微机原理与接口-06：串并行通信和接口技术.ppt

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1、微机原理与接口技术微机原理与接口技术之之串并行通信串并行通信和接口技术和接口技术串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术几个问题几个问题串行与并行串行与并行接口与通信接口与通信原理与技术原理与技术串行通信涉及的几个问题串行通信涉及的几个问题全双工方式、半双工方式和单工方式全双工方式、半双工方式和单工方式同步方式和异步方式同步方式和异步方式传送数据单位：字符、位传送数据单位：字符、位同步同步:收发用同一个时钟信号定时收发用同一个时钟信号定时许多字符组成一个信息组，以组为单位许多字符组成一个信息组，以组为单位每组（帧）的开始要加上同步字符每组（帧）的开始要加上同步字符异步异步以字符为单位，字符之间

2、的传输间隔是任意的以字符为单位，字符之间的传输间隔是任意的每个字符前后要有分割位每个字符前后要有分割位比比较较：同同步步效效率率高高，同同步步用用同同一一时时钟钟协协调调，传传数数据同时要传输时钟信号。据同时要传输时钟信号。串行通信涉及的几个问题串行通信涉及的几个问题同步方式和异步方式同步方式和异步方式异步异步 帧格式帧格式时钟时钟发送时钟：发送端用来决定每位对应的时间长度发送时钟：发送端用来决定每位对应的时间长度接收时钟接收时钟波特率：位传输率（每秒传输多少位）波特率：位传输率（每秒传输多少位）波波特特率率因因子子：发发送送/接接收收一一个个数数据据位位所所需需要要的的时时钟钟脉脉冲冲个数（

3、可以是位传输率的个数（可以是位传输率的16，32，或，或64倍）倍）发送、接收过程，发送、接收过程，UART（通用异步收发器通用异步收发器）同步同步发送、接收过程发送、接收过程串行通信涉及的几个问题串行通信涉及的几个问题串行通信的传输率串行通信的传输率波特率波特率国国际际标标准准波波特特率率系系列列（110，300，600，1200，1800，2400，4800，9600，19200）大大多多数数接接口口的的接接收收波波特特率率和和发发送送波波特特率率可可以以分别设置分别设置例例异步传输过程异步传输过程设设每每个个字字符符对对应应1个个起起始始位位、7个个信信息息位位、1个个奇奇偶偶校校验验位

4、位和和1个个停停止止位位，波波特特率率为为1200bps每秒钟能传输的最大字符数为多少个？每秒钟能传输的最大字符数为多少个？同步传输同步传输用用1200bps的的波波特特率率工工作作，用用4个个同同步步字字符符作作为为信信息息帧帧头头部部，但但不不用用奇奇偶偶校校验验，那那么么，传传 输输 100个个 字字 符符 所所 用用 的的 时时 间间 为为7(100+4)/12000.6067s每秒钟能传输的字符数为多少个？每秒钟能传输的字符数为多少个？串行接口串行接口串行接口部件串行接口部件4个主要寄存器个主要寄存器控制寄存器控制寄存器状态寄存器状态寄存器数据输入寄存器数据输入寄存器数据输出寄存器数

5、据输出寄存器可编程串行接口的典型结构可编程串行接口的典型结构8251A的基本性能的基本性能可以工作在同步或异步方式可以工作在同步或异步方式 在同步方式时在同步方式时能用能用5、6、7或或8位表示字符位表示字符能自动检测同步字符能自动检测同步字符允许奇偶校验允许奇偶校验在异步方式下在异步方式下能能用用5、6、7或或8位位表表示示字字符符，用用1位位作作为为奇奇偶校验偶校验自动增加自动增加1个启动位个启动位自动增加自动增加1个、个、1.5个或个或2个停止位个停止位8251A的基本工作原理的基本工作原理功能结构功能结构8251A的基本工作原理的基本工作原理功能结构功能结构接收缓冲器接收缓冲器接收控制

6、电路接收控制电路发送缓冲器发送缓冲器发送控制电路发送控制电路数据总线缓冲器数据总线缓冲器读写控制逻辑读写控制逻辑调制解调器控制电路调制解调器控制电路8251A的发送和接收的发送和接收异步接收异步接收异步发送异步发送TxENCTS#8251A的发送和接收的发送和接收同步接收同步接收内同步内同步同步字符同步字符外同步外同步同步发送同步发送TxENCTS#8251A的对外信号的对外信号两组两组与与CPU与外设与外设8251A的对外信号的对外信号8251A和和CPU之间的连接信号之间的连接信号片选信号片选信号CS#数据信号数据信号D0D7读写控制信号读写控制信号RD#、WR#、C/D#(数据数据控制信

7、号控制信号)收发联络信号收发联络信号TxRDY(发发送送器器准准备备好好信信号号)、TxE(发发送送器器空空信信号号)、RxRDY(接接收收器器准准备备好好信信号号)、SYNDET(同同步检测信号步检测信号)8251A的对外信号的对外信号8251A和和CPU之间的连接信号之间的连接信号读写控制信号读写控制信号RD#、WR#、C/D#收发联络信号收发联络信号TxRDY、TxE、RxRDY、SYNDETC/D#RD#WR#操作操作001CPU输入数据输入数据010CPU输出数据输出数据101CPU读取状态读取状态110CPU写控制命令写控制命令8251A的对外信号的对外信号8251A和外设之间的连

