第9章可编程并行接口芯片与串行通信技术.ppt

1、第9章可编程残奥并行接口芯片和串行通信技术教育内容9.1可编程残奥并行接口芯片8255a9.1.1.2方式选择9.1.3各方式的功能9.1.4端口c的状态字9.1.5 8255应用例9.2串行通信9.2同步通信的同步9.2.4常用串行接口介绍，教学目标1掌握接口芯片8255A的功能特点，了解其使用方法。 2了解串行通信的工作原理和特点。 重点内容1 8255A的构造。 以2 8255A的方式选择字。 3 8255A各方式的功能。 4串行通信的工作原理和特点。 难点内容1 8255A各方式的功能。 2串行通信的工作原理和特点。 小学六年级时，9.1可编程残奥并行接口芯片8255A残奥并行接口的一

2、般特征：1)通过多个信号线同时传输多个位的数据。 2 )残奥并行接口用于传输距离短、数据量大并且高速实时传输的情况。 3 )传输时一般不需要特定的数据传输格式。 在9.1.1 8255A的结构中，1 .数据端口在8255A内包括3个8位输入/输出数据端口(端口a、端口b和端口c )。 3个端口在功能上有不同的特征。 端口a:8位的数据输入锁存器1个，8位的数据输出锁存器/缓冲器1个，即端口a的输入输出时可锁存数据。 端口b:8位数据输入缓冲区、8位数据输出锁存器/缓冲区，即不能锁存端口b输入，也不能锁存输出。 端口c :比较特殊，有8位数据输入缓冲区，但没有锁存器，有8位数据输出锁存器/缓冲器

3、。 2、端口控制逻辑端口控制逻辑被分为a组和b组，各组管理的端口是a组：管理端口a以及端口c的上半部(PC7PC4) B组：管理端口b以及端口c的下半部(PC3PC0) 3.数据总线缓冲器的双向4 .读取/写入控制逻辑读取/写入控制逻辑1 )读取信号：低电平有效性。 2 )写入信号：低电平有效。 3 )芯片选择信号：低电平有效。 4 )复位信号RESET :高电平有效。 将所有端口设置为输入法。 5 )通过端口选择信号A1、A0:a1、a0的组合选择端口。在9.1.2方式选择8255A的初始化动作中，CPU输出的编程指令有2种。 一种称为方式选择控制字，用于定义各端口的动作方式。 另一个被称为

4、设置/复位控制字，用于对端口c的任意组进行设置或复位操作。 两种控制字具有相同的端口地址，为了在初始化编程时将这两种命令写入同一端口，能够区分这两种命令，采用标志位的方法，用控制字的D7进行区分。 1 .方式选择控制字8255A能够使用方式0 :基本输入输出方式1 :门输入输出方式2 :双向总线I/O方式a端口全部三种动作方式，b端口能够使用方式0和方式1，c端口一般被分割为两个4位端口，也可以设为a端口， 例：现在指定的端口a以方式0输出。指定端口b以方式1输入的端口c的上位4位为输入，下位4位为输出。 可以根据一种方法控制字的定义格式来写入对应的方法选择控制字： 10001110B或8EH

5、，8255A初始化块为MOV AL，303H MOV AL，10001110B (其中，控制端口的分配地址为303h ) 例如，若将8255A的端口地址设为60H63H、当前将PC4设定为低电平并请求复位PC4，则对应的段为MOV AL、00001001B OUT 63H、AL MOV AL、0001000 b out(2)规定了可以锁存输出信号，但不能锁存输入信号。 (3)每个端口可用作输入或输出，其中，两个8位端口和两个4位端口可以组合16种情况。2 .方式1的功能(1)主要功能1 )端口a和端口b都是数据输入输出端口，但需要通过端口c的相应位的控制来实现。 2 )当端口a和b之一的端口被

6、确定为操作模式1时，对应的端口c中的3比特被固定，并且端口c中的3比特被专用于控制端口a或端口b。 3 )如果端口a和端口b都以方式1运行，则端口c固定为6位，其馀的2位以其他方式运行，可用于其他用途。 (2)方式1的输入1 )输入组类型、(2)联系信号1) (Strobe ) :选通信号、低电平有效。 外围设备通知8255A有数据输入。 a端口使用PC4的导线，b端口使用PC2的导线。 2)IBF(Input Buffer Full ) :输入缓冲全信号、高电平有效。 通知8255外围设备无法输入数据，a端口使用PC5的引脚，b端口使用PC1的引脚。 3)INTE(Interrupt Ena

