串并行通信接口技术
串行-并行接口
串行接口串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM 接口），是采用串行通信方式的扩展接口。
中文名串行接口外文名Serial Interface简称串口别称通常指COM接口串行接口 (Serial Interface) 是指数据一位一位地顺序传送，其特点串行接口是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。
一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。
串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成；成本低但传送速度慢。
串行通讯的距离可以从几米到几千米；根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。
2由来串口的出现是在1980年前后，数据传输率是115kbps～230kbps。
串口出现的初期串行接口连接器(4张)是为了实现连接计算机外设的目的，初期串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备。
串口也可以应用于两台计算机（或设备）之间的互联及数据传输。
由于串口（COM）不支持热插拔及传输速率较低，目前部分新主板和大部分便携电脑已开始取消该接口。
目前串口多用于工控和测量设备以及部分通信设备中。
3接口划分标准总述串口通信的两种最基本的方式：同步串行通信方式和异步串行通信方式。
同步串行是指SPI（Serial Peripheral interface）的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息，TRM450是SPI 接口。
异步串行是指UART（Universal AsynchronousReceiver/Transmitter），通用异步接收/发送。
UART是一个并行输入成为串行输出的芯片，通常集成在主板上。
UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口。
微机原理与接口技术pdf
微机原理与接口技术pdf微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
本文将从微机原理和接口技术两个方面进行介绍和讨论，希望能够对读者有所帮助。
首先，我们来谈谈微机原理。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等各个部分的工作原理。
CPU是微型计算机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
存储器用于存储数据和程序，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入输出设备用于与外部环境进行信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
了解微机原理对于理解计算机的工作原理和进行系统调试都非常重要。
其次，我们来谈谈接口技术。
接口技术是指计算机与外部设备进行数据交换的技术，包括串行接口、并行接口、通信接口等。
串行接口是一种逐位传输数据的接口，适用于远距离传输和低速设备。
并行接口是一种同时传输多位数据的接口，适用于短距离传输和高速设备。
通信接口是一种用于计算机与通信设备进行数据交换的接口，包括网卡、调制解调器等。
了解接口技术对于设计外部设备、进行通信协议的开发都非常重要。
在实际应用中，微机原理和接口技术经常是相互结合的。
例如，我们在设计一个外部设备时，需要了解计算机的工作原理，选择合适的接口技术进行数据交换。
又如，在进行系统调试时，需要了解接口技术，进行数据的采集和分析。
因此，微机原理与接口技术的学习是非常重要的。
总之，微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
通过本文的介绍，希望读者能够对微机原理和接口技术有所了解，并能够在实际应用中灵活运用。
希望本文能够对读者有所帮助。
微机技术作业_串并行通信和接口技术
5串并行通信和接口技术5.1接口部件为什么需要有寻址功能？设计一个用74LS138构成的译码电路，输入为A3、A4、A5、A8，输出8个信号以对8个接口部件进行选择。
想一想如果要进一步对接口中的寄存器进行寻址，应该怎样实现？5.2接口部件的输入/输出操作具体对应哪些功能，举例说明。
5.3 从广义上说接口部件有哪些功能？5.4 怎样进行奇/偶校验？如果用偶校验，现在所传输的数据中1的个数为奇数，那么，校验位应是多少？5.5什么叫覆盖错误？接口部件如果反映覆盖错误？5.6接口部件和总路线之间一般有哪些部件？它们分别完成什么功能？5.7为什么串行接口部件中的4个寄存器可以只用1位地址来进行区分？5.8在数据通信系统中，什么情况下可以采用全双工方式，什么情况下可用半双工方式？5.9什么叫同步通信方式？什么叫异步通信方式？它们各有什么优缺点？5.10什么叫波特率因子？什么叫波特率？设波特率因子为64，波特率为1200，那么时钟频率为多少？5.11标准波特率系列指什么？5.12设异步传输时，每个字符对应1个超始位、7个信息位、1个奇/偶校验位和1个停止位，如果波特率为9600，刚每秒能传输的最大字符数为多少个？5.13在RS-232-C标准中，信号电平与TTL电平不兼容，问RS-232-C标准的1和0分别对应什么电平？RS-232-C的电平和TTL电平之间通常用什么器件进行转换？5.14 从8251A的编程结构中，可以看到8251A有几个寄存器和外部电路有关？一共要几个端口地址？为什么5.15 8251A内部有哪些功能模块？其中读/写控制逻辑电路的主要功能是什么？5.16 什么叫异步工作方式？画出异步工作方式时8251A的TxD和RxD线上的数据格式。
5.17 什么叫同步工作方式？什么叫双同步字符方式？外同步和内同步有什么区别？画出双同步工作时8251A的TxD线和RxD线上的数据格式。
