微机原理 第11章 串行通信及接口电路
微机原理及接口技术概述
数据总线DB
控制总线CB
1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 MS-DOS
汇编程序
文本编辑程序
MASM和LINK
调试程序
DEBUG.EXE
1.3 IBM PC系列机系统
16位IBM PC系列机是32位微机的基础 8088CPU
IBM PC机 IBM PC/XT机 IBM PC/AT机
（1）数—用来直接表征量的多少，它们有大小之分，可进行各种数学 运算。 （2）码—用来指代某个事物或事物的状态属性。计算机对码主要是做 管理、编辑、判断、检索、转换、存储及传输等工作。
1.4.1 计算机中的数
在讨论计算机中的数时，需要说明几个基本概念:
(1)进位计数制---即采用进位的计数方法。采用这种计数方法后人们可以用有限的数 码符号来表示无穷大或无穷小的数。在计算机领域，常用的进位计数制有二进制、十进 制、八进制和十六进制（因本课程不使用八进制数据，故以下从略）。例如，二进制中 有两个数码符号，即0和1,执行逢2进1的运算规则；十进制中有10个数码符号0-9，执行 逢10进1的运算规则；十六进制中有16个数码符号0一9及A一F，执行逢16进1的运算规则。 注意，在十六进制中，数码A表示十进制的10，但决不能记作10，因为1和0是两个十六 进制符号。 (2)基数---某种进位计数制中所包含的数码个数就是该数制的基数（Base），如二进制 的基数为2，N进制的基数为N。基数体现了该数制中进位和借位的原则：当我们在某个 数位上计够一个基数时需要向前进1；反之，从前一位借1可在后一位上当一个完整的基 数来使用。 (3)权—也称权重（Weight），表示进位计数制中各数位的单位值（可形象地理解为每个 数位的单位“重量”）。权可以用基数幂的形式来表示，例如在十进制数1111.11中， 各个“1”具有不同的权重，从左到右分别为：103、102 、101、100、10-1和10-2。还可进 一步推广到N进制数(1111．11）N，从左到右各数位上的权重分别是：N3、N2、 N1、N0, N-1和N-2。
《微机原理与接口技术》课程教学大纲
《微机原理与接口技术》课程教学大纲课程编号：适用专业：电子信息科学与技术学时数：48学分数： 3一、课程类别：微机原理与接口技术是电子信息科学与技术的专业基础课。
二、课程教学目标通过本课程的学习，通过本课程的学习，使学生掌握微处理器的工作原理及时序，微型计算机与外部设备数据传送的基本方法；掌握常用接口芯片的硬件结构、编程要点及使用方法；能够读懂简单的接口电路原理图及相关的控制程序；能够根据要求设计简单的常用的接口电路，编写相应的程序段；掌握实验、系统设计的基本方法。
为后继课程的学习及未来从事微机硬件及软件开发打下基础。
三、课程的目的与任务《微机原理与接口技术》课程学习内容为微型计算机系统的基本硬件组成、汇编语言指令系统、常用可编程接口电路、微机基本工作原理与应用。
通过本课程的学习，使学生掌握和理解微机的基本原理及应用开发方法，能根据实际要求完成微机系统的软、硬件设计，为后续课程奠定专业技术基础。
四、理论教学的基本要求1、了解：微机的应用前景和发展趋势;微机应用前景;8086最小模式的设计方法;现代微机的基本组成原理、功能、特点;存储器的基本工作原理;中断控制的特点、中断处理方法;微机中断系统的作用;8259的操作命令字和控制命令字的意义和使用方法;8255与8086的应用扩展设计方法;8255的方式控制字及状态字意义和使用方法、初始化设计方法;8253的6种应用扩展硬、软件设计方法;8253的引脚功能和内部组成结构;0832引脚功能和内部结构及0832与8086CPU的扩展设计方法;0809引脚功能和内部结构及0809与8086CPU的扩展设计方法;8086微机系统的小键盘设计方法;8086微机系统的七段码显示器的设计方法。
