第6章_并行接口芯片8255

端口A,B,C为输 入输出端口， 每个端口都是8 位，可以选择 作为输入或输 出。但功能上 有不同的特点。 通常端口A,B作 为输入输出的 数据端口,C口 作为控制或状 态信息的端口
• 3．数据总线缓冲器 这是一个三态双向8位缓冲器，它是8255A与系统 数据总线的接口。 • 4．读/写和控制逻辑 它与CPU的地址总线中的A1 、A0 以及有关的控制
工作方式控制字： 1A0=11的端口写入D7=1的数据 对A
端口C的8位中的任一位，可用一条输出指 令来置位或复位（其它位的状态不变）。这个
功能主要用于控制。
端口C置1/置0控制字： 对A1A0=11的端口写入D7=0的数据表示对C口进行位操作。 （注意：对A1A0=10的端口操作表示对C口进行字节操作。）
2. 同步方式和异步方式
同步方式
以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加1 个或2个同步字符，最后以校验字符结束同步通信的数 据传输效率和传输速率较高，但硬件电路比较复杂串 行同步通信主要应用在网络当中最常使用高级数据链 路控制协议HDLC ~ ~ 数据 数据 ~ ~
同步字符
数据
校验字符
异步方式
校验位停止位 空闲位 0/1 0/1 1 1 高位 1
…
起始位——每个字符开始传送的标志，起始 数据位——数据位紧跟着起始位传送。 校验位——用于校验是否传送正确；可 位采用逻辑0电平 停止位——表示该字符传送结束。停止 空闲位——传送字符之间的逻辑1电平，
由5～8个二进制位组成，低位先传送 选择奇检验、偶校验或不传送校验位 位采用逻辑1电平，可选择1、1.5或2位 表示没有进行传送
1 例如，设一片8255A的口地址为60H～63H，PC5平时为 低电平，要求从PC5的引脚输出一个正脉冲。
可以用程序先将PC5置1，输出一个高电平，再把PC5清O， 输出一个低电平，结果，PC5引脚上便输出一个正脉冲。 实现这个功能的程序段如下：
MOV
OUT MOV
AL，00001011B
63H，AL AL，00001010B
并行接口连接外设的示意图
数据输入准备好 数据总线 控制寄存器 输入缓冲寄存器 输出缓冲寄存器 状态寄存器 片选 A0 A1 数据输出 输 出 数据输出回答 设 备 数据输出准备好
数据输入回答
数据输入
CPU
读出信号 写入信号 复位 准备好 中断请求 地址 地址 译码
输 入 设 备
6.4.1 可编程的并行输入/输出接口芯片 8255A-5的结构
一个并行接口可以设计为只用来作为输出接口，也 可以只用来作为输入接口，此外，还可以把它设计成既 作为输入又作为输出的接口。 。 在计算机内部数据是并行传送的。因此，并行接口 电路相对简单，串行接口电路由于要进行串并行转换相 对复杂。 并行接口电路芯片常用的有两类： – 普通的8位锁存器及缓冲器 – 可编程设置工作方式的并行接口
二、 串行通信基础
串行通信：将数据分解成二进制位用一条 信号线，一位一位顺序传送的方式 串行通信的优势：用于通信的线路少，因而 在远距离通信时可以极大地降低成本串行通信 适合于远距离数据传送，也常用于速度要求不 高的近距离数据传送 PC系列机上有两个串行异步通信接口、键 盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送
1. 数据传送方式
全双工
半双工
站A
站B
站A
站B
单工
站A
站B
1. 数据传送方式（续）
(1) 单工方式 只允许数据按照一个固定的方向传送，即一方只能作为发送站 ，另一方只能作为接收站。
(2) 半双工方式 数据能从A站传送到B站，也能从B站传送到A站，但是不能同时 在两个方向上传送，每次只能有一个站发送，另一个站接收。通信 双方可以轮流地进行发送和接收。 (3) 全双工方式 允许通信双方同时进行发送和接收。这时，A站在发送的同时也 可以接收，B站亦同。全双工方式相当于把两个方向相反的单工方 式组合在一起，因此它需要两条传输线。 （在计算机串行通讯中主要使用半双工和全双工方式）
§6.4 并行接口芯片8255A
概述
并行接口：实现并行通信的接口就是并行接口，是在 多根数据线上，以字节/字为单位与I/O设备交换数据 计算机与外设交换信息的过程中： – 并行通信:多位数据通过多条数据线同时传送。 – 串行通信:多位数据通过同一条数据线按位传送。 并行通信就是把一个字符的各数位用几条线同时进行传 输。与串行通信（一位一位传输）相比，在相同传输率下， 并行通信的信息实际传输速度快、信息率高。但并行通信 比串行通信所用电缆多，随着距离的增加，电缆的开销会 成为突出的问题。所以，并行通信总是用在数据传输率要 求较高，而传输距离较短的场合。
3.数据传输速率
数据传输速率也称比特率（Bit Rate） – 每秒传输的二进制位数bps – 字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为 数据传输速率的倒数 当进行二进制数码传输，且每位时间长度相等时， 比特率还等于波特率（Baud Rate）过去，串行异步通 信的数据传输速率限制在50 bps到9600 bps之间。现 在，可以达到115200 bps或更高