5.18 8251A和CPU之间有哪些连接信号？其中C/D和RD、WR如何结合起来完成对命令、数据的写入和状态、数据的读出？5.19 8086/8088系统中，8251A的C/D端应当和哪个信号相连，以便实现状态端口、数据端口、控制端口的读/写？5.20 8251A和外设之间有哪些连接信号？5.21为什么8251A要提供DTR，DSR，RTS，CTS四个信号作为和外设的联络信号？平常使用时是否可以只用其中两个或者全部不用？要特别注意什么？说明CTS端的连接方法。
单片机原理及接口技术
单片机原理及接口技术在当今数字化时代，单片机已经成为嵌入式系统设计中不可或缺的重要组成部分。
本文将介绍单片机的工作原理以及与外部设备进行通信的接口技术。
单片机工作原理单片机是一种集成了处理器、存储器和输入输出设备等功能模块的微型计算机系统。
它通常由中央处理器（CPU）、存储器（RAM和ROM）、计时器（Timer）、串行通信接口（UART）和引脚（Port）组成。
单片机的工作原理可以简要描述为以下几个步骤：1.初始化：单片机在上电时会执行初始化程序，设置各种工作模式、配置寄存器等。
2.执行程序：单片机会根据存储器中存储的程序指令序列来执行相应的操作，包括算术逻辑运算、控制流程等。
3.输入输出操作：单片机通过输入输出接口与外部设备进行通信，如传感器、执行器等。
4.中断处理：单片机可以在特定条件下触发中断请求，暂停当前执行的程序，转而执行中断服务程序，处理相应的事件或信号。
单片机接口技术单片机与外部设备的通信主要依赖于接口技术，包括数字输入输出接口、模拟输入输出接口以及通信接口等。
数字输入输出接口数字输入输出接口用于与二进制设备进行通信，通过配置相应的引脚工作在输入或输出模式，实现信号的采集与输出。
常用的数字输入输出方式包括GPIO口、SPI接口、I2C接口等。
模拟输入输出接口模拟输入输出接口用于处理模拟信号，包括模拟输入端口和模拟输出端口。
模拟输入端口通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，模拟输出端口则通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号。
通信接口通信接口是单片机与外部设备进行数据交换的重要手段，主要有串行通信接口（UART）、并行通信接口（Parallel）、CAN接口等。
通过这些通信接口，单片机可以实现与其他设备的数据交换与通信。
结语单片机原理及接口技术是嵌入式系统设计的基础知识，通过深入了解单片机的工作原理和接口技术，可以更好地应用单片机进行系统设计与开发。
希望本文对读者有所帮助，谢谢！以上是关于单片机原理及接口技术的简要介绍，希望能对读者有所启发。
计算机通信接口技术
计算机通信接口技术计算机通信接口技术是计算机网络中的重要组成部分，它承担着计算机之间数据传输的任务。
本文将从通信接口的定义、分类、作用、发展历程以及应用领域等方面进行阐述。
一、通信接口的定义通信接口是计算机中用于实现不同设备之间数据传输的硬件或软件接口。
它提供了数据传输所需的物理、电气和协议等方面的支持，使不同设备之间能够进行有效的通信。
二、通信接口的分类通信接口根据其连接方式和传输速率的不同，可分为并行接口和串行接口。
并行接口是指同时传送多位数据的接口，常见的有打印机接口；串行接口是指逐位传输数据的接口，常见的有串口和USB接口。
三、通信接口的作用通信接口的主要作用是实现不同设备之间的数据传输。
通过通信接口，计算机可以连接外部设备，如打印机、鼠标、键盘等，实现与这些设备的数据交互。
同时，通信接口也支持计算机之间的数据传输，如通过局域网实现多台计算机之间的文件共享。
四、通信接口的发展历程随着计算机技术的不断发展，通信接口也经历了多个阶段。
早期的计算机通信接口主要采用并行接口，如LPT接口和ISA总线。
随后，串行接口逐渐取代了并行接口，如RS-232串口和USB接口的出现。
而近年来，随着高速网络的普及，以太网接口成为了主流的通信接口技术。
五、通信接口的应用领域通信接口技术广泛应用于各个领域。
在个人计算机领域，通信接口实现了计算机与外部设备的连接，如打印机接口、鼠标接口、键盘接口等。
在网络领域，以太网接口是实现计算机之间数据传输的关键技术。
在工业控制领域，通信接口实现了计算机与各类仪器设备的连接，用于实时监测和控制。
在通信领域，通信接口技术是实现电话、短信、视频通话等通信功能的基础。
总结：计算机通信接口技术是实现计算机之间数据传输的重要组成部分。
它提供了数据传输所需的硬件和软件支持，使不同设备之间能够进行有效的通信。
通信接口根据连接方式和传输速率的不同，可分为并行接口和串行接口。
通信接口的作用主要是实现计算机与外部设备、计算机与计算机之间的数据交互。
简述并行、串行、异步、同步通信原理
标题：并行、串行、异步、同步通信原理解析一、介绍并行、串行、异步、同步通信的概念1. 并行通信：指多个数据信号在同一时刻通过不同的传输路径传输，在数据传输过程中，多个信号可以同时进行传输，从而提高数据传输效率。
2. 串行通信：指数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输，在数据传输过程中，数据信号只能依次进行传输，适用于长距离传输和节约传输线路资源。
3. 异步通信：指数据传输时没有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输，需要通过起始位和停止位来标识数据的起始和结束。
4. 同步通信：指数据传输时需要有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输，需要通过时钟信号进行同步。
二、并行通信的原理及特点1. 原理：多个数据信号同时通过不同的传输路径传输。
2. 特点：1) 传输速度快：由于多个数据信号同时进行传输，因此传输速度相对较快。
2) 传输距离有限：由于多条传输路径之间的信号相互干扰，因此传输距离相对较短。
3) 成本较高：需要多条传输路径和大量的接口，成本相对较高。
三、串行通信的原理及特点1. 原理：数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输。
2. 特点：1) 传输速度慢：由于数据信号只能依次进行传输，因此传输速度相对较慢。
