七章并行通信接口技术课件.ppt
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- 并行 通信 接口 技术 课件
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1、7.3 可编程并行接口可编程并行接口微型计算机与微型计算机与I/O设备的接口按照数据传设备的接口按照数据传送格式的不同,可分为并行接口和串行接送格式的不同,可分为并行接口和串行接口两种。口两种。实现并行通信的接口就是并行接口实现并行通信的接口就是并行接口实现串行通信的接口就是串行接口实现串行通信的接口就是串行接口并行通信与串行通信并行通信与串行通信 数据通信的基本方式可分为数据通信的基本方式可分为并行通信并行通信与与串行串行通信通信两种:两种:并行通信并行通信:是指利用多条数据传输线将一个:是指利用多条数据传输线将一个数据的各位同时传送。传输速度快,适用于数据的各位同时传送。传输速度快,适用于
2、短距离通信。短距离通信。串行通信串行通信:是指利用一条传输线将数据一位:是指利用一条传输线将数据一位位地顺序传送。位地顺序传送。通信线路简单,利用电话或通信线路简单,利用电话或电报线路就可实现通信,降低成本,适用于电报线路就可实现通信,降低成本,适用于远距离通信,但传输速度慢。远距离通信,但传输速度慢。n以计算机的字长,通常是以计算机的字长,通常是8位、位、16位或位或32位为传输单位,一次传送一个字长的数据位为传输单位,一次传送一个字长的数据n适合于外部设备与微机之间进行近距离、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大量和快速的信息交换n例如:微机与并行接口打印机、磁盘驱动
3、器例如:微机与并行接口打印机、磁盘驱动器n微机系统中最基本的信息交换方法微机系统中最基本的信息交换方法n例如:系统板上各部件之间,接口电路板上例如:系统板上各部件之间,接口电路板上各部件之间各部件之间并行通信的特点并行通信的特点 串行通信的特点串行通信的特点n 将数据分解成二进制位用一条信号线,将数据分解成二进制位用一条信号线,既传送数据信息,又传送控制信息既传送数据信息,又传送控制信息n 要求数据格式固定,分为异步和同步数要求数据格式固定,分为异步和同步数据格式据格式n 串行通信中对信号的逻辑定义与串行通信中对信号的逻辑定义与TTL不不兼容,需进行逻辑关系和逻辑电平转换兼容,需进行逻辑关系和
4、逻辑电平转换n 串行传送信息的速率需要控制,要求双串行传送信息的速率需要控制,要求双方约定通信传输的波特率方约定通信传输的波特率可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A1 18255A8255A有两个有两个8 8位位(端口端口A A与端口与端口B)B)和两个和两个4 4位位(端口端口C C高高/低低4 4位位)的并行输入的并行输入/输出端口输出端口2 2端口端口A A有三种工作方式:方式有三种工作方式:方式0 0、方式、方式1 1、方式方式2 2;端口;端口B B口有两种工作方式:方式口有两种工作方式:方式0 0、方式方式1 1;可适应;可适应CPUCPU与与I/OI/O接口的多种数据传
5、接口的多种数据传送方式,如无条件传送、查询式传送和中断送方式,如无条件传送、查询式传送和中断方式传送等方式传送等3 3端口端口C C的使用较特殊,除工作在方式的使用较特殊,除工作在方式0 0作为作为数据端口之外,当工作在方式数据端口之外,当工作在方式1 1和方式和方式2 2时,时,它的大部分引脚被用作联络信号,端口它的大部分引脚被用作联络信号,端口C C还还可以进行按位置位可以进行按位置位/复位操作复位操作 8255A的内部结构的内部结构n1数据总线缓冲器数据总线缓冲器n28位端口位端口PA、PB和和PCn端口端口A:PA0PA7n1个个8位的数据输入锁存器和位的数据输入锁存器和1个个8位的数
6、据位的数据输出锁存输出锁存/缓冲器缓冲器n端口端口B:PB0PB7n1个个8位的数据输入缓冲器和位的数据输入缓冲器和1个个8位的输入位的输入/输出、锁存输出、锁存/缓冲器缓冲器n端口端口C:PC0PC7n1个个8位数据输入缓冲器和位数据输入缓冲器和1个个8位输出锁存位输出锁存/缓冲器,也可以分两个缓冲器,也可以分两个4位端口使用位端口使用n3A组和组和B组的控制电路组的控制电路nA组控制部件用来控制端口组控制部件用来控制端口PA和端口和端口PC的高的高4位位(PC7PC4),),nB组控制部件用来控制端口组控制部件用来控制端口PB和端口和端口PC的低的低4位位(PC3PC0)。)。n4读读/写