2、理解：中断请求与中断相应的基本工作过程;8259引脚功能和内部结构及各部分的工作原理与特点;8259中断触发方式和中断响应过程；多级中断响应过程;8255的三种工作方式;A/D及D/A变换器接口基本特点与转换原理;3、掌握：8086指令的寻址方式;8086的指令功能和使用方法;8086汇编语言程序格式形式和各种表达方式;汇编语言程序基本设计方法和基本要求;8086中断系统结构、8086内部与外部中断的特点、中断类型与中断向量、8086中断处理过程;8255的引脚功能和内部组成结构;8253的6种工作方式与输入/输出的时序、初始化编程;8251的控制字与状态字、初始化编程。
微机原理接口
微机原理接口
微机原理接口是计算机系统中用于连接外部设备的接口，用于实现数据和控制信号的传递。
接口通常由硬件和软件组成，硬件部分包括物理接口和逻辑接口。
物理接口是指连接计算机与外部设备之间的电缆、插座、连接器等物理连接部分。
不同的外部设备需要的物理接口类型各不相同，常见的物理接口有USB接口、HDMI接口、VGA接口等。
物理接口的设计需要考虑带宽、传输速率、信号噪声等因素。
逻辑接口是指连接计算机与外部设备之间的软件接口，通过逻辑接口可以实现数据的读写、设备的控制等功能。
逻辑接口通常由驱动程序提供，驱动程序负责将计算机的指令转换为硬件操作，使计算机与外部设备进行有效的交互。
在计算机系统中，各个设备的接口需要进行标准化，以确保不同厂商生产的设备可以互相兼容。
例如，USB接口就是一种标准接口，使得不同品牌的计算机可以连接同一种类型的USB设备。
接口的设计需要考虑可靠性、易用性、扩展性等因素。
良好的接口设计能够提高系统的稳定性和性能，使得不同外部设备能够方便地连接到计算机系统中，为用户带来更好的使用体验。
微机原理与接口复习
答，动态随机存取存储器 (DRAM) 的存储单元电路 动态存储单元是由 MOS 管的栅极电容 C 和门控管组成的。数据以电荷的形式存储在栅极电容上，电容 上的电压高表示存储数据 1 ；电容没有储存电荷，电压为 0 ，表明存储数据 0 。因存在漏电，使电容 存储的信息不能长久保持，为防止信息丢失，就必须定时地给电容补充电荷，这种操作称为 “ 刷新 ” 由于要不断地刷新，所以称为动态存储。方法：采用“仅行地址有效”方法刷新；刷新周期：15μs刷新次数128us
1.3微机系统总线？
答，系统总线：传递信息的一组公用导线，CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换 。好处：组态灵活、扩展方便 三组信号线：数据总线、地址总线和控制总线。其பைடு நூலகம்用特点是：在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制系统总线，只能有一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获得信号。
通过控制字D7作为特征位来区分不同的控制字。
第一章 微机系统概述
1.1微型计算机的特点，及其与单片机数字信号处理器的区别
答，微型计算机：以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以集成了计算机主要部件——控制器和运算器的微处理器为核心，所构造出的计算机系统 。
PC机：PC（Personal Computer）机就是面向个人单独使用的一类微机 。
1、微机中各部件的连接采用什么技术？为什么？
答：现代微机中广泛采用总线将各大部件连接起来。有两个优点：一是各部件可通过总线交换信息，相互之间不必直接连线，减少了传输线的根数，从而提高了微机的可靠性；二是在扩展计算机功能时，只须把要扩展的部件接到总线上即可，十分方便。
2、微机系统的总线结构分哪三种？（选择/填空）
微机原理与接口技术课程设计(串行通讯)
微机原理与接口技术课程设计(串行通讯)一、设计意义在信息飞速发展的时代，计算机的应用越来越广泛。
