/输出方式0

■端口A为方式0输入，用来读取键盘扫描码

■端口B工作于方式0输出，例如控制扬声器等

■端口C为方式0输入，读取系统状态和配置

-系统的初始化编程：

moval,10011001b;方式控制字99H

out63h,al

打印机接口的信号与时序

D公■主机把数据送给引脚DATAO〜DATA7

■同时送出数据选通信号STROBE*

STE■打印机在BUSY信号线上发出忙信号

-打印机处理好输入的数据时

■撤消忙信号

■同时又送出一个响应信号ACK*

用8255A方式0与打印机接口

8255A打印机

8255A的初野区.

movdx,Offfeh

；控制端口地址：FFFEH

moval,10000001B

;方式控制字：91H

outdx,al

/端口方式0输出，C端口上输出、下输入

moval,00001111B

；端口C的复位置位控制字，使PC7=1

outdx,al

例1

打印子程臣:查承Lj

printcproc

pushax

pushdx

prn:movdx,Offfch；读取端口C

inal,dx；查询打印机状态

andal,04h;PC2=BUSY=0?

jnzprn

；PC2=1,打印机忙，则循环等待

例1

》______

movdx,0fff8h

;PC2=0,打印机不忙，则输出数据

moval,ah

outdx5al；将打印数据从端口A输出

打印子程更：■工Egj

movdx,Offfeh；从PC7送出控制低脉冲

moval,00001110B;gSTROBE*=0

outdx,al

nop;产生一定宽度的低电平

nop

moval,00001111B;g=l

outdx,al

撮终，STROBE*产生低脉冲信号

打印子程臣：鸣

popdx

popax

ret

printcendp

用8255A方式1与打印机接口

-8255A~」打印机

lOOOpf2K

8255A方式1与打印机接口时序配合

PA0-PA7

(DATAO〜7)

OBF

STROBE

ACK

方式1◎寸序I加印机◎寸序

8255A的初始1.

V___

movdx,Offfeh

moval,OaOh

outdx,al

moval,0ch

;使1?0114(PC6)为0,禁止中断

outdx,al

movex,counter;打印字节数送CX

movbx,offsetbuffer；取字符串首地址

callprints;调用打印子程序

8255A的初j

movdx,Offfeh

moval90a0h

outdx,al

moval,Och

(PC6)为0,禁止中断

outdx,al

movex,counter;打印字节数送CX

movbx,offsetbuffer；取字符串首地址

callprints;调用打印子程序

打印子程序：查"

>-------

movdx,0fffch

print!:inal9dx

testal980h

；检测(PC7)为1否？

jzprint!

；为0,说明打印机没有响应，继续检测

打印子程序：返

incbx

；为1,说明打印机已接受数据

loopprintl

；准备取下一个数据输出

popdx；打印结束，恢复寄存器

popax

ret；返回

printsendp

双机并行通信接口

已方（接收）甲方（发送）

8255A8255A

PA0-PA7♦PA0-PA7

PC4PC7

PCo一.PC6

甲机的初始1J

*movdx,Offfeh

moval90a0h

outdx,al

；工作方式字：端口A方式1输出

moval,Odh

;®PC6(INTEA)=1,允许中断

outdx,al

例3

甲机发送程

产

trsmt:movdx,Offfch

inal9dx

;查询PC3(INTRA)=1?

andal,08h

jztrsmt

movdx,0fff8h;发送数据

moval9ah

outdx,al

乙机的初始1

movdx,Offfeh

moval,98h

outdx,al

；工作方式字：端口A方式0输入

moval,01h

HtPCO(ACK*)=1,因尚未收到数据

outdx,al

乙机:查理趣区J

receive:movdx,Offfch

inal9dx

;查询PC4(OBF*)=0?

andal,10h

jnzreceive

movdx,0fff8h;接收数据

inal9dx

movah,al

乙机：接哓啜

movdx,Offfeh

moval900hHtPCO(ACK*)=0

outdx9al

nop

；适当延时,产生一定宽度的低脉冲

nop

moval901hHtPCO(ACK*)=1

outdx,al;产生低脉冲ACK*信号

例3

■8255A用于PC微机与从机之间的并行通

信。

■主机一侧的程序段:

1MOVDX,303H

jMOVAirimnnOOOB

■OUTDX,AL

■MOVAL,0000100IB;INTEi有效

■OUTDX,AL

■MOVAL,0000110IBRNTE2有效

■OUTDX,AL

■MOVSI,300H

■MOVDI,410H

■MOVCX,0FFH

-...；进行输入或者输出

■T_RPROCFAR

■ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACK

■PUSH...

