并行與串行芯片

并行與串行芯片第一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.1并行接口概述9.1.1并行接口的特點9.1.2并行接口的類型第二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.1.1并行接口的特點1．并行接口是在多根數(shù)據(jù)線上以數(shù)據(jù)字節(jié)或字為單位與I/O設(shè)備或被控對象傳輸數(shù)據(jù)。2．并行接口適用于近距離數(shù)據(jù)傳輸。一次同時傳送多位數(shù)據(jù)，傳送速度快。3．在并行接口中，8位或16位是同時傳輸?shù)摹?．并行傳送的信息不要求固定的格式，這與串行傳送的信息有固定格式的要求不同。

第三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.1.2并行接口的類型1.從并行接口數(shù)據(jù)傳送的方向看，可分為兩種,一是單向傳送（只作為輸入口或只作為輸出口）,另一種是雙向傳送（既可作為輸入口，也可作為輸出口）2.從并行接口的電路結(jié)構(gòu)看，并行接口可分為硬接線接口和可編程接口。3.可編程接口可以用軟件編程序的方法改變接口的工作方式及功能，具有廣泛的適應(yīng)性和很高的靈活性。第四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.2可編程并行接口8255A9.2.18255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能9.2.28255A的編程9.2.38255A的工作方式9.2.48255A的應(yīng)用舉例第五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.2.18255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A引腳功能第六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日WRRESETPA7PA4PB7PB6PB5PB4D0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB3圖9-18255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部引腳圖RDA1A0PC7PC6PC5PC4PA3PA2PA1PA0CSA組A口（8位）B組B口（8位）A組C口(高4位)B組C口(低4位)數(shù)據(jù)A組控制緩沖器讀/寫控制邏輯B組控制CSA1RDWRPC3~PC0PA7~PA0PC7~PC4PB7~PB0總線A0D7~D0RESET123456781718192091011121314151628272625242322213635343332313029403938378255AGNDPC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA5PA68255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)第七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日PC端口60H61H62H60H61H62H63H63H0000000100A00100101××1A10010011××10001111×101110000×11操作讀A口數(shù)據(jù)讀B口數(shù)據(jù)讀C口數(shù)據(jù)寫A口數(shù)據(jù)寫B(tài)口數(shù)據(jù)寫C口數(shù)據(jù)寫控制字寄存器總線懸?。ㄈ龖B(tài)）總線懸浮控制口不能讀表9-18255A基本操作與端口地址WRRDCS8255A的引腳功能第八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.2.28255A的編程1.方式控制字2.端口C置位/復(fù)位控制字第九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日1.方式控制字例9-1要把A口指定為方式1，輸入，C口上半部定為輸出；B口指定為方式0，輸出，C口下半部指定為輸入，則工作方式命令代碼是10110001B或B1H。設(shè)8255A控制字寄存器端口地址為303H。初始化的程序段為：MOVDX,303H；8255A命令口地址 MOVAL,0B1H；初始化命令 OUTDX,AL；送到命令口1D6D5D4D3D2D1D0

00方式001方式11×方式2C口下半部1輸入0輸出B口選擇1輸入0輸出B組方式0方式01方式1C口上半部1輸入0輸出特征位A組方式A口選擇1輸入0輸出圖9-28255A方式控制字格式第十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日2.端口C置位/復(fù)位控制字例9-2若要把C口的PC2引腳置成高電平輸出，則命令字應(yīng)該為00000101B或05H。程序段為

MOVDX，303H；8255A命令口地址

MOVAL，05H；使PC2＝1的控制字

OUTDX，AL；送到命令口特征位圖9-3端口C置位/復(fù)位控制字格式位控0D6D5D4D3D2D1D0

1置位（高電平）0復(fù)位（低電平）無關(guān)位×××可設(shè)為000

C口的位選擇D3D2D1

選擇000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7第十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.2.38255A的工作方式方式0方式1方式2