7、控制逻辑写控制逻辑8255A8255A芯片的引脚信号芯片的引脚信号8255A为双列直插式封装,除了电源和地线以外,其外部引脚信号可分为两组,一组是面向CPU的信号,一组是面向外设的信号。1.面向CPU一侧的引脚信号 D7D0:8位,双向,三态数据线位,双向,三态数据线 RESET:复位信号,复位后所有内部寄存器复位信号,复位后所有内部寄存器清零,三个数据端口自动设为输入方式清零,三个数据端口自动设为输入方式 CS*:片选信号片选信号RD*:读信号读信号WR*:写信号写信号 A1、A0:端口选择信号:端口选择信号 A1 A0RD*WR*CS*输入操作(输入操作(CPU读)读)0010100001
8、11000数据总线数据总线 端口端口A数据总线数据总线 端口端口B 数据总线数据总线 端口端口C 00110101111100000000输出操作输出操作(CPU写写)数据总线数据总线端口端口A 数据总线数据总线端口端口B 数据总线数据总线端口端口C数据总线数据总线控制端口控制端口8255A的读/写操作控制2.面向外设一侧的引脚信号 n端口端口A:PA0PA7nA组,支持工作方式组,支持工作方式0、1、2n端口端口B:PB0PB7nB组,支持工作方式组,支持工作方式0、1n端口端口C:PC0PC7n仅支持工作方式仅支持工作方式0nA组控制高组控制高4位位PC4PC7nB组控制低组控制低4位位P
9、C0PC38255A的工作方式的工作方式n方式方式0:基本输入输出方式基本输入输出方式n适用于无条件传送和查询方式的接口电路适用于无条件传送和查询方式的接口电路n方式方式1:选通输入输出方式选通输入输出方式n适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路n方式方式2:双向选通传送方式双向选通传送方式n适用于与双向传送数据的外设适用于与双向传送数据的外设n适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路1.方式方式0方式方式0的特点的特点n(1)A口、口、C口的高口的高4位、位、B口以及口以及C口的低口的低4位可分别定义为输入或输出,各端口互相独位可分别定义为输入或输出
10、,各端口互相独立,故共有立,故共有16种不同的组合。种不同的组合。n(2)定义为输出的口均有锁存数据的能力,)定义为输出的口均有锁存数据的能力,而定义为输入的口则无锁存能力。而定义为输入的口则无锁存能力。n(3)在方式)在方式0下,下,C口有按位进行置位和复口有按位进行置位和复位的能力位的能力n方式方式0适合于两种情况:一种是无条件传送,另一适合于两种情况:一种是无条件传送,另一种是查询方式传送种是查询方式传送2.方式方式1一种选通的输入一种选通的输入/输出工作方式输出工作方式三个端口分为两组,即三个端口分为两组,即A组和组和B组组 A组包括组包括8位数据端口位数据端口A和和PC7PC3五位控
11、制五位控制/状态端口,状态端口,B组为组为8位数据端口位数据端口B和和PC2PC0三位三位状态控制端口状态控制端口每一个每一个8位数据端口均可设置为输入位数据端口均可设置为输入/输出方式,输出方式,且两种工作方式均可锁存且两种工作方式均可锁存控制控制/状态口除了指示两组数据口的状态及选通状态口除了指示两组数据口的状态及选通信号外,还可用做信号外,还可用做I/O口,如口,如PC6和和PC7,用位控,用位控方式传送方式传送端口A方式1作输入:数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示A口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRA
12、STBA中断允许触发器PC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示B口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据中断允许触发器端口B方式1作输入:方式1输入联络信号定义nSTB*选通信号,低电平有效选通信号,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来的数据锁存至8255A的输入锁存器的输入锁存器nIBF输入缓冲器满信号,高电平有效输入缓冲器满信号,高电平有效8255A输出的联络信号。当其有效时,表示数据已输出的联络信号。当其有效时,表示数据已锁
