【教学课件】第6章基本输入输出接口技术.ppt

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1、12023/1/9第第6 6章章 基本输入输出接口技术基本输入输出接口技术【本章提要本章提要】本章首先概述本章首先概述I/OI/O的基本知识，然后讨论输入的基本知识，然后讨论输入/输出控制方式，输出控制方式，I/OI/O接接口的读写技术，口的读写技术，并行通信与串行通信，最后重点讨论常用可编程典型并行通信与串行通信，最后重点讨论常用可编程典型I/OI/O接接口芯片及其接口技术。口芯片及其接口技术。【学习目标学习目标】了解了解I/OI/O接口信息、接口信息、I/OI/O编址方法、编址方法、I/OI/O组织、组织、I/OI/O控制方式、并行通信及串行控制方式、并行通信及串行通信等输入输出基础知识。

2、通信等输入输出基础知识。理解基本输入输出接口的操作。理解基本输入输出接口的操作。掌握简单掌握简单I/OI/O接口的读写技术。接口的读写技术。熟练掌握常用接口芯片熟练掌握常用接口芯片16550/825016550/8250、82558255和和82538253的工作原理及其编程应用。的工作原理及其编程应用。能综合运用接口芯片，构建和分析实际应用系统。能综合运用接口芯片，构建和分析实际应用系统。2023/1/922023/1/9第第6 6章章 基本输入输出接口技术基本输入输出接口技术123675本章主要内容：概概 述述输入输入/输出控制方式输出控制方式I/OI/O接口读写技术接口读写技术并行通信与

3、串行通信并行通信与串行通信可可编编程接口芯片程接口芯片串行通信接口芯片串行通信接口芯片并行通信接口芯片并行通信接口芯片定时计数接口芯片定时计数接口芯片42023/1/93返回6.1 概述一、输入一、输入/输出与输入输出与输入/输出接口输出接口1.1.输输入入/输输出出：微微处处理理器器与与外外部部设设备备之之间间的的信信息交换即通信。息交换即通信。2.2.输输入入/输输出出接接口口：完完成成微微处处理理器器与与外外部部设设备备数据通信即输入数据通信即输入/输出任务的接口。输出任务的接口。包括包括:硬件接口电路和软件接口程序。硬件接口电路和软件接口程序。2023/1/94返回二、I/O接口的功能

4、 1.内部地址译码内部地址译码 2.提供联络信号提供联络信号 3.信号特性匹配（如电平转换）信号特性匹配（如电平转换）4.信信息息格格式式的的转转换换（如如正正负负逻逻辑辑的的转转换换，串串并并 格式，模数转换）格式，模数转换）5.数据缓冲与锁存数据缓冲与锁存 6.对外设进行中断管理对外设进行中断管理 7.提供时序控制提供时序控制2023/1/95返回三、CPU与I/O设备间的接口信息p三种：数据信息、状态信息、控制信息三种：数据信息、状态信息、控制信息p这些信息均通过数据总线传输。这些信息均通过数据总线传输。2023/1/96返回四、I/O端口的编址方法1.存储器映射编址存储器映射编址p含义

5、：含义：ppI/OI/OI/OI/O端口的地址与存端口的地址与存端口的地址与存端口的地址与存储储器的地址器的地址器的地址器的地址统统一混合一混合一混合一混合编编址。址。址。址。pp用用用用访访问问存存存存储储器器器器的的的的指指指指令令令令，即即即即可可可可对对整整整整个个个个地地地地址址址址空空空空间间（存存存存储储器器器器和和和和I/OI/OI/OI/O）进进行行行行访问访问，而无需，而无需，而无需，而无需专专用用用用I/OI/OI/OI/O指令。指令。指令。指令。p优点：优点：p 访问访问I/OI/OI/OI/O指令多，使用方便。指令多，使用方便。指令多，使用方便。指令多，使用方便。pp

6、 内存与外内存与外内存与外内存与外设设地址分布相同。地址分布相同。地址分布相同。地址分布相同。pp 无需无需无需无需专专用的用的用的用的I/OI/OI/OI/O指令。指令。指令。指令。2023/1/97返回2.I/O映射编址l含义含义 I/OI/O端口与存端口与存储器分开独立器分开独立编址，即址，即I/OI/O端口和端口和存存储器都有自己的一套地址空器都有自己的一套地址空间，而且互不相干，而且互不相干。l优点优点 I/OI/O设备不占用内存不占用内存单元，元，节约了内存空了内存空间。指令指令执行速度快。行速度快。lI/O端口端口80808686Core2Core2微机采用微机采用I/OI/O映