而微机原理是机械工业控制设备的理论基础，学好了就能在激烈的竞争环境中找到一份好一点的工作。
理论课程学习是让学生学习基本理论知识，对课程内容和原理有比较深刻的理解，只要从理论上理解，不用考虑实际的可行性。
通过本次课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程，不仅需要在理论上能实现而且还要考虑实际的可行性，不能纸上谈兵。
二、设计目的1、了解串行通信的基本原理。
2、掌握串行接口芯片8251的工作原理。
3、掌握8251芯片的编程方法。
4、了解8253的初始化。
5、巩固和加深在微机原理课程中所学的理论知识。
通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握计算机接口技术的基本应用方法。
6、学会查阅相关手册与资料，培养独立分析与解决问题能力。
三、设计环境PC机一台，串行通讯接口芯片8251A一片，8253一片。
TC-1集成开发环境实验箱一台。
四、设计题目及要求4.1 设计题目2串行通讯4.2 设计要求设计一个串行通信系统，用软件编程和硬件实验来实现。
具体要求：用8253芯片作为计数器，用于产生8251的发送和接受时钟。
TXD和RXD连在一起。
从PC机的键盘输入一个字符，将其ASCII码加1后发送出去，在接受回来在屏幕上显示，实现自发自收。
8251的控制端口地址为2B9H ,数据口地址为2B8H.8253计数器的计算初值=时钟频率/(波特率*波特率因子)，这里的时钟频率接1MHZ,波特率若选1200，波特因子若选16，则计数器初值为52。
收发采用查询方式。
五、设计原理5.1．8251A的基本性能8251A是可编程的串行通信接口芯片，基本性能：1．两种工作方式：同步方式，异步方式。
同步方式下，波特率为064K，异步方式下，波特率为0~19.2K。
串行通信及接口电路
串行通信及接口电路1. 串行通信的概念串行通信是一种数据传输的方式，它将数据逐位地按照一定顺序传输，相比于并行通信的方式，串行通信只需使用一个通信线路传输数据。
在串行通信中，每个数据位被顺序发送，并且在接收端被顺序接收和重组。
串行通信的优点是可以节省通信线路的数量，但其传输速度相对较慢。
2. 串行通信的应用串行通信广泛应用于各种领域，包括计算机通信、网络通信、工业控制等。
它可以用于长距离通信，如在局域网或广域网中传输数据。
此外，串行通信还常用于外设与主机之间的通信，如串行口和串行外设之间的通信。
3. 串行通信的协议串行通信的实现需要一定的协议来确保数据的可靠传输。
常见的串行通信协议包括UART（通用异步收发器），SPI（串行外设接口）和I2C（双线串行通信接口）。
这些协议都定义了数据的传输规则、时序要求以及错误处理机制，以确保数据的准确性和完整性。
3.1 UARTUART是一种使用异步传输方式的串行通信协议。
它通过发送方和接收方之间的单个通信线路进行数据传输。
UART协议定义了数据的起始位、数据位、停止位和校验位等信息。
发送端根据这些信息将数据发送给接收端，并且接收端根据这些信息识别数据的边界和校验数据的正确性。
3.2 SPISPI是一种同步传输方式的串行通信协议，它使用一对数据线（Master Out, Slave In - MOSI 和 Master In, Slave Out - MISO）以及时钟线（SCLK）进行通信。
SPI协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。
SPI协议定义了数据的传输时序，通过时钟的上升沿和下降沿进行数据采样和传输。
3.3 I2CI2C是一种双线串行通信接口，它使用两条线路（串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL））进行通信。
I2C协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。
微机原理与接口技术第11章串行通信.