13、存在输入锁存器锁存在输入锁存器nINTR中断请求信号,高电平有效中断请求信号,高电平有效8255A输出的信号,可用于向输出的信号,可用于向CPU提出中断请求,要提出中断请求,要求求CPU读取外设数据读取外设数据nINTE 中断允许信号,高电平有效中断允许信号,高电平有效用用于于控制中断允许或中断屏蔽,控制中断允许或中断屏蔽,PC4PC4(PC2PC2)置)置1 1,允,允许中断,许中断,PC4PC4(PC2PC2)置)置0 0,禁止中断,禁止中断联络信号联络信号 端端口口A 端口端口C STB*对应对应PC4 对应对应PC2 IBF对应对应PC5 对应对应PC1 INTR对应对应PC3 对应对
14、应PC0 INTEPC4置位置位 PC2置位置位 8255A方式1作输入时的各联络信号对应关系 状态信号可以通过读取端口C得到(P287)8255A工作在方式1下的输入时序端口A方式1作输出:外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据PC6PC7PC3PA7PA0INTEAOBFAINTRAACKA中断允许触发器端口B方式1作输出:PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKB外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据中断允许触发器方式1输出联
15、络信号nOBF*输出缓冲器满信号,低有效输出缓冲器满信号,低有效n8255A输出给外设的一个控制信号,当其有效时,表示输出给外设的一个控制信号,当其有效时,表示CPU已把数据输出给指定的端口,外设可以取走已把数据输出给指定的端口,外设可以取走nACK*响应信号,低有效响应信号,低有效n外设的响应信号,指示外设的响应信号,指示8255A的端口数据已由外设接受的端口数据已由外设接受nINTR中断请求信号,高有效中断请求信号,高有效n当输出设备已接受数据后,当输出设备已接受数据后,8255A输出此信号向输出此信号向CPU提出提出中断请求,要求中断请求,要求CPU继续提供数据继续提供数据nINTE 中
16、断允许信号,高电平有效中断允许信号,高电平有效n用于控制中断允许或中断屏蔽,用于控制中断允许或中断屏蔽,PC6(PC2)置)置1,允许中,允许中断,断,PC6(PC2)置)置0,禁止中断,禁止中断联络信号联络信号 端端口口A 端口端口B OBF*对应对应PC7对应对应PC1 ACK对应对应PC6 对应对应PC2 INTR对应对应PC3 对应对应PC0 INTEPC6置位置位 PC2置位置位 8255A方式1作输出时的各联络信号对应关系 状态信号可以通过读取端口C得到(P287)8255A工作在方式1下的输出时序3.3.方式方式2 2(双向选通方式)n(1)工作方式)工作方式2只适用于只适用于A
17、口,口,B口仍按方式口仍按方式0或或方式方式1工作工作n(2)A口可工作于双向方式,口可工作于双向方式,C口的口的PC7PC3位作为位作为A口的控制口的控制/状态信号端口,状态信号端口,PC2PC0用用于于B组组n(3)A口的输入口的输入/输出均有锁存功能。在方式输出均有锁存功能。在方式2工作状态下,工作状态下,A口既可工作于查询方式,又可工口既可工作于查询方式,又可工作于中断方式作于中断方式n(4)状态字可以通过读)状态字可以通过读C端口得到(端口得到(P288)方式2的信号定义PC6PC7PC3PA7PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6设
18、置INTE1(输出)用PC4设置INTE2(输入)输入和输出中断通过或门输出INTRA信号8255A工作在方式2下的工作时序 8255A的控制字的控制字n8255A有两种控制字:有两种控制字:n方式控制字方式控制字n端口端口C按位置位按位置位/复位控制字复位控制字n由于使用同一个控制端口,控制字采用特征由于使用同一个控制端口,控制字采用特征位的方法,控制字中最高位位的方法,控制字中最高位D7为特征位为特征位nD7=0:当前控制字是按位置位:当前控制字是按位置位/复位控制字复位控制字nD7=1,当前控制字是方式控制字。,当前控制字是方式控制字。工作方式选择控制字D7=1n方式控制字的作用是确定方
19、式控制字的作用是确定A、B、C 3个并行口的工个并行口的工作方式及端口功能,由方式控制字可知:作方式及端口功能,由方式控制字可知:n8255A有有3种基本工作方式:种基本工作方式:方式方式0基本的输入基本的输入/输出方式。输出方式。方式方式1选通输入选通输入/输出方式。输出方式。方式方式2双向传输方式。双向传输方式。n在方式在方式1工作时,方式控制字总是把工作时,方式控制字总是把A、B、C 3个端口分个端口分为两组来设定工作方式。其中,为两组来设定工作方式。其中,A组为端口组为端口A和端口和端口C的的高高4位(位(PC7PC4););B组为端口组为端口B和端口和端口C的低的低4位位(PC3PC