2) 传输距离远：适用于长距离传输，可以节约传输线路资源。
3) 成本较低：只需要一条传输路径和少量的接口，成本相对较低。
四、异步通信的原理及特点1. 原理：数据传输时没有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输。
2. 特点：1) 灵活性高：数据传输时间不固定，可以根据实际需要进行调整。
2) 精度较低：由于没有固定的时钟信号，数据传输的精度相对较低。
3) 适用于短距离传输：由于数据传输精度较低，适用于短距离传输和数据量较小的情况。
五、同步通信的原理及特点1. 原理：数据传输时需要有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输。
微机原理 并行通信和接口技术 思考题 答案 (ZDB)
串行通信和接口技术1. 并行通信和串行通信各有什么优缺点？2. 在输入过程和输出过程中，并行接口分别起什么作用？3. 8255A的3个端口在使用时有什么差异？4. 当数据从8255A的端口C往数据总线上读出时，8255A的几个控制信号CS、A1、A0、RD、WR分别是什么？5. 8255A的方式选择控制字和置1/置0控制字都是写入控制端口的，那么，它们是由什么来区分的？6. 8255A有哪几种工作方式？对这些工作方式有什么规定？7. 对8255A设置工作方式，8255A的控制口地址为00C6H。
要求端口A工作在方式1，输入；端口B工作在方式0，输出；端口C的高4位配合端口A工作；低4位为输入。
8. 设8255A的4个端口地址为00C0H，00C2H，00C4H，00C6H，要求用置0/置1方式对PC6置1，对PC4置0。
9. 8255A在方式0时，如进行读操作，CPU和8255A分别要发什么信号？对这引起信号有什么要求？据此画出8255A方式0的输入时序。
10. 8255A在方式0时，如进行写操作，CPU和8255A分别要发什么信号？画出这些信号之间的时序关系。
11. 8255A的方式0一般使用在什么场合？在方式0时，如要使用应答信号进行联络，应该怎么办？12. 8255A的方式1有什么特点？参考教材中的说明，用控制字设定8255A的A口工作于方式1，并作为输入口；B口工作于方式1，半作为输入口，用文字说明各个控制信号和时序关系。
假定8255A的端口地址为00C0H，00C2H，00C4H，00C6H。
13. 8255A的方式2用在什么场合？说明端口A工作于方式2时各信号之间的时序关系。
14. 在并行接口中为什么要对输入/输出(特别是输出)数据进行锁存？在什么情况下可以不锁存？15. 并行接口电路中为什么要存放外设的状态？你能举出两个例子说明存放状态的必要性吗？16. 根据PC总线的特点，给一个并行接口设计一个译码器，并行口占用的I/O端口地址为4F0～4F3H。
串并行通信接口技术
习题8习题解答8.1 8255A的方式0一般使用在什么场合？在方式0时，如果要使用查询方式进行输入输出，应该如果处理？解：方式0的使用场合有两种，一种是同步传送，另一种是查询式传送。
在方式0情况下，没有规定固定的应答信号，所以，这时，将端口A和端口B作为数据端口，把端口C的4个数位（高4位或者是低4位均可）规定为输出口，用来输出一些控制信号，而把端口C的另外4个数位规定为输入口，用来读入外设的状态，即利用端口C来配合端口A和端口B的输入/输出操作。
使用查询方式进行输入输出时，可利用端口C的某一位作查询，只有当该位为1时，方可以将数据送到输入或输出端口去。
8.2设8255A的4个端口地址分别为0C0H、0C1H、0C2H和0C3H，要求用按位置位/复位控制字使PC6输出方波信号，试编程实现。
解：MOV DX，0C3HMOV AL，80HOUT DX，ALL1：MOV AL，0CHOUT DX，ALNOPNOPMOV AL，0DHOUT DX，ALNOPNOPJMP L18.3 设8255A接到系统中，端口A、B、C及控制口地址分别为220H、221H、222H及223H，工作在方式0，试编程将端口B的数据输入后，从端口C输出，同时，将其取反后从端口A输出。
解：MOV DX，223HMOV AL，82HOUT DX，ALMOV DX，ALMOV AL，221HIN AL，DXMOV DX，222HOUT DX，ALNOT ALMOV DX，220HOUT DX，AL8.4对8255A的控制口写入B0H，其端口C的PC5引脚是什么作用的信号线？试分析8255A各端口的工作状态。
解：当控制字为B0H时，即10110000B即8255A的端口A工作在方式1，作输入，端口C的上半部作输出，B端口工作在方式0，作输出，端口C的低4位作输出。
根据上述分析可得知，当8255A的端口A工作在方式1下作输入时，PC5的引脚作状态信号IBF A，即输入缓冲器满信号。
并行通信与串行通信
只有在-3V~+3V时逻辑为不确定
2. RS-232接口信号及含义
引脚号 名称
含义
1 CD
载波检测(输入)
2 RXD
接收数据线(输入)
3 TXD
发送数据线(输出)
4 DTR
数据终端准备好(输出)，计算机收到 RI 信号，作为回答,表示通信接口已准备就绪
5 GND
信号地
6 DSR
2022年3月14日星期一 用途：适用于长距离数据传输。
2.串行接口
完成串行通信任务的接口称为串行通信接口， 简称串行接口。
功能： （1）输入时，完成串行到并行格式转换 （2）输出时，完成并行到串行格式转换。
数据
数据总线
总线 缓冲
器
RESET RD WR CS
2022年3月14日星期一
控制 逻辑
常用单电源供电的232电平转换芯片
2022年3月14日星期一
n MAX232、TLC232、UN232、 SP232等为不同厂家的典型单电源供 电的232接口芯片，完成电平转换功 能。根据UART的电平的不同可分为 5V和3.3V。
RS232电平转换原理
计算机通信是TTL和CMOS逻辑电平，而RS-232 规定的电平与之不符，故需电平转换。
微机中常见的波特率有110，300，600，1200， 2400，4800，9600，19200等。微机最高波特率由 硬件决定。
例：已知字符格式中数据为8位，无校验，1位停止位， 在1分钟内连续不断传送了 69120个字符，求波特率。
解：一个字符=1+8+0+1=10位
