第8章 串行接口与并行接口
第八章并行接口与串行接口课件
中断服务程序
识别与判优）。 及接口方法
从通道C读 方式1状态字
通道B？ Y 通道B服务程序
N 通道A？
N
返回 Y
通道A服务程序
其他中断？
N
Y
返回
非法中断进 行出错处理
服务程序
返回
返回
8255方式1中断查询流程图
工作特点 C口各位与A口、 B口的挂靠关系 程序查询式接口 中断驱动式接口
back
27
8.2.3 三种工作方式及接口方法
D7 D0
D7 D0
PA7 PA
HGFE 显示
Ai-1 译 码
A2 器 A 1A0
IOR
4PA3
CS
8255
PA0
A1
PB7
A0
PB4
RD
DCBA 显示
DCBAB74IN93RRA00IN12
IOW
WR PB3
1 RESET
&
RESET
PB0 PPCC07
DCBA7B4I 93RRA00IN12
&
N
输出
数据总线 控制寄存器
端口输出为“高阻”
非法
禁止
端口输出为“高阻”
back 8
8.2.1 内部结构与引脚功能 8255与MPU总线的接口方法
DB7 - DB0
IOR/MEMR
IOW/MEMW
高电平有效
MPU
A0
A1
AB
A2
| Ai-1
地址译码
D7 - D0
RD 8255 WR RESET A0 A1
举例：
INTRA
PC3PA0-7 PC4 PC7
第8章 串行口原理及其应用
TXD（移位脉冲）
成于大气 信达天下
串行口的工作方式
Chengdu University of Information Technology
二、方式1
方式1是10位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚， RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中1 位起始位，8位数据位，1位停止位。
RS-422A接口 RS-485接口
成于大气 信达天下
串行通信的基本概念（十）
Chengdu University of Information Technology
RS-232C接口存在的问题
传输距离短，传输速率低 RS-232C总线标准受电容允许值的约束，使用时传输距 离一般不要超过15米（线路条件好时也不超过几十米）。 最高传送速率为20Kbps。 有电平偏移 RS-232C总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时， 收发双方的地电位差别较大，在信号地上将有比较大的 地电流并产生压降。 抗干扰能力差 RS-232C在电平转换时采用单端输入输出，在传输过程 中当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比， RS-232C总线标准不得不采用比较大的电压摆幅。
成于大气 信达天下
串行通信的基本概念（七）
Chengdu University of Information Technology
传输速率与传输距离
传输速率
比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒 （bps）。如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含 10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的比特率 为： 10位×240个/秒 = 2400 bps 波特率表示每秒钟调制信号变化的次数，单位是：波特 （Baud）。 波特率和比特率不总是相同的，对于将数字信号1或0直接 用两种不同电压表示的所谓基带传输，比特率和波特率是 相同的。所以，我们也经常用波特率表示数据的传输速率。
微机原理第八章 串行通信及串行接口
1. 可编程串行接口典型结构
✓状态寄存器
✓控制寄存器
✓数据输入寄存器--串行输入/并行 输出移位寄存器
✓数据输出寄存器--并行输入/串行 输出移位寄存器
2. 串行通信基本概念
在串行通信时，数据和联络信号使用同一条信号线 来传送，所以收发双方必须考虑解决如下问题： ❖ 波特率---双方约定以何种速率进行数据的发送和接收 ❖ 帧格式---双方约定采用何种数据格式 ❖ 帧同步---接收方如何得知一批数据的开始和结束 ❖ 位同步--- -接收方如何从位流中正确地采样到位数据 ❖ 数据校验--- -接收方如何判断收到数据的正确性 ❖差错处理---收发出错时如何处理 收发双方必须遵守一些共同的通信协议才能解决上述问题。
串行通信适于长距离、中低速通信
并行通信
将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输。