8、接信号和外设之间的连接信号数据信号数据信号TxD、RxD收发联络信号收发联络信号DTR#、DSR#、RTS#、CTS#8251A的对外信号的对外信号除与除与CPU和外设的连接信号外和外设的连接信号外还有电源、三个时钟信号还有电源、三个时钟信号8251A的编程的编程8251A的初始化的初始化 偶偶地地址址对对应应数数据据输输入入输输出出寄寄存存器器,奇奇地地址址对对应应状态、模式、控制、同步字符寄存器。状态、模式、控制、同步字符寄存器。8251A初始化的约定初始化的约定复位后，用奇地址写入的值送模式寄存器复位后，用奇地址写入的值送模式寄存器若若为为同同步步模模式式，接接着着往往奇奇地地址址端端口

9、口输输出出的的字节为同步字符字节为同步字符此此后后，除除复复位位命命令令，往往奇奇地地址址写写入入的的值值将将送送到到控控制制寄寄存存器器，往往偶偶地地址址端端口口写写入入的的值值送送到数据输出寄存器到数据输出寄存器8251A的编程的编程8251A的初始化的初始化8251A的编程的编程模模式式寄寄存存器的格式器的格式8251A的编程的编程控制寄存器的格式控制寄存器的格式8251A的编程的编程状态寄存器的格式状态寄存器的格式8251A连接举例连接举例RS232C收发器作用收发器作用时钟信号时钟信号同步信号同步信号异步模式下初始化举例异步模式下初始化举例假假 设设“奇奇”地地 址址 为为42H字符

10、位数：字符位数：7偶校验偶校验停止位数：停止位数：2波特率因子：波特率因子：16清除出错标志清除出错标志RTS#信号有效信号有效DTR#有效有效启动发送接收启动发送接收模式字：模式字：0FAH控制字：控制字：37H代码：代码：moval,0fahout42h,almoval,37hout42h,al同步模式下初始化举例同步模式下初始化举例假设假设“奇奇”地址为地址为42H同步字符：同步字符：2个（个（16H）字符位数：字符位数：7偶校验偶校验内同步内同步搜索同步字符搜索同步字符清除出错标志清除出错标志RTS#信号无效信号无效DTR#信号有效信号有效启动发送接收启动发送接收模式字：模式字：38H

11、控制字：控制字：97H代码：代码：moval,38hout42h,almoval,16hout42h,alout42h,al moval,97hout42h,al8251A编程举例编程举例利用状态字进行编程利用状态字进行编程即是条件传送方式即是条件传送方式接收接收查询状态寄存器中查询状态寄存器中RxRDY位位发送发送查询状态寄存器中查询状态寄存器中TxRDY位位另外，还必须另外，还必须查询是否有传输错误查询是否有传输错误8251A编编程程举举例例MOVAL,0FAH OUT42H,AL MOVAL,37H OUT42H,AL MOVDI,0 MOVCX,80 BEGIN:INAL,42H TE

12、STAL,02HJZBEGIN INAL,40HMOVDX,OFFSET BUFFER MOVDX+DI,ALINCDI INAL,42HTESTAL,38H JNZERROR LOOPBEGINJMPEXITERROR:CALLERR_OUTEXIT:8251A使用实例使用实例8251A使用实例使用实例INIT:XORAX,AXMOVCX,0003MOVDX,00DAHOUT1:CALLKKKLOOPOUT1MOVAL,40HCALLKKKMOVAL,4EHCALLKKKMOVAL,27HCALLKKKKKK:OUTDX,ALPUSHCXMOVCX,0002ABC:LOOPABCPOPCXR

13、ETCHAROUT:MOVDX,0DAHSTATE:INAL,DXTESTAL,01JZSTATEMOVDX,0D8HPOPAXOUTDX,AL并行通信和并行接口并行通信和并行接口可编程并行通信接口可编程并行通信接口8255A可编程可编程通过软件设置工作方式通过软件设置工作方式连连接接外外部部设设备备时时，通通常常不不需需要要再再附附加加外外部电路部电路8255A的内部机构的内部机构8255A的内部机构的内部机构端口端口A对应对应1个个8位数据输入锁存器位数据输入锁存器1个个8位输出锁存器位输出锁存器/缓冲器缓冲器端口端口B对应对应1个个8位数据输入缓冲器位数据输入缓冲器1个个8位输出锁存器位