第十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日1．工作方式0方式0又稱為基本輸入/輸出方式。（1）A口、C口的高4位、B口以及C口的低4位可分別定義為輸入或輸出，各端口互相獨立，故共有16種不同的組合。（2）定義為輸出的口均有鎖存數(shù)據(jù)的能力，而定義為輸入的口則無鎖存能力。（3）在方式0下，C口有按位進行置位和復(fù)位的能力。第十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日2．工作方式1一種選通的輸入/輸出工作方式。（1）三個端口分為兩組，即A組和B組。（2）A組包括8位數(shù)據(jù)端口A和PC7～PC3五位控制/狀態(tài)端口，B組為8位數(shù)據(jù)端口B和PC2～PC0三位狀態(tài)控制端口。（3）每一個8位數(shù)據(jù)端口均可設(shè)置為輸入/輸出方式，且兩種工作方式均可鎖存。（4）控制/狀態(tài)口除了指示兩組數(shù)據(jù)口的狀態(tài)及選通信號外，還可用做I/O口，如PC6和PC7，用位控方式傳送。

第十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日（1）方式1下A口、B口均為輸出方式1輸出方式1輸出接口A方式1輸出接口BI/O8259&&PB7～PB0PA7～PA02PC6PC7PC3PC4,5PC1PC2PC0圖9-4方式1下A、B口為輸出的選通信號定義WRWRINTRAINTRBINTEAINTEBOBFAACKAOBFBACKB第十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日（2）方式1下A口、B口均為輸入方式1輸入接口A方式1輸入接口BI/O&&PB7～PB0PA7～PA02PC5PC4PC3PC6、7PC2PC1PC0圖9-5方式1下A、B口均為輸入時的信號定義RDRDINTRAINTRBINTEAINTEBSTBASTBB88第十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日3．工作方式2（1）工作方式2只適用于A口，B口仍按方式0或方式1工作。（2）A口可工作于雙向方式，C口的PC7～PC3位作為A口的控制/狀態(tài)信號端口，PC2～PC0用于B組。（3）A口的輸入/輸出均有鎖存功能。在方式2工作狀態(tài)下，A口既可工作于查詢方式，又可工作于中斷方式。I/O≥1WRRD&&PC7PC6PC3PC4PC5PC2~038INTE1INTE2IBFAINTRA圖9-6方式2下的信號定義OBFAACKASTBAPA7～PA0第十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.2.48255A的應(yīng)用舉例例9-3例9-4第十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日例9-3應(yīng)用8255A方式0連接打印機；初始化8255A，使A口處于方式0、輸出，C口高4位輸入、低4位輸出MOVAL，10001000BOUT63H，ALMOVAL，00000011BOUT63H，ALWAIT：INAL，62HANDAL，00100000BJNZWAITMOVAL，CL

OUT60H，ALMOVAL，00000010BOUT63H，AL

CALLDELAY

MOVAL，00000011BOUT63H，AL

┋8255A打印機PA7～PA0PC1PC5DATA0~DATA7STROBEBUSY圖9-7方式0的打印機接口第十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日例9-4應(yīng)用8255A工作在方式0和方式1進行雙機并行通信。；發(fā)送方的發(fā)送程序MOVAL，10100000BOUT63H，ALMOVAL，0DHOUT63H，ALTEST1:

INAL，DXANDAL，40HJNZTEST1MOVAL，CLOUT60H，AL；接收方的接收程序MOVAL，10011000B OUT63H，ALMOVAL，01HOUT63H，ALRECEIVE：INAL，62HTESTAL，10HJNZRECEIVEINAL，60HMOVCL，ALMOVAL，00HOUT63H，ALCALLDELAYINCALOUT63H，AL

┇PA0~7PA0~7PC7PC7PC0PC6PC4~6PC1~3PB0~7PC0~5PB0~7PC38255A8255A0方式1方式乙（接收）CPU甲（發(fā)送）CPU未用OBFACK圖9-8兩種方式的并行傳送接口電路框圖第二十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.3串行通信的基本概念9.3.1串行數(shù)據(jù)傳送方式9.3.2波特率和發(fā)送/接收時鐘9.3.3串行通信的基本方式9.3.4信號調(diào)制與解調(diào)9.3.5串行接口的任務(wù)第二十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.3.1串行數(shù)據(jù)傳送方式1．全雙工2．半雙工