D0 0
D1 1
D2 0
源
D3 1
D4 D5
0 1
D6 1
D7 0
D0 D1 D2 D3 目 D4 的 D5 D6 D7
数据的各位同时由源到达目的地 → 快 多根数据线 → 短距离（远程费用高）
并行通信适于短距离、高速通信
工作方式下。
（8）错误检测 • 传输错误 • 覆盖错误
二、 接口与系统的连接
从结构上，可把接口分为两个部分，其中和 外设相连的接口结构与具体外设的传输要求及数 据格式相关，因此，各接口的该部分互不相同； 而与系统总线相连的部分，各接口结构类似，一 般都包括：
1． 总线收发器和相应的逻辑电路
2． 联络信号逻辑电路
接收端需要一个时钟来测定每一位的
时间长度。
波特率/位传输率---每秒传输的离散信号 的数目/每秒传输的位数。 波特率因子---
第8章 数据通信
A
b)半双工通信方式
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c)全双工通信方式
图所示为主从多终端通信方式。A可以向多个 终端（B、C、D…）发出信息。在A允许的条 件下，可以控制管理B、C、D等在不同的时间 向A发出信息。 根据数据传送的方向又分为多终端半双 工通信和多终端全双工通信。
A B A B C C
D a)多终端半双工通信方式
第一部分是开始标志“7EH”； 第二部分是一个字节的地址场； 第三部分是一个字节的控制场； 第四部分是需要传送的数据，数据都是位（bit） 的集合； 第五部分是两个字节的循环控制玛CRC； 最后部分又是“7EH”，作为结束标志。
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面向比特型的数据格式如图所示。
图8-3 面向比特型同步通信数据格式
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典型的异步通信格式如图所示。
第 n-1 个字符 第 n 个字符 第 n＋1 个字符 奇偶 停止 起始 校验 位 位 奇偶 停止 起始 校验 位 位 7位数据 7位数据
0/1
0/1
1
0
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
1
0
0/1
0/1
0/1
0/1
„„
低位
高位
下降沿指出下一个字符的开始
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①面向字符型的数据格式 面向字符型的同步通信数据格式可采用单同步、 双同步和外同步三种数据格式，如图所示。
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图8-2 面向字符型同步通信数据格式
单同步、双同步
单同步和双同步均由同步字符、数据字符和校 验字符CRC等三部分组成。
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
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案 - 第8章习题解答
第8章思考题及习题8参考答案一、填空1、AT89S51的串行异步通信口为（单工/半双工/全双工）.答：全双工。
2。
串行通信波特率的单位是。
答：bit/s3。
AT89S51的串行通信口若传送速率为每秒120帧,每帧10位,则波特率为答:12004．串行口的方式0的波特率为。
答：fosc/125．AT89S51单片机的通讯接口有和两种型式。
在串行通讯中，发送时要把数据转换成数据。
接收时又需把数据转换成数据。
答:并行，串行，并行，串行,串行,并行6．当用串行口进行串行通信时,为减小波特率误差,使用的时钟频率为 MHz.答：11。
05927．AT89S51单片机串行口的4种工作方式中, 和的波特率是可调的，与定时器/计数器T1的溢出率有关,另外两种方式的波特率是固定的.答：方式1，方式38．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式 . 答:方式1.9．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。
答：相同的。
10．串行口工作方式1的波特率是 .答：方式1波特率=(2SMOD/32)×定时器T1的溢出率二、单选1．AT89S51的串行口扩展并行I/O口时，串行接口工作方式选择。
A。
方式0 B。
方式1 C. 方式2 D。
方式3答：A2。
控制串行口工作方式的寄存器是。
A．TCON B。