• GND：信号地 –为所有的信号提供一个公共的参考电平
• CD：载波检测（DCD） –当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，该 引脚向数据终端设备提供有效信号
• RI：振铃指示 –当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚信 号作为电话铃响的指示、保持有效
• 保护地：（机壳地） –起屏蔽保护作用的接地端，一般应参照设备的使用规 定，连接到设备的外壳或大地
相互转换
标准TTL电平 低电平：0V～0.4V 高电平：＋2.4V～＋5V
②数据通信设备(data communication equipment，DCE)： DCE是对网络设备的统称，该设备为用户设备提供入网的连接 点。自动呼叫/应答设备、调制解调器Modem和其他一些中间设 备均属DCE。
⑶ 信道 信道是传输信息所经过的通道,是连接2个DTE的线路,它包 括传输介质和有关的中间设备。 例： 公用电话线（经交换机接续），普通电话线是模拟信道， 带宽为300～3400Hz，很难直接远距离传输数字信号（0，1信号）
发送移位 寄存器及 其控制
RXD 串 接收 行
外 部 设 备
TXD 发送
⑵ DTE和DCE
①数据终端设备(data terminal equipment，DTE)：是对 属于用户所有联网设备和工作站的统称，它们是数据的源或目 的或者即是源又是目的。例如：数据输入/输出设备，通信处理 机或各种大、中、小型计算机等。DTE可以根据协议来控制通 信的功能。
特点：传输速度快；硬件开销大；只适合近距离传输。
串行通信：串行通信是通过一位一位地进行数据传输来实现通信。 特点：具有传输线少，成本低等优点，适合远距离传送；缺点是
速度慢。
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。
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。
11微型计算机原理串行通信及接口电路PPT课件
11.1 串行通信
第n个字符
起 始
位7
位数
奇
偶停
据
校止 验 位 空闲位
0 0/1 0/1 0/10/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1 0 0/1 0/1 …
低位
高位
(2)同步传送: 在数据块开始处用同步字符来指示。 多个字符成组传送，在每组信息的开始，加上同步字
RI： 振铃信号
当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号时，使该信号有 效，通知DTE已被呼叫。
11.1 串行通信
RS-232-C采用负逻辑，且信号电平与TTL不兼容
串行接口芯片8250、8251均使用TTL电平，应使用 电平转换电路与RS-232C连接器连接。 MC1488：TTL电平→RS232电平 （用于发送方） MC1489：TTL电平←RS232电平 （用于接收方）
大多数情况下，调制器和解调器合在一个装置中， 称为调制解调器——Modem
11.1 串行通信
在通讯中，Modem起着传输信号的作用，是一种 数据通讯设备，简称DCE。 接收设备和发送设备称为数据终端设备，简称DTE。
11.1 串行通信
11.1.2 RS-232C标准
在串行通信中，DTE和DCE之间的连接要符合接口标准 计算机通信中使用最普遍的是RS-232C标准 PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口，使用9 针和25针连接器。
对各种信号的规定如下： （1）在TxD和RxD线上
MARK（即表示为1）＝－3到－25V SPACE（即表示为0）＝+3到+25V （2）在RTS、CTS、DSR等线上 ON ＝+3到+25V
OFF＝－3到－25V
微型计算机基本原理与应用第11章 串行通信及其接口电路
在串行通信中，发送器需要用一定频率的时钟信号来 决定发送的每一位数据所占用的时间。接收器也需要 用一定频率的时钟信号来检测每一位输入数据。 发送器使用的时钟信号称为发送时钟，接收器使用的 时钟信号称为接收时钟。 串行通信所传送的二进制数据序列在发送时是以发送 时钟作为数据位的划分界限，在接收时是以接收时钟 作为数据位的检测和采样定时。
