串并行通信和接口技術第一頁，共73頁。6.1串行接口和串行通信基本的通信方式有兩種： 并行通信——數據的各位同時傳送； 串行通信——數據一位一位順序傳送。第二頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題在串行通信中引出了一系列的約定和概念；雙方約定以何種速率進行數據的發送和接收（波特率）；約定采用何種數據格式（幀格式），如果包含控制信息，其定義是什么；接收方如何得知一批數據的開始和結束（幀同步）；接收方如何從位流中正確地采樣到位數據（位同步）；接收方如何判斷收到數據的正確性（數據校驗）；收發出錯時如何處理（出錯處理）。1.串行通信的特點串行通信：通信線路簡單，適用于遠距離通信，但傳輸速度慢。

第三頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題2.數據傳送方向站B站B站B全雙工方式站A站A站A半雙工方式單工方式接收和發送用同一的通路接收和發送用不同通路第四頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題同步通信

同步通信是以數據塊（字符塊）為單位傳送的，形成一幀數據，作為一個整體進行發送與接收，因此，每一幀的開始需加同步字符，它要求有時鐘來實現發送端與接收端之間的同步，故而硬件復雜。3.兩種基本形式第五頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題異步通信異步通信以一個字符為傳輸單位，用起始位表示字符的開始，用停止位表示字符結束。第六頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題同步通訊：字符間和字符內部的位與位之間都需要嚴格同步，所以收發雙方需用同一個時鐘源。異步通訊：以字符為單位，傳輸時字符間可以異步，字符內部各位同步，所以收發雙方不需要同一時鐘源，只需用同頻率的收發時鐘。第七頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題串行傳輸速率也稱波特率（BaudRate）每秒傳輸的二進制位數bps4.串行通信的傳輸率例１:異步傳輸過程假如數據傳送的速率是120字符/秒，設每個字符對應1個起始位、7個信息位、1個奇偶校驗位和1個停止位，則波特率為1200bps每一位的傳送時間即為：

Td=1/1200=0.833(ms)第八頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題異步通訊中，二者的關系為：發送/接收時鐘頻率=n

發送/接收波特率其中n稱為波特率因子，一般n=16，32，64例2：要求異步通訊傳輸速率為1200bps當選擇n=16時，表明一位數字信號中有16個時鐘脈沖，故發送/接收時鐘頻率為：

1200

5.時鐘頻率同步通訊中，接收和發送的波特率分別和發送、接收時鐘的頻率相等。第九頁，共73頁。

6.信號的調制和解調 計算機通信是一種數字信號的通信，如下圖所示。在進行遠程數據通信時，通信線路大多數借用線傳送。為此，在發送時需要將數字信號（二進制信號）調制成適合在線上傳輸的音頻信號。在接收時，需要解調還原成數字信號。串行通信涉及的幾個問題第十頁，共73頁。

串行通信涉及的幾個問題

要用調制器(Modulator)把數字信號轉換為模擬信號；用解調器(Demodulator)檢測此模擬信號，再把它轉換成數字信號。第十一頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題7.串行通信接口標準：EIARS-232C控制信號的定義：第十二頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題信號電平標準EIARS-232C第十三頁，共73頁。串行通信涉及的幾個問題計算機和遠方以及當地終端(用查詢方式交換信號)的連接的示意圖如下：第十四頁，共73頁。6.1.2串行接口微型計算機與I/O設備的接口按照數據傳送格式的不同，可分為并行接口和串行接口兩種。

實現并行通信的接口就是并行接口實現串行通信的接口就是串行接口第十五頁，共73頁。6.1串行接口和串行通信可編程串行接口的典型結構第十六頁，共73頁。6.2可編程串行通信接口8251A可以工作在同步或異步方式。在同步方式時，能用5、6、7或8位代表字符能自動檢測同步字符，允許奇偶校驗。在異步方式下能用5、6、7或8位代表字符，用1位作為奇偶校驗。能增加1個啟動位能增加1個、1.5個或2個停止位。波特率：異步最高為，同步最高為64K。完全雙工、雙緩沖器發送和接收器。錯誤檢測：具有奇偶、溢出和幀錯誤等檢測電路。6.2.18251A的基本性能第十七頁，共73頁。6.2.28251A的基本工作原理1．8251A的功能結構由7個模塊組成。8251A的內部工作原理見下圖所示。第十八頁，共73頁。6.2.28251A的基本工作原理第十九頁，共73頁。6.2.28251A的基本工作原理2.8251A的發送和接收第二十頁，共73頁。6.2.28251A的基本工作原理第二十一頁，共73頁。6.2.28251A的基本工作原理第二十二頁，共73頁。6.2.38251A的對外信號8251A和CPU之間的連接信號片選信號數據信號讀/寫控制信號收發聯絡信號圖6.68251A與CPU及外設的連接關系第二十三頁，共73頁。6.2.38251A的對外信號C/D、RD、WR的編碼和對應的操作第二十四頁，共73頁。6.2.38251A的對外信號8251A與外設之間的連接信號

