第9章 可編程并行接口芯片和串行接口芯片

01二月20231第9章

可編程并行接口芯片和串行接口芯片9.18255A并行接口9.28251A串行接口9.18255A并行接口9.1.1并行通信與并行接口9.1.28255A可編程并行接口9.1.38255A的控制字9.1.4~9.1.58255A的工作方式和編程補充：8255A在微機中的應用01二月2023201二月202339.1.1并行通信與并行接口并行通信通信雙方有多條數(shù)據(jù)傳送線，二者之間的數(shù)據(jù)（一般以字節(jié)或字為單位）通過這些數(shù)據(jù)線同時傳送；01010110

D0D1D2D3D4D5D6D7目的D0D1D2D3D4D5D6D7源01二月20234并行通信的特點優(yōu)點：傳輸速度快，信息傳輸效率高；缺點：所用電纜多，成本較高；在長距離傳輸時，電纜間的干擾大，影響數(shù)據(jù)傳送的正確性；適用場合：常用在近距離傳送中使用，如微機系統(tǒng)中。01二月20235并行接口并行接口：可傳送并行數(shù)據(jù)的接口電路。硬件結(jié)構(gòu)：如圖所示一個或一個以上具有鎖存或緩沖的數(shù)據(jù)端口；與CPU交換數(shù)據(jù)的控制和狀態(tài)聯(lián)絡信號；與外設(shè)交換數(shù)據(jù)的控制和狀態(tài)聯(lián)絡信號；并行接口的識別：關(guān)鍵是接口與外設(shè)之間的傳送方式；并行接口可分為簡單接口和可編程接口兩種。CPU與任何接口都是并行的01二月2023601二月20237并行接口的功能實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)的無條件方式傳送：通過并行接口內(nèi)的數(shù)據(jù)端口實現(xiàn)直接的并行數(shù)據(jù)傳送；實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)的查詢方式傳送：并行接口中具有應答機構(gòu)，在數(shù)據(jù)傳送過程中，通過狀態(tài)、控制信號與CPU和外設(shè)聯(lián)絡，以保證數(shù)據(jù)傳送的有效進行；實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)的中斷方式傳送：并行接口中具有一定的中斷機制，可產(chǎn)生中斷請求信號，作為外設(shè)中斷源提交給8259處理，請求數(shù)據(jù)的傳送操作；中斷方式下的數(shù)據(jù)傳送必須與8259配合。01二月20238并行接口的輸入過程外設(shè)先將數(shù)據(jù)送給接口，并置“數(shù)據(jù)輸入就緒”信號有效；接口把數(shù)據(jù)接收到數(shù)據(jù)輸入緩沖器的同時，設(shè)置“數(shù)據(jù)輸入應答”信號，作為對外設(shè)的響應；外設(shè)接到此信號后，撤消數(shù)據(jù)和“數(shù)據(jù)輸入就緒”信號；數(shù)據(jù)到達接口后，接口狀態(tài)寄存器中設(shè)置“輸入準備好”狀態(tài)位，以便CPU查詢，或由中斷機制生成中斷請求信號；CPU查詢到“輸入準備好”的有效信號，或得到中斷請求，進行數(shù)據(jù)輸入處理時，從接口中讀取數(shù)據(jù)，接口由該讀取操作自動復位“輸入準備好”狀態(tài)位，結(jié)束一次數(shù)據(jù)輸入操作。01二月20239數(shù)據(jù)輸入過程示意圖100100111100100111

0111001001100

01010010011

01二月202310并行接口的輸出過程當接口狀態(tài)寄存器的“輸出準備好”位置位時，CPU將數(shù)據(jù)寫入接口的輸出緩沖器；執(zhí)行寫入操作后，接口自動清除“輸出準備好”狀態(tài)位，同時向外設(shè)發(fā)送“數(shù)據(jù)輸出就緒”信號，并將數(shù)據(jù)送到與外設(shè)連接的數(shù)據(jù)總線上；外設(shè)接收到“數(shù)據(jù)輸出就緒”信號后，開始接收數(shù)據(jù)，完畢時向接口發(fā)回“數(shù)據(jù)輸出應答”信號；接口收到此信號后，置位狀態(tài)寄存器中的“輸出準備好”位，表示當前輸出緩沖器中沒有需要外設(shè)接收的新數(shù)據(jù)，等待CPU的下次輸出操作。01二月202311數(shù)據(jù)輸出過程示意圖11100100111001001101001001111100100111

001

001二月2023129.1.28255A可編程并行接口0、8255A的主要特性1、8255A的外部引腳2、8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)01二月2023130、8255A的主要特性具有三個8位的雙向數(shù)據(jù)端口(A口、B口、C口)；具有3種工作方式，可通過編程選擇A口—方式0、1、2；B口—方式0、1；C口—方式0支持無條件、程序查詢、中斷等數(shù)據(jù)傳送方式；數(shù)據(jù)端口C口的使用較為特殊：既可作為一個8位端口，也可作為兩個4位端口來使用；即可作為數(shù)據(jù)端口，也可用作聯(lián)絡信號配合A、B口工作；既可傳送并行數(shù)據(jù)，也可單獨按位控制，有專門的控制字。01二月2023141、8255A的外部引腳

數(shù)據(jù)總線B口引腳B口引腳C口引腳A口引腳A口引腳端口地址信號片選、讀寫控制信號片選、讀寫控制信號復位信號01二月2023151、8255A的外部引腳面向CPU的引腳RESET、CS#、RD#、WR#、A1、A0、D7～D0；按下RESET后的復位狀態(tài)為：