7、射的映射的编址方法。址方法。I/OI/O端口的地址端口的地址6464K K 个个8 8位口地址（位口地址（00000000H-H-FFFFHFFFFH）。）。2023/1/98返回五、I/O组织2.基于基于8086和和80286 1616位位位位I/OI/O组织组织组织组织3.基于基于80386和和80486 3232位位位位I/OI/O组织组织组织组织4.基于基于PentiumPentium4的的6464位位位位I/OI/O组织组织组织组织I/OI/O组组织织1.基于基于8088的的8 8位位位位I/OI/O组织组织组织组织2023/1/99返回8位I/O组织-基于80882023/1/91

8、0返回16位I/O组织-基于8086802862023/1/911返回32位I/O组织-基于80386804862023/1/912返回64位I/O组织-基于Pentium Core2 2023/1/913返回2.I/O端口的地址分配1.1.I/OI/O地址范围地址范围 0000H-FFFFH.共共64K个个8位端口位端口 从从80868086Core2 Core2 I/OI/O地地址址采采用用A15A15A0A0共共1616条地址条地址线，且与存，且与存储器分开器分开编址。址。2.2.系统板保留的系统板保留的1 1K K个个I/OI/O端口端口 （详见书（详见书（详见书（详见书P.238P.

9、238表表表表6.16.1）000H-03FFH，共共1K个个8位端口位端口3.3.查看当前系统查看当前系统I/OI/O地址分配地址分配2023/1/914返回系统板保留的1K地址2023/1/915返回I/O指令时序 (b)OUT(b)OUT 指令操作指令操作时时序序OUT P8,ALOUT P8,AL或或OUT DXOUT DX，ALAL P P8 8为为8 8位端口地址位端口地址(a)IN(a)IN指令操作指令操作时时序序IN AL,P8 或或IN AL,DXP8P8为为8 8位端口地址位端口地址 2023/1/9162023/1/96.2 输入输出控制方式 直接程序控制方式直接程序控制

10、方式 中断控制方式中断控制方式 DMA控制方式控制方式 I/O处理机控制方式处理机控制方式2023/1/917返回一、直接程序控制方式l含含义义：直直接接在在程程序序控控制制下下进行行微微处理理器器与与外外设之之间的数据的数据传送。送。l分类：分类：无条件无条件传送方式和条件送方式和条件传送方式两种。送方式两种。1.1.无条件传送方式无条件传送方式l含含义义：不不查询外外设状状态而而直直接接进行行输入入输出的一种方式。出的一种方式。l特点：特点：简单、经济，但可靠性差。，但可靠性差。2023/1/918返回2.条件传送方式l含含义义：首首先先查询外外设状状态，满足足条条件件时才才进行数据的行数

11、据的传送，因此也叫送，因此也叫查询传送方式。送方式。l特点：特点：简单、可靠性高，但、可靠性高，但CPU效率低。效率低。输入输入输出输出2023/1/919返回二、中断控制方式l含含义义：在在满满足足传传输输条条件件时时，外外设设向向CPU发发请请求求传传输输的的中中断断信信号号，CPU接接收收请请求求后后进进入入服服务务程程序序，在在中中断断服务程序中进行输入输出操作。服务程序中进行输入输出操作。l特点：特点：无需查询等待，无需查询等待，CPU利用率大大提高。利用率大大提高。l不不足足：中中断断控控制制方方式式仍仍需需要要一一系系列列本本与与输输入入输输出出无无关关的的操操作作（如如压压栈栈

12、保保护护等等），因因此此对对于于高高速速I/O设设备备效率仍不算快。效率仍不算快。2023/1/920返回三、DMA控制方式l含含义义：直直接接由由DMA控控制制器器硬硬件件控控制制数数据据传传输输，传输过程无需传输过程无需CPU干预。干预。l特特点点：速速度度快快（因因为为有有DMA硬硬件件直直接接控控制制），效率高。效率高。2023/1/921返回外设外设/内存内存DMA方式与其它方式比较CPUDMA控制器控制器内存内存/外设外设外设外设/内存内存MOV XX，ALOUT DX，ALIN AL，DXMOV AL，XX无需无需CPU指令指令内存内存/外设外设2023/1/922返回四、I/O

13、处理机控制方式 尽尽管管DMA方方式式优优点点比比较较突突出出，但但在在DMA进进行行传传输输之之前前，对对DMA的的初初始始操操作作、对对数数据据的的运运算算和和处处理理等等都都需需要要处处理理器器事事先先干干预预。为为了了让让处处理理器器彻彻底底摆摆脱脱管管理理和和控控制制I/O设设备备的的负负担担，引引入入了了I/O处处理理机机控控制制方方式式。这种方式下，由专用这种方式下，由专用I/O协处理器负责协处理器负责I/O操作和处理。操作和处理。2023/1/923返回6.3 I/O接口的读写技术一、简单输入输出接口一、简单输入输出接口一、简单输入输出接口一、简单输入输出接口输入采用缓冲器输入