第二十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日

1．全雙工當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進行發(fā)送和接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工（FullDuplex）制。發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器B站A站圖9-9全雙工方式示意圖第二十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日2．半雙工若使用同一根傳輸線既作接收又作發(fā)送，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個方向上傳送，但通信雙方不能同時收發(fā)數(shù)據(jù)，這樣的傳送方式就是半雙工（HalfDuplex）制。

A站B站發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器圖9-10半雙工方式示意圖第二十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.3.2波特率和發(fā)送/接收時鐘1．波特率2．發(fā)送/接收時鐘

第二十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日并行通信中，傳輸速度以每秒傳輸?shù)淖止?jié)（B/s）表示。在串行通信中，傳輸速率用波特率來表示。所謂波特率，是指單位時間內(nèi)傳送二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，單位為位/秒（b/s）。每秒鐘所傳輸?shù)淖址麛?shù)（字符速率）和波特率是兩種概念

1．波特率第二十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日2．發(fā)送/接收時鐘發(fā)送端使用的用于決定數(shù)據(jù)位寬度的時鐘稱為發(fā)送時鐘。接收端使用的用于測定每一位輸入數(shù)據(jù)位寬度的時鐘稱為接收時鐘。接收/發(fā)送時鐘頻率＝n·波特率（n＝1，16，32，64）第二十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.3.3串行通信的基本方式1．異步通信2．同步通信

第二十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日1．異步通信00/10/10/1…

0/10/10/111100/1起始位奇偶校驗位（可有可無）5～8位數(shù)據(jù)位（先送最低位）LSBMSB空閑位停止位（1，11/2或2位）第n個字符（8～12位）第n＋1個字符圖9-11異步串行通信格式第二十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日2．同步通信同步通信的特點是不僅字符內(nèi)部保持“同步”，而且字符與字符之間也是同步的。在這種通信方式下，收/發(fā)雙方必須建立準確的位定時信號，也就是收/發(fā)時鐘的頻率必須嚴格地一致。同步通信在數(shù)據(jù)格式上也與異步通信不同，每個字符不增加任何附加位，而是連續(xù)發(fā)送。第三十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.3.4信號調(diào)制與解調(diào)MODEM與計算機連接的方式分成內(nèi)接式和外接式。MODEM的調(diào)制方式有3種：振幅調(diào)制（ASK）：以兩種振幅的大小來區(qū)別數(shù)字信號“0”與“1”；頻率調(diào)制（FSK）：利用兩個固定的頻率來分別代表數(shù)字信號“0”與“1”；相位調(diào)制（PSK）：利用相位的差異來區(qū)別信號，當(dāng)相位差180o時代表位值的變化。第三十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.3.5串行接口的任務(wù)1．進行串－并轉(zhuǎn)換2．實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)格式化

3．可靠性檢驗

4．實施接口與通信設(shè)備之間的聯(lián)絡(luò)控制

第三十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.4可編程串行接口8251A9.4.18251A的基本性能9.4.28251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能9.4.38251A的控制字和狀態(tài)字9.4.48251A的初始化編程9.4.58251A應(yīng)用舉例第三十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.4.18251A的基本性能1．通過初始化編程，可以工作在同步通信或異步通信方式。2．同步方式時，可設(shè)定為內(nèi)同步或外同步兩種做法，同步字符允許采用單同步字符和雙同步字符，由用戶選定。3．異步方式時，數(shù)據(jù)位仍可在5～8位范圍內(nèi)選用，用1位作為奇偶校驗位或不設(shè)置奇偶位。4．8251A具有奇偶校驗、幀校驗和溢出校驗三種字符數(shù)據(jù)的校驗方式，校驗位的插入、檢查和出錯標志的建立均由芯片自動完成。5．8251A能與MODEM直接相連，接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)均可存放在各自的緩沖器中，以便實現(xiàn)全雙工通信。