片內(nèi)所有寄存器清零，三個數(shù)據(jù)端口設(shè)為為輸入狀態(tài)；面向外設(shè)的引腳PA0～PA7、PB0～PB7

、PC0～PC7

；01二月2023162、8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)01二月202317數(shù)據(jù)總線緩沖器三態(tài)雙向8位數(shù)據(jù)緩沖器；8255與CPU之間的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站；可傳送的數(shù)據(jù)：CPU要寫入8255A的控制字；CPU與外設(shè)之間傳送的數(shù)據(jù)；CPU要獲取的外設(shè)狀態(tài)字。01二月202318讀寫控制邏輯電路——決定CPU的操作類型CS#RD#WR#A1A0執(zhí)行的操作類型1未選中該8255A芯片XXXX0CPU對8255A芯片的A端口執(zhí)行讀操作01000CPU對8255A芯片的A端口執(zhí)行寫操作10000CPU對8255A芯片的B端口執(zhí)行讀操作01010CPU對8255A芯片的B端口執(zhí)行寫操作10010CPU對8255A芯片的C端口執(zhí)行讀操作01100CPU對8255A芯片的C端口執(zhí)行寫操作10100無效01110CPU對8255A芯片的命令端口執(zhí)行寫操作101101二月202319A組控制電路和B組控制電路分組情況A組——A口和C口的高4位(PC4～PC7)B組——B口和C口的低4位(PC0～PC3)控制電路的作用：A、B組控制電路接收來自讀/寫部件的命令和CPU寫入命令端口的控制字，譯碼后控制對應端口的工作方式和讀/寫操作方式。對C口的按位操作也由此控制部件實現(xiàn)。01二月202320三個獨立的輸入/輸出數(shù)據(jù)端口（A、B、C口）端口特點3個8位數(shù)據(jù)端口，都由輸入寄存器和輸出寄存器構(gòu)成；A口的輸入/輸出寄存器均有鎖存功能；B、C口的輸出寄存器具有鎖存功能，但其輸入寄存器不能鎖存數(shù)據(jù)；C口的獨特工作方式A、B口工作于方式1、2時，C口的高/低4位分別作為A、B口在數(shù)據(jù)傳輸時的控制聯(lián)絡信號線；C口的每一位可獨立進行置/復位的操作。設(shè)A、B、C口及命令口的端口地址分別為60H～63H。01二月2023219.1.38255A的控制字8255A共包括兩個控制字工作方式選擇控制字指定8255A的3個端口工作方式及該方式下的操作類型；C口置復位控制字指定C口的某一位輸出高電平或低電平；CPU對8255A的編程使用向8255A的命令端口寫入工作方式控制字，選擇工作方式；若需要傳送數(shù)據(jù)，則對A、B、C口進行數(shù)據(jù)讀寫；若需要C口發(fā)送命令，則可使用C口置復位控制字來設(shè)置；01二月2023221、工作方式選擇控制字的格式1D6D5D4D3D2D1D0A口工作方式00方式001方式110方式211無效A口的操作方式0輸出1輸入C口高4位操作方式0輸出1輸入B口的工作方式0方式01方式1B口的操作方式0輸出1輸入C口低4位操作方式0輸出1輸入標志位01二月202323工作方式選擇控制字應用舉例（1/2）例1.A口工作于方式1，輸入口，C口高4位為輸出；B口工作于方式0，輸出口，C口低4位為輸入，試寫出初始化程序段。按題目要求寫出控制字則初始化程序段為：

MOVAL,0B1H OUT63H,AL1011000101二月202324例2.A口工作于方式2，輸入口；B口工作于方式1，輸出口，試寫出初始化程序段。按題目要求寫出控制字則初始化程序段為：

MOVAL,0D4H OUT63H,AL11010100工作方式選擇控制字應用舉例（2/2）01二月2023252、C口置復位控制字0D3D2D1D0操作位選擇000PC0001PC1010PC2011PC3…………111PC7選定位的設(shè)置方式0復位1置位01二月202326C口置復位控制字應用舉例（1/3）例3.使PC2輸出高電平，則相應的程序段應如何設(shè)置？按題目要求寫出控制字則相應的程序段為：

MOVAL,05H OUT63H,AL0000D3D2D1D0010101二月202327C口置復位控制字應用舉例（2/3）例4.使PC7輸出一個負脈沖，作為外設(shè)的選通信號。程序段：MOVAL,00001111 OUT63H,AL

MOVCX,50H L1: LOOPL1 MOVAL,00001110 OUT63H,AL

MOVCX,5H L2: LOOPL2 MOVAL,00001111 OUT63H,AL使PC7輸出高電平維持一段時間使PC7輸出低電平維持一段時間（短）使PC7輸出高電平01二月202328C口置復位控制字應用舉例（3/3）例5.使PC7輸出方波，經(jīng)濾波放大后送喇叭發(fā)聲。輸出一個方波子程序：

SPKPROC

MOVAL,00001111 OUT63H,AL

CALLDELAY1

MOVAL,00001110 OUT63H,AL

CALLDELAY1 RET SPKENDP連續(xù)方波：

L:CALLSPKJMPL可控連續(xù)方波：

L:CALLSPK……………………JL條件轉(zhuǎn)移指令01二月202329應用控制字的注意要點寫入時間：工作方式控制字要在使用8255A之前寫入其命令端口；C口置/復位控制字在8255A工作的任何時候進行的；兩個控制字寫入同一命令端口，即63H；一定不能將置/復位控制字寫入C口(62H)中；對C口的設(shè)置可以有兩種方法：使用C口置/復位控制字，每次設(shè)置一個PC位的輸出狀態(tài)；無論初始化時該PC位的輸入輸出狀態(tài)均可；直接寫C口，每次必須同時設(shè)置多個(4或8)PC位的輸出狀態(tài)；初始化時，該PC位應為輸出狀態(tài)；01二月2023309.1.4~9.1.5

8255A工作方式及編程應用1、基本輸入/輸出方式（方式0）2、選通輸入/輸出方式（方式1）3、雙向輸入/輸出方式（方式2）01二月2023311、基本輸入/輸出方式（方式0）方式0的工作特點：基本的輸入/輸出方式，此方式?jīng)]有固定的聯(lián)絡信號，A、B、C三個端口均可作為數(shù)據(jù)端口工作于此方式下；單向I/O方式，即每次初始化后，指定端口（兩個8位端口和兩個4位端口）只能作為輸入端口或輸出端口；方式0下的數(shù)據(jù)傳送，可以是無條件方式，或查詢方式；方式0下的查詢傳送方式，需要使用C口中的某些PC位自定義為所需的聯(lián)絡信號。01二月202332例6.利用8255A控制8個發(fā)光二極管的亮和滅，要求每隔0.5s依次點亮L7~L0一次，周而復始，硬件連接如下圖。分析：發(fā)光二極管上有電流通過時，會被點亮；PA端輸出1，二極管熄滅；PA端輸出0，二極管點亮編寫循環(huán)程序，控制PA7~PA0每隔0.5s依次輸出0，而后變?yōu)?，即可滿足題目要求。01二月202333例6的控制程序8255A初始化控制字：A口方式0，輸出端口，即控制字為10000000初始化程序段：