每秒传送的字符个数=69120/60=1152个
串并行通信和接口技术
（b）外同步 通过在同步输入端SYNDET加一高电位实现同步。当 SYNDET端出现一个高电平，并且维持一时钟接收周期，
8251A认为已经完成同步。
（2）数据的同步传输
接收器利用时钟信号对RxD采样，把收到的数据送移位
寄存器。当收到的数据位达到规定的一个字符位数时，将移位 寄存器的内容送输入缓冲寄存器，且发出RxRDY信号，表示
发送器/ 接收器A
发送器/ 接收器B
2、按时钟对通信过程的定时方式划分 （1）同步通信
1）概念：将要传输的数据组成一信息块（帧），每 信息块开头加上同步字符，在约定的波特率下，使数 据一个接一个的从发送端到接收端。 6
（1）以一个数据块（帧）为传输单位，每块 开头用同步字符指示。 2）基本特点 （2）数据流中字符与字符间和字符内的各位 间都同步；
第六章 串并行通信和接口技术
本章重点: 1、计算机与外设的通信方式 2、8251A的编程结构和功能结构 3、8251A的初始化和应用 4、8255A的编程结构 5、8255A的工作方式 6、8255A的初始化和应用
1
6.1 概述
计 算 机 与 外 设 的 通 信 方 式
数据各位通过信号线同时传输 用的传输线多
35
8251A同步发送数据传输格式
36
三、8251A的对外连接信号
8251A与CPU之间的信号 8251A对外连接信号 8251A与外设之间的信号。
1、8251A与CPU之间的信号
1）数据信号 D7～D0：双向数据线，与系统总线相连，传输数据、
编程命令及状态信息。
2）片选信号 CS：CPU的地址信号译码后得到。
配合发送缓冲器工作，控制和管理所有和发送有关的功能。 （1）异步方式下，为数据加上起始位、校验位和停止位； （2）同步方式下，插入同步字符，在数据中插入校验位。
串并行通信和接口技术讲义
传输速率较高，可达10Mbps， 传输距离较远，可达1200米。
USB协议内容解析
信号电平与传输方式
01
采用差分信号传输方式，支持热插拔和即插即用。
数据传输格式
02
支持同步和异步数据传输，数据以包为单位进行传输，包含令
牌包、数据包、握手包等。
传输速率与兼容性
03
USB协议有多个版本，如USB 1.0、USB 2.0、USB 3.0等，不
数据记录和分析报告
数据记录
记录实验过程中的串口通信参数、并 行通信参数、发送和接收的数据等信 息。
分析报告
根据实验数据，分析串并行通信的性 能和特点，比较不同通信方式的优缺 点。同时，针对实验中遇到的问题和 不足之处，提出改进意见和建议。
WENKU DESIGN
WENKU DESIGN
2023-2026
要点二
串并行通信结合应用
在工业自动化系统中，串行通信和并 行通信往往结合使用。串行通信用于 实现远距离、低速率的设备监控和数 据采集；而并行通信则用于实现高速 、大容量的数据传输和处理。
要点三
应用实例
在工业自动化生产线中，PLC（可编程 逻辑控制器）通过串行通信接口与传感 器和执行器进行通信，实现对生产过程 的实时监控和控制。同时，PLC之间或 PLC与上位机之间通过并行通信实现高 速数据传输和协同工作。
串并行通信比较与选择
01
选择
02 在远距离、低速通信场景下，选择串行通信 。
03
在近距离、高速通信场景下，选择并行通信 。
04
根据实际需求和成本考虑，权衡选择串行或 并行通信方式。
PART 02
接口技术基础知识
接口功能与作用
串行接口与并行接口
为了满足各种设备互连的需求，串行接口技术也在不断标准化。例如，USB-C接口标准的出现，使得设备之间的 连接更加方便、可靠。
并行接口的发展趋势
高速化
随着数据传输速率的不断提高，并行接口技术也在不断向高速化方向发展。例如，PCIe 4.0、PCIe 5.0等接口标准都大大提高了数据传输速率。
集成化
串行接口
数据一位一位地顺序传送，每一位数据占据一个固定的时间长度，速度相对较 慢。
并行接口
数据多位同时传送，数据传输速度较快，但需要多条数据线同时传输。
传输距离比较
串行接口
由于数据一位一位地传送，信号线数量较少，因此适合长距离传输。
并行接口
由于需要多位数据线同时传输，信号线数量较多，因此适合短距离传输。
未来串行接口与并行接口可能会更加 智能化，可以根据设备的需求自动调 整数据传输速率和连接方式。
05
串行接口与并行接口的 实际应用案例
串行接口的实际应用案例
要点一
串行接口在打印机中的应用
打印机通过串行接口与计算机连接，实现数据的传输和控 制。
要点二
串行接口在摄像头中的应用
摄像头通过串行接口与计算机连接，实现视频信号的传输 和控制。
之间的通信。
数据采集与监控
在工业控制、智能家居等领域，串 行接口常用于连接传感器、执行器 等设备，实现数据的采集和监控。
嵌入式系统
在嵌入式系统中，由于硬件资源有 限，串行接口常常被用来进行数据 通信和控制。
02
并行接口介绍
定义与特点
定义
并行接口是一种数据传输方式，通过多个数据线同速数据传输
并行接口适用于需要高速 数据传输的场景，如打印 机、扫描仪等外设。
第8章 串并行通信
微型计算机各种接口框图
微机接口电路图
2.什么是I/O接口（电路）？
I/O接口是位于系统与外设间、用来协助 CPU实现CPU与外设之间的数据传送和 控制任务的逻辑电路 PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总 线槽的电路板（适配器）都是接口电路
CPU
接口 电路
I/O 设备
3.为什么需要I/O接口（电路）？
数据端口
• 用于中转数据信息。一种情况是CPU通过数据总线，将待传送 给外设的数据先传送到数据端口，然后由I/O设备通过与I/O 接口电路相连接的数据线取得该数据 • 另一种情况是I/O设备首先将输入数据锁存于数据端口，然后， CPU通过数据端口将该数据读入CPU中。数据端口一般既有输 出寄存器（或称输出锁存器），又有输入寄存器（或称输入 锁存器）
一、统一编址
从内存空间划出一部分地址空间留给I/O设备编址，CPU把
I/O端口所指的寄存器当作存储单元进行访问，直接用访问内存 的指令访问I/O寄存器，这种I/O端口的编址方式被称之为统一
编址，或称为存储器映像的I/O编址方式。