14、采用缓冲器输入采用缓冲器输入采用缓冲器,输出采用锁存器。输出采用锁存器。输出采用锁存器。输出采用锁存器。1.1.常用缓冲器：常用缓冲器：常用缓冲器：常用缓冲器：2023/1/924返回简单I/O接口-锁存器2.2.常用锁存器常用锁存器常用锁存器常用锁存器2023/1/925返回二、简单I/O接口的读控制读操作程序读操作程序:MOV DX,377HIN AL,DX2023/1/926返回2.简单I/O接口的写控制写操作程序写操作程序:MOV DX,0DFFFHOUT DX,AL2023/1/927返回3.16位I/O接口的读操作读操作程序读操作程序:MOV DX,2F6HIN AX,DX2023

15、/1/928返回4.32位I/O接口的写操作写操作程序写操作程序:MOV DX,3ECH;选中选中3ECH3EFH4个端口个端口OUT DX,EAX2023/1/9292023/1/9常用接口芯片及应用常用接口芯片及应用6.4 6.4 6.4 6.4 并行通信与串行通信并行通信与串行通信并行通信与串行通信并行通信与串行通信6.5 6.5 6.5 6.5 可编程串行通信接口芯片可编程串行通信接口芯片可编程串行通信接口芯片可编程串行通信接口芯片6.6 6.6 6.6 6.6 可编程并行通信接口芯片可编程并行通信接口芯片可编程并行通信接口芯片可编程并行通信接口芯片6.7 6.7 6.7 6.7 可编

16、程定时可编程定时可编程定时可编程定时/计数器芯片计数器芯片计数器芯片计数器芯片12342023/1/9302023/1/96.4 并行通信与串行通信并行通信与串行通信 并行通信与并行接口并行通信与并行接口 串行通信与串行接口串行通信与串行接口 串行通信方式及异步通信协议串行通信方式及异步通信协议 串行异步通信标准接口串行异步通信标准接口2023/1/931返回一、并行通信与并行接口1.并行通信并行通信l含义含义：并行通信是指将一个字节或一个字的各：并行通信是指将一个字节或一个字的各 位同时进行传输的一种通信方式。位同时进行传输的一种通信方式。l要点要点：传输的各位同时传输（输入或输出）。：传输

17、的各位同时传输（输入或输出）。l特点特点：（1）传输速度快）传输速度快（2）传输的信息率高）传输的信息率高（3）比串行通信需要更多通信信号线）比串行通信需要更多通信信号线l用途用途：常用于传输距离短，数据传输速度要求：常用于传输距离短，数据传输速度要求 高的场合。高的场合。2023/1/932返回l含义含义：实现并行通信的接口称为：实现并行通信的接口称为并行通信接口。并行通信接口。2.并行接口2023/1/933返回二、串行通信与串行接口1.串行通信串行通信l含义含义：串行通信是把传输的数据一位一：串行通信是把传输的数据一位一位地顺序传送的一种通信方式。位地顺序传送的一种通信方式。l要点要点：

18、按位传输，同一时刻仅传送一位。：按位传输，同一时刻仅传送一位。l特点特点：（1）通信线少）通信线少（2）成本低）成本低（3）但通信速度慢）但通信速度慢l用途：适用于长距离数据传输。用途：适用于长距离数据传输。2023/1/934返回l完成串行通信任务的接口称为串行通信接口，完成串行通信任务的接口称为串行通信接口，简称串行接口。简称串行接口。l功能功能：（1）输入时，完成串行到并行格式转换）输入时，完成串行到并行格式转换（2）输出时，完成并行到串行格式转换。）输出时，完成并行到串行格式转换。2.串行接口2023/1/935返回串行通信数据传输方式有单工方式、半双工方式、全双工方式有单工方式、半双

19、工方式、全双工方式2023/1/936返回三、串行通信方式及异步通信协议串行通信方式串行通信方式串行通信方式串行通信方式两种：串行异步通信和串行同步通信。两种：串行异步通信和串行同步通信。1.异步通信异步通信 异步通信异步通信:指字符与字符之间的传送是完全异步的，随机指字符与字符之间的传送是完全异步的，随机的，但一个字符的位与位之间是同步的。的，但一个字符的位与位之间是同步的。2.异步通信特点异步通信特点 字符的发送是随机的。字符的发送是随机的。每一个字符传输总以一个起始位为准，然后接收方与发送每一个字符传输总以一个起始位为准，然后接收方与发送方保持同步（格式的统一），最后是停止位方保持同步（