MOVAL,80HOUT63H,ALA口按要求輸出數(shù)據(jù)程序段：

MOVAH,7FH

LOOP:MOVAL,AHOUT60H,AL

CALLDELAY1

RORAH,1JMPLOOP延時0.5秒控制數(shù)據(jù)01二月202334例7.利用8255A的A口方式0設(shè)計并行打印機接口。

要求：CPU采用查詢方式將緩沖區(qū)BUF中的256個字符通過接口送到打印機打印。采用查詢方式：在接口和打印機之間必須要有聯(lián)絡控制信號，以返回打印機狀態(tài)，及控制打印機工作；打印機的控制信號和工作時序；接口電路和打印機之間的連接，及信號控制的完成。打印內(nèi)容：程序中CPU必須先將要打印的數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)BUF中逐個讀出，在查詢到打印機就緒狀態(tài)后送到接口中。01二月202335打印機的控制信號和工作時序控制信號：STB#：輸入，打印機選通信號；BUSY：輸出，表示忙狀態(tài)信號；ACK#：輸出，打印機工作結(jié)束應答信號；工作時序需要打印數(shù)據(jù)時，CPU先查看打印機的BUSY忙信號，若BUSY=0，則將數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線；數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，發(fā)STB#選通信號，打印機即讀入數(shù)據(jù)，同時使BUSY信號有效，通知主機停止送數(shù)；打印機處理完當前數(shù)據(jù)后，使ACK#響應信號有效，同時使BUSY失效，通知主機可以發(fā)下一個數(shù)據(jù)。01二月202336打印機與接口之間的連接圖思考：8255A工作于方式0下，與打印機之間的聯(lián)絡信號如何設(shè)置？所需要的選通信號和狀態(tài)信號對8255A來說分別是輸入和輸出的兩種狀態(tài)，可使用C口作為聯(lián)絡信號，并且把高低4位分別定義為輸入和輸出兩種操作方式，以滿足聯(lián)絡需要。PC7PC2PA7~PA0STB#BUSYD7~D001二月202337程序流程圖開始初始化8255A和數(shù)據(jù)指針禁止打印取數(shù)據(jù)由接口送至打印機打印機忙？使8255A控制選通打印機修改數(shù)據(jù)指針需打印數(shù)據(jù)傳送完畢？結(jié)束YNYN01二月202338初始化程序段（8255A）A口作為數(shù)據(jù)輸出口，工作于方式0；B口沒有使用；C口作為查詢聯(lián)絡信號：PC7——輸出的選通信號；PC2——輸入的狀態(tài)信號。8255A的工作方式控制字為8255A的初始化程序段

MOVAL,81H OUT63H,AL1000000181H01二月202339初始化程序段（數(shù)據(jù)指針）使用間接尋址或相對尋址的方式對連續(xù)的存儲空間尋址；打印BUF緩沖區(qū)中的256個字符，故取操作數(shù)的程序為循環(huán)次數(shù)已知的循環(huán)程序，需要設(shè)置循環(huán)計數(shù)器CX。間接尋址方式：

MOVSI,OFFSETBUF(或LEASI,BUF)MOVCX,256AGAIN:…………MOVAL,[SI]…………INCSILOOPAGAIN相對尋址方式：

MOVSI,0MOVCX,256AGAIN:…………MOVAL,BUF[SI]…………INCSILOOPAGAIN01二月202340打印的選通與禁止打印機的選通信號STB#由8255A的PC7控制；PC7輸出高電平，禁止打印機工作；PC7輸出下降沿，選通打印機工作；0111101110禁止打印：

MOVAL,0FH OUT63H,AL選通打?。?/p>

MOVAL,0EHOUT63H,ALNOPNOPMOVAL,0FHOUT63H,AL01二月202341“

打印機忙”判斷

數(shù)據(jù)的輸出打印讀取8255A的PC2的狀態(tài)，以判斷下一步操作。0－空閑，可以輸出欲打印數(shù)據(jù)；1－忙，上次數(shù)據(jù)尚未打印完畢，CPU需等待。程序段

WAIT:INAL,62H;讀C口

ANDAL,04H;判斷PC2狀態(tài)

JNZWAIT;若BUSY＝1，則等待

……

……;否則，取下一打印數(shù)據(jù)

OUT60H,AL;將數(shù)據(jù)由A口送至打印機01二月202342例7.8255A方式0下的查詢傳送源程序

……MOVAL,81HOUT63H,ALMOVSI,0MOVCX,256MOVAL,0FHOUT63H,ALWAIT:INAL,62HANDAL,04HJNZWAITMOVAL,BUF[SI]OUT60H,ALMOVAL,0EHOUT63H,ALNOPNOPMOVAL,0FHOUT63H,ALINCSILOOPWAIT

……8255A初始化PC7=1禁止打印查詢PC2的狀態(tài)，決定是否打印打印機就緒后，CPU送出要打印的數(shù)據(jù)通過PC7選通打印機開始接收數(shù)據(jù)并打印循環(huán)繼續(xù)以查詢方式輸出數(shù)據(jù)并打印01二月2023432、選通輸入/輸出方式（方式1）方式1的工作特點：選通輸入/輸出方式，A、B口可工作于方式1下，由指定的PC位作為固定的聯(lián)絡信號使用；輸入和輸出操作所需的聯(lián)絡信號不同，但各操作的聯(lián)絡信號都存在著固定的時序關(guān)系，要嚴格遵循。單向I/O方式，要改變輸入/輸出狀態(tài)，必須重寫工作方式控制字；方式1可使用查詢或中斷的方式傳送數(shù)據(jù)；帶選通的單向IO方式01二月202344方式1輸入操作的聯(lián)絡信號（1/2）