简单的奇偶校验码(例如上述那种只配一位校验位的校 验码)，其检错能力是很低的，它只能检查出一位错。 如果两位同时出错，则检查不出来，即失去了检验能 力。 简单的奇偶校验码没有纠错校正功能，因为它不具备 对错误定位的能力，例如在偶校验中，尽管可以知道 接收到的代码10110000是非法的，但却无法判定错误 发生在哪一位上。 由于奇偶校验码简单易行，编码和解码电路简单，不 需增加很多设备，所以它仍在误码率不高的许多场合 得以广泛应用。
（3）奇偶校验位：奇偶校验位仅占1位。可以为奇校验 或偶校验，也可以不设置校验位。 （4）停止位：停止位为1位、1.5位或2位。它一定是逻辑 “1”电平，标志着传送一个字符的结束。 在一个字符传送前，线路处于空闲状态，输出线上为 逻辑“1”电平；传送一开始，输出线由“1”变为“0” 电平，并持续1比特的时间，表明起始位的出现； 起始位后面为5~8个数据位，数据位是按“低位先行” 的规则传送，即先传送字符的最低位，接着依次传送 其余各位； 数据位后面是校验位，可以是奇校验或偶校验，也可 不设置校验位；最后发送的一定是“1”电平，以作为 停止位，它可以是1位、1.5位或2位。
Hale Waihona Puke 4. 波特率因子
F（时钟频率）＝波特率因子×波特率 波特率因子: 数据传输率（波特率）与时钟频率之间的比 例系数. 给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不同的波特 率。
微机原理知识点归纳
微机原理知识点归纳为什么主机与外设交换信息要通过接口电路；接口连接埠的功能是负责努力实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起。
CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：速度不匹配：时序不匹配;信息格式不匹配；重要信息类型不匹配。
基于以上原因，CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成.。
有效的完成CPU与外设之间交流思想的信息交换。
适配器和端口的定义，以及区别？接口：由若干个端口和相应的的控制电路组成。
端口：I/O接口电路中能被CPU直接访问的寄存器或特定器件。
区别：1、端口是对应的唯一通信地址。
2、接口电路是由若干个端口组成，对应唯一的功能。
端口分类：1、状态口、数据口、命令口2、中断型、非中断型如何读回8253计数器的当前计数值？有两种方法，一是在读之前先使用GATE信号停止计数器管理工作，再根据控制字确定读取格式，然后用IN指令读取计数值（控制字D5D4=11，读取两次，先低后高，D5D4=10，只读一次，读出高位，低位为00，D5D4=01，只读一次，读出低位）。
二是读之前先送计数锁存命令，分两步进行，第一步，用OUT指令写入锁存控制字元D5D4=00到重新配置寄存器，其它一百名按要求确定，第二步，用IN指令读取被锁存的计数值，读取格式取决于控制字的D5D4两位状态，下述如第一种方法。
简述8259控制器内部结构中的寄存器和工作特点？答：8259中断控制器内部结构中的寄存器包括中断请求寄存器IRR、中断截取寄存器IMR、中断产品服务寄存器ISR、优先权分析器PR、求值命令字寄存器、操作命令寄存器。
其中中断请求寄存器IRR接收和缓存外部中断元的中断请求信号；中断截取寄存器IMR储藏中断屏蔽信息；中断产品服务寄存器ISR用以保存正在被服务的中断请求情况；优先权分析器PR接收IRR的请求信息，与ISR的状态比较判断，如果是更高一级的中断请求则将IRR该中断请求送去ISR，向CPU发出中断申请接收端INT，并将ISR中相应位置“1”，低则不操作；求值命令字寄存器存放初始化命令、操作命令寄存器存放操作命令。
微机原理与接口技术习题答案
第3章8086/8088指令系统与寻址方式习题3．3 8086系统中，设DS=1000H，ES=2000H，SS=1200H，BX=0300H，SI=0200H，BP=0100H，VAR的偏移量为0600H，请指出下列指令的目标操作数的寻址方式，若目标操作数为存储器操作数，计算它们的物理地址。