20、格式的统一），最后是停止位 通信双方可随时改变通信协议，即改变数据位、奇偶校验通信双方可随时改变通信协议，即改变数据位、奇偶校验位和停止位长度或数据传输率。位和停止位长度或数据传输率。2023/1/937返回3异步通信协议l异步通信协议异步通信协议包括：一是字符的传送格式的规定，包括：一是字符的传送格式的规定，二是数据传送速率的要求。二是数据传送速率的要求。l 异步通信格式异步通信格式协议，即改变数据位、奇偶校验位和停止位长度或协议，即改变数据位、奇偶校验位和停止位长度或数据传输率。数据传输率。2023/1/938返回波特率l波波特特率率（Baud Rate）：指指单单位位时时间间传传送送二二

21、进进制制数数的的位位数，一般以秒为单位。数，一般以秒为单位。l微微机机中中常常见见的的波波特特率率有有110，300，600，1200，2400，4800，9600，19200等。微机最高波特率由硬件决定。等。微机最高波特率由硬件决定。例例：已已知知字字符符格格式式中中数数据据为为8位位，无无校校验验，1位位停停止止位位，在在1分钟内连续不断传送了分钟内连续不断传送了 69120个字符，求波特率。个字符，求波特率。解解：一个字符：一个字符=1+8+0+1=10位位 每秒传送的字符个数每秒传送的字符个数=69120/60=1152个个 波特率波特率=位位/秒秒=1152*10=11520bits

22、/S=11.52Kbits/s2023/1/939返回4.同步通信l同步通信同步通信 将多个字符连接成一个数据块，数据块前加将多个字符连接成一个数据块，数据块前加1或或2个同步字个同步字符，尾部是校验字符，最后为同步字符。符，尾部是校验字符，最后为同步字符。l同步的含义同步的含义字符与字符之间时间间隔固定不变，是同步的。字符与字符之间时间间隔固定不变，是同步的。2023/1/940返回四、串行异步通信标准接口串行异步通信的标准接口有串行异步通信的标准接口有RS-232C、RS-449、RS-422、RS-485以及以及20mA电流环等接口。电流环等接口。一、一、RS-232CRS-232C接口

23、（接口（PCPC使用）使用）1.接口逻辑：负逻辑传送接口逻辑：负逻辑传送1：-15V-5V0：+5V+15V 允许噪声容限为允许噪声容限为2V因此，实际因此，实际RS-232能够区分的逻辑电平：能够区分的逻辑电平：1：-15V-3V0：+3V+15V 只有在只有在-3V+3V时逻辑为不确定时逻辑为不确定2023/1/941返回2.RS-232接口信号及含义2023/1/942返回二、RS-232逻辑电平的转换l为什么要进行逻辑电压的转换？为什么要进行逻辑电压的转换？因因为RS-232RS-232逻辑电平与平与UATRTUATRT电平不平不一致一致l常用单电源供电的常用单电源供电的232电平转换

24、芯片电平转换芯片MAX232MAX232、TLC232TLC232、UN232UN232、SP232SP232等等为不同厂家的典型不同厂家的典型单电源供源供电的的232232接口芯片，完成接口芯片，完成电平平转换功能。功能。根据根据UARTUART的的电平的不同可分平的不同可分为5V5V和和3.3V3.3V。2023/1/943返回RS232电平转换原理l计算机通信是计算机通信是TTL和和CMOS逻辑电平，而逻辑电平，而RS-232规规定的电平与之不符，故需电平转换。定的电平与之不符，故需电平转换。2023/1/944返回RS232电平转换典型芯片lC1C5可可为为0.1uF4,7uF,具具体

25、体值值参参见芯片说明见芯片说明lTIN为为TTL输入输入lRIN为为232输入输入lTOUT为为由由TTL转转换换后后的的232电平输出电平输出lROUT为为由由RS232转转换换后的后的TTL电平输出电平输出2023/1/945返回RS-232简单连接示意图2023/1/946返回二、RS-485接口标准lRS232C缺点：受共模干拢影响，通信距离不长。缺点：受共模干拢影响，通信距离不长。仅仅20米以内。米以内。lRS485主要特点：主要特点：采用差分采用差分传输方式，具有很方式，具有很强的抗共模干的抗共模干扰能力。能力。可同可同时连接多个接收器和接多个接收器和发送器（送器（32322562