统一编址优缺点 优点：不需要设立专门的I/O指令，用访问内存的指令就可 以访问外设，指令类型多，功能齐全，还可以对端口进行算术 运算，逻辑运算以及移位操作等。I/O端口空间不受限制 缺点：是I/O端口占用了内存空间，减少了内存容量
住址的总 线 地址总线
READY
M/IO
图8.2 查询式输入接口电路
WR
条件传送方式
数 据 锁 存 器
选通信号
数据总线
WR 地址 总线
输 出译码
Q
R
D +5V
RD M/IO
状 态 寄 存 器 图8.3 查询式输出的接口电路
七章并行通信接口技术-
［例］如果把端口A设定为方式1，输出，端口 B设定为方式0，输入，端口C上半部设定为 输入，下半部设定为输出，则方式选择控制 字应为：10101010B=AAH。设控制口地址 为303H，初始化的程序段为：
要求数据格式固定，分为异步和同步数 据格式
串行通信中对信号的逻辑定义与TTL不 兼容，需进行逻辑关系和逻辑电平转换
串行传送信息的速率需要控制，要求双 方约定通信传输的波特率
可编程并行接口芯片8255A
1．8255A有两个8位(端口A与端口B)和两个4 位(端口C高/低4位)的并行输入/输出端口
000 1
0 数据总线← 端口A
010 1
0 数据总线← 端口B
100 1
0 数据总线← 端口C
输出操作(CPU写)
001 0
0 数据总线→端口A
011 0
0 数据总线→端口B
101 0
0 数据总线→端口C
111 0
0 数据总线→控制端口
2.面向外设一侧的引脚信号
端口A：PA0～PA7
A组，支持工作方式0、1、2
状态信号可以通过读取端口C得到（P287）
8255A工作在方式1下的输入时序
端口A方式1作输出：
PA7~PA0 INTEA PC6
PC7
PC3
外设响应信号 表示外设已经接收到数据
ACKA OBFA
INTRA
输出缓冲器满信号 表示CPU已经输出了数据
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU再次输出数据
单片机接口技术
单片机接口技术一、概述单片机接口技术是指将单片机与外部设备进行连接和通信的技术。
单片机作为控制器，需要通过接口与外部设备进行数据的输入和输出，实现对外部设备的控制和操作。
本文将介绍单片机接口技术的基本原理、常用接口类型以及实现方法。
二、基本原理1. 串行通信串行通信是指在单根线路上，按照一定的时间间隔传输数据的方式。
串行通信可以分为同步串行通信和异步串行通信两种方式。
同步串行通信需要发送方和接收方在时钟上保持同步，而异步串行通信则不需要。
2. 并行通信并行通信是指在多根线路上同时传输数据的方式。
并行通信可以分为标准模式和高速模式两种方式。
标准模式下，每个数据线都只能传输一个比特位；而高速模式下，则可以同时传输多个比特位。
3. 中断技术中断技术是指当某个事件发生时，会引起CPU中断，并执行相应的中断服务程序。
中断技术可以有效地提高系统效率，使CPU能够及时地响应外部事件。
三、常用接口类型1. 串口接口串口接口是指将单片机与外部设备通过串行通信进行连接的接口。
串口接口可以分为RS232、RS485、TTL等多种类型，其中RS232是最为常用的一种。
2. 并口接口并口接口是指将单片机与外部设备通过并行通信进行连接的接口。
并口接口可以分为标准模式和高速模式两种类型，其中标准模式下使用的最为广泛的是Centronics接口。
3. USB接口USB接口是指将单片机与外部设备通过USB总线进行连接的接口。
USB接口具有传输速度快、数据稳定性好等优点，因此在许多应用中得到了广泛应用。
四、实现方法1. 软件实现软件实现是指通过编写程序来实现单片机与外部设备之间的通信。
软件实现需要掌握相应的编程语言和单片机控制器的操作方法，对于一些简单的应用场景来说效果较好。
2. 硬件实现硬件实现是指通过电路设计来实现单片机与外部设备之间的通信。
硬件实现需要掌握相应的电路设计技术和电子元器件知识，对于一些复杂或高速传输要求较高的应用场景来说效果较好。
单片机原理及接口技术中的数据传输与通信方式
单片机原理及接口技术中的数据传输与通信方式单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了微处理器核心、存储器和各类外设接口电路的微型计算机系统。
在单片机应用中，实现数据传输和通信至关重要。
本文将介绍单片机原理及接口技术中的数据传输与通信方式。
首先，我们来了解几种常见的数据传输方式。
数据传输是指将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。
在单片机应用中，主要有以下几种数据传输方式：1. 串行数据传输方式串行数据传输方式是将数据位按照一定的顺序依次传输，其中包括同步串行数据传输和异步串行数据传输。
同步串行数据传输中，数据的传输是按照一个时钟信号的边沿同步进行的。
发送方将数据按照时钟信号进行分组并发送，接收方通过接收到的时钟信号来同步接收数据。
异步串行数据传输中，数据的传输没有时钟信号的辅助。
发送方在数据传输前，先发送起始位，接收方通过检测起始位来确定数据的传输速率以及数据位数。
2. 并行数据传输方式并行数据传输方式是将多个数据位同时传输。
在单片机应用中，通常使用并行数据总线来实现。
并行数据传输方式速度较快，但传输线数量较多，需要更多的硬件资源。
在数据传输的过程中，可能还会遇到数据冲突或者数据丢失的问题。
为了解决这些问题，我们可以采用一些数据传输的协议或者技术。
1. 硬件握手协议硬件握手协议可以通过硬件电路来实现数据传输的控制。
常见的硬件握手协议有RTS/CTS（Request To Send / Clear To Send）协议和DTR/DSR（Data Terminal Ready / Data Set Ready）协议。
通过这些协议，发送方和接收方可以协调数据的传输，保证数据的可靠性。
2. 奇偶校验奇偶校验是一种简单的错误检测方法。
发送方在传输数据时，通过对数据位进行奇偶校验，来检测数据传输过程中是否出现了错误。
接收方通过计算校验位，来检测是否有错误发生。
奇偶校验可以检测单个位的错误，但无法纠正错误。
单片机原理及接口技术复习要点
单片机原理及接口技术复习要点一、单片机原理：1.单片机的定义：单片机是一种集成电路芯片，具有处理器核心、存储器、输入输出接口和时钟电路等功能。