20、0)。)。n端口端口A可工作于可工作于3种方式中的任一种,端口种方式中的任一种,端口B只能工作于只能工作于方式方式0或方式或方式1。在方式。在方式0时,端口时,端口C可以分成可以分成2个个4位端口,位端口,用作数据输入用作数据输入/输出端口;还可以分别用来为输出端口;还可以分别用来为A端口、端口、B端端口输入口输入/输出时提供控制信号和状态信号输出时提供控制信号和状态信号例例如果把端口如果把端口A设定为方式设定为方式1,输出,端口,输出,端口B设定为方式设定为方式0,输入,端口,输入,端口C上半部设定为上半部设定为输入,下半部设定为输出,则方式选择控制输入,下半部设定为输出,则方式选择控制字应
21、为:字应为:10101010B=AAH。设控制口地址。设控制口地址为为303H,初始化的程序段为:,初始化的程序段为:MOV DX,303H ;8255A的控制口地址的控制口地址MOV AL,AAH;控制字;控制字,10101010OUT DX,AL ;控制字写入控制端口;控制字写入控制端口按位置位/复位控制字(D7=0)n按位置位按位置位/复位控制字的作用是使端口复位控制字的作用是使端口C的某一位输出的某一位输出为高电平或低电平,以用于控制或应答信号为高电平或低电平,以用于控制或应答信号。n例例 如果要使端口如果要使端口C的的PC4端输出高电平,端输出高电平,则 按 位 置 位则 按 位 置
22、 位/复 位 控 制 字 应 为复 位 控 制 字 应 为00001001B=09H,设控制口地址为,设控制口地址为63H,则程序段如下:则程序段如下:MOV AL,09H;控制字,;控制字,PC4置置1OUT 063H,AL;控制字写入控制端口;控制字写入控制端口8255A的编程的编程n初始化编程初始化编程n采用控制采用控制I/O地址:地址:A1A011n工作过程中通过数据端口对外设数据进工作过程中通过数据端口对外设数据进行读写行读写n数据读写利用端口数据读写利用端口A、B和和C的的I/O地址,地址,A1A0依次等于依次等于00、01、10nIBM PC/XT机上,端口机上,端口A、B、C和
23、控制和控制端口的端口的I/O地址为地址为60H、61H、62H和和63H(1)写入方式控制字:示例n要求:要求:nA端口:方式端口:方式1输入输入nC端口上半部:输出,端口上半部:输出,C口下半部:输入口下半部:输入nB端口:方式端口:方式0输出输出n方式控制字:方式控制字:10110001B或或B1Hn初始化的程序段:初始化的程序段:MOV DX,303H;假设控制端口为假设控制端口为303HMOV AL,0B1H;方式控制字方式控制字OUT DX,AL;送到控制端口送到控制端口(2)读写数据端口n初始化编程后:初始化编程后:n当数据端口作为输入接口时,执行输入当数据端口作为输入接口时,执行
24、输入IN指指令将从输入设备得到外设数据令将从输入设备得到外设数据n当数据端口作为输出接口时,执行输出当数据端口作为输出接口时,执行输出OUT指令将把指令将把CPU的数据送给输出设备的数据送给输出设备n8255A具有锁存输出数据的能力具有锁存输出数据的能力n对输出方式的端口同样可以输入,但不是读对输出方式的端口同样可以输入,但不是读取外设数据,读取的是上次取外设数据,读取的是上次CPU给外设的数给外设的数据据读写数据端口:示例n利用利用8255A的输出锁存能力,可实现按位的输出锁存能力,可实现按位输出控制输出控制 n对输出端口对输出端口B的的PB7位置位的程序段:位置位的程序段:MOV DX,3
25、01H;B端口假设为端口假设为301HIN AL,DX;读出读出B端口原输出内容端口原输出内容OR AL,80H;使使PB71OUT DX,AL;输出新的内容输出新的内容(3)读写端口CnC端口被分成端口被分成两个两个4位端口位端口,两个端口只,两个端口只能以方式能以方式0工作,可分别选择输入或输出工作,可分别选择输入或输出n在控制上,在控制上,C端口上半部和端口上半部和A端口编为端口编为A组,组,C端口下半部和端口下半部和B端口编为端口编为B组组n当当A和和B端口工作在方式端口工作在方式1或方式或方式2时,时,C端口的部分或全部引脚将被征用,其余引端口的部分或全部引脚将被征用,其余引脚仍可设
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