第三十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.4.28251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)8251A引腳功能第三十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日1．8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)RESET狀態(tài)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器外部數(shù)據(jù)總線內(nèi)部數(shù)據(jù)總線讀/寫控制邏輯調(diào)制控制發(fā)送器（P→S）發(fā)送（控制）接收（控制）接收器（S→P）CLKC/DRDCSWRTxDTxRDYTxETxCDTRDSRRTSCTSRxCRxCRxRDYSYNDET00001CSC/DRDWR0101×0011×1100×功能CPU從8251A讀數(shù)據(jù)CPU從8251A讀狀態(tài)CPU寫數(shù)據(jù)到8251ACPU寫命令到8251AUSART總線浮空（無操作）表9-28251A讀/寫操作第三十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日2．8251A的引腳功能56789101112123428272625242322212019181714131615C/DRDWRCSTxCD4D7D6D5GNDRxDD3D2RxRDYD1D0Vcc(+5V)RxCDTRRTSDSRCTSRESETCLKTxDTxESYNDETTxRDY8251A第三十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.4.38251A的控制字和狀態(tài)字1．方式控制字2.操作控制字3．狀態(tài)字

第三十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日1．方式控制字D7D6D5D4D3D2D1D0

S2S1EPPENL2L1B2B1同步方式及同步字符個數(shù)×0：內(nèi)同步×1：外同步0×：2個同步字符1×：1個同步字符停止位位數(shù)00：不確定01：1位10：1.5位11：2位字符長度00：5位01：6位10：7位11：8位奇偶校驗×0：無校驗01：奇校驗11：偶校驗工作方式及波特率因子00：同步方式01：異步×110：異步×1611：異步×64Y（同步）N（異步）D1D0=00?圖9-138251A方式控制字格式第三十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日2.操作控制字 發(fā)送允許 1，允許發(fā)送 0，屏蔽發(fā)送 數(shù)據(jù)終端準備好 1。迫使DTR低電平 0，正常工作 接收允許 1，允許接收 0，屏蔽接收發(fā)中止字符1。迫使TxD為低電平0，正常工作D7D6D5D4D3D2D1D0

EHIRRTSERSBRKRxEDTRTxEN搜索同步字符1，啟動搜索同步字符0，不搜索同步字符內(nèi)部復(fù)位1。內(nèi)部軟復(fù)位以便重置方式控制字0，正常工作 請求發(fā)送 1．使RST低電平 0，正常工作 清除錯誤標志 1．使狀態(tài)寄存器中的 PE、OE、FE清零 0，正常工作圖9-14操作控制字格式第四十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日3．狀態(tài)字圖9-15狀態(tài)字格式D7D6D5D4D3D2D1D0

DSRSYNDETFEOEPETxERxRDYTxRDY數(shù)傳機就緒同步檢出格式錯溢出錯奇偶錯發(fā)送器空接收準備好發(fā)送準備好第四十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日例9-5，例9-6

例9-5串行通信時，在發(fā)送程序中，需查狀態(tài)字的D0位是否置1，即查TxRDY＝1？其程序段為：L：MOVDX，309H

INAL，DXANDAL，01HJZL例9-6串行通信時，在接收程序中，需查狀態(tài)字的D1位是否置1，即查RxRDY＝1？其程序段為：L1：MOVDX，309H

INAL，DXANDAL，02HJZL1第四十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.4.48251A的初始化編程例9-7例9-8例9-9RESET寫方式控制字異步方式？輸入第一個同步字符單同步？輸入第二個同步字符寫操作命令字RESET？串行傳送數(shù)據(jù)完成？NNNNYYYY第四十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日例9-7編寫一段通過8251A采用查詢方式接收數(shù)據(jù)的程序。將8251A定義為異步傳送方式，波特率因子為64，采用偶校驗，1位停止位，7位數(shù)據(jù)位。設(shè)8251A數(shù)據(jù)口地址為04A0H，控制口地址為04A2H。

MOVDX，04A2HMOVAL，7BH；寫方式控制字

OUTDX，ALMOVAL，14H；寫操作控制字

OUTDX，ALWAIT：INAL，DX；讀入狀態(tài)字

ANDAL，02HJZWAIT；檢查RxRDY是否為1MOVDX，04A0HINAL，DX；輸入數(shù)據(jù)第四十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日例9-8編寫使8251A發(fā)送數(shù)據(jù)的程序。將8251A定義為異步傳送方式，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)。設(shè)8251A數(shù)據(jù)口地址為04A0H，控制口地址為04A2H。