PCON C。
TMOD D.SCON答:D三、判断对错1．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义.对2．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。
对3．串行通信方式2或方式3发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中.错4．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。
对5．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。
对6。
串行口工作方式1的波特率是固定的,为fosc/32。
错7. AT89S51单片机进行串行通信时,一定要占用一个定时器作为波特率发生器.错8。
第8章 计算机的串行通信
电话线
连接调制解调器
2、设异步传输时的波特率为4800bps，若 每个字符对应一位起始位，七位有效数据 位，一位偶校验位，一位停止位，则每秒 钟传输的最大字符数是:（C ） A）4800 B）2400 C）480 D） 240
3、 RS—232C标准规定信号“0”和“1”的电平是 ( D )。 A）0V和+3V～+15V B）-3V～-15V和 0V C）-3V～-15V和+3V～+15V D）+3V～ +15V和-3V～-15V 4、根据串行通信规程规定，收发双方的( C )必须 保持相同。 A）外部时钟周期 B）波特率因子 C）波特率 D）以上都正确
解调（Demodulating）
调制解调器MODEM
数据终端设备DTE——数据源和目的地 数据通信设备DCE——使数据符合线路要求
11.1.3
串行接口概述
1．串行接口基本功能
11、2 串行通信接口标准
11.2.1 RS-232C接口标准 美国电子工业协会EIA制定的通用标准串行接 口
1962年公布，1969年修订 1987年1月正式改名为EIA-232D
设计目的是用于连接调制解调器 现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与 数据通信设备DCE（例如调制解调器）的标准 接口
可实现远距离通信，也可近距离连接两台 微机 属于网络层次结构中的最低层：物理层
1、RS-232C的电气特性
微机利用232C接口直接连接进行短距离通信。这 种连接不使用调制解调器，所以被称为零调制解 调器（Null Modem）连接 微机利用232C接口连接调制解调器，用于实现通 过电话线路的远距离通信
单片机-第8章 单片机的并行接口
单片机-第8章单片机的并行接口单片机第 8 章单片机的并行接口在单片机的世界里，并行接口是一个至关重要的概念。
它就像是单片机与外部世界进行快速、高效交流的“高速公路”。
接下来，让我们一起深入了解单片机的并行接口。
并行接口，顾名思义，是能够同时传输多位数据的接口。
相较于串行接口每次只能传输一位数据，并行接口的传输速度更快，效率更高。
这使得它在需要大量数据快速传输的场景中发挥着重要作用。
在单片机中，常见的并行接口包括 8 位、16 位甚至 32 位的并行接口。
以 8 位并行接口为例，它可以在一个时钟周期内同时传输 8 位的数据，想象一下，这就像是 8 辆车同时在一条道路上行驶，大大提高了数据的运输效率。
并行接口的工作原理其实并不复杂。
它通过一组并行的数据线来传输数据，同时还需要一些控制线来协调数据的传输过程。
比如，读写控制线用于指示是读取数据还是写入数据，片选线用于选择特定的外部设备进行通信。
当单片机要向外部设备发送数据时，它会将数据准备好放在数据线上，并通过控制线发出相应的信号，告诉外部设备可以接收数据了。
而当单片机要从外部设备读取数据时，它会通过控制线发出读取信号，然后从数据线上接收外部设备传来的数据。
在实际应用中，并行接口有着广泛的用途。
比如说，它可以用于连接外部存储器，如静态随机存储器（SRAM）或闪存（Flash）。
这样，单片机就能够快速地读取和写入大量的数据，为程序的运行和数据的存储提供了有力支持。
此外，并行接口还可以用于连接显示设备，如液晶显示屏（LCD）。
通过并行接口，可以快速地将图像数据传输到显示屏上，实现清晰、流畅的显示效果。
然而，并行接口也并非完美无缺。
它的一个明显缺点就是需要大量的引脚。
例如，一个 8 位的并行接口就需要 8 根数据线，再加上控制线等，引脚数量会比较多。
这在引脚资源有限的单片机中可能会成为一个问题。
另外，并行接口的布线也相对复杂，容易受到干扰，从而影响数据传输的准确性和稳定性。
