1、第七章第七章 通信接口技術通信接口技術7.1 概述概述通信：通信：計算機與外設之間或計算機與計算計算機與外設之間或計算機與計算 機之間的信息交換或數據傳輸。機之間的信息交換或數據傳輸。通信的兩種基本方式通信的兩種基本方式并行通信并行通信串行通信串行通信一、一、 并行通信與并行接口并行通信與并行接口1、并行通信、并行通信 將數據的各位將數據的各位同時同時在在多根并行傳輸線上多根并行傳輸線上進行傳輸。進行傳輸。 D0D1D2D3D4D5D6D7目目的的D0D1D2D3D4D5D6D7源源01010110數據的各位同時由源到達目的地數據的各位同時由源到達目的地 快快多根數據線多根數據線 距離短、遠程

2、費用高距離短、遠程費用高并行通信并行通信適于適于短距離短距離、高速高速通信通信2、并行接口概述、并行接口概述l 并行接口連接并行接口連接CPU與并行外設，實現與并行外設，實現 兩者間的并行通信，兩者間的并行通信， 在信息傳送過程中，起到輸出鎖存或輸入緩沖的作用。在信息傳送過程中，起到輸出鎖存或輸入緩沖的作用。l 并行接口的典型硬件結構包括：并行接口的典型硬件結構包括：1、一個或一個以上具有鎖存或緩沖的數據端口、一個或一個以上具有鎖存或緩沖的數據端口2、與、與CPU進行數據交換所必須的控制和狀態信號進行數據交換所必須的控制和狀態信號3、與外設進行數據交換所必須的控制和狀態信號、與外設進行數據交換

3、所必須的控制和狀態信號4、端口譯碼電路、端口譯碼電路5、控制電路、控制電路1 1、串行通信、串行通信 將數據的各位將數據的各位按時間順序按時間順序依次在依次在一根傳輸線上一根傳輸線上傳輸。傳輸。 數據的各位依次由源到達目的地數據的各位依次由源到達目的地 慢慢數據線少數據線少 遠程遠程, 費用低費用低串行通信串行通信適于適于長距離長距離、中低速中低速通信通信 RD目目的的TD源源二、二、 串行通信與串行接口串行通信與串行接口2、串行接口、串行接口能夠完成串行通信任務的接口能夠完成串行通信任務的接口功能：功能： 1、接受并行數據轉換為一定格式的串行、接受并行數據轉換為一定格式的串行數據送出；數據送

4、出； 2、接收串行數據流，并將其轉換為并行、接收串行數據流，并將其轉換為并行數據輸入。數據輸入。 串行接口的典型硬件結構包括串行接口的典型硬件結構包括 除了包括并行接口芯片所具有端口及控制除了包括并行接口芯片所具有端口及控制電路之外，還有串入并出、并入串出移位寄存電路之外，還有串入并出、并入串出移位寄存器。器。 三、串行通信的線路傳輸方法（數據傳輸方式）三、串行通信的線路傳輸方法（數據傳輸方式）單工方式單工方式半半雙工方式雙工方式A接收器接收器B接收器接收器數據流數據流發送器發送器發送器發送器A接收器接收器B發送器發送器數據流數據流A接收器接收器B發送器發送器發送器發送器接收器接收器全全雙工方

5、式雙工方式 四、四、 串行通信類型串行通信類型 所有串行通信都需要一個時鐘信號來作為數據的定時參考。發送器和接收器用時鐘來決定何時發送和讀取每一位數據。根據采用統一時鐘還是本地局部時鐘，分為如下兩種類型n串行異步通信(異步通信)n串行同步通信(同步通信)（一）、異步通信 字符與字符之間的傳送是異步的，而字符的位與位之間是同步的。 以字符為單位進行傳輸，其通信協議是起止式異步通信協議(Protocol) 說明：說明： 1、兩個字符間的間隔任意、兩個字符間的間隔任意 2、發送時鐘與接收時鐘不必完全同步，只要比較接近、發送時鐘與接收時鐘不必完全同步，只要比較接近 3、在同一傳輸系統中，通信雙方協議的