26、56个）个）通信距离通信距离长，可达千米（，可达千米（标准准为1.2Km1.2Km）。）。lRS-485逻辑电平：逻辑电平：逻辑逻辑1：A的电位比的电位比B高高200mV以上以上逻辑逻辑0：B的电位比的电位比A高高200mV以上以上2023/1/947返回RS-485接口的连接l由于是差分由于是差分传输，因此，因此RSRS485485接口采用同名端相接口采用同名端相连的方法，即所有的方法，即所有485485芯片的芯片的A A和和A A连在一起，在一起，B B和和B B连在在一起。一起。lDIDI为数据数据发送端，送端，RORO为数据接收端，数据接收端，RERE收收发使能使能RE0接收，RE1发

27、送l终端（两个端（两个远端）各接一个匹配端）各接一个匹配电阻（阻（120120欧）防止欧）防止传输反射。反射。MAX485MAX4852023/1/948返回6.5 可编程串行通信接口芯片 16550与8250一、一、1655016550及及82508250功能功能(1)具有全双工、双缓冲器发送器和接收器。具有全双工、双缓冲器发送器和接收器。(2)是串行异步通信接口（是串行异步通信接口（UART）。(3)波特率波特率:8250=509600波特波特;16550=50115200波特。波特。(4)异步通信格式，可通过编程选择。异步通信格式，可通过编程选择。(5)具有自动奇偶校验、溢出和帧出错等检

28、测标志。具有自动奇偶校验、溢出和帧出错等检测标志。(6)片内具有优先级中断控制逻辑。片内具有优先级中断控制逻辑。(7)单一单一+5V，40个引脚的个引脚的DIP封装形式。封装形式。2023/1/949返回二、内部结构及工作原理2023/1/950返回1.接收部分l接收移位寄存器将接收移位寄存器将SIN脚的串行数据进行移位输入。脚的串行数据进行移位输入。(1)检检 测测 起起 始始 位位：SIN变变 低低 后后，连连 续续 测测 试试 8个个 RCLK时时 钟钟 周周 期，如果都是低电平，为起始位，否则为干扰信号。期，如果都是低电平，为起始位，否则为干扰信号。(2)采采 样样 数数 据据 位位：

29、每每 隔隔 16个个 RCLK脉脉 冲冲 对对 SIN输输 入入 的的 数数 据据 位位 进进 行一次采样。直到停止位，完成一个字符的接收。行一次采样。直到停止位，完成一个字符的接收。(3)去去 除除 无无 关关 位位：接接 收收 同同 步步 控控 制制 电电 路路 自自 动动 去去 除除 起起 始始 位位、奇奇 偶校验位和停止位。偶校验位和停止位。(4)串串到到并并转转换换：同同步步控控制制电电路路控控制制接接收收移移位位寄寄存存器器将将串串 行数据转换成并行数据送入接收数据缓冲器行数据转换成并行数据送入接收数据缓冲器(THR)中。中。(5)检检查查正正确确性性：接接收收同同步步控控制制电电

30、路路对对数数据据的的正正确确性性进进行行检检查查。如如果果在在检检测测字字符符格格式式时时有有错错误误，则则通通过过线线路路状状态态寄寄存存器器 设置相应的出错标志。设置相应的出错标志。2023/1/951返回2.发送部分l发发送送部部分分负负责责接接收收CPU送送来来的的并并行行数数据据，并并通通过过移移位位的的方方法法将将其其变变换换成成串串行行信信号号，最最后后通通过过发送端发送端SOUT发送出去。发送出去。(1)CPU的的 并并 行行 数数 据据 存存 入入 发发 送送 保保 持持 寄寄 存存 器器 中中，由由 发发 送送 同同 步步 控控 制制 电电 路路 控控 制制 将将 该该 数

31、数 据据 经经 过过 发发 送送 移移 位位 寄寄 存存 器器 处处 理理，按按 照照 事事 先先 规规 定定 的的 格格 式式 加加 上上 起起 始始 位位、奇奇 偶偶 校校 验验 位位 和和 停停 止止 位位，变变 换换 成成 串串 行行 数数 据帧后由据帧后由SOUT端输出串行数据信号。端输出串行数据信号。(2)当当 数数 据据 进进 入入 发发 送送 移移 位位 寄寄 存存 器器 后后，发发 送送 保保 持持 寄存器自动变空，寄存器自动变空，CPU即可再次写入数据。即可再次写入数据。2023/1/952返回3.通信线路控制寄存器l线线路路控控制制寄寄存存器器（LCR）接接收收CPU用用