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案 - 第8章习题解答
第8章思考题及习题8参考答案一、填空1、AT89S51的串行异步通信口为（单工/半双工/全双工）。
答：全双工。
2. 串行通信波特率的单位是。
答：bit/s3. AT89S51的串行通信口若传送速率为每秒120帧，每帧10位，则波特率为答：12004．串行口的方式0的波特率为。
答：fosc/125．AT89S51单片机的通讯接口有和两种型式。
在串行通讯中，发送时要把数据转换成数据。
接收时又需把数据转换成数据。
答：并行，串行，并行，串行，串行，并行6．当用串行口进行串行通信时，为减小波特率误差，使用的时钟频率为 MHz。
答：11.05927．AT89S51单片机串行口的4种工作方式中，和的波特率是可调的，与定时器/计数器T1的溢出率有关，另外两种方式的波特率是固定的。
答：方式1，方式38．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式。
答：方式1。
9．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。
答：相同的。
10．串行口工作方式1的波特率是。
答：方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率二、单选1．AT89S51的串行口扩展并行I/O口时，串行接口工作方式选择。
A. 方式0B.方式1C. 方式2D.方式3答：A2. 控制串行口工作方式的寄存器是。
A．TCON B.PCON C. TMOD D.SCON答：D三、判断对错1．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。
对2．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。
对3．串行通信方式2或方式3发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。
错4．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。
对5．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。
对6. 串行口工作方式1的波特率是固定的，为fosc/32。
错7. AT89S51单片机进行串行通信时，一定要占用一个定时器作为波特率发生器。
串行接口与并行接口
计算机
RS232C
9.2 MCS-51串行接口
51单片机内部有一个全双工的串行接口，具有4种工作方式。
与串行口有关的特殊功能寄存器(SBUF、 SCON) 一、串行口数据绶冲器SBUF（99H） 接收、发送对应于同一地址（99H），但实际上是两个绶冲器。
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TI 内部DB
发送 SBUF(99H)
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1001 1111 → 1001 1111
1001 1111 → 1111 1001
二、串行传输方式
同步传输和异步传输
10011111
计算机
1位 数据
1 23 4 5 6 7 8
同步时钟
同步传输
高位先 送
10011111
外设
发送 速率
计算机
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1位 数据
通用同步接收器/发送器
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5、RS－232C标准 美国电子工业协会EIA公布的串行总线标准
DB-25
DB-9
－15V：逻辑1 ＋15V：逻辑0 6、调制解调器
计算机
Modem
公用电 话网
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RS232C
最少3根线
RxD （3） TxD （2） 地 （5）
Modem
因此对于8位数据至少要发送10位 例：若比特率为9600bps，则每传输960帧，即960字符/秒 而每位传输时间：T=1/9600≈0.104(ms)
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解决了传输一个字节的同步问题, 如何组成一组数据的传输?
同步头
数据
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计算机