（1）MOV BX，12 ；目标操作数为寄存器寻址（2）MOV [BX]，12 ；目标操作数为寄存器间址PA=10300H（3）MOV ES：[SI]，AX ；目标操作数为寄存器间址PA=20200H（4）MOV VAR，8 ；目标操作数为存储器直接寻址PA=10600H（5）MOV [BX][SI]，AX ；目标操作数为基址加变址寻址PA=10500H（6）MOV 6[BP][SI]，AL ；目标操作数为相对的基址加变址寻址PA=12306H （7）MOV [1000H]，DX ；目标操作数为存储器直接寻址PA=11000H（8）MOV 6[BX]，CX ；目标操作数为寄存器相对寻址PA=10306H（9）MOV VAR+5，AX ；目标操作数为存储器直接寻址PA=10605H3．4 下面这些指令中哪些是正确的那些是错误的如果是错误的，请说明原因。
（1）XCHG CS，AX ；错，CS不能参与交换（2）MOV [BX]，[1000] ；错，存储器之不能交换（3）XCHG BX，IP ；错，IP不能参与交换（4）PUSH CS（5）POP CS ；错，不能将数据弹到CS中（6）IN BX，DX ；输入/输出只能通过AL/AX（7）MOV BYTE[BX]，1000 ；1000大于255，不能装入字节单元（8）MOV CS，[1000] ；CS不能作为目标寄存器（9）MOV BX，OFFSET VAR[SI] ；OFFSET只能取变量的偏移地址（10）MOV AX，[SI][DI] ；SI、DI不能成为基址加变址（11）MOV COUNT[BX][SI]，ES：AX ；AX是寄存器，不能加段前缀3．7 设当前SS=2010H，SP=FE00H，BX=3457H，计算当前栈顶的地址为多少当执行PUSH BX 指令后，栈顶地址和栈顶2个字节的内容分别是什么当前栈顶的地址=2FF00H当执行PUSH BX 指令后，栈顶地址=2FEFEH（2FEFEH）=57H（2FEFFH）=34H3．8 设DX=78C5H，CL=5，CF=1，确定下列各条指令执行后，DX和CF中的值。
微机原理-串行通信
第11章 串行通信接口教学提示：在现代计算机系统中，计算机内部之间进行通信、计算机和各种外部装置进行通信以及计算机与计算机之间的通信都是时时刻刻进行着的。
没有通信也就没有计算机。
通信有两大分支：串行通信和并行通信。
其中串行通信近年来发展特别迅速，值得我们对它给予足够的重视。
本章将介绍串行通信的基本概念、常见的串行接口芯片、RS-232等串行接口标准等，另外介绍了在VB 中串行通信的编程方法。
教学要求：通过本章的学习，应该掌握计算机通信最基本的概念，掌握8250芯片的编程使用方法，对于学过VB 的读者，还应该掌握在VB 中使用通信控件进行串行通信的方法。
11.1 串行通信基础串行通信是计算机通信的重要领域，本节将详细地介绍串行通信的知识。
11.1.1 串行通信和并行通信计算机系统中，计算机之间或计算机与外部设备交换信息称之为通信。
通信的方式有两种，分别是：数据各位同时传送的并行通信方式和数据各位依次传送的串行通信方式。
概念：各个数据位同时进行传递的通信是串行通信；各个数据位逐位进行传递的通信是串行通信。
图11.1表示的是一个字节(假定传送的内容是8位二进制数10010011B)的数据进行并行通信，需要8条数据线，D 0～D 7是同时传送的。
图11.1 并行通信图11.2表示同样的数据进行串行通信，只需要一条数据线，数据依次传递，在最初传递的是D 0位，然后是D 1位，……，最后传递D 7位。
优缺点：与并行通信相比串行通信有以下优点：线路结构简单、抗干扰能力强、传送距离远，但是它的传送速度比并行通信传送得慢。
所以在计算机内部一般采用并行通信，第11章 串行通信接口·307··307·计算机与外设之间、计算机与计算机之间一般采用串行通信。
图11.2 串行通信11.1.2 同步串行通信和异步串行通信串行通信又分成两大类：异步串行通信、同步串行通信。
概念：异步串行通信的一次数据传递由1位低电平的启始位、若干位数据位、1位奇偶校验位，1～2位高电平的终止位组成。
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。
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• 6．串行通信的校验方法
串行通信主要适用于远距离通信，因而噪声和干 扰较大，为了保证高效而无差错地传送数据，对传送
的数据进行校验就成了串行通信中必不可少的重要环
节。常用的校验方法有：奇偶校验和循环冗余校验
CRC(Cyclic Redundancy Check)等。