6、數據格式是相、在同一傳輸系統中，通信雙方協議的數據格式是相同的同的 4、可設波特率因子為、可設波特率因子為1、16、64波特率因子指時鐘頻率是波特率的波特率因子指時鐘頻率是波特率的1倍、倍、 16倍、倍、64倍倍字符字符低位低位高位高位0/10/1 0/10/10/10/10/10/11 10 01 11 11 1空閑位空閑位起始位起始位 數數 據據 位位校驗位校驗位停止位停止位空閑位空閑位（二）、同步通信（二）、同步通信 以一個數據塊（幀）為傳輸單位，每個數據塊附加1個或2個同步字符，最后以校驗字符結束。同步字符同步字符數據數據數據數據數據數據 校驗校驗1 校驗校驗2說明：說明： 1、分為單

7、同步（、分為單同步（1）、雙同步（）、雙同步（2）、外同步（無）、外同步（無） 2、字符間不允許有間隔，在沒有信息傳輸時，要填上、字符間不允許有間隔，在沒有信息傳輸時，要填上同步字符同步字符 3、接收端在收到確定數量的同步字符后，才認為傳輸、接收端在收到確定數量的同步字符后，才認為傳輸開始開始 4、要求通信雙方保持完全的同步、要求通信雙方保持完全的同步（三）、波特率（傳輸率）（三）、波特率（傳輸率） 是指單位時間內傳送二進制數據的是指單位時間內傳送二進制數據的位位數數，其單位是位，其單位是位/ /秒（秒（bit/s)bit/s)。它是衡量串它是衡量串行數據速度快慢的重要指標。最常用的標行數據速

8、度快慢的重要指標。最常用的標準波特率是準波特率是110110、300300、600600、12001200、24002400、48004800、96009600、19200b/s19200b/s等。等。 注：區分字符速率與波特率概念注：區分字符速率與波特率概念。例例：如果一個串行字符由如果一個串行字符由1 1個起始位，個起始位，7 7個數據個數據位，位，1 1個奇偶校驗位和個奇偶校驗位和1 1個停止位構成，每秒鐘傳個停止位構成，每秒鐘傳送送120120個字符，則數據傳送的波特率為個字符，則數據傳送的波特率為 1010位位/ /字符字符* *120120字符字符/ /秒秒12001200波特波特

9、（bit/s)bit/s)7.2 可編程并行通信接口芯片可編程并行通信接口芯片8255A一、一、8255A的的編程結構及引腳功能編程結構及引腳功能二、二、CPU與與8255A的接口的接口三、三、8255A的初始化編程的初始化編程四、四、8255A三種工作方式及應用三種工作方式及應用五、五、鍵盤和顯示接口鍵盤和顯示接口數據數據總線總線緩沖器緩沖器內部控制線內部控制線內部數據線內部數據線D0D7A組組控制控制A組組端口端口AA組組端口端口C上部上部B組組控制控制B組組端口端口C下部下部B組組端口端口B讀寫讀寫控制控制邏輯邏輯 PC0PC3 PB0PB7 PC4PC7 PA0PA7RDWRA0A1C

10、SRESET一一、 8255A的的編程結構及引腳功能編程結構及引腳功能VccGNDCS、A1、A0、RD、WR邏輯關系表邏輯關系表CS A1 A0 RD WR 功功 能能 0 0 0 0 1 對對端端口口 A 讀讀 0 0 1 0 1 對對端端口口 B 讀讀 0 1 0 0 1 對對端端口口 C 讀讀 0 1 1 0 1 非非法法，不不能能對對控控制制口口讀讀 輸輸 入入 0 0 0 1 0 對對端端口口 A 寫寫 0 0 1 1 0 對對端端口口 B 寫寫 0 1 0 1 0 對對端端口口 C 寫寫 0 1 1 1 0 對對控控制制口口寫寫 輸輸 出出 1 1 1 數數據據緩緩沖沖器器為為三