2.单片机的特点：小巧、低成本、低功耗、易编程、易扩展。
3.单片机的组成：-中央处理器（CPU）：负责执行指令和进行运算。
-存储器：包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
-输入输出（I/O）接口：用于和外部设备进行数据交互。
-时钟电路：提供计时和同步信号。
4.单片机的工作原理：根据存储在ROM中的程序指令进行运算和控制，通过输入输出接口与外部设备进行数据交互。
二、接口技术：1.串行通信接口：-串行通信定义：通过串行方式发送、接收数据的通信方式，包括同步串行通信和异步串行通信。
-USART（通用同步/异步串行接口）：用于实现串行通信，主要包括波特率发生器和数据传输控制寄存器。
-SPI（串行外设接口）：用于与外部设备进行串行通信，包括主从模式、全双工传输和多主机系统等特点。
-I2C（串行二进制接口）：用于实现系统内部的各个模块之间的串行通信，主要包括总线数据线（SDA）和总线时钟线（SCL）。
2.并行通信接口：-并行通信定义：同时传输多个数据位的通信方式。
-并行输入输出口（PIO）：用于与外部设备进行并行通信，主要包括输入寄存器和输出寄存器。
-扫描输入输出（SIPO）：用于通过一条串行线同时将多个输入信号引入单片机。
3.模数转换接口：-模数转换器（ADC）：将模拟信号转换为数字信号，常用于采集模拟量信号。
-数模转换器（DAC）：将数字信号转换为模拟信号，常用于输出模拟量信号。
4.脉冲宽度调制（PWM）：-脉冲宽度调制定义：通过调节脉冲的宽度来控制信号的幅值的技术。
-PWM的应用：常用于控制电机的转速、控制LED的亮度等。
5.中断技术：-中断定义：当特定事件发生时，暂时中断正常程序的执行，转而执行特定代码，处理事件。
-中断的优先级：可以设置多个中断的优先级，高优先级的中断可以打断低优先级的中断。
第6章--串行接口及串行通信技术
第 n字 符 帧 8位 数 据
停 奇偶 止 校验 位
D7 0/1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1
空闲位 111
第 n＋ 1字 符 帧
起
始 位
8位 数 据
0 D0 D1 …
图6.3 异步通信帧格式
第9章 串行接口及串行通信技术
(1) 起始位：在没有数据传送时，通信线上处于逻 辑“1”状态,当信号变为0时表示起始位。
实际用户并不一定用到RS- 232C标准的全部信号 线，常常使用9针非标准连接器替代25针连接器，称 为DB-9。
第9章 串行接口及串行通信技术
方向 到DCE 到DTE 到DTE 到DTE
到DCE 到DCE 到DTE 到DTE 到DCE 到DCE
名称
第2路发送数据 发送时钟
第2路接收数据 接收时钟 未用
例：当约定为奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数 之和应为奇数；当约定为偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1” 的个数之和应为偶数。接收方与发送方的校验装置和方式应一致。接 收字符时，对“1”的个数进行校验，若二者不一致，则说明传输数据 过程中出现了差错。
第9章 串行接口及串行通信技术
同时传送的通信方法，如图6.1所示。 特点：传输控制简单、速度快。但距离长时传输线多，成本高。
2）串行通信 串行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据一位一位顺序地
传送的通信方式，如图6.2所示。 特点：传输控制复杂、速度慢，但传输线少，成本低。
第9章 串行接口及串行通信技术
P0.7
微型 计算机 (89C51)
把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去。 2）解调器
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术引言微机原理与接口技术是计算机科学与技术专业的一门核心课程，也是了解计算机硬件原理以及设备与外部世界的接口的基础。
本文将介绍微机原理与接口技术的基本概念、原理与应用，并探讨其在计算机科学领域的重要性。
一、微机原理微机原理是指对微型计算机的组成结构和工作原理进行研究的学科。
微机原理研究的内容包括微型计算机的硬件组成、数据传输方式及控制方式、指令系统、中央处理器、存储器、输入输出设备等。
了解微机原理对于掌握计算机的工作原理以及进行系统级的调试和优化非常关键。
微型计算机由中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）、输出设备（Output Device）等几个基本部分组成。
中央处理器是计算机的核心，负责执行计算机程序的指令，控制计算机的运行；存储器用于存储程序和数据；输入设备用于将外部信息输入到计算机中；输出设备则是将计算机处理的结果输出给外界。
二、接口技术接口技术是将计算机系统与外围设备、网络或其他系统进行连接和通信的技术。
计算机与外界设备的接口技术包括串行通信接口、并行通信接口、USB接口、网络接口等。
接口技术的发展与进步可以提高计算机的扩展性和连接性，实现计算机与外界的无缝衔接。
2.1 串行通信接口串行通信接口是一种利用串行方式进行数据传输的接口技术。
串行通信接口由发送端和接收端组成，通过使用不同的协议和信号电平进行数据的传输。
串行通信接口的优点是可以通过串行线路同时传输多个数据位，适用于长距离传输。
常见的串行通信接口有RS-232、RS-485等。
2.2 并行通信接口并行通信接口是一种利用并行方式进行数据传输的接口技术。
并行通信接口将数据分成多个位同时传输，速度较快。
常见的并行通信接口有并行打印口（LPT口）、并行接口总线（Parallel Interface Bus，简称PIB）等。
2.3 USB接口USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是一种用于连接计算机与外部设备的通信接口标准。
单片机接口技术详解及应用案例分析
单片机接口技术详解及应用案例分析引言：单片机（Microcontroller）是一种特殊的集成电路，它将计算机的所有功能集成在一个芯片上。