（1）奇偶校验 这种校验方法主要用于对一个字符的传送过程进 行校验。在发送时，在每一个字符的最高位之后(发送 时总是最低有效位D0先发送)都附加一个奇偶校验位， 这个校验位本身有可能是“1”或“0”，加上这个校验 位后，使所发送的字符中“1”的个数始终为奇数（奇 校验），或偶数（偶校验）。 接收时，检查所接收的字符连同这个奇偶校验位， 其为“1”的个数是否符合规定，若不符合规定就置出 错标志。供CPU查询及处理。 （2）循环冗余校验CRC 这是另一种常用的校验方法，它可对一个数据块 进行校验。主要用于同步方式或SDLC方式。
• 11.1.2
串行接口标准EIA RS-232C接口
EIA(Electronics Industries Association)RS(Recommended Standard)-232C是目前
最常用的一种串行通信接口。
11.2
Intel 8251A可编程通信接口
整个8251可以分成5个主要部分：接收器、发送器、 调制控制、读写控制以及I/O缓冲器。而I/O缓冲器由状态 缓冲器、发送数据/命令缓冲器和接收数据缓冲器三部分 组成。8251的内部由内部数据总线实现相互之间的通信。
• 1．接收器
接收器接收来自RxD脚上的串行数据，并按规定的 格式把它转换为并行数据，存放在接收数据缓冲器中。
• 2．发送器
发送器接收CPU送至的并行数据，加上起始位、奇 偶校验位和停止位，然后由TxD脚发送。
• 3．I/O控制
读/写控制逻辑对CPU输出的控制信号进行译码。
• 11.2.3
接口信号
8251可用来作为CPU与外设或调制解调器之间的接 口，如图12-20所示。它的接口信号可以分为两组：一组 为与CPU接口的信号；另一组为与外设(或调制器)接口 的信号。
• 11.2.4
8251的编程
8251是一个可编程的多功能通信接口。所以在具 体使用时必须对它进行初始化编程，确定它的具体工 作方式。例如：规定工作于同步还是异步方式；传送 的波特率；字符格式等等。 初始化编程的过程如图12-21的流程图所示。
方式选择字格式如图12-22所示。 方式选择字可以分为四组，每组两位。首先，由 D1D0 确 定 是 工 作 于 同 步 方 式 还 是 异 步 方 式 。 当 D1D0=00时，则为同步方式；而在D1D0≠00时为异步方 式，且D1D0的三种组合用以选择输入时钟频率与波特 率之间的系数。 D3D2 用以确定字符的位数：D5D4 用以确定奇偶校 验的性质，它们的规定都是很明确的。 D7D6 在同步和异步方式时的意义是不同的。异步 时，用以规定停止位的位数；同步时，用以确定是内 同步还是外同步，以及同步字符的个数。 在同步方式时，紧跟在方式选择字后面的是由程 序输入的同步字符。它是用与方式选择字类似的方法 由CPU输给USART的。
• 3．数据传送方向
通常串行通信，数据在两个站之间是双向传送的， A站可作为发送端，B站作为接收端，也可以A站作为接 收端，而B站作为发送端，根据要求又可以分为半双工 和完全双工两种。
（1）半双工(Half Duplex) 每次只能有一个站发送，即只能是由A发送到B， 或是由B发送到A，不能A和B同时发送。 （2）完全双工(Full Duplex)
第11章 串行通信及接口电路
11.1 11.2
串行通信 Intel8251A可编程通信接口
11.1 串行通信
1．串行通信的优点 在并行通信中，数据有多少位就需要有多少条传 送线，而串行通信只需要一条传送线。 在串行通信中，有两种最基本的通信方式： （ 1 ） 非 同 步 ( 异 步 ) 通 信 ASYNC(Asynchronous Data Communication) 它用起始位表示字符的开始，用停止位表示字符 的结束。 （2）同步传送 在数据块开始处用同步字符来指示。
读状态字时， 12-24所示。
端为“1”。状态字的格式如图
状态字中的TxRDY，只要数据缓冲器一空就置位； 而引脚TxRDY只有当条件： 数据缓冲器空· CTS · TxEN 成立时，才置位。
在输入同步字符后，或在异步方式时，在方式选 择字后应由CPU输给命令字，其格式如图12-23所示。 方式选择字是规定8251的工作方式，而命令字直 接使8251处于规定的工作状态。以准备接收或发送数
据。
8251上还有状态寄存器，CPU可通过I/O读操作把 8251的状态字读入CPU，用以控制C来自U与8251之间的 数据交换。