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。
接口技术
（一）接口（第六章）1、接口、接口技术、接口功能P149接口:是指计算机之间、CPU和存储器、CPU和外部设备之间通过总线进行连接的逻辑部件(电路),它是CPU与外界进行信息交换的中转站。
接口技术:采用软件、硬件相结合的方法，实现CPU与外设之间协调与匹配，实现两者之间高效、可靠的进行信息传递的一门技术。
接口功能:（1）选择外设：在微机系统中一般有多个外设，但同一时间，CPU只能与一台外设交换信息。
所以CPU与接口交流，与同存储器一样，都要寻址，正确选择一个外设。
（2）状态信号应答：CPU可以通过接口检测、获得外设的工作状态，也可通过接口发一些控制信息，设置或改变外设的工作状态，以协调数据传送之前的准备工作。
（3）数据格式转换：外设所用数据格式和微机系统内的不兼容，如正负逻辑的转换，串行与并行数据转换（4）协调速度：即有数据锁存、缓冲功能。
外设工作速度慢，为了不影响CPU的工作效率，让CPU总是等待外设，在接口中数据缓冲器，CPU可把数据放到其中，就可以继续其他工作。
（5）中断管理：提供中断信号，使CPU和外设可采用中断方式进行数据传送，提高传送效率。
I/O接口的结构（内部包含哪些寄存器）。
P149I/O接口是一电子电路(以IC芯片或接口板形式出现),其内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。
它是CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁。
传递的信息有：数据、状态及控制信息2、CPU与I/O接口传送信息的方式及特点，使用何种指令（重点掌握查询方式）P152、156查询方式：查询方式是指CPU传送数据之前，主动去查询外部设备是否“准备好(READY)”。
若没有准备好，则继续查询其状态，直至外部设备准备好了，即CPU确认外部设备已具备传送条件之后,才进行数据传送。
根据数据的传送方向, 分为查询式输入和查询式输出两种接口电路。
（一）程序控制传输方式（1）同步传输方式：在这种方式下，CPU直接与外设传输数据并不需要了解外设状态同步输入过程：1,提供商品地址，以CPU从指定的外设中取入数据。
第8章 输入输出方法及常用的接口电路
A1 A0 00~10 00~10 11
RD
0 1 1
WR
1 0 0
CS
0 0 0
操 作 A口、B口、C口→数据总线（读操作） 数据总线→A口、B口、C口（写操作） 数据总线→控制寄存器（写操作）
表8.2 8255A端口选择及操作功能表
A1 0 0 1 0 0 1 1 × 1 × A0 0 1 0 0 1 0 1 × 1 ×
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
输入操作(读)
输出操作(写)
断开功能
3．A组和B组控制电路 作用：接收来自CPU的读/写控制部分的信号和CPU送 入的控制字，然后分别决定各端口的功能。 ①A组控制电路控制端口A和C的高4位(PC7～PC4)； ②B组控制电路控制端口B和C的低4位(PC3～PC0)。 ③根据控制字对端口C的某位实现“置0”或“置1”的操作。 4．数据总线缓冲器
2．状态端口 状态端口用于暂存反映外部设备工作状态的信息。 输入时，CPU应检测外设欲输入的信息是否准备就 绪，如果已准备好，则CPU可以读入信息，否则CPU等 待“就绪”信号的出现后再读入； 输出时，CPU应检测外设是否已处于准备接收状态， 即外设为“空”状态，若是“空”状态，则CPU输出数 据至外设。若外设处于“忙”状态，则CPU不能向外设 输出信息。这种“空”、“忙”、“就绪”均为状态信 息。 3．控制端口
图8.1 主机通过接口与外设相连
8.1.2 基本I/O接口 输入接口电路最基本的功能是三态缓冲，即通过一 组三态缓冲器保证任意时刻仅允许被CPU选中的设备经 由接口与CPU通信； 输出电路最基本的功能是锁存数据，保证外设能够 正确接收到信息。 1．基本输入接口 三态门电路是起缓冲和隔离作用的。只有当CPU选 中此接口即三态门选通时，才允许选定的输入设备将数 据送至系统数据总线，而其他没有选中的输入设备，此 时相应的接口三态门“关闭”，从而达到与数据总线隔 离的目的。
串行接口、并行接口专题
绪论串行接口串行接口，简称串口，也就是COM接口（cluster communication port接口，即串行通讯端口），是采用串行通信协议的扩展接口。