11、三態態 斷斷開開 二、二、CPU與與8255A的接口的接口 D0D7 RD WR A2 A1 RESET A9 A8 A7 A6 A0 M/IO A5 A4 A3 D0D7RDWR PAA1 A0RESET PB PCCS GG2A Y6G2B C B A18086最小模式最小模式8255A A口口 B口口 C口口 控制口控制口端口地址：端口地址：1110110000B、3B2H、3B4H、3B6H三、三、8255A初始化編程初始化編程 8255A的控制字n8255A方式選擇控制字方式選擇控制字方式選擇控制字置位復位控制字（對置位復位控制字（對C口任一位）口任一位）D7D6D5D4D3D2D1

12、D0PC3PC01：輸入0：輸出00：方式 001：方式 11x：方式 2A端口1：輸入0：輸出PC7PC41：輸入0：輸出B組方式0：方式01：方式1B端口1：輸入0：輸出B組控制A組控制方式選擇控制字識別位，為1選中置位復位控制字置位復位控制字D7D6D5D4D3D2D1D0C端口置位識別位，為0有效任意值C口位選擇000 : PC0001 : PC1010 : PC2011 : PC3100 : PC4101 : PC5110 : PC6111 : PC7選中位置1/置0選擇0 : 置01 : 置1四、四、 8255A三種工作方式及應用三種工作方式及應用r根據根據A口和口和C口、口、B口

13、和口和C口之間口之間硬件硬件關系的不同，關系的不同， 可以有三種不同的工作方式可以有三種不同的工作方式, 分別稱為方式分別稱為方式 0、方式、方式 1、方式、方式 2（只針對（只針對A口）?？冢?。A口或口或B口工作在口工作在方式方式 0: 與與C口之間口之間沒有硬件聯系沒有硬件聯系。 A口或口或B口工作在口工作在方式方式 1: C口的口的某某3根引腳根引腳作為端口與外作為端口與外設的聯絡信號。設的聯絡信號。A口工作在口工作在方式方式 2: C口的口的某某5根引腳根引腳作為端口與外設的聯作為端口與外設的聯絡信號。絡信號。 1、方式、方式0（基本輸入（基本輸入/輸出方式）輸出方式） 它適用于不需要

14、應答信號的簡單輸入輸出場它適用于不需要應答信號的簡單輸入輸出場合，若需要聯絡時，可自定義合，若需要聯絡時，可自定義C口為聯絡信號。口為聯絡信號。 構成構成3個個8位端口位端口，或，或2個個4位、位、2個個8位端口位端口，以適應不同應用場合。以適應不同應用場合。例例1：設某：設某8086系統中連接一片系統中連接一片8255A，8255A的的A口接撥碼盤，口接撥碼盤，B口接共陰數碼管，設計程序段口接共陰數碼管，設計程序段使數碼管顯示撥碼盤的數字。使數碼管顯示撥碼盤的數字。8255APA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7驅驅動動電電路路abcdefgh+5V控制字：

15、控制字：10010000Bhgfedcba設設端口地址為端口地址為3B0H3B0H、3B2H3B2H、3B4H3B4H、3B6H3B6HTAB1 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHTAB1 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,31H DB 39H,5EH,79H,31H MOV DX,3B6H MOV DX,3B6H MOV AL,90H MOV AL,90H OUT DX,AL OUT DX,ALADDR: MOV DX

16、,3B0HADDR: MOV DX,3B0H IN AL,DX IN AL,DX AND AL,0FH AND AL,0FH MOV BX,OFFSET TAB1 MOV BX,OFFSET TAB1 XLAT XLAT MOV DX,3B2H MOV DX,3B2H OUT DX,AL OUT DX,AL例例2：利用：利用8255A方式方式0驅動打印機，實現將驅動打印機，實現將CL 中的中的ASC碼送打印機。碼送打印機。打印機工作過程為：打印機工作過程為： 當主機要往打印機輸出字符時，當主機要往打印機輸出字符時，先查詢打先查詢打印機印機BUSY信號，當信號，當BUSY=0時可傳送字符，時可傳