■MOVDX,303H

■MOVAL,0000100OB

■OUTDX,AL

■MOVAL,00001100B

■OUTDX,AL

■CLI

■MOVDX,302H

■INAL,DX

■MOVAH,AL

■ANDAL,00100000B；IBF=1?

■JZOUTP

INP:MOVDX,300H

■INAL,DX

■MOV[DI],AL

■INCDI

■JMPRETURN

■OUTP:MOVDX,300H

■MOVAL,[SI]

JOUTDX,AL

^INCSI____________

于RETURN:MOVDX,303H

■MOVAL,0000110IB

■OUTDX,AL

■MOVAL,0000100IB

■OUTDX,AL

■MOVAL,62H

■OUT20H,AL

■POP…

■IRET

■T_RENDP

丁

4工、串行通信基础知识

■1.异步通信

■串行通信时的数据、控制和状态信息都使

用同一根信号线传送

■收发双方必须遵守共同的通信协议（通信

规程），才能解决传送速率、信息格式、

位同步、字符同步、数据校验等问题

■串行异步通信以字符为单位进行传输，其

通信协议是起止式异步通信协议

1.波特率和比特率

-比特率是指二进制数码流的信息传输速率，单位是：bit/s简写b/s或

bps,它表示每秒传输多少个二进制位，有些情况下，也可以用字/

秒为单位；

-波特又称调制速率，是针对模拟数据信号传输过程中，从调制解调

器输出的调制信号每秒钟载波调制状态改变的数值，单位是S/S,称

为波特(baud)率。因此，调制速率也称为波特率。发送设备和接收

设备必须工作在相同的波特率，否则会产生帧错误.

-在无调制的情况下，波特率精确等于比特率,采用调相技术时，波特

率不等于比特率.

■例：56K的调制解调器可以工作在36.6K,192K和9.6K等波特率下,因

此购买调制解调器时其波特率(传输速率)应该超前，才不会被很快淘

汰.

3.波特因子

定义：发送/接收1位数据所需要的时钟脉冲个数，单位

是个/位。

在波特率指定后，输入移位寄存器/输出移位寄存器在

接收时钟/发送时钟控制下，按指定的波特率速度进行

移位。一般几个时钟脉冲移位一次。要求：接收时钟/

发送时钟是波特率的16、32或64倍。波特率因子就是

发送/接收1个数据（1个数据位）所需要的时钟脉冲

个数，其单位是个/位。

-在实际应用中，可以根据要求的传输波特率和波特因

子来确定发送/接收时钟的频率。

-对于同步通信，波特因子取1。

■4,传输距离与传输速率的关系

■串行数据传送的最大距离与传输速率和

传输线的电气特性有关。

-传输距离随着传输速率的增加而减小。

■在实际应用中，利用电话网进行远距离

传送，一般都需要使用调制解调器。

1.单工、半双工和全双工

①单工(Simplex)

特点：仅能进行一个方向的数据传送

①半双工(HalfDuplex)

特点：数据可以在两个方向上进行传送，但

是这种传送绝不能同时进行。【双向，但

不同时】

①全双工(FullDuplex)

特点：能够在两个方向同时进行数据传送。

起止式异步通信协议

低位高位

•空闲位——传送字符之间的逻辑1电平,

表示没有进行传送

同步通信

■以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据

块附加1个或2个同步字符，最后以校验字符

结束

■同步通信的数据传输效率和传输速率较高，

但硬件电路比较复杂

■串行同步通信主要应用在网络当中

■最常使用高级数据链路控制协议HDLC

同步字符数据数据数据校验字符

—串行接口标准RS-232c

■美国电子工业协会EIA制定的通用标准串行接口

.1962年公布，1969年修订

-1987年1月正式改名为EIA-232D

■设计目的是用于连接调制解调器

■现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与数

据通信设备DCE（例如调制解调器）的标准接口

■可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机

■属于网络层次结构中的最低层：物理层

RS-232C的弓I脚定义

■232c接口标准使用一个25针连接器

■绝大多数设备只使用其中9个信号，所以就

有了9针连接器

-232c包括两个信道：主信道和次信道

■次信道为辅助串行通道提供数据控制和通

道，但其传输速率比主信道要低得多，其

他跟主信道相同，通常较少使用

RS-232C的连接

■微机利用232c接口连接调制解调器，用于

实现通过电话线路的远距离通信

■微机利用232c接口直接连接进行短距离通

信。这种连接不使用调制解调器，所以被

称为零调制解调器(NullModem)连接

连接调制解调器

MODEMMODEM微机

发送数据TxD

2222

接收数据RxD

3333

请求发送RTS

4444

允许发送CTS

55电话线55

数据装置准备好DSR

66/66

7信号地GND777

8载波检测CD888

20数据终端准备好DTR202020

22振铃指KRI222222

RS-232c的电气特性

■232c接口采用EIA电平

■高电平为+3V〜+15V

■低电平为一3V〜-15V

■实际常用±12V或±15V

■标准TTL电平

■高电平：+2.4V〜+5V

■低电平：0V〜0.4V

■RS-232定义了计算机和调制解调器之间

的接口标准：

■*传输距离小于50米.