串口的出现是在1980年前后，数据传输率是115kbps～230kbps，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，目前部分新主板已开始取消该接口。
现在的PC 一般有两个串行口COM 1 和COM 2 。
通常COM 1 使用的是9 针D 形连接器，也称之为RS-232接口，而COM 2 有的使用的是老式的DB25 针连接器，也称之为RS-422接口，这种接口目前已经很少使用。
串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。
虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。
一般机箱有两个，新机箱有可能只有一个。
笔记本电脑有可能没有。
有很多工业仪器将它作为标准通信端口。
通信的内容与格式一般附在仪器的用户说明书中。
RS-232电平规定计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。
由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。
在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。
RS-232-C 接口(又称EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。
它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。
它的全名是"数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准"该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。
DB25连接器D型数据接口连接器，用于连接电子设备（比如：计算机与外设）的接口标准。
什么叫串行接口_什么叫并行接口_两者有什么区别
什么叫串行接口_什么叫并行接口_两者有什么区别什么叫串行接口/串口微型计算机主机与外部设备的连接，基本上使用了两类接口；串行接口与并行接口。
并行接口是指数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，但当传输距离较远、位数又多时，导致了通信线路复杂且成本提高。
串行通信是指数据一位位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，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。
串行通信本身又分为异步通信与同步通信两种。
串行通信线路上传送的是数字信号，表示传送数字信号能力的指标为数据速率(Data Rate)，其单位为Bps(Bit Persecond)，即每秒钟传送的二进制位数。
串行接口标准：目前普遍采用的一种串行接口标准是RS－232－C 标准。
RS－232－C接口标准采用25个引脚的连接器（D型插座）。
RS－232－C规定有25根连线。
并行接口采用并行传送方式在微型计算机与外部设备之间进行数据传送的接口叫并行接口，它有2个主要特点；一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度；二是在计算机与外设之间采用应答式的联络信号来协调双方的数据传送操作，这种联络信号又称为握手信号。
简单的并行接口简单的并行接口分0线握手并行接口、1线握手并行接口和2线握手并行接口等多种。
1、0线握手并行接口所谓0线握手（连络），即接口电路中不含协调数据传送的连络信号，这是并行接口的最简形式，它又分输入并行接口和输出并行接口以及输入／输出双向并行接口3种形式。
0线握手输入接口在输入量比较稳定的情况下（输入的状态信息在一个的时间内不改变，如开关量输入），可采用三态门直接读取。
0线握手输出接口当输出数字量无需锁存时，可采用三态门直接输出。
0线双向输入／输出接口当外设与CPU之间需要利用数据总线进行双向传送信息时，I／O设备即能发送信息，又能接收信息。
2、1线握手并行接口1线握手并行接口是在0线握手并行接口的基础上，增加了一条握手信号线。
并行接口与串行接口
9.1.2 并行接口的类型
❖ 1.从并行接口数据传送的方向看，可分为两种,一是单向传送（只作 为输入口或只作为输出口）,另一种是双向传送（既可作为输入口， 也可作为输出口）
❖ 2.从并行接口的电路结构看，并行接口可分为硬接线接口和可编程接 口。
RESET c.作专用（固定）联
（4位）
络（握手）信号线。 d.作按位B控组制控制用。
B组 B口三、8255A基本操作与端口地址