17、送字符， 然然后將要打印字符的后將要打印字符的ASII碼（從碼（從A口）傳送至打印口）傳送至打印機，機， 同時發出選通信號（同時發出選通信號（STB）將字符選通到）將字符選通到打印機輸入緩沖器。打印機輸入緩沖器。設設8255的端口地址為：的端口地址為：3B0H 3B2H 3B4H 3B6H PA PC6 PC2D0D7STBBUSY控制字：控制字：10000001B MOV AL，81H MOV DX，3B6H OUT DX，AL MOV AL，00001101B OUT DX，AL ROT：MOV DX，3B4H IN AL，DX TEST AL，04H JNZ ROT MOV AL，CL

18、MOV DX，3B0H OUT DX，AL MOV AL，00001100B MOV DX，3B6H OUT DX，AL INC AL OUT DX，AL2、方式、方式1（選通輸入（選通輸入/輸出方式）輸出方式）PA7PA7PA0PA0PC4PC4PC5PC5PC3PC3INTEAINTEAPC4PC4與門與門IBFIBFA ASTBSTBA AINTRINTRA ARDRDPB7PB7PB0PB0PC2PC2PC1PC1PC0PC0INTEBINTEBPC2PC2與門與門RDRDIBFIBFB BSTBSTBB BINTRINTRB B A口輸入口輸入 B口輸入口輸入對方式對方式1輸入的端口

19、，輸入的端口，C口提供與外部聯絡的信號有：口提供與外部聯絡的信號有： STB 選通信號（低電平有效）選通信號（低電平有效）由外設發出，送給由外設發出，送給8255A，作用是將外設送來的數據鎖存到作用是將外設送來的數據鎖存到8255A的輸入端口。的輸入端口。 IBF 輸入緩沖器滿信號（高電平有效）輸入緩沖器滿信號（高電平有效） 8255A 發出，發出， 表示外設送來的數據已進入輸入端口。表示外設送來的數據已進入輸入端口。 當外設送來的數據送入輸入端口后，當外設送來的數據送入輸入端口后，8255A自動發出。自動發出。 INTR 中斷申請信號（高電平或上升沿有效）中斷申請信號（高電平或上升沿有效）8

20、255A 發出，用來向發出，用來向CPU發出中斷申請。發出中斷申請。STB、IBF、INTE均為時，均為時，8255A自動發出自動發出INTR。注意：注意：INTE無引出端，設計規定由軟件對無引出端，設計規定由軟件對PC4或對或對PC2置置1觸發中斷允許觸發器。觸發中斷允許觸發器。方式方式1輸入信號時序圖輸入信號時序圖從外設來的數據INTRSTBRD3421IBFPA7PA7PA0PA0PC6PC6PC7PC7PC3PC3INTEAINTEAPC6PC6與門與門OBFOBFA AACKACKA AINTRINTRA AWRWRPB7PB7PB0PB0PC2PC2PC1PC1PC0PC0INTE

21、BINTEBPC2PC2與門與門WRWROBFOBFB BACKACKB BINTRINTRB B A口輸出口輸出 B口輸出口輸出對方式對方式1輸出的端口，輸出的端口，C口提供與外部聯絡的信號有口提供與外部聯絡的信號有： OBF 輸出緩沖器滿信號（低電平有效）輸出緩沖器滿信號（低電平有效）當數據送至當數據送至8255A輸出緩沖器后，輸出緩沖器后，8255A自動發出。自動發出。 表示表示CPU送來的數據已進入送來的數據已進入8255A輸出端口，輸出端口， 可用來通知外設把數據取走。可用來通知外設把數據取走。 ACK 外設響應信號（低電平有效）外設響應信號（低電平有效） 由外設發出，送給由外設發出