選通信號STB#：外設(shè)8255A，低電平有效該信號有效期間，數(shù)據(jù)由外設(shè)傳送至8255A；8255A分別使用PC4、PC2作為STBA#和STBB#。輸入緩沖器滿信號IBF：由8255A輸出，高電平有效該信號有效表示當前8255A的輸入緩沖器中有新數(shù)據(jù)，等待CPU讀取，并且禁止外設(shè)再次送入數(shù)據(jù)；作用是：應答外設(shè)的STB#信號；或供CPU查詢的狀態(tài)位；8255A分別使用PC5、PC1作為IBFA和IBFB

。01二月202345方式1輸入操作的聯(lián)絡信號（2/2）

中斷請求信號INTR：8255ACPU，高電平有效該信號由8255A的內(nèi)部控制邏輯產(chǎn)生，用于中斷傳送方式下，向CPU發(fā)出輸入請求；8255A分別使用PC3、PC0作為INTRA和INTRB。中斷允許信號INTE：8255A內(nèi)部控制信號，高電平有效INTE=1時，8255A才有可能產(chǎn)生INTR請求；否則不會產(chǎn)生INTR信號；對INTE的設(shè)置位同STB#信號位（PC4、PC2），屬于8255A的內(nèi)部操作，不影響STB#信號的狀態(tài)。01二月202346方式1下輸入聯(lián)絡信號示意圖中斷機制：當STB#=1(外設(shè)輸入數(shù)據(jù)已結(jié)束)、IBF=1(輸入緩沖器中有新數(shù)據(jù))、INTE=1(允許中斷)時，使INTR有效；01二月202347方式1輸入操作的工作時序外設(shè)將準備好的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)線上，并發(fā)有效的STB#信號；STB#下降沿將數(shù)據(jù)送入8255A的輸入緩沖器中，并8255A置IBF有效，禁止外設(shè)再次輸入數(shù)據(jù)；STB#自動維持一段時間后，其上升沿使8255A內(nèi)部邏輯生成INTR中斷請求信號，請求CPU執(zhí)行中斷，讀入數(shù)據(jù)；CPU在中斷服務時執(zhí)行讀操作，RD#前沿撤銷INTR，后沿撤銷IBF，結(jié)束一次數(shù)據(jù)的輸入操作。外設(shè)送出數(shù)據(jù)STB#IBFINTRRD#CPU響應中斷CPU讀入數(shù)據(jù)接口讀入數(shù)據(jù)01二月202348方式1輸出操作的聯(lián)絡信號（1/2）

輸出緩沖器滿信號OBF#：由8255A輸出，低電平有效該信號有效，表示8255A的輸出緩沖寄存器中有新數(shù)據(jù)等待外設(shè)讀??；用于通知外設(shè)取走新數(shù)據(jù)；或供CPU查詢狀態(tài)；8255A分別使用PC7、PC1作為OBFA#和OBFB#。外部應答信號ACK#：外設(shè)8255A，低電平有效對OBF#的應答信號，8255A收到該信號時，表示外設(shè)已從8255A中取走數(shù)據(jù)，結(jié)束本次輸出操作；8255A分別使用PC6、PC2作為ACKA#和ACKB#。01二月202349方式1輸出操作的聯(lián)絡信號（2/2）

中斷請求信號INTR：8255ACPU，高電平有效該信號由8255A的內(nèi)部控制邏輯產(chǎn)生，用于中斷傳送方式下，向CPU發(fā)出輸出數(shù)據(jù)的請求；8255A分別使用PC3、PC0作為INTRA和INTRB。中斷允許信號INTE：8255A內(nèi)部控制信號，高電平有效INTE=1時，8255A才有可能產(chǎn)生INTR請求；否則不會產(chǎn)生INTR信號；對INTE的設(shè)置位同ACK#信號位（PC6、PC2），屬于8255A的內(nèi)部操作，不影響ACK#信號的狀態(tài)。01二月202350方式1下輸出聯(lián)絡信號示意圖中斷機制：當OBF#=1(輸出緩沖器空)、ACK#=1(外設(shè)結(jié)束上一數(shù)據(jù)的輸出操作)、INTE=1(允許中斷)、WR#=1(CPU完成一次數(shù)據(jù)的寫操作)時，INTR有效；01二月202351方式1輸出操作的工作時序CPU輸出數(shù)據(jù)到8255A的輸出緩沖器，WR#有效，其前沿撤消INTR信號，后沿設(shè)置OBF#信號；外設(shè)得到OBF#有效信號后，讀取數(shù)據(jù)，并發(fā)出ACK#應答信號，通知8255A；ACK#前沿撤銷OBF#，即表示輸出緩沖器空，可以開始新的輸出操作，后沿使8255A內(nèi)部邏輯產(chǎn)生新的中斷請求INTR。接口讀入數(shù)據(jù)CPU送出數(shù)據(jù)WR#OBF#INTRACK#外設(shè)讀入數(shù)據(jù)01二月202352方式1下的C口狀態(tài)方式1下，某些PC位作為固定的聯(lián)絡信號配合A、B口工作；對于C口中不使用的其他位，仍然可以作為數(shù)據(jù)端口；A、B口輸出操作時：OBF#AACK#AI/OI/OINTRAACK#BOBF#BINTRBA、B口輸入操作時：I/OI/OIBFASTB#AINTRASTB#BIBFBINTRBA口輸入、B口輸出操作時：I/OI/OIBFASTB#AINTRAACK#BOBF#BINTRB01二月202353例8.利用8255A的A口方式1設(shè)計并行打印機接口。