CS A1 A0 RD 0 00 0 0 01 0 0 10 0
0 00 1 0 01 1 0 10 1 0 11 1
1 ×× × 0 ×× 1 0 11 0
– ①作数据口 – ②当PA口和PB口工作在方式1和方式2时，作专用联络信号 – ③作状态口 – ④PC口可以进行按位控制。
4
可编程并行接口8255A
主要内容
1、内部结构与功能 2、外部引脚与端口操作 3、编程控制字
1）方式选择控制字 2）C口置/复位控制字 3）应用举例 4、工作方式与信号组态 1）方式0——基本I/O 例子 2）方式1——单向选通I/O 例子 3）方式2——双向选通I/O
据口用（采用特殊技巧，有时也
可状利态用信9它号.3们，.1从如I8打/2O印设55机备A的读结“取构忙一些”
（一Bu、sy外）部状引态脚信号、A/D转换器 的①“与转系换统结总束线”的（连E接OC信）号状态信
PA2
2
39
PA5
PA1 CS：3选片信号 38
PA6
PA0 RD CS
A择1片、456内A0端：口地址线，333用765 以选
例1： 要把A口指定为方式1 ，输入，C口上半部为输出；
第8章 并行接口和串行接口
第8章 并行接口与串行接口
8255A的引脚信号 （1）数据线
D7~D0：双向三态。
用于传送: CPU从8255A各端口读入的数据; CPU向8255A各端口写出的数据; CPU从8255A各端口读入的状态;
CPU向8255A写出的控制字。
第8章 并行接口与串行接口
（2）地址线
A1、A0：输入。 用于寻址8255A内部各端口，A1、A0的 不同状态与各端口的对应关系如下： A1 A0 0 0 0 1 1 0 1 1 对应端口 A口 B口 C口 控制口
如此 :
既满足了8086的数据格式要求， 又满足了8255的端口寻址要求。
第8章 并行接口与串行接口
图8.7 例8.2的硬件连接图
8255A D7~D0 8086 CPU 系统 PA1 PA0 RESET RD WR A1 A0 CS PC1
设 备1
RESET IOR IOW A2 A1 PC总线
端口C置位/复位控制字格式
D7 0 无意义 选择设置位 D3 D2 D1 设置位 0 0 0 PC0 0 0 1 PC1 0 1 0 PC2 0 1 1 PC3 1 0 0 PC4 1 0 1 PC5 1 1 0 PC6 1 1 1 PC7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1=置1 0=置0
OUT
DX，AL
；工作方式控制字写入8255A控制端口
第8章 并行接口与串行接口
例8.2：
如图8.7所示。8086系统中，8255A的PC0，PC1分
别接外部设备0和外部设备1，作为两设备启停控制信号。
PA0、PA1分别接外部设备0和外部设备1的状态输出端， 作为两设备的状态指示。要求：
PA0=0时，PC0=1（启动设备0）；
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异步、同步通信协议
8.2 可编程并行接口芯片
• 本节主要内容 • 8255A功能结构 • 8255A引脚功能 • 8255A工作方式 • 8255A编程
Intel 82C55A物PLCC封装
Intel公司出品的８２C５5A－２
8.2.1 8255A的功能结构
8.2.2 8255A的引脚信号
351...CPD出A态S7：7引-。－D片脚0与P：选A，系0数信:双端统据号向口数总引，A据线三脚的总，态，8线个双。输相数一向入连据个，。，8输三常位用入数/ 与据于译输与码入系和器统一输交个出换8系位数统输据的出。低锁存位/地缓址冲器。
RE线SE相T:连复，位用引于脚选，择高三电个平数有据效端，输 245...RWVP口输GA的三入8器状脚/DBc缓N12Rc入和7-：低个态。清，5A:－：冲D电5。控0读位数，与0双：器P：写A源，B与制信向复地据即8接和信地0引2端:8端，号位址端高端号地一8址0脚口4三口8引。引线口阻口引个线相，6设态。脚脚复相 和态B/脚数，连8输。置的，，位0连控。。据输，入一8为8低低时，制输8个入有个。方电的电，用端入输。效数接平式R平所于口缓入与据时D+有0有选。相冲5/I的系，效/出VO效寄择连器输统，电引锁，存。。入压存。 5.P输C入7－。P与C80:0端86口/8C0的888的个W输R入相连/出。引
1. 并行接口 • 定义：实现并行通信的接口电路，就是并
行接口。 • 分类：输入并行接口、输出并行接口和输
入/输出并行接口。 • 特点：传输速度快，硬件开销大，适合近
距离传输。
8.1.1 并行通信