數據信號調制解調器的聯絡信號第二十五頁，共73頁。6.2.48251A的編程1.8251A的初始化硬件或軟件設置復位復位之后的第一個奇地址第二十六頁，共73頁。6.2.48251A的編程2.模式寄存器的格式D7D6D5D4D3D2D1D0字符長度00：5位01：6位10：7位11：8位波特率系數00：同步方式01：異步X110：異步X1611：異步X64奇偶校驗X0：無校驗01：奇校驗11：偶校驗SYN?同步控制X0：內同步X1：外同步0X：兩同步字符1X：單同步字符Y幀控制00：不確定01：1停止位10：1.5停止位11：2停止位N異步：8位數據，1位起始位，2位停止位，奇校驗，因子是16。指定通信方式及數據格式第二十七頁，共73頁。6.2.48251A的編程4.控制寄存器的格式EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN發送允許0：屏蔽1：允許接收允許0：屏蔽1：允許數據終端準備好1:迫使DTR輸出低送中止字符1:迫使TXD輸出低0：正常工作錯誤標志復位1:全部錯誤標志復位請求發送1:迫使RTS輸出低內部復位1:返回方式指令格式外部搜索方式1:啟動搜索同步字符使8251內部復位？第二十八頁，共73頁。6.2.48251A的編程5.狀態寄存器的格式DSRSYNDETFEOEPETXERXRDYTXRDY與引腳TXRDY有差別奇偶錯誤溢出錯誤幀錯誤（僅異步）與8251的同名引腳同定義第二十九頁，共73頁。例3：若要查詢8251A接收器是否準備好，可用下列程序實現：

MOV

DX，3FAH

；狀態口NEXT：IN

AL，DX

；讀狀態口

AND

AL，02H

；查詢D1=1？

JZ

NEXT

；未準備好，轉NEXT等

MOV

DX，3F8H；數據口地址送DXIN

AL，DX

6.2.48251A的編程例4：接收時檢查出錯信息：

MOV

DX，3FAH

；狀態口NEXT：IN

AL，DX

；讀狀態口

TEST

AL，38H

；查詢是否有三類錯誤

JNZERROR

；有，跳轉第三十頁，共73頁。6.2.58251A編程舉例MOVDX，3FAHMOVAL，7AH；送模式字OUTDX，ALMOVAL，15H；設控制字OUTDX，AL1.異步模式下的初始化程序舉例例5：設8251A工作于異步方式，波特率系數為16，具有7位數據位，1位停止位，偶校驗，發送、接收允許，設端口地址為3F8H和3FAH，試編程初始化。第三十一頁，共73頁。6.2.58251A編程舉例2.同步模式下的初始化程序舉例例6：設8251A工作于同步方式，控制口的端口地址為3FAH，采用雙同步字符，同步字符為16H，奇校驗，7位數據位，試編程初始化。MOV

DX，3FAH

MOV

AL，00011000B；模式字OUT

DX，ALMOV

AL，16HOUT

DX，AL；送第一個同步字符16HOUT

DX，AL；送第二個同步字符16HMOV

AL，97H；設置操作命令字OUT

DX，AL第三十二頁，共73頁。6.2.58251A編程舉例MOVDX,209HMOVAL,7BHOUTDX,ALMOVAL,14HOUTDX,AL3.使用查詢式接收數據，要求：異步方式，波特率因子是64，7個數據位，偶校驗，1個停止位，地址是208H，209H。LOP: INAL,DX TESTAL,02H JZLOP MOVDX,208H INAL,DX第三十三頁，共73頁。6.2.68251A的使用實例圖6.12用8251A作為CRT接口的實際例子第三十四頁，共73頁。6.2.68251A的使用實例INIT:XORAX，AXMOVCX，0003MOVDX，00DAHOUT1：CALLKKK LOOPOUT1 MOVAL，40HCALLKKK MOVAL，4EH CALLKKK MOVAL，27H CALLKKK