7、ble ) :中断许可信号、高电平有效。 对于a端口，使用PC4的锁存位；对于b端口，使用PC2的锁存位。 可通过设定/复位控制字进行操作。 4)INTR(Interrupt Request ) :中断请求信号、高电平有效。 可用于向CPU请求中断。 a端口使用PC3的导线，b端口使用PC0的导线。操作过程分析：1)外围设备在向a端口或b端口的数据线传输数据后，向8255发出负脉冲，降低门信号，8255将输入数据输出到输入缓冲器，并锁存。 2 )选通信号生效后，经过tSIB时间后，IBF信号生效，该信号被发送到外围设备，禁止外围设备向8255发送数据。 3 )选通信号结束后经过tSIT时间，此

8、时和INTE都高时INTR有效，向CPU发出中断请求。 CPU响应中断时，信号生效，CPU读取数据。 4 )信号有效后经过tRIT时间，清除INTR中断请求信号。 5 )信号结束后，数据变为CPU，再经过tRIB时间，IBF变低，数据输入结束。 以上是使用中断输入的操作时序，如果将INTE设定为“0”，则不使用中断，但此时可以使用询问方式，操作请稍后阅读。 (3)方式1的输出1 )输出组型、(Output Buffer Full ) :输出缓冲满信号、低电平有效。 通知外围设备8255端口有数据。 a端口使用PC7的导线，b端口使用PC1的导线。 (Acknowledge ) :外围响应信号、

9、低电平有效。 外围设备通知8255，端口上的数据被取出。 a端口使用PC6的导线，b端口使用PC2的导线。 INTE(Interrupt Enable ) :中断许可信号、高电平有效。 对于a端口，使用PC6的锁存位；对于b端口，使用PC2的锁存位。 可通过设定/复位控制字进行操作。 INTR(Interrupt Request ) :中断请求信号、高电平有效。 可用于向CPU请求中断。 a端口使用PC5的导线，b端口使用PC1的导线。 动作过程分析：1)8255输出缓冲区空白，向CPU发出中断请求，并且CPU响应于中断向8255输出数据，以生成信号。 2 )信号经过tWIT时间后清除中断请求

10、信号INTR。 3 )的上升沿有效并通知外围设备可以接收数据。 4 )外围设备接收到数据后，发出信号，经过tAOB时间后无效，表示输出缓冲区为空。 5 )在无效之后，当经过tAIT时间时，启用INTR并且CPU向CPU发出中断请求并且CPU根据中断重新发送新数据。 以上是使用中断输出的操作时序，如果将INTE设定为“0”，则不使用中断，但此时可以使用询问方式，操作请稍后阅读。 3 .方式2的功能方式2是双向总线方式，在该方式中，能够在8位数据线上传输和接收数据。 只有端口a能够在方式2下动作，在该方式中，作为联络线需要c端口的5位的信号。 在方式2中，数据的输入输出都具有锁存功能。(1)方式2

11、的组类型、(2)联系信号1 ) :输出缓冲器满信号、低电平有效。 通知外围设备8255端口有数据，并使用PC7管脚。 2 ) :外围响应信号、低电平有效。 外围设备通知8255端口上的数据被取出，使用PC6的引脚。 3 ) :选通信号、低电平有效。 外围设备通知8255A有数据输入。 使用PC4的引脚。 4)IBF :输入缓冲满信号、高电平有效。 通知8255外围设备无法输入数据，使用PC5的端子。 5)INTR :中断请求信号、高电平有效。 可用于向CPU请求中断。 使用PC3的引脚。 6)INTE1、INTE2:INTE1是输出中断许可信号，使用PC6的锁存位。 输入INTE2中断许可信号