2.并行接口组成 并行接口电路常由输入数据缓冲器、输出数据缓冲
器、状态寄存器和控制寄存器组成。 （1）输入数据缓冲器：负责接收设备送来的数据。 （2）输出数据缓冲器：负责接收CPU送来的数据。 （3）状态寄存器：用来存放外设的运行状态信息。 （4）控制寄存器：用于设置接口工作方式、操作方
式。
8.1.1 并行通信
3.并行通信工作过程 （1）输入 ① 外设将输入数据放到外设到接口的数据总线上； ② 使“数据输入准备好”状态选通信号有效，数据输入到接口
的输入数据缓冲器内； ③ 使“数据输入应答”信号有效，作为对外设输入的响应； ④ 外设撤销输入数据和“数据输入准备好”信号； ⑤ 接口在状态寄存器中设置“输入准备好”状态位通知CPU； ⑥ CPU从接口输入缓冲器中读取数据，接口自动清除状态寄存
4. 同步通信和异步通信方式
（1）异步通信方式及协议 异步通信方式也叫起止式异步协议，是指在传送信息流
中相邻字符之间的时间间隔是不固定的，而同一字符内相邻 各位之间的时间间隔是固定的。
异步通信的特点为：
①在通信的信息流中，以字符为单位进行传送，字符之间 异步，字符内各位间同步； ②每个字符传输总是以一个起始位为准，以相同的速率进 行数据位的收发； ③通信双方必须约定相同的字符数据格式、校验方法和传 输速率。
①发送时钟：串行数据的发送由发送时钟控制，数据位的时间间隔由发 送时钟周期来划分。
②接收时钟：串行数据的接收由接收时钟来检测，接收线送来的串行数 据由接收时钟作为移位寄存器的触发脉冲，逐位打入移位寄存器。
③波特率与比特率
波特率：表示在通信信道上每秒传输的信号单元数（任意进制数据）。
比特率：表示在通信信道上每秒传输的二进制数的位数。
第8章教学要求
1.掌握并行通信和串行通信的基本概念， 2.掌握并行接口芯片8255A的基本结构和特点 3.掌握串行接口芯片8251A的基本结构和特点 4.熟悉8255A的三种工作方式及其应用 5.掌握8255A和8251A的控制字的含义 6.掌握串行通信的数据格式及编程
8.1.1 并行通信
波特率与比特率的关系是：
比特率=波特率×
Log
N 2
8.1.2 串行通信
• 波特率因子：表示发送1个二进制位需要的时钟个数。用M表 示。
• 它与收发时钟的关系是： 收（发）时钟=M×波特率
（3）数据终端设备和数据通信设备 ①数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment）。是对属于
位置1。
8.1.2 串行通信
（1）串行通信中的工作方式
• 串行通信中的工作方式分为：单工通信方式、半双工通信 方式和全双工通信方式
A站点
B站点
发 送
单工方式
接 收
器
器
(a)
A站点
B站点
发送器
发送器
接收器
接收器
(b)
A站点
B站点
发送器
发送器
接收器
接收器
(c)
8.1.2 串行通信
（2）发送时钟和接收时钟
(2)同步通信方式及协议 所谓同步通信是指在传送的信息流中每个二进制位都需时钟
同步，同步通信的特点：在通信的信息流中，以数据块为 单位进行传送，数据块包含多个字节(字符)，数据块内各 位间同步；同步通信总是以同步字符作为数据块帧传送的 开始，收发双方以相同的速率进行数据位的收发；通信双 方也必须约定相同的数据帧格式和传输速率。 根据同步通信的协议类型，分为面向字符的和面向比特的同 步协议。
器中“输入准备好”状态位，并使数据总线处于高阻状态。
8.1.1 并行通信
3.并行通信工作过程 （2）输出 CPU输出的数据到达接口的输出缓冲器； 接口清除“输出准备好”状态位，并将数据送往外设的数据
线上，同时给外设发送“驱动信号”启动外设接收数据。 外设接收数据，并往接口发一个“数据输出应答”信号； 接口收到此信号，便将状态寄存器中的“输出准备好”状态
第8章 串行通信与并行通信
山东科技大学信息工程系
2009年5月
第8章 并行接口与串行接口
8.1 概 述
8.2 可编程并行接口8255A 8.3 可编程并行接口8255A
教学重点
本章介绍两种通信方式与两种接口芯片，以此 构建并行与串行通信系统。 重点：通信的基本概念；
8255A的功能、结构与编程； 8251A的功能、结构与编程。 难点：8255A与设备、系统的连接； 8251A的初始化编程； 8251A通信系统设计与编程。
用户的所有联网设备和工作站的统称，是数据的发送端或数 据的接收端。 ②数据通信设备DCE（Data Communication Equipment）,称为 数据电路终端设备（Data Circuit-terminating Equipment）。 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。