……KKKprocOUTDX，ALPUSHCX MOVCX，0002ABC：LOOPABC POPCX RETKKKendp第三十五頁，共73頁。6.2.68251A的使用實例往CRT輸出一個字符的例子CHAROUT： MOV DX，0DAHSTATE： IN AL，DX TEST AL，01 JZ STATEMOV DX，0D8H POP AXOUT DX，AL

第三十六頁，共73頁。8251A實驗用到8253A的程序片段：datasegmentinportequed4llh-280hio8253aequioport+280hio8253bequioport+283hio8251aequioport+2b8hio8251bequioport+2b9hmes1db‘youcanplayakeyonthebeybord!’, 0dh,0ah,24hmes2ddmes1dataendscodesegmentassumecs:code,ds:datastart: movax,data movds,ax movdx,io8253b moval,16h outdx,al movdx,io8253a moval,52 outdx,al給8251送三個0，一個40H進行復位。對8251進行初始化：先送模式字，再送控制字。顯示上述字符串。以下為發送數據程序段：查詢TXRDY狀態位。從鍵盤輸入字符，并判斷是否為ESC（表示退出程序）。發送數據，并延時。以下為接收數據程序段：查詢RXRDY狀態位。接受數據并顯示。子程序編寫。第三十七頁，共73頁。movdx,

;初始化8251

?

movcx,03;向8251控制端口送3個0next:callout1

loopnext

moval,

;向8251控制端口送?,使其復位

callout1

moval,

;設置為1個停止位,8個數據位,波特率因子為16

callout1moval,

;向8251送控制字允許其發送和接收

callout1

ldsdx,mes2;顯示提示信息

movah,09

int21h對8251進行軟件復位。對8251進行初始化：先送模式字，再送控制字。顯示上述字符串。第三十八頁，共73頁。waiti:movdx,?

inal,dx

testal,

;發送是否準備好

waiti

movah,01;是,從鍵盤上讀一字符

int21h

cmpal,27;若為ESC,結束

？

movdx,?

incal

;發送

movcx,0F00hs51:loop?以下為發送數據程序段：查詢TXRDY狀態位。從鍵盤輸入字符，并判斷是否為ESC（表示退出程序）。發送數據，并延時。第三十九頁，共73頁。next:movdx,?

？

testal,

;檢查接收是否準備好

jznext;沒有,等待

movdx,?

;準備好,接收

movdl,al

movah,02;將接收到的字符顯示在屏幕上

int21h

jmp

?exit:movah,4ch;退出

int21h以下為接收數據程序段：查詢RXRDY狀態位。接受數據并顯示。第四十頁，共73頁。out1procnear;向外發送一字節的子程序

？

pushcx

movcx,0F00hgg:loop

;延時

popcx

？out1

？code

？

start子程序的編寫。第四十一頁，共73頁。6.4并行通信和并行接口并行通信：是指利用多條數據傳輸線將一個數據的各位同時傳送。實現并行通信的接口就是并行接口。串行通信：利用一條傳輸線將數據一位位地順序傳送。方式數據線數使用串行一條數據線速度慢、遠距離并行數據的位數速度快、近距離第四十二頁，共73頁。6.4并行通信和并行接口典型的并行接口和外設連接的示意圖。使用查詢方式使用中斷方式T2T1數據輸入準備好T3AL第四十三頁，共73頁。6.4并行通信和并行接口典型的并行接口和外設連接的示意圖。使用查詢方式使用中斷方式T2T1輸出準備好T2ALT3第四十四頁，共73頁。6.5.18255A的內部結構8255A的內部結構第四十五頁，共73頁。6.5.28255A的芯片引腳信號A1A0說明00A端口01B端口10C端口11控制第四十六頁，共73頁。6.5.38255A的控制字8255A有兩種控制字：工作方式選擇控制字端口C的按位置位/復位控制字

第四十七頁，共73頁。6.5.38255A的控制字1.方式選擇控制字（D7=1）第四十八頁，共73頁。6.5.38255A的控制字例7：要求：地址為200H~203HA端口：方式1輸入C端口上半部：輸出，C口下半部：輸入B端口：方式0輸出方式控制字：10110001B或B1H初始化的程序段：

MOVDX,203H ;控制端口為203H

MOVAL,0B1H ;方式控制字

OUTDX,AL ;送到控制端口第四十九頁，共73頁。例8：8255與系統連線如圖，片選譯碼地址為FFF0h1)確定各端口地址？2)編程設置8255:A口方式0輸入，PC7~PC4輸出