14、输出锁存器/缓冲器缓冲器 端口端口C对应对应1个个8位数据输入缓冲器位数据输入缓冲器1个个8位输出锁存器位输出锁存器/缓冲器缓冲器8255A的内部机构的内部机构A组控制电路组控制电路控控制制端端口口A和和端端口口C的的高高4位位的的工工作作方方式式和和读读写操作写操作B组控制电路组控制电路控控制制端端口口B和和端端口口C的的低低4位位的的工工作作方方式式和和读读写操作写操作 读写控制逻辑读写控制逻辑管理管理8255A的数据传输过程的数据传输过程数据总线缓冲器数据总线缓冲器与数据总线连接与数据总线连接8255A的芯片引脚信号的芯片引脚信号和外设一边相连的信号和外设一边相连的信号PA7PA0A组数

15、据信号组数据信号PB7PB0B组数据信号组数据信号PC7PC0C组数据信号组数据信号和和CPU一边相连的信号一边相连的信号RESET复位信号，高电平有效复位信号，高电平有效D7D0数据线数据线CS#片选信号片选信号RD#读出信号读出信号WR#写入信号写入信号A1、A0端口选择信号端口选择信号(00,01,10,11)8255A的控制字的控制字控制字分为两类控制字分为两类方式选择控制字方式选择控制字C端口按位置端口按位置1/置置0控制字控制字如何区分如何区分D7(0-选选择择控控制制字字;1-C端端口口按按位位置置0或或1)8255A的控制字的控制字方式选择控制字方式选择控制字 8255A有三种

16、基本工作方式有三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:选通的输入选通的输入/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 8255A一例一例要求要求J1A:0,OB:0,ICH:OCL:IAD:E6HJ2A:0,IB:1,OCH:OCL:0AD:EEHY5#Y4#8255A的控制字的控制字端口端口C置置1/置置0控制字控制字:写入控制口写入控制口8255A的的工作方式工作方式三种三种1.方式方式0基本输入输出方式基本输入输出方式2.方式方式1选通的输入输出方式选通的输入输出方式3.方式方式2双向传输方式双向传输方式方式方式0：基本输入输出方式：

17、基本输入输出方式特点特点任任何何一一个个端端口口既既可可以以作作为为输输入入口口，也也可可以以作作为为输输出出口，各端口之间没有规定必然的联系口，各端口之间没有规定必然的联系各各个个端端口口的的输输入入或或输输出出，可可以以有有16(A,B,C高高,C低低)种不同的组合，适用于多种应用场合种不同的组合，适用于多种应用场合没有提供联络信号没有提供联络信号如果需要，自行解决如果需要，自行解决应用场合应用场合同步传送同步传送查询式传输查询式传输方式方式0：输入时序：输入时序方式方式0：输出时序：输出时序方式方式1：选通的输入输出方式：选通的输入输出方式特点特点端端口口A和和端端口口B都都可可工工作作

18、于于方方式式1，任任何何一一个个端口可作为输入口或者输出口端口可作为输入口或者输出口端端口口C配配合合工工作作于于方方式式1的的端端口口A或或B，提提供供联联络络信信号号（8255A与与外外设设之之间间、与与CPU之之间间）；每组联络信号用去；每组联络信号用去3条线条线端口端口C中余下的仍可独立作为输入或输出线中余下的仍可独立作为输入或输出线方方式式1：输输入入时时信信号号配配合合方式方式1：输入时序：输入时序方式方式1：输出时信号配合：输出时信号配合方式方式1：输出时序：输出时序方式方式2：双向传输方式：双向传输方式只适用于端口只适用于端口A端端口口C用用5条条线线自自动动配配合合端端口口A

19、提提供供控控制制信信号和状态信号号和状态信号类似于方式类似于方式1输入和输出的组合输入和输出的组合全双工，抑或半双工？全双工，抑或半双工？方式方式2：控制信号：控制信号方式方式2：时序：时序方式方式2和其他方式的组合和其他方式的组合方式方式2和其他方式的组合和其他方式的组合8255A的应用举例（的应用举例（1）方式方式0STB：负脉冲负脉冲BUSY：高电平表示忙高电平表示忙8255A的应用举例（的应用举例（1）端口端口A：00D0H端口端口B：00D2H端口端口C：00D4H控制口控制口：00D6HPP：MOV AL，81H;控制字，使控制字，使A，B，C工作在方式工作在方式0 OUT 0D6

20、H，AL MOV AL，0DH OUT 0D6H，ALLPST：IN AL，0D4HAND AL，04HJNZ LPST MOV AL，CLOUT 0D0H，ALMOV AL，0CHOUT 0D6H，ALINC ALOUT 0D6H，AL8255A的应用举例（的应用举例（2）方式方式1有应答信号有应答信号ACK8255A的应用举例（的应用举例（2）端口端口A：00C0H端口端口B：00C2H端口端口C：00C4H控制口：控制口：00C6HMAIN：MOVAL，0A0HOUT 0C6H，ALMOVAL，01OUT0C6H，ALXORAX，AXMOVDS，AXMOVAX，2000HMOVWORD PTR002CH，AXMOV AX，1000HMOV WORD PTR002EH，AXMOVAL，0DHOUT0C6H，ALSTI8255A的应用举例（的应用举例（2）TINTR：MOVAL，DIOUT0C0H，ALMOVAL，00OUT0C6H，ALINCALOUT0C6H，ALIRET本章结束本章结束谢谢谢谢