MOVDX，04A2HMOVAL，7BH；寫方式控制字

OUTDX，ALMOVAL，31H；寫操作控制字

OUTDX，WAIT：INAL，DX；讀入狀態(tài)字

ANDAL，01H；檢查TxRDY是否為1JZWAITMOVDX，04A0HMOVAL，36H；輸出的數(shù)據(jù)送ALOUTDX,，AL┇第四十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日例9-9編寫接收數(shù)據(jù)的初始化程序。要求8251A采用同步傳送方式，2個同步字符，內(nèi)同步，偶校驗，7位數(shù)據(jù)位和同步字符為16H。設(shè)8251A數(shù)據(jù)口地址為04A0H，控制口地址為04A2H。MOVDX，04A2H；控制口地址送DXMOVAL，38H；寫方式控制字MOVDX，ALMOVAL，16H；同步字符送ALOUTDX，ALOUTDX，AL；輸入兩個同步字符MOVAL，96H；寫操作控制字OUTDX，AL┇第四十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日例9-10某系統(tǒng)中，8251作為8086CPU與CRT顯示器之間的接口芯片。設(shè)8251的數(shù)據(jù)端口為FFF0H，方式字和命令字狀態(tài)字的端口地址為FFF2H。假設(shè)通信方式為：異步方式，字符長度為8位，停止位為1位，不用奇偶校驗，波特率因子為64；設(shè)允許發(fā)送、允許接收和數(shù)據(jù)終端準備好；并用查詢方式將寄存器CL中的ASCII字符送CRT顯示，試完成該異步通信程序。分析：根據(jù)題意，方式控制字為4FH（01001111B）；命令控制字為27H（00100111B）。MOVDX，0FFF2HMOVAL，00HOUTDX，ALMOVAL，40HOUTDX，ALNOPMOVAL，4FHOUTDX，ALMOVAL，27HOUTDX，ALAGAIN:MOVDX，0FFF2HINAL，DXANDAL，01HJZAGAINMOVAL，CLMOVDX，0FFF0HOUTDX，AL9.4.58251A應(yīng)用舉例第四十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日9.4.58251A應(yīng)用舉例例9-11以兩臺微機之間進行雙機串行通信的硬件連接和軟件編程來說明8251A的實際應(yīng)用。在A、B兩臺微機之間進行串行通信，A機發(fā)送，B機接收。要求把A機上開發(fā)的應(yīng)用程序（其長度為2DH）傳送到B機中去。采用異步方式，字符長度為8位，2個停止位，波特率因子為64，無校驗，波特率為4800。CPU與8251A之間采用查詢方式交換數(shù)據(jù)。端口地址分配是:命令/狀態(tài)口為309H，數(shù)據(jù)口為308H。第四十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日1．分析由于是近距離傳輸，可以不用MODEM而直接互連。同時采用查詢方式，故收/發(fā)程序中只需檢查發(fā)/收準備好的狀態(tài)位是否置位，在準備好時就發(fā)送或接收一個字節(jié)。第四十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日2．設(shè)計（1）硬件連接（2）軟件編程乙機CPU甲機CPU8251A8251ATxDTxDRxDRxDSGSGEIA/TTL變換EIA/TTL變換波特率發(fā)生器波特率發(fā)生器圖9-17雙機串行通信接口TxCTxCRxCRxC第五十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期日①發(fā)送部分CSEGSEGMENTASSUMECS：CSEG，DS：DSEGTRAPROCFARSTART：MOVDX，309H；控制口MOVAL，00H；空操作

OUTDX，ALMOVAL，40H；內(nèi)部復(fù)位

OUTDX，ALNOPMOVAL，0CFH；方式控制字

OUTDX，ALMOVAL，37H；操作控制字

OUTDX，ALMOVCX，2DH；傳送字節(jié)數(shù)

MOVSI，300H；發(fā)送區(qū)首址L1：MOVDX，309H；狀態(tài)口

INAL，DX；查狀態(tài)位D0

AND