B口方式0輸出，PC3~PC0輸入resetD7~D0A15~A2A1A0IORIOW片選譯碼數據緩沖器讀寫控制片內譯碼RESETA1A0PC7PC0PB7PB0控制口端口A端口C端口B+5VGNDD7~D0外設RDWRCSPA7PA06.5.38255A的控制字第五十頁，共73頁。6.5.38255A的控制字2.端口C置1/置0控制字（D7=0）注意：此控制字必須寫入控制口0000第五十一頁，共73頁。例9：通過控制口置PC2為0，置PC4為1解：MOVDX，0203H;置DX為控制口地址

MOVAL，00000100B;置PC2為0

OUTDX,ALMOVAL，00001001B;置PC4為1

OUTDX,AL

6.5.38255A的控制字地址為200H~203H第五十二頁，共73頁。6.5.38255A的控制字例10：設8255A的4個端口地址分別為0C0H、0C1H、0C2H和0C3H，要求用按位置位/復位控制字使PC6輸出方波信號，試編程實現。

MOV DX，0C3H MOV AL，80H OUT DX，ALL1：MOV AL，0CH OUT DX，AL NOP NOP MOV AL，0DH OUT DX，AL NOP NOP JMP L1第五十三頁，共73頁。例11：設8255的A端口工作于方式1輸入，B端口工作于方式0輸出，置PC4=H，(8255的操作地址為60H-63H)MOVAL,0B0H；1011000XOUT63H,AL;寫方式控制字

MOVAL,09H；0XXX01001OUT63H,AL

;寫置/復位控制字b7b6b5b4b3b2b1b0

1011

000

xb7b6b5b4b3b2b1b00

x

x

x1001C口置/復位控制字工作方式控制字6.5.38255A的控制字第五十四頁，共73頁。6.5.38255A的控制字

工作方式命令——指定8255A的3個端口的工作方式，必須初始化。

按位置位/復位命令——只對PC口的輸出進行控制，可放到初始化程序的任何地方。

特征位的設置——D7＝1，為工作方式命令；D7＝0為按位置位/復位命令。按位置位/復位命令代碼只能寫入命令口。關于兩個控制字的討論:第五十五頁，共73頁。6.5.38255A的控制字初始化編程：一個方式控制字采用控制I/O地址：A1A0＝11工作過程中：通過數據端口對外設數據進行讀寫數據讀寫利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10第五十六頁，共73頁。6.5.48255A的工作方式8255A的工作方式有三種：方式0：基本輸入輸出方式方式1：選通輸入輸出方式方式2：雙向選通傳送方式A端口有三種工作方式 方式0、方式1、方式2

B端口有二種工作方式 方式0、方式1

C端口無工作方式選擇 工作于方式0，或作為A、B端口工作于方式1、2時的聯絡信號第五十七頁，共73頁。6.5.48255A的工作方式相當于三個獨立的8位簡單接口。各端口既可設置為輸入口，也可設置為輸出口，但不能同時實現輸入及輸出。C端口可以是一個8位的簡單接口，也可以分為兩個獨立的4位端口。常用于連接簡單外設（適于無條件或查詢方式）。1.方式0第五十八頁，共73頁。例12:用8255A控制三個發光二極管依秩序循環顯示。

8255AA0A1CS+5V200譯碼器D7~D0地址線8086CPUA0A1A0

PA0PA1PA2端口地址：340H-343H6.5.48255A的工作方式第五十九頁，共73頁。6.5.48255A的工作方式例13：8255A作為連接打印的查詢式接口，工作于方式0，設8255A的端口地址為：A端口：00D0H，B端口：00D2H，C端口：00D4H，控制口：00D6H。8255A作為打印機接口的示意圖

開始8255A初始化

BUSY=0？送數STB置0延時再置1STB置1送完？結束YNYN第六十頁，共73頁。6.5.48255A的工作方式方式1的特點：端口A、B可分別工作在方式1。端口C配合方式12.方式1第六十一頁，共73頁。數據選通信號表示外設已經準備好數據輸入緩沖器滿信號表示A口已經接收數據中斷請求信號請求CPU接收數據PC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBA中斷允許觸發器由PC4控制端口A方式1作輸入:6.5.48255A的工作方式第六十二頁，共73頁。6.5.48255A的工作方式8255工作于方式1下輸入時序第六十三頁，共73頁。例14:8255A端口A工作在方式1,A口輸入,允許A口中