要求：CPU采用查詢方式將存放在緩沖區(qū)BUF的256個字符通過接口送到打印機打印。A口工作于方式1，作為輸出口，指定的聯(lián)絡信號 OBFA#(PC7)、ACKA#(PC6)、INTRA(PC3)打印機的聯(lián)絡信號BUSY、STB#、ACK#與方式0下的工作情況相似，只是在方式1下必須使用指定PC位的聯(lián)絡信號，而不能隨意自定義；方法1：將A口的OBF#、ACK#信號作為打印機的聯(lián)絡信號方法2：自定義打印機的選通信號01二月202354將A口的OBF#、ACK#信號作為打印機的聯(lián)絡信號CPU從A口送出要打印數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)01001查詢等待OBF#無效數(shù)據(jù)01二月202355方式1下查詢控制方式的傳送程序

MOVAL,10100000BOUT63H,AL

LEASI,BUFMOVCX,256

NEXT:MOVAL,[SI]OUT60H,AL

INCSIAGAIN:INAL,62HTESTAL,80HJZAGAINLOOPNEXT初始化程序段（8255A和數(shù)據(jù)指針）CPU查詢接口的輸出狀態(tài)(OBF#，PC7），判斷是否開始下一個數(shù)據(jù)的輸出操作。CPU輸出數(shù)據(jù)到8255A的A口01二月2023563、雙向輸入/輸出方式（方式2）工作特點：雙向選通輸入/輸出方式，只有A口可以使用；設(shè)有專用的輸入/輸出聯(lián)絡信號線（IBFA、STBA#、OBF#A、ACK#A、INTRA），各聯(lián)絡信號的時序關(guān)系同方式1；工作于方式2下A口既可以作數(shù)據(jù)輸入端口，也可以作數(shù)據(jù)輸出端口；可以用于查詢和中斷方式的數(shù)據(jù)傳送。帶選通的雙向IO方式01二月202357方式2下的聯(lián)絡信號及狀態(tài)字A口工作于方式2下，B口工作于方式1下，C口狀態(tài)：OBF#AACK#AIBFASTB#AINTRAI/OI/OI/OA口工作于方式2下，C口狀態(tài)：OBF#AACK#AIBFASTB#AINTRASTB#BIBFBINTRBOBF#AACK#AIBFASTB#AINTRAACK#BOBF#BINTRB仍然對應著8255A的內(nèi)部中斷允許信號INTEA口工作于方式2下，控制字為：110無效無效01二月202358補充：8255A在微機系統(tǒng)中的應用8255A在IBMPC/XT機中的應用使用一片8255A工作于方式0下；A口：輸入/輸出加電自檢時為輸出，輸出當前檢測部件的標志信號；正常工作時為輸入，用于讀取鍵盤的掃描碼；B口：輸出一些控制信號鍵盤管理、RAM和I/O通道檢驗、揚聲器的控制等；C口：輸入方式高4位為狀態(tài)測試位，低4位讀取系統(tǒng)配置開關(guān)狀態(tài)。01二月2023598255A在PC/XT機中的部分應用示意圖8255APB1PB0驅(qū)動電路揚聲器GATE2CLK2時鐘信號與門8253的2#通道PA7~PA0PB7PB6鍵盤掃描碼輸出0，使A口接收到的是鍵盤數(shù)據(jù)輸出1，給鍵盤送時鐘信號01二月2023609.28251A串行接口9.2.1串行接口的概念9.2.28251A可編程串行接口9.2.38251A的編程及應用9.2.1串行接口的概念1、串行通信與串行接口2、串行數(shù)據(jù)傳送方式3、串行通信方式4、數(shù)據(jù)傳輸率5、信號的調(diào)制與解調(diào)01二月20236101二月2023621、串行通信與串行接口串行通信：使用一根/對信息傳輸線，將數(shù)據(jù)、控制、狀態(tài)等信息按順序逐位傳送；串行傳送的數(shù)據(jù)有固定的格式來區(qū)分信息類型；串行通信的雙方要約定通信傳送的波特率。串行通信適用于遠距離傳送。傳送效率比并行通信低，但容易進行差錯控制；串行接口中需要進行數(shù)據(jù)的串-并轉(zhuǎn)換；利用接口內(nèi)部的移位邏輯實現(xiàn)；P264圖9-132、串行數(shù)據(jù)傳送方式單工（Simplex）收發(fā)雙方由一根單向的信息線連接；半雙工（HalfDuplex）收發(fā)雙方通過一根雙向的信息線連接；全雙工(FullDuplex）收發(fā)雙方通過兩根單向信息線連接；多工（multiplex）通過將一個信道劃分為若干個頻帶或時間片的復用技術(shù)，從而使多路信號同時共享信道；01二月20236301二月202364單工數(shù)據(jù)傳送方式單工（Simplex）收發(fā)雙方通過一根單向的信息線連接，只能進行數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，一旦連接確定數(shù)據(jù)的傳送方向即不可更改。特點：兩站點之間僅有一根單向的信息線；每個站點中僅需要一個發(fā)送器，或接收器。接收器發(fā)送器AB發(fā)送器接收器AB01二月202365半雙工數(shù)據(jù)傳送方式半雙工（HalfDuplex）收發(fā)雙方通過一根雙向的信息線連接，既可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但通信雙方不能同時收發(fā)數(shù)據(jù)。特點：兩站點之間只有一根雙向信息線；每端都有發(fā)送器和接收器，需有收/發(fā)切換電子開關(guān)；因有切換，會產(chǎn)生時間延遲。發(fā)送器接收器發(fā)送器接收器AB01二月202366全雙工數(shù)據(jù)傳送方式全雙工(FullDuplex）收發(fā)雙方通過兩根單向信息線連接，分別負責數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，通信雙方都能在同一時刻進行發(fā)送和接收操作。特點：每一端都有發(fā)送器和接收器；有兩條相互獨立的單向信息傳送線。發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器AB01二月202367多工數(shù)據(jù)傳送方式多工（multiplex）通過將一個信道劃分為若干個頻帶或時間片的復用技術(shù)，從而使多路信號同時共享信道；特點：在一條線路上傳輸不同的信號頻率；使用多路復用器或多路集中器等專用的通信設(shè)備。發(fā)送1發(fā)送n……接收1接收n……復用器復用器數(shù)據(jù)3、串行通信方式——異步通信異步通信以字符為單位傳送數(shù)據(jù)，字符與字符之間是異步傳送的，而位與位之間則是同步傳送；數(shù)據(jù)格式：數(shù)據(jù)位（5~8位）、起始位（1位，值恒為0）、校驗位（可選）、停止位（1位、1.5位、2位可選，值恒為1）；01二月20236811000010111000空閑位起始位數(shù)據(jù)位0低高校驗位停止位3、串行通信方式——同步通信同步通信以數(shù)據(jù)塊為單位傳送，每個數(shù)據(jù)塊包括多個字符；字符內(nèi)部的位傳送和字符之間的傳送都要嚴格同步；同步方法有外同步和內(nèi)同步兩種；數(shù)據(jù)格式01二月202369同步字符數(shù)據(jù)……數(shù)據(jù)CRC1CRC2同步字符同步字符數(shù)據(jù)……數(shù)據(jù)CRC1CRC2數(shù)據(jù)……數(shù)據(jù)CRC1CRC2外同步信號單同步方式雙同步方式外同步方式01二月2023704、數(shù)據(jù)傳輸率（1/2）波特率單位時間內(nèi)傳送二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，即串行通信的數(shù)據(jù)傳輸率。單位1波特=1bit/s（位/秒）常用的標準波特率：110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200b/s注意：波特率與字符傳輸率是不同的。01二月2023714、數(shù)據(jù)傳輸率（2/2）波特率因子每傳送一位二進制數(shù)據(jù)所需要的時鐘脈沖個數(shù)；波特率、波特率因子、時鐘頻率的關(guān)系：時鐘頻率=波特率×波特率因子例如：給定時鐘頻率f=19.2kHz，若選擇波特率因子為16，則該串行通信的波特率為多少？波特率=19.2×103/16=1200bps。01二月2023725、信號的調(diào)制與解調(diào)計算機的串行通信是借用現(xiàn)有的電話網(wǎng)進行的：所謂調(diào)制與解調(diào)，指的就是波形變換（頻譜變換），即將信號的頻譜變換成接收方適合的頻譜。調(diào)制器(Modulator)是一個波形變換器，它將數(shù)字波形變換成適合于模擬信道傳輸?shù)牟ㄐ?；解調(diào)器是一個波形識別器，將模擬信號恢復成數(shù)字信號；計算機MODEMMODEM模擬信號數(shù)字信號數(shù)字信號CRT10101010101001二月202373調(diào)制方法調(diào)幅（AM）載波的振幅隨數(shù)字信號而變化；1—有載波；0—無載波。調(diào)頻（FM）載波的頻率隨數(shù)字信號而變化；0—f1；1—f2。調(diào)相（PM）載波的初始相位隨數(shù)字信號而變化；0—相位0度；1—相位180度。f1f2FMAM0100110度180度PM9.2.2可編程串行通信接口芯片8251A1、8251A的主要特性2、8251A的外部引腳特性3、8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)01二月2023751、8251A的主要特性8251A是一個全雙工雙緩沖器的可編程串行接口芯片；同步方式波特率為0~64Kbps，可自動插入/檢測同步字符；可通過編程方式設(shè)置數(shù)據(jù)格式，同步方式，同步字符等；異步方式波特率為0~19.2Kbps；可通過編程方式設(shè)置數(shù)據(jù)格式、波特率因子；具有發(fā)送/接收緩沖器，可以工作于全雙工的傳輸方式；具有出錯檢測功能，能檢出奇偶、超越、幀格式等錯誤；01二月2023762、8251A的外部引腳特性01二月202377（1）面向CPU的引腳三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線D0~D7讀寫信號RD#、WR#片選信號CS#復位信號RESET：持續(xù)6個時鐘周期的高電平，即使芯片處于待命狀態(tài)；片內(nèi)尋址的地址線C/D#：（308H、309H）1——訪問8251A的命令/狀態(tài)端口（寫命令、讀狀態(tài)）；0——訪問8251A的數(shù)據(jù)端口（讀寫數(shù)據(jù)）。01二月202378（2）狀態(tài)信號（1/4）發(fā)送就緒信號TXRDY：高電平有效，輸出當8251A的內(nèi)部狀態(tài)允許發(fā)送（TxEN置位），外設(shè)就緒（CTS#引腳有效），且發(fā)送緩沖器空時，該信號有效；有效時，CPU可將并行數(shù)據(jù)寫入8251的發(fā)送緩沖器；CPU寫入數(shù)據(jù)后，該信號自動無效；中斷方式時，可作為中斷請求信號；