32、OUT指指令令写写入入的的控控制制命命令令。控控制制寄寄存存器器的的内内容容可可以以通通过过IN指指令令读读出。线路控制寄存器的格式：出。线路控制寄存器的格式：2023/1/953返回4.通信线路状态寄存器l线线路路状状态态寄寄存存器器LSR记记录录串串行行数数据据发发送送和和接接收收的的状状态，以供态，以供CPU查询。线路状态寄存器的格式：查询。线路状态寄存器的格式：2023/1/954返回5.Modem控制寄存器lModem控控制制寄寄存存器器MCR用用于于设设置置16550/8250与与通通信设备之间联络应答的输出信号，其格式如所示。信设备之间联络应答的输出信号，其格式如所示。2023/

33、1/955返回6.Modem状态寄存器lModem状状态态寄寄存存器器MSR反反映映8250与与通通信信设设备备之之间间应应答答联联络络输输入入信信号号的的当当前前状状态态以以及及这这些些信信号号的的情情况况，各位的含义如图所示。各位的含义如图所示。2023/1/956返回7.中断允许寄存器IERl反反映映了了接接收收器器和和发发送送器器以以及及Modem是是否否允允许许中中断断的的情情况况，通通过过设设置置可可以以指指定定其其中中的的某某些些部部件件允允许许中中断断。它是一个可读可写的寄存器。它是一个可读可写的寄存器。2023/1/957返回8.中断识别寄存器IIRl中中断断识识别别寄寄存存

34、器器IIR，可可以以识识别别4个个中中断断源源引引起起的的中中断断。接接收收器器线线路路状状态态中中断断、接接收收数数据据准准备备好好中中断断、发送保持寄存器空中断和调制解调器状态中断。发送保持寄存器空中断和调制解调器状态中断。2023/1/958返回9.波特率发生器l16550及及8250使使用用1.8432MHz的的基基准准输输入入时时钟钟，分分频频后后产产生生所所需需的的内内部部基基准准脉脉冲冲，作作为为接接收收器器和和发发送送器器的的同同步步脉脉冲冲，以以控控制制接接收收移移位位寄寄存存器器和和发发送移位寄存器的移位操作。送移位寄存器的移位操作。l发发送送或或接接收收串串行行数数据据时

35、时使使用用的的时时钟钟频频率率是是数数据据传传送波特率的送波特率的16倍倍l除数值与波特率的关系：除数值与波特率的关系：除数除数1843200（波特率（波特率16）2023/1/959返回波特率发生器与除数寄存器l根根据据波波特特率率与与除除数数的的关关系系，可可计计算算出出不不同同波波特特率率对对应应的的除除数数值值，如表所示。如表所示。2023/1/960返回三、16550/8250引脚信号几个最重要的信号几个最重要的信号lRCLK 接收时钟接收时钟lSIN 串行输入引脚串行输入引脚lSOU串行数据输出串行数据输出lA2,A1,A0 内内部部寄寄存存器选择输入信号器选择输入信号其它信号其它

36、信号2023/1/961返回其它引脚1.电源及时钟电源及时钟VCC,GND,XTLA1,XTLA22.数据线：数据线：D7D03.片选信号：片选信号：CS0，CS1和和/CS2(输入输入)4.选通信号选通信号:地址输入选通地址输入选通:/ADS数据输入选通数据输入选通:DISTR和和/DISTR(接接/IOR)数据输出选通数据输出选通:DOSTR和和/DOSTR(接接/IOW)5.主复位主复位:MR6.接收时钟接收时钟:=接收波特率的接收波特率的16倍倍7.清除发送清除发送:/CTS8.数据装置数据装置(MODEM)准备好准备好:/DSR9.接收线路信号检测接收线路信号检测:/RLSD(有效时

37、表示有效时表示Modem检测数据载波检测数据载波10.振铃指示振铃指示:/RI 有效表示有效表示Modem已经接收到一个电话振铃信号已经接收到一个电话振铃信号2023/1/962返回其它引脚续11.数据终端准备好数据终端准备好:/DTR 有效时通知有效时通知Modem,接口已准备好接口已准备好12.请求发送请求发送:/RTS有效请求发送数据有效请求发送数据13.用户输出引脚：用户输出引脚：/OUT1和和/OUT2(由由Modem控制寄存器决定控制寄存器决定)14.片选信号输出片选信号输出:CSout片选输入信号片选输入信号CS0=1,CS1=1/CS2=0时时,Csout=1(高电平高电平)1