■*+5〜+15V的电压表示0,-5〜-15V的

电压表示1

■*每次用9个bit传输一个字符.其中第一

个bit标志开始位，第九个bit标志结束位.

2、通用异步接收发送器8251

■串行传输，需要并行到串行和串行到并行

的转换，并按照传输协议发送和接收每个

字符（或数据块）

■这些工作可由软件实现，也可用硬件实现

■通用异步接收发送器UART是串行异步通

信的接口电路芯片

■IBMPC/XT机的UART芯片是INS8251

■后来使用NS16550

1.串行数据的发送

CPU并行数据

发送保持寄存器串行数据

发送移位寄存器

WFiXlE她仙、「/板1

校验位、停止位

同在姑生H

双缓冲寄存器结构

保证数据的连续发送

2.起始位的检测

I------------16T——

数据线［起始位：

(SIN)T-----------------?-----------------T

时钟

(RCLK)।।।

------8T-b-------------16T--------------

［总口\Hflil本【I±口//A/-TI^T土田

数据接收时钟频率是数据传输频率的16倍

正确识别起始位，防止因干扰引起的误识别

3.串行数据的接收

CPU并行数据

接收缓冲寄存器

串行数据

TT

接收移位寄存器SIN0/10/1

nlll0/10/1

检测接收错误

同步控制删除起始位、

校验位、停止位

双缓冲寄存器结构

保证数据的连续接收,

*-----------------

■8251实现了起止式串行异步通信协议，支

持全双工通信

■通信字符可选择数据位为5〜8位

■停止位1、1.5或2位

■可进行奇偶校验

■具有奇偶、帧和溢出错误检测电路

■8251支持的数据传输速率为50〜9600bps

8251的工作原理

■1、异步接收方式串---并

-2、异步发送方式并---串

・3、同步接收方式搜索同步字符

・4、同步发送方式插入同步字符

8251A的命令字

■1、方式选择命令字：同步方式和异步方

式控制

■2、工作命令字：确定8251A的实际操作,

迫使8251A处于某种工作状态，以便接收

或发送数据

■3、状态字IN

工、p251A方式选择控制字

00

o1：同步方式

i0-ixK,(*1)

11：异步方式C*16)

：异步方式(*64)

005位

016位

107位

118位

xo•禺

O1：奇,曲

11:1.禹校班

00

01无意必

101个停止位

1115个停止位

2个停止住：

xo：内同步

X1：夕卜同步

OX：两个同步字招

1X:单个同步字符

-例如，在某异步通信中，数据格式采用8位数据位，1位起始位,

2位停止位，奇校验，波特率因子是16,则其方式命令字为

11011110B=0DEHo若将方式命令写入命令口，则程序段为：

■bjlOVDX,8251A-C；8251A命令口地址

■、0VAL,ODEH；异步方式命令字

■TKJTDXTAL

■某同步通信中，若帧数据格式为：字符长度8位，双同步字符，

内同步方式，奇校验，则方式命令字是00011100B=lCH。若将

方式命令写入命令口，则程序段为：

■MOVDX,8251A-C；8251A命令口地址

■MOVAL,1CH；同步方式命令字

■OUTDX,AL

-某同步通信中，若帧数据格式为：字符长度8位，外同步方式，

偶校验，则方式命令字是01111100B=7CH。若将方式命令写入

命令口，则程序段为：

■MOVDX,8251A-C；8251A命令口地址

■MOVAL,7CH；同步方式命令字

■OUTDX,AL

2、操作命令控制字

操作命令控制字直接让8251A实现某种操

■进入规定的工作状态，它只有在设定了方

选择控制字后，才能由CPU写入,8251A的

3操作命令控制字格式如图8.17所示。

DTD6D5D4D302DIDO

EHLRRTSERSBRKR^EDTRTXEN

---------------------------------------------------------------------------------------------------1]1:空法需允4

1=徒DTR领出方盛

1一接3需允4

-中