查詢方式時，可作為狀態(tài)信號；CPU查詢狀態(tài)字的D0位（TXRDY位）來決定是否傳送數(shù)據(jù)；01二月202379（2）狀態(tài)信號（2/4）發(fā)送器空信號TXE（TXEMPTY）：高電平有效，輸出有效時，8251A發(fā)送器中的數(shù)據(jù)已送到外設(shè)；同步方式下，若CPU不能及時向8251A輸出一個新的數(shù)據(jù)，則該信號變?yōu)橛行У母唠娖?，同時發(fā)送器在數(shù)據(jù)輸出線上插入同步字符，以填補傳輸空隙。注意區(qū)分：TXRDY=1 ——發(fā)送緩沖器空TXE=1 ——發(fā)送移位寄存器空01二月202380（2）狀態(tài)信號（3/4）接收就緒信號RXRDY：高電平有效，輸出有效時，外設(shè)已將串行數(shù)據(jù)送入8251A，并完成轉(zhuǎn)換，等待CPU讀取；CPU讀取數(shù)據(jù)后，該信號自動無效；若CPU不能及時取走這個數(shù)據(jù)，新接收的數(shù)據(jù)將其覆蓋，發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，稱為“超越錯”，反映在狀態(tài)字中；中斷方式時，可作為中斷請求信號；