在现代电子产品中广泛应用，特别是嵌入式系统设计中，单片机作为核心部件发挥着重要的作用。
在本文中，我们将深入探讨单片机接口技术的详细原理，并通过实际案例分析来展示其应用。
一、单片机接口技术的基本原理在单片机系统中，接口技术起着连接CPU和外设的作用，使得单片机能够与外界进行数据交互和通信。
常见的单片机接口技术包括串口、并行口、I2C总线、SPI总线、CAN总线等。
1. 串口（Serial Port）接口技术：串口是一种使用少量引脚进行双向通信的接口技术。
它的主要原理是通过将数据按照一定的规则进行序列化，然后通过单根传输线（例如RS-232）进行传输。
串口接口技术广泛应用于通信设备、计算机外设等领域。
在实际应用中，我们可以利用串口接口实现单片机与上位机的数据交互，实现远程数据采集、监控等功能。
2. 并行口（Parallel Port）接口技术：并行口是一种使用多个引脚进行数据传输的接口技术。
它的主要原理是通过同时传输多位数据来提高数据传输速度。
在实际应用中，我们可以利用并行口接口实现单片机与外部存储器、LCD模块、打印机等设备的连接。
例如，当需要将单片机作为控制器驱动LCD显示屏时，可以通过并行口接口将数据和控制信号同时传输，实现图形显示功能。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit）总线技术：I2C总线是一种双向、串行的通信总线，主要用于连接集成电路之间的通信。
I2C总线的主要特点是使用两根传输线（SDA和SCL）进行数据和时钟信号的传输。
在实际应用中，我们可以利用I2C总线接口连接各种外设，如温度传感器、电子罗盘、时钟模块等。
通过与单片机相结合，可以实现数据的读取和控制。
4. SPI（Serial Peripheral Interface）总线技术：SPI总线是一种同步的串行通信总线，用于高速数据传输。
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第8章串并行通信接口技术本章学习要点●可编程接1：2芯片的基本概念●8255A的编程结构和使用方法●8251A的编程结构和使用方法●8253的编程结构和使用方法8-1 本章知识重点8-1-1 通用可编程接口芯片8255A1．8255A的内部结构和引脚功能(1)8255A内部有3个输入／输出端口，分别为A、B和C口。
有A组控制器和B组控制器分别控制A组和B组的工作方式，由控制字寄存器和控制逻辑组成。
另外8255A内部还有一个8位的输入／输出缓冲器和读／写控制逻辑。
8255A的内部结构如图8-1所示。
图8-1 8255A的内部结构(2)8255A有40条引脚。
主要包括：D7~D0：数据总线，用于传送计算机和8255A间的数据、命令和状态字。
RESET：复位线，高电平有效。
/CS：片选线，低电平有效。
/RD：读命令线，低电平有效。
/WR：写命令线，低电平有效。
Ao、A1：地址线，用于选择A 口、B口、C口。
PA7～PA0：A端口输入／输出线，双向I／O总线。
PB7~PBo：B端口输入／输出线，双向I／O总线。
PC7～PC0：C端151输入／输出线，双向I／O总线。
VCC：电源，+5v。
GND：地线。
2．8255A的控制字和状态字8255A的控制字有两个，一个是工作方式控制字，用于8255A的初始化；另一个是C口位控制字，用于c口的位操作。
(1)8255A的方式控制字用米设定8255A三个端口的工作方式及输～输出状态。
8255A的工作方式共分为3种。
控制字的各位定义如下：(2)C口位控制字该控制字可以使C ISl各位单独置位或复位，以实现特殊的控制功能。
其中：D7：控制字的特征位，0有效；D6~D4无效；D3~Do：用于控制PC7~Pco中某一置位和复位，000为位0，001为位l，以此类推；Do：置位／复位的控制位。
当Do为0时，控制C V1的某位复位；当Do为1时，控制C口的某位置位。
(3)8255A状态字8255A设定为方式1和方式2时，通过读C 1：3便可获得相应状态字，可以了解8255A 的工作状态。
具体操作过程州参考主教材。
3．8255A的工作方式可通过软件设定8255A的方式控制字，使8255A工作在3种工作方式之一，即方式0、方式1和方式2。
方式0：直接输入／输出工作方式，8255A和外设之间无需联络信号。
8255A的A口、B 口和C口均可由程序设定为输入／输出几。
其中输出可被锁存，输入不能锁存。
方式1：选通输入／输出工作方式，A u和B口皆可独立地设置成这种工作方式。
在方式1下，既需要数据信号也需要选通联络信号，此时C口的位3～7为A口数据传输提供联络信号，c口的位0-,-2为B口的数据提供联络信号。
选通输入的时序是：(1)外设通过/STB信号将数据送入A口(或B口)；(2)A口(或B口)的状态标志IBF为1，表示输入缓冲器满，该状态信号可供程序查询：(3)8255A产生中断请求信号INTR，请求CPU从8255的A口(或B口)取走数据。
选通输入的时序是：(1)当CPU向A口(B口)输出数据后，/OBF为0，表示输出缓冲区满，此信号可供程序查询，或将A口(或B VI)中的数据打入外设；(2)当外设取走数据后，向8255送来确认信号/ACK；(3)8255A产生中断请求信号INTR，告诉CPU可以输出下一个数据到8255的A口(或B 口)了。
方式2：A口的带选通双向总线I／O方式，且只有A口可以工作在这一方式下。
在方式2下，A口既可输入，也可输出数据。
由于握手联络信号要用到/STB、IBF、/OBF、/ACK和INTR，共5条联络信号线，要占用C口的5位。
凶此B口只能在方式0或方式1下工作，此时C口剩余的3位可用作输入／输出线，也可用作B口的联络信号。
4，8255A的编程及应用对8255A编程，首先应对8255A进行初始化，即向8255A写入控制字，规定8255A的工作方式，A口、B口、C口的工作方式等。
然后，如果需要中断，则用控制字将中断允许标志置位，就可以按相应的要求向8255A送入数据或从8255A读出数据。
8255A要占用4个I／O端口地址，4个地址从高到低依次分配给A口、B口、C口和控制U。