38、5.驱动器禁止驱动器禁止:DDIS,有效时禁止外部总线转换器对系统总线的有效时禁止外部总线转换器对系统总线的驱动驱动.16.波特率输出波特率输出:/BAUDout以以16倍波特率的时钟输出倍波特率的时钟输出17.中断请求中断请求:INTRPT当允许中断时当允许中断时,16550/8250内部发生某种中断内部发生某种中断时时,该引脚为高电平有效该引脚为高电平有效,向向8259A发中断请求信号发中断请求信号.2023/1/963返回四、串行接口的编程及应用1.1.串行接口的端口地址分配串行接口的端口地址分配2023/1/964返回2.串行接口初始化串行接口初始化的任务：串行接口初始化的任务：（1）

39、设置波特率）设置波特率（2）确定通信的具体格式）确定通信的具体格式（3）设置操作方式）设置操作方式（4）设设定定是是否否使使用用中中断断、是是否否自自测测试试操操作作等等等。等。2023/1/965返回设置波特率方法l计算除数值计算除数值除数除数1843200（波特率（波特率16）l写写线线路路控控制制寄寄存存器器，使使DLAB=1以以访访问问除除数数寄寄存存器器l先将除数低字节写入低字节寄存器端口先将除数低字节写入低字节寄存器端口l再将除数高字节写入高字节寄存器端口再将除数高字节写入高字节寄存器端口l注意：注意：线路控制寄存器地址：线路控制寄存器地址：3FBH（COM1）,2FBH（COM2

40、）除数低字节寄存器：除数低字节寄存器：3F8H（COM1）,2F8H（COM2）除数高字节寄存器：除数高字节寄存器：3F9H（COM1）,2F9H（COM2）2023/1/966返回1.设置波特率程序段假设设置波特率为假设设置波特率为假设设置波特率为假设设置波特率为1152011520,则初始化程序片段如下则初始化程序片段如下则初始化程序片段如下则初始化程序片段如下：MOV AL，10000000B；DLAB=1MOV DX，3FBH；指向线路控制寄存器端口指向线路控制寄存器端口OUTDX，AL；写入线路控制寄存器写入线路控制寄存器MOV AL，0AH；置产生置产生11520波特率的除数低字节

41、波特率的除数低字节MOV DX，3F8H；除数低字节寄存器口地址除数低字节寄存器口地址OUTDX，AL；写入除数低字节写入除数低字节MOV AL，00；除数高字节除数高字节INCDX；指向除数高字节寄存器口地址指向除数高字节寄存器口地址OUTDX，AL；写入除数高字节写入除数高字节2023/1/967返回2.设置通信数据格式方法l根据要求确定格式根据要求确定格式l将格式字写入线路控制寄存器，并使将格式字写入线路控制寄存器，并使DLAB=0以正常工作以正常工作l例例子子：假假设设一一帧帧数数据据含含有有8位位数数据据、1位位停停止止位位、奇奇校校验验，则则有关程序如下：有关程序如下：MOVAL,

42、00001011B；通信控制寄存器控制字通信控制寄存器控制字MOVDX,3FBH；线路控制寄存器口地址线路控制寄存器口地址OUTDX,AL；写入线路控制寄存器写入线路控制寄存器2023/1/968返回3.自测工作（自发自收）MOV AL,00010011B；自发自收自发自收MOV DX,3FCH；Modem控制寄存器地址控制寄存器地址OUTDX,AL；写入线路控制寄存器写入线路控制寄存器2023/1/969返回4.设置中断允许寄存器l仅允许接收中断和发送中断：（仅允许接收中断和发送中断：（COM1）MOV AL,00000011；仅允许收、发中断仅允许收、发中断MOV DX,3F9HOUT D

43、X,AL ；写入中断允许寄存器写入中断允许寄存器2023/1/970返回三、串行通信实例l l两台微机利用两台微机利用两台微机利用两台微机利用COM1COM1（串行口串行口串行口串行口1 1）进行查询通信，只用）进行查询通信，只用）进行查询通信，只用）进行查询通信，只用三根连接线。三根连接线。三根连接线。三根连接线。l l双机通信的要求如下：数据为双机通信的要求如下：数据为双机通信的要求如下：数据为双机通信的要求如下：数据为7 7位、位、位、位、1 1位停止位、奇校位停止位、奇校位停止位、奇校位停止位、奇校验、波特率为验、波特率为验、波特率为验、波特率为1 192009200；双机同时运行该程

44、序，一方键入；双机同时运行该程序，一方键入；双机同时运行该程序，一方键入；双机同时运行该程序，一方键入的字符在另一方屏幕上显示，当按下小写字母的字符在另一方屏幕上显示，当按下小写字母的字符在另一方屏幕上显示，当按下小写字母的字符在另一方屏幕上显示，当按下小写字母q q时，时，时，时，结束通信回到结束通信回到结束通信回到结束通信回到DOSDOS。程序见教材程序见教材程序见教材程序见教材P.261P.261（COMMEX.ASMCOMMEX.ASM）2023/1/9712023/1/96.6可编程并行接口芯片8255A8255的内部结构及引脚信号的内部结构及引脚信号8255的工作方式的工作方式82