22、，送給8255A。 作用是通知作用是通知 8255A 輸出端口的數據已被外設取走，輸出端口的數據已被外設取走， 可以傳送下一個數據?？梢詡魉拖乱粋€數據。 INTR 中斷申請信號（高電平或上升沿有效）中斷申請信號（高電平或上升沿有效） 8255A 發出發出, 用來向用來向CPU發出中斷申請。發出中斷申請。當當OBF 、ACK、INTE均為時，均為時，8255A自動發出自動發出INTR。方式方式1輸出時信號時序圖輸出時信號時序圖INTR送外設的數據數據有效WROBFACK1234例3：利用利用8255A方式方式1驅動打印機，把緩驅動打印機，把緩沖區沖區BUFF中的中的400H個字節的個字節的ASC

23、碼碼送打印機打印。設端口地址分別為送打印機打印。設端口地址分別為60H、61H、62H、63H。 PA PC7 PC6 PC4D0D7STBACKBUSY控制字：控制字：10101000B MOV CX，400H MOV AL，0A8H OUT 63H ， AL MOV DI ，OFFSET BUFFROT1：MOV AL，DI OUT 60H，ALROT2：IN AL，62H TEST AL，10H JNZ ROT2 INC DI LOOP ROT1 3、方式、方式2 （雙向傳送方式）（雙向傳送方式）PAPA7 7PAPA0 0PC6PC6PC7PC7ACKACKA AOBFOBFA ARD

24、RDWRWRPC4PC4PC5PC5STBSTBA AIBFIBFA AINTEA1INTEA1PC4PC4INTEA2INTEA2PC6PC6與與門門PC3PC3INTRINTRA A或門或門與與門門工作在方式工作在方式2時，時，C口有口有5根引腳作為根引腳作為A口的聯絡信號，口的聯絡信號，是方式是方式1下下A口輸入、輸出聯絡信號的組合?？谳斎搿⑤敵雎摻j信號的組合。五、鍵盤和顯示接口五、鍵盤和顯示接口1、LED數碼顯示接口 （8段）LED數碼管分共陰LED和共陽LED，發光時通過的平均電流為10mA 20mA、電壓為1.5V，實際使用時要加驅動及限流。n顯示方式靜態顯示靜態顯示 各數碼管能穩

25、定地同時顯示各自字符。各數碼管能穩定地同時顯示各自字符。動態顯示動態顯示 各數碼管輪流地一遍一遍顯示各自字各數碼管輪流地一遍一遍顯示各自字 符，人們因視覺器官惰性而看到的是符，人們因視覺器官惰性而看到的是 各數碼管似乎在同時顯示不同字型。各數碼管似乎在同時顯示不同字型。D0D1D2D3D4D5D6D7位位0a b c d e f g h位位1位位2同同相相驅驅動動器器 PB2 PB1 PB0 8255A PA共陰共陰動態顯示接口動態顯示接口靜態顯示接口靜態顯示接口3#MC14495a h2#MC14495a h1#MC14495a h 8255APA0 PA1 PA2PA3PB0PB1PB2

26、MC14495具有譯碼（具有譯碼（BCD顯示碼）、顯示碼）、鎖存、驅動、限流作用。鎖存、驅動、限流作用。2、鍵盤及其接口、鍵盤及其接口鍵盤 鍵盤是一組開關的集合，是微型計算機不可缺少的輸入設備，人們通過它往計算機傳遞信息。v一般性問題一般性問題 檢測是否有鍵按下；檢測是否有鍵按下； 若有鍵按下，判定是哪一個鍵；若有鍵按下，判定是哪一個鍵； 確定被按鍵的讀數；確定被按鍵的讀數； 去抖動；去抖動； 不管一次按鍵持續的時間有多長，僅采用一個數據；不管一次按鍵持續的時間有多長，僅采用一個數據； 處理同時按鍵。處理同時按鍵。v鍵盤工作原理鍵盤工作原理鍵盤可以分為獨立連接式和矩陣式+5V+5V+5V 獨立連接式也稱為線性獨立連接式也稱為線性結構鍵盤結構鍵盤, ,是最簡單的鍵盤。是最簡單的鍵盤。n每一個引腳連接一個鍵每一個引腳連接一個鍵n輸入輸入0/10/1反映健是否高低反映健是否高低+5V+5V控制線控制線檢檢測測線線n常用的常用的矩