查詢方式時，可作為狀態(tài)信號；CPU查詢狀態(tài)字的D1位（RXRDY位）來決定是否傳送數(shù)據(jù)；01二月202381（2）狀態(tài)信號（4/4）雙功能引腳SYNDET/BD：高電平有效同步方式下，作為同步檢出信號SYNDET；內(nèi)同步時，芯片內(nèi)部電路搜索同步字符，找到則使該引腳輸出高電平，同時設(shè)置狀態(tài)寄存器；外同步時，片外檢測電路檢測到同步字符，從該引腳輸入高電平，使8251A在下一個接收時鐘RxC開始裝配字符。異步方式下，作為中止符檢測信號BD；若8251A檢測到對方發(fā)送的中止符，則從該引腳輸出高電平，同時將設(shè)置狀態(tài)寄存器。01二月202382（3）時鐘信號接收器輸入時鐘RXC：同步方式下，接收方的RxC與發(fā)送方的TxC使用同一個時鐘，且RxC的頻率等于波特率；異步方式下，RxC的頻率可設(shè)定為波特率的1、16或64倍。發(fā)送器輸入時鐘TXC：與接收器時鐘RxC的規(guī)定相同；工作時鐘CLK：為芯片內(nèi)部電路提供定時，不用做收發(fā)數(shù)據(jù)；時鐘周期范圍：0.42μs~1.35μs01二月202383（4）面向調(diào)制解調(diào)器的信號（1/2）數(shù)據(jù)終端就緒信號DTR#：低電平有效，輸出有效時，表示8251A準備就緒，可以接收數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)裝置就緒信號DSR#：低電平有效，輸入有效時，表示調(diào)制解調(diào)器準備就緒，完成輸入數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換；作為DTR#的應答信號；接收數(shù)據(jù)線RXD：輸入以上聯(lián)絡信號就緒后，通過RXD輸入數(shù)據(jù)；8251A接收01二月202384（4）面向調(diào)制解調(diào)器的信號（2/2）請求發(fā)送信號RTS#：低電平有效，輸出有效時，8251A已準備好發(fā)送數(shù)據(jù)；可由軟件定義；允許發(fā)送信號CTS#：低電平有效，輸入有效時，表示調(diào)制解調(diào)器已準備好接收數(shù)據(jù)；作為RTS#的響應信號，通知8251A發(fā)送數(shù)據(jù)；發(fā)送數(shù)據(jù)線TXD：輸出以上聯(lián)絡信號就緒后，通過TXD輸出數(shù)據(jù)；8251A發(fā)送01二月2023853、8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)串/并轉(zhuǎn)換接收緩沖器并/串轉(zhuǎn)換O發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYRXCSYNDET/BD內(nèi)部總線數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制邏輯電路調(diào)制解調(diào)電路D0~D7RESETCLKC/DRDWRCSDSRDTRCTSRTSOOOOOO發(fā)送器接收器01二月202386接收器（概述）電路組成：接收緩沖器、接收移位寄存器（串-并轉(zhuǎn)換電路）、接收控制電路；有關(guān)接收工作：當命令控制字中的“允許接收”RXE和“數(shù)據(jù)終端準備好”DTR有效時，接收器開始監(jiān)視RXD上串行數(shù)據(jù)；接收數(shù)據(jù)對同步和異步兩種方式采用不同的處理過程，并將接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，存放在接收緩沖器中；接收緩沖器接收到數(shù)據(jù)，即設(shè)置“接收準備好”RXRDY狀態(tài)信號，通知CPU讀取數(shù)據(jù)；雙緩沖結(jié)構(gòu)01二月202387發(fā)送器（概述）電路組成：發(fā)送緩沖器、發(fā)送移位寄存器（并-串轉(zhuǎn)換電路）、發(fā)送控制電路；有關(guān)發(fā)送工作：TXRDY有效時，CPU將并行數(shù)據(jù)寫入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器；當外設(shè)就緒后，發(fā)回有效的CTS#信號，若命令控制字中的TXEN有效，則采用同步、異步方式將數(shù)據(jù)封裝并發(fā)送；數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束，使TXE引腳有效，CPU可再次寫入下一個數(shù)據(jù)；01二月202388調(diào)制/解調(diào)控制電路作用實現(xiàn)8251A與外界之間的聯(lián)絡控制；遠距離傳送時提供與調(diào)制解調(diào)器的聯(lián)絡應答信號；近距離傳送時提供與外設(shè)的聯(lián)絡應答信號。9.2.38251A的編程及應用1、8251A的命令字與狀態(tài)字2、8251A的初始化編程3、8251A的應用舉例01二月2023901、8251的命令字與狀態(tài)字方式字對8251A的工作方式進行選擇，約定雙方的通信方式，數(shù)據(jù)格式，傳送速率等問題。命令字確定8251A的實際操作類型，迫使8251A進入某種操作或工作狀態(tài)，以便接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。狀態(tài)字保存能反映8251A當前工作狀態(tài)的狀態(tài)字，包括數(shù)據(jù)收發(fā)的就緒狀態(tài)、同步狀態(tài)、出錯信息等內(nèi)容。01二月202391①方式控制字格式S1S0EPPENL1L0B1B0同步方式異步方式00內(nèi)同步雙同步無效01外同步雙同步1位停止位10內(nèi)同步單同步1.5位停止位11外同步單同步2位停止位校驗選擇*0無校驗01奇校驗11偶校驗數(shù)據(jù)長度005位016位107位118位同、異步方式00同步方式01異步方式波特率因子為110異步方式波特率因子為1611異步方式波特率因子為6401二月202392方式字應用舉例（1/2）例1：異步通信中，若幀數(shù)據(jù)格式為：字符長度8位，停止位2位，奇校驗，波特率因數(shù)是16。相關(guān)的初始化程序段：

MOVDX，309H

；8251命令口

MOVAL，0DEH

；異步工作方式字

OUTDX，ALS1S2EPPENL1L0B1B00DEH110111102位停止位奇校驗字符長度為8位波特率因子為1601二月202393方式控制字應用舉例（2/2）相關(guān)的初始化程序段：