第6章
串并行通信和接口技术
6.1 串行接口和串行通信
教学重点
串行接口与通信概述
通信规程和通信标准
一、并行通信和串行通信
数据通信的基本方式可分为并行通信与串行 通信两种： 并行通信：是指利用多条数据传输线将一个 数据的各位同时传送。 特点：是传输速度快，适用于短距离通信。 串行通信：是指利用一条传输线将数据一位 位地顺序传送。 特点：是通信线路简单，利用电话或电报线 路就可实现通信，降低成本，适用于远距离 通信，但传输速度慢。
0 0
1 1
数据从A口送到数据总线 数据从B口送到数据总线
0
0 0
1
0 0
0
0 1
0
1 1
1
0 0
数据从C口送到数据总线
数据从数据总线送端A口 数据从数据总线送端B口
0
0 1 0 0
1
1 X 1 X
0
1 X 1 X
1
1 X 0 1
0
0 X 1 1
数据从数据总线送端C口
D7=1，则由数据总线往控制寄存器写入控 制字；D7=0，则由数据总线输入的数据作 为对口C的置位/复位命令 D7~D0进入高阻抗状态 非法的信号组合 D7~D0进入高阻抗状态
③ RD：读信号，低电平有效。与系统读控制 ③ PC7～PC0：端口C数据线。 线相连，当有效时，CPU可以从8255A中读取输入 数据。
④ WR ：写信号，低电平有效。与系统写控 制线相连，当有效时，CPU可以向8255A写入控制 字或数据，完成输出指令的功能。 ⑤ A1 、A0 ：端口选择信号。与系统地址总线 低位相连，用来对8255A内部三个数据端口及一个 控制端口寄存器进行寻址。
信号（
）相连，由它
控制把CPU的控制命令或输出数据送至相应的端口； 也由它控制把外设的状态信息或输入数据通过相应的 端口，送至CPU。
• 5．控制信号功能
（1） CS （Chip Select）——选片信号，低电平 有效，由它启动CPU与8255A之间的通信 （2）RD ——读信号，低电平有效。它控制8255A 送出数据或状态信息至CPU。
6.4.3 8255A的控制字
• 8255A有三种基本的工作方式。 • （1）方式0（Mode 0）—— 基本输入/输出； • （2）方式1（Mode 1）—— 选通输入/输出； • （3）方式2（Mode 2）—— 双向传送。
8255A的工作方式，可由CPU用I/O指令输出一个控制 字到8255A的控制字寄存器来选择。这个控制命令字的格 式如图所示。可以分别选择端口A和端口B的工作方式， 端口C分成两部分，上半部随端口A，下半部随端口B。端 口A能工作于方式0、1和2，而端口B只能工作于方式0和1。
(3) 电源和地线：Vcc和GND。
⑥ RESET：复位信号，高电平有效。与系统 复位信号线，或自行设置的复位信号线相连。复 位造成的结果是把所有内部寄存器清“0”，且三 个数据端口被自动设置为输入端口。
8255A的控制信号和传输动作的对应关系
CS A1 A0 RD WR 传输说明
0 0
0 0
0 1
它由以下几部分组成： • 1．数据端口A、B、C 它有三个输入/输出端口：Port A、Port B和Port C。 每一个端口都是8位，都可以选择作为输入或输出。 • 2．A组和B组控制电路 这是两组根据CPU的命令字控制8255A工作方式的 电路。它们有控制寄存器，接受CPU输出的命令字， 然后分别决定两组的工作方式，也可根据CPU的命令 字对端口C的每一位实现按位“复位”或“置位”操 作。
2. 方式1的功能
A口借用C口的一些信号线用作控制和状态线，形 成A组，B口借用C口的一些信号线用作控制和状态线， 组成B组。在方式1下，A口和B口的输入输出均带有锁 存。
A口、B口可以分别作为数据口工作在方式1。 需要使用C口中特定的引脚作为选通和应答使用。 C 口中其余的引脚仍可工作在方式0，定义为输入或输出 使用。 适合用于中断式传送和程序查询方式I/O传送。
控制端口A和端口C的高4位。 它根据CPU的命令字决定A组 的工作方式及对C口的每一位 实现按位的“置位”或“复 位”。 8位双向三态缓冲器。 它是8255A与系统数 据总线的接口。
8255A内部结构
接收来自系统总线 的控制信号，以产 生控制整个芯片工 作的控制信号
控制的 工作方式及对C 口的每一位实 现按位的“置 位”或“复位”
二. 8255A引脚说明
(2) 与CPU相连的引脚 ① D7 ～D0 ：双向数据线，与系统数据总线相 连。CPU通过它向8255A发送命令、数据；8255A向 (1) 与外设一边相连的引脚 CPU回送状态、数据。 ② CS：片选信号，低电平有效。由系统地址总线 ① PA7 ～PA0 ：端口A数据线。 经地址译码器产生，是8255A芯片被选中的信号。 只有信号有效，CPU才能对8255A进行读写。当为 ② PB7 ～PB0 ：端口B数据线。 高电平时，切断CPU与芯片的联系。