8-1-2可编程串行输入／输出接口芯片8251A1．串行通信的基本概念串行通信是一位接一位地顺序通过一条信号线进行传输的方式。
根据传输通路的特点可将串行通信分为半双工通信和全双上通信。
数据传输率是指每秒钟传送的二进制位数，通常称为波特率。
串行通信按通信约定的格式分为两种：异步通信方式和同步通信方式。
2．8251A的结构整个8251A可分为5个主要部分：数据总线缓冲器、接收器、发送器、调制解调控制电路及读／写控制电路。
内部结构如图8-2所示。
具体包括：(1)数据总线缓冲器是CPU与8251A之间的数据接口，它包含有3个8位缓冲寄存器，其中两个寄存器分别用来存放CPU从8251A读取的状态信息或数据，一个寄存器存放CPU 向8251A写入的控制字或数据。
数据总线缓冲器将8251A的8条数据线D7～Do和CPU的系统数据总线相连。
图8-2 8251A内部功能结构图(2)发送器由发送缓冲器和发送控制电路两部分组成。
CPU需要发送的数据经数据发送缓冲器并行锁入发送缓冲器中。
与发送器相关的引脚有：TxD：数据发送端，输出串行数据送往外部设备；TxRDY：发送器准备好信号；TxEMPTY：发送移位寄存器空闲信号；/TxC：发送时钟信号，外部输入。
在同步方式下，TXC的频率与数据传输的波特率相同；在异步方式下的频率可以是数据传输波特率的1、16或64倍。
(3)接收器由接收缓冲器和控制电路组成。
从外部通过数据接收端RxD接收的串行数据逐位进入接收移位寄存器中。
与接收器有关的引脚如下：RxD：数据接收端，接收由外设输入的串行数据；RxRDY：接收器准备好信号；SYNDET/BRKDET：双功能检测信号，高电平有效／接收时钟信号，输入；/RxC时钟速率的规定与/TxC相同。
(4)读写控制电路是用来接收CPU送来的一系列控制信号，以实现对8251的读／写功能。
与读／写控制电路有关的引脚如下：RESET：芯片的复位信号；/CS：片选信号，低电平有效；C／D：控制／数据端，此引脚上为高电平，则CPU从数据总线读人的是状态信息：此引脚为低电平，则CPU读入的是数据。
(5)调制解调控制电路是8251A将数据输出端的数字信号转换成模拟信号，或将数据接收端的模拟信号解调成数字信号的接L]电路。
与调制解调器有关的引脚如下：DTR：数据终端准备好信号，向调制解调器输出的低电平有效信号；/DSR：数据装置准备好信号，由调制解调器输出的低电平有效信号；/RTS：请求发送信号，向调制解调器输出的低电平有效信号：/CTS：准许发送信号，由调制解器输出的低电平有效信号。
3．8251A的编程控制8251A是可编程串行接口，在使用之前必须由程序对其工作状态进行初始化。
在初始化编程时，向8251A发送的控制字分为两类：方式控制字和命令控制字。
(1)方式控制字方式控制宇各位的功能含义如下：(2)操作命令控制字操作命令控制字各位的含义功能如下：4．8251A的初始化和编程应用8251A芯片在上作前要首先对其初始化，以确定其工作方式。
工作中CPU要向8251A发出一些命令，确定其动作过程，并要求了解其上作状态，以保证在数据传送过程中协调CPU 与外设的传送过程。
这样就需要有3种控制字：分别为工作方式控制字、操作命令控制字和状态控制字。
8251A和CPU的通信方式主要有查洵方式和中断方式。
5．PC机串行异步通信接口PC机为了能实现串行异步通信功能，要设置一个符合RS．232C接口标准的串行接口。
通过Pc机的串行接口，可以连接串行传输数据的外围设备，如调制解调器、鼠标等。
同样串口还可以连接两台计算机。
PC机中的异步通信接口是以8250芯片为核心的。
它具有内部时钟产生电路，根据外部1．8432MHz的时钟频率，经过16次分频，产生发送和接收时钟。
8250内部有10个寄存器，共占用7个端口地址。
mM PC及其兼容机提供了‘种有较强的硬件依赖性，但却有比较灵活的串行口FO的方法，即通过INTl4H调用ROMBIOS串行通信口例行程序，或通过DOS功能调用编制串行通信程序。
BIOS串行异步通信接口的功能调用具体情况如下：(1)初始化串行通信口(AH=O)入口参数：AL=初始化参数，DX=通信口号出口参数：AHTM通信口状态，AL=调制解调器状态初始化参数据可以用来设置串行接口的波特率、奇偶性、字长和终止位。
8位数据具体含义如下：位7、6、5：设置波特率000=110波特 001=150波特 010=300波特 011=600波特100=1200波特 101-2400波特 110=4800波特 111--9600波特位4、3：设置校验位01=奇校验 11=偶校验×0=无校验位2：设置终止位0=1位 1=2位位1、0：设置字长10=7位 11-8位(2)向串行通信口写字符(AH=I)入口参数：AL=所写字符，DX=通信口号出口参数：写字符成功AH=0，AL=字符写字符失败(AH)7=1，(AH)0~6=通信口状态(3)从串行通信口读字符(AH=2)入口参数：DX=通信口号出口参数：读字符成功(AH)7=O，AL=字符读字符失败(AH)7=l，(An) 0~6=通信口状态(4)取串行通信口状态(AH=3)入口参数：DX=通信口号出口参数：AH=通信口状态，AL=调制解调器状态3号功能用来读串行口的当前状态，调用时只需给出被查询的串行通信rl是COMI或是COM2，调用返回时，其状态信息放入AX中，(AL)=MODEM状态，(AH)=线路状态。
‘AL中MODEM状态位的含义如下：AH中线路状态位的含义如下8-1-3可编程定n,-l／计数器芯片82531．8253的内部结构8253内部包含了3个16位计数器，每个计数器可按二进制或十进制计数，有6种工作方式，可通过编程选择。
8253的内部结构如图8-3所示。
主要包括：(1)数据总线缓冲器：数据总线缓冲器是8位、双向、三态的缓冲器。
(2)读／写逻辑电路：读／写控制逻辑电路从系统总线接收输入信号，经过译码，产生对8253各部分的控制。
(3)控制字寄存器：用户对8253的控制是通过控制字寄存器实现的。
它接受来自CPU 的方式控制字，控制相应计数器的工作方式，这一项工作要在8253的初始化过程中完成。
(4)计数通道：8253有3个相互独立的同样的计数电路，分别称作计数器0、计数器l 和计数器2。
每个计数器包含1个8位的控制寄存器。
图8-3 8253内部结构2．8253的主要引脚功能(1)D，～D。