12、，使用PC4的闩锁位。 高电平有效，可用设定/复位控制字操作。 动作过程分析：方式2可视为方式1的输入输出的组合。 方式2的输入定时与方式1的输入定时完全相同。 方式2的输出定时与方式1的输出定时不同，在方式1中，在CPU将数据写入到8255后，8255立即向a端口发送数据。 在方式2中，在等待信号变为有效之后，8255向a端口发送数据。 这样的处理是为了避免外部总线的冲突，此时端口a和外围设备的连接与输入输出一起使用，因此成为数据总线。 9.1.4端口c的状态字8255在方法1和方法2中操作时，每个c端口用作联系人，使得CPU能够以中断方式向8255提供服务，并且可以通过读取c端口的状态字来

13、获知外围设备的状态。 也就是说，使用查询方式进行数据传送。 端口c的状态字有以下形式： 1、方式1状态字输入状态字：输出状态字：这些状态字中有的提供当前的端口状态，有的设定端口动作模式。 例如，允许端口a的中断请求，禁止端口b的中断请求(输入方式)，该块是(将c端口地址设为303 h ) movdx、303H MOV AL、00010000B OUT DX、AL、2、方式2状态字端口b以方式0输出进行动作，将端口c的通常I/O作为输入。 根据图中的配线，使用的解码输出地址为0B0H0BFH。 8255使用数据线D0D7，地址使用0B0H、0B2H、0B4H、0B6H。 设端口a的中断服务子程序

14、名为SERA。 具体的8255A的初始化过程包括MOV AL、10111001B； 方式控制字MOV DX，0B6H OUT DX，AL MOV AL，00001001B； 开放a端口输入中断请求OUT DX，AL MOV AX，0 MOV ES，AX MOV DI，0FH*4 MOV AX，OFFSET SERA CLD STOSW MOV AX，SEG SERA STOSW，9.2有串行通信基本的数据通信方式的残奥级通信残奥电平通信的优点在于传输速度快，但线路开销大，用于短距离传输。 串行通信将多个比特的数据按时间序列顺序逐比特地传输。 串行传输的优点是线路占用少，用于远距离数据传输。 9

15、.2.1串行通信的数据传输方向串行通信的数据传输方向被划分为： (1)单任务传输数据传输只是一个方向，通信的一方只是发送，另一方只是接收，如图9-10a所示。 (2)尽管半双工传输通信两者都可以发送和接收，但是在相同时刻只能执行单向的数据传输，如图9-10b所示。 (3)全双工传输通信双方可以任意地进行收发，即具有两条数据通信线。 9.2.2串行通信的两种基本操作方式1 .异步通信是计算机中最常用的数据传输方法，按帧传输，并且每帧的格式如图11-2所示的异步通信异步通信的一帧数据由开始比特、数据比特、奇数奇偶校验比特、停止比特等4个中央单元构成。 (1)开头比特每1帧的数据的开头比特，“0”。

16、 一定有。 (2)数据位传输的主体能够设定为58比特，下位比上位低。 (3)奇偶校验比特可占据数据比特之后的一个比特，且与每个数据比特一起使用以满足奇数“1”(奇数校验)或偶数“1”(偶数校验)。 (4)停止位的1帧数据的最后，可以设定为1、1.5或2位、“1”，必定有。 2 .同步通信数据块，在其开头用12个同步字符指示数据块传输的起始，并且连续发送数据块信息，最后用校验码验证数据块。 此操作方法可以删除异步传输的开始位、奇偶校验位和停止位，从而提高传输效率。 在同步传输系统中，发送方和接收方必须使用相同的时钟，以确保双方严格同步。 同步传输的常用数据格式有单同步、双同步、SDLC和HDLC四种。 (1)单一同步数据格式的发送端在正式发送数据之前，发送一个同步字符，然后发送数据信息，最后发送两个校验字符。 (2)双同步数据格式发送方在正式发送数据之前，先发送一个同步字符，然后发送数据信息，最后发送两个验证字符。 (3)SDLC数据格式标志： 01111110，在一帧信息的开始和结束时被发送。 地址字段： SDLC将地址字段设为1字节长。 控制字段： SDLC将控制字段规定为1字节长度。 数据字段：长度可以是0到内存的最大位数。 帧检查字段：使用16位循环冗馀校验码(CRC )。 字段的传送全部从最低位D0开始传送。 (3)HDLC数据格式标志、数