45、55的编程的编程2023/1/972返回一、8255的内部结构及引脚信号2023/1/973返回引脚信号(1)与外设接口信号引脚与外设接口信号引脚PA7PA0 A口的口的8个个I/O引脚引脚PB7PB0 B口的口的8个个I/O引脚引脚PC7PC0 C口的口的8个个I/O引脚。引脚。(2)与系统总线接口信号引脚与系统总线接口信号引脚D7D0 数据线数据线/RD，/WR，/CSRESET 高高电电平平有有效效，有有效效时时8255内内部部寄寄存存器器清清除除，同同时时三三个个数数据据端口被自动设为输入端口。端口被自动设为输入端口。2023/1/974返回8255A的端口操作2023/1/97520

46、23/1/9二、二、8255的工作方式的工作方式基本输入输出方式基本输入输出方式基本输入输出方式基本输入输出方式-方式方式方式方式0 0选通输入输出方式选通输入输出方式选通输入输出方式选通输入输出方式-方式方式方式方式1 1双向输入输出方式双向输入输出方式双向输入输出方式双向输入输出方式-方式方式方式方式2 22023/1/976返回基本输入输出方式-方式0l方式方式0没有规定固定的用于应答式的联络信号线。没有规定固定的用于应答式的联络信号线。l在在此此方方式式下下，三三个个数数据据端端口口A、B和和C中中的的任任何何一一个端口都可由程序设定为个端口都可由程序设定为8位的输入口或输出口。位的输

47、入口或输出口。lC端端口口的的两两个个半半口口(高高4位位和和低低4位位)可可独独立立设设为为输输入入或输出端口。或输出端口。l端口输入具有缓冲功能；输出具有锁存功能。端口输入具有缓冲功能；输出具有锁存功能。l方方式式0下下的的各各端端口口输输入入或或输输出出有有24=16种种不不同同的的组组合。合。2023/1/977返回选通输入输出方式-方式1l方式方式1规定固定的用于应答式的联络信号线。规定固定的用于应答式的联络信号线。lA口口和和B口口可可作作为为输输入入或或输输出出端端口口使使用用，而而此此时时C口口的某些位与它们配合，作为控制或通信联络信号，的某些位与它们配合，作为控制或通信联络信

48、号，l没有使用的没有使用的C口某些位还可单独立定义为口某些位还可单独立定义为I/O口用。口用。l方方式式1下下A和和B端端口口的的输输入入和和输输出出具具有有不不同同的的组组态态。内部逻辑不同。内部逻辑不同。l下下面面分分别别介介绍绍A口口输输入入、B口口输输出出、A口口输输出出和和B口口输出不同情况下的内部逻辑。输出不同情况下的内部逻辑。2023/1/978返回方式1下的输入组态A口输入口输入B口输入口输入2023/1/979返回方式1下的输入工作波形2023/1/980返回方式1下的输出组态A口输出口输出B口输出口输出2023/1/981返回方式1下的输出工作波形2023/1/982返回双

49、向输入输出方式-方式2l方方式式2是是双双向向的的数数据据传传输输方方式式，仅仅限限于于A口口，这这时时C端端口口配配合合其其工作。工作。2023/1/983返回三、8255编程l l对对对对82558255编编编编程程程程首首首首先先先先要要要要写写写写入入入入方方方方式式式式选选选选择择择择控控控控制制制制字字字字，然后再行输入输出操作。然后再行输入输出操作。然后再行输入输出操作。然后再行输入输出操作。l l操操操操作作作作时时时时可可可可对对对对端端端端口口口口C C进进进进行行行行置置置置/复复复复位位位位操操操操作作作作。因因因因此此此此：82558255有有有有两两两两个个个个控控

50、控控制制制制字字字字是是是是编编编编程程程程的的的的关关关关键键键键所在。所在。所在。所在。方式选择控制字方式选择控制字方式选择控制字方式选择控制字 端口端口端口端口C C置置置置/复位控制字复位控制字复位控制字复位控制字2023/1/984返回方式选择控制字写入控制口2023/1/985返回例6.3【例例例例6.36.3】编编编编写写写写对对对对82558255的的的的初初初初始始始始化化化化程程程程序序序序片片片片段段段段，要要要要求求求求：使使使使A A口口口口为为为为方方方方式式式式0 0输输输输入入入入，B B口口口口为为为为方方方方式式式式0 0输输输输出出出出，C C口口口口作作