MOVDX，309H

；8251命令口

MOVAL，1CH

；同步工作方式字

OUTDX，ALS1S2EPPENL1L0B1B01CH00011100雙同步、內(nèi)同步奇校驗字符長度為8位同步方式例2：同步通信中，若幀數(shù)據(jù)格式為：字符長度8位，雙同步字符，內(nèi)同步方式，奇校驗。01二月202394②命令字格式EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN搜索同步字符0不搜索1搜索內(nèi)部復位0無效1復位命令發(fā)送請求0置RTS#無效1置RTS#有效狀態(tài)寄存器的錯誤標志復位0不復位1復位發(fā)中止字符0正常操作1發(fā)中止字符接收允許0禁止接收1允許接收數(shù)據(jù)終端準備好0置DTR#無效1置DTR#有效發(fā)送允許0禁止發(fā)送1允許發(fā)送01二月202395關(guān)于命令字D0位（TXEN）、D2位（RXE）分別可作為發(fā)送和接收的允許控制位，0—禁止，1—允許；D1位（DTR）、D5位（RTS）設(shè)置對應引腳的狀態(tài)，設(shè)置位狀態(tài)與引腳狀態(tài)相反；D3位（SBRK）強迫TXD為低電平，發(fā)送連續(xù)的空號（中止符）；D7位（EH）同步工作方式下，允許8251A搜索同步字符；01二月202396命令字應用舉例（1/2）例3：使8251內(nèi)部復位。控制程序段：

MOVDX，309H

MOVAL，40HOUTDX，ALEHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN010000008251A初始化時，一定要在寫方式控制字之前先使用復位命令對8251A進行內(nèi)部的復位操作。01二月202397命令控制字應用舉例（2/2）例4：使8251A同時允許接收和發(fā)送。控制程序段：

MOVDX，309H

MOVAL，05HOUTDX，ALEHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN0000010101二月202398③狀態(tài)字格式數(shù)據(jù)裝置就緒同步檢出格式錯超越錯奇偶錯發(fā)送器空接收就緒發(fā)送就緒DSRSYNDETFEOEPETXERXRDYTXRDYD7D6D5D4D3D2D1D0錯誤標志位狀態(tài)字是在8251A工作期間中自動設(shè)置的；對應位置1，表示該狀態(tài)有效。FE、OF、PE三個標志位的置位并不會中止8251A的工作，但可以使用命令控制字的ER位使之復位；01二月202399狀態(tài)字應用舉例（1/2）例5：查詢8251A接收器是否準備好。

MOVDX，309H；狀態(tài)口

L： INAL，DX ；讀狀態(tài)字

ANDAL，02H

；查D1=1？（RXRDY）

JZL；未準備好，則等待

MOVDX，308H

；數(shù)據(jù)口

INAL,DX01二月2023100狀態(tài)字應用舉例（2/2）例6：檢查8251A接收的數(shù)據(jù)是否出錯。

MOVDX，309H；狀態(tài)口

INAL，DX TESTAL，38H

；檢查FE，OE，PE三位

JNZERROR；若其中有一位為1，則出錯01二月20231012、8251A的初始化編程8251A僅有一個命令端口(309H)，且命令字沒有標志位，故8251A根據(jù)命令字的寫入順序區(qū)分命令字的類型；異步方式下的初始化：復位命令——方式命令字——命令控制字——數(shù)據(jù)收發(fā)同步方式下的初始化復位命令——方式命令字——同步字符——命令控制字——數(shù)據(jù)收發(fā)課本P269圖9-168251A的編程流程圖01二月2023102異步方式下的初始化舉例例7：假設(shè)8251A工作于異步方式，波特率因子為16，每字符7個數(shù)據(jù)位，偶校驗，2位停止位，工作于接收和發(fā)送狀態(tài)，使RTS#和DTR#有效，試寫出初始化程序段。方式控制字命令控制字S1S2EPPENL1L0B1B00FAH111110102位停止位偶校驗字符長度為7位波特率因子為16EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN0011011137H01二月2023103異步方式下的初始化程序段

MOVDX，309HMOVAL，

40H

；復位命令

OUTDX，ALMOVAL，

0FAH

；方式命令字

OUTDX，ALMOVAL，

37H

；命令控制字

OUTDX，AL01二月2023104同步方式下的初始化舉例例8：假定8251A工作于同步方式，單同步字符16H，內(nèi)同步，偶校驗，每字符7個數(shù)據(jù)位，試寫出初始化程序段。方式控制字命令控制字S1S2EPPENL1L0B1B00B8H10111000內(nèi)同步，單同步偶校驗字符長度為7位同步方式EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN101101110B7H01二月2023105同步方式下的初始化程序段

MOVDX，309HMOVAL，

40H

；復位命令

OUTDX，AL

MOVAL，

0B8H

；方式命令字

OUTDX，AL

MOVAL，

16H

；設(shè)置同步字符

OUTDX，ALMOVAL，

0B7H

；命令控制字

OUTDX，AL01二月20231063、8251A的應用舉例8251A的數(shù)據(jù)傳送可采用查詢方式或中斷方式；查詢方式：先讀取狀態(tài)信息，再傳送數(shù)據(jù)；狀態(tài)寄存器D0=1(TxRDY)——8251A發(fā)送就緒，CPU可以寫數(shù)據(jù)；狀態(tài)寄存器D1=1(RxRDY)——8251A已接收一幀數(shù)據(jù)并完成串并轉(zhuǎn)換，CPU可以讀入數(shù)據(jù)；中斷方式：8251A發(fā)硬件的請求信號給CPU；8251A使用TxRDY、RxRDY引腳作為發(fā)送、接收中斷請求；收發(fā)均采用中斷方式時，TxRDY、RxRDY通過或門與INTR相連；CPU響應中斷時，查詢狀態(tài)寄存器，區(qū)分是發(fā)送中斷還是接收中斷。01二月2023107例9.編寫使8251A發(fā)送數(shù)據(jù)的程序段。要求：將8251A設(shè)置為異步傳送方式，波特率因子為64，采用偶校驗，1位停止位，7位數(shù)據(jù)位。8251A與外設(shè)有握手信號，采用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)。S1S2EPPENL1L0B1B007BH011110111位停止位偶校驗字符長度為7位波特率因子64EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN0011000131H方式控制字命令控制字01二月2023108控制程序段

MOV DX，309H ；控制口地址 MOV AL，40H

；復位命令

OUT DX，AL

MOV AL，7B