第9章 输入输出接口技术

并行通信：把一个字的各位各用一条线同 时进行传输，传输速度快，信息率高。 并行接口：实现与外设并行通信的接口。
只作为输出接口 只作为输入接口 既作为输入接口又作为输出接口

两个通路，一个作为输入接口，另一个作为输入 接口 一个双向通路

8255A的内部结构
8255A的内部组成框图如所示，由4部分组成。
［例9-2］ 如果要使端口C的PC4端输出高电平，则按位置 位/复位控制字应为00001001B=09H，将该控制字写入8255A 的控制寄存器，即可在PC4引脚得到一个高电平。设控制口 地址为63H，则程序段如下： MOV AL， 09H ；控制字，PC4置1 OUT 63H，AL ；控制字写入控制端口
（1）8255A的3种基本工作方式如下： 方式0——基本的输入/输出方式。 方式1——选通输入/输出方式。 方式2——双向传输方式。
方式控制字的格式如图所示。
［例9-1］ 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。
8253
方式1—可重复触发的单稳态触发器
写入控制字之后，输出端OUT以高电平作为起 始电平，计数初值送到初值寄存器后，再经过 一个时钟周期，便送到计数执行部件。另一方 面，门控信号GATE上升沿到来时，边沿触发器 触发，下一个时钟脉冲时，输出端OUT变为低 电平，并在计数到达0以前一直保持低电平。
串行通信的同步方式
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
2、位同步方式 位同步方式，即在发送端对每位数据位 都带有同步信息。在发送端可以附加发 送与数据位同步的时钟脉冲，在接收端 用这个时钟脉冲来读入数据。
串行数据传送方式
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
信号调制和解调
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
串行通信的同步方式 1、字符同步方式
字符同步方式又称起止式同步方式或 异步传输方式。它是以字符为单位进行 传输。发送端每发一个字符之前先发送 一个同步参考信号，接收端根据同步参 考信号产生与数据位同步的时钟脉冲。 这样，在发送端和接收端之间，每个字 符都要同步一次。发送端在发送一个字 符的串行数据前加l位起始位，在字符之 后要加l位校验位（任选）和l～2位的停 止位。
可 编 程 定 时 器 计 数 器
8253
（3）M2、M1、M0：方式选择位
M2 0 0 0 0 1 1 M1 0 0 1 1 0 0 M0 0 1 0 1 0 1 方式选择 方式0 方式1 方式2 方式3 方式4 方式5
（4）BCD：选择计数格式。BCD=1，十进制计数。BCD=0， 二进制计数。
例 设异步传输时，一帧信息包括1位起始位，7位信 息位，1位奇偶位和1位停止位，如果波特率为 9600bps，则每秒能传输多少字符（帧）？ 解：9600/（7+1+1+1）=960个
可 编 程 定 时 器 计 数 器
8253
8253的结构和功能
8253采用N沟道MOS工艺制成，有三个独立的16 位计数器，只需要一组＋5V电源。
可 编 程 定 时 器 计 数 器
8253
8253的工作方式
方式0——计数结束产生中断
在这种方式下，写入控制字之后，输出端OUT 为低电平作为初始电平，并且在计数值到达0 之前一直保持低电平。当计数到达0时，输出 端OUT为高电平，并且一直保持高电平，除非 写入新的计数值。
可 编 程 定 时 器 计 数 器
波特率
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
所谓波特率是指每秒钟传送二进制数据的位数。 单位是位/秒（bit/s）。 1波特＝1位／秒（1bps） 例如，设数据传送的速率为120字符/秒，每个字 符（帧）包括10个数据位，则传送的波特率为： 10×120＝1200位/秒＝1200波特率 每一位传送的时间为T＝1/1200=0.833ms
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已知8255的A口作为输出打印的数据口， 工作与方式0，PC口高4位工作于输出方式 PC6产生STB信号（低电平有效），PC口的 低4位工作于输入方式，PC2接收打印机的 BUSY信号，设打印字符存放在数据段中有 效地址为2000H的内存单元。请写出8255A 的初始化程序和打印子程序。（8255A的端 口地址为80H-83H）
（2）方式1输出 ，A组中断允许触发器INTEA由PC6位控制， B组的INTEB由PC2位控制。
3．工作方式2：双向选通输入/输出方式I （1）方式2的功能。这种方式使外设可在单一的8位数据上， 既能发送数据，又能接收数据。工作时可用程序查询方式， 也可用中断方式传送数据。其主要功能如下： 只可用于A组，B组仍为工作方式0或方式1。 1个8位的双向数据端口A和5根控制线。 输入和输出数据都被锁存。 （2）方式2的组态 端口A方式2的组态如图9-12所示。
关于8255A芯片，下列各种描述中，正确的是（ ）。 A. A组端口可工作与全部三种工作方式，B组端口能工 作于除双向总线I/O方式之外的其他两种方式； B. 8255A芯片在工作时，必须将A、B两组设置为相同工 作方式； C. 8255A 有三个端口，每个端口均可工作于三种方式； D. 均不对
第八章
输入输出接口技术
主要内容
并行数据通信接口技术（8255A） 串行数据通信接口技术（8251A） 计数/定时控制器接口技术 数/模和模/数转换技术及其应用
第一节 概述

不同的设备都有其相应的设备控制器，它 们往往都是通过I/O接口与微处理机取得联 系的。
并行通信与并行接口
并
行 数 据 通 信 接 口 技 术
8255A是一个40引脚双列直插的芯片，其引脚如图
RESET——复位信号、输入、高 电平有效。当接收到RESET信号 时，所有的内部寄存器都被清除， 同时3个数据端口被自动设置为 输入状态。且一直保持到向 8255A写入新的方式选择控制字 为止。
控制信号CS、 、 以及A1、A0与8255A各端口的操作关系如表 RD WR 9-1所示。
8255A的工作方式
8255A有3种工作方式，由方式控制字选择。 1．工作方式0：基本的输入/输出方式 （1）方式0是一种基本的输入/输出方式，它不需 要应答式的联络信号，其基本功能如下： 8255A在输入操作时相当于一个三态缓种器，在输 出操作时则相当于一个数据锁存器。
8255A工作于方式0，微处理器可以采 用 和 传送方式。 8255A的PC4-PC7全部为输出线时，表明8255A的A端 口的工作方式是 。
8253的内部结构
可 编 程 定 时 器 计 数 器
8253

8253的引脚信号
8253的功能


定时 计数
可 编 程 定 时 器 计 数 器
8253
8253的方式控制字
D7 SC1 D6 SC2 D5 RW1 D4 RW0 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD
（1）SC1、SC0：用于选择计数器 SC1 SC0 选择的计数器 0 0 计数器0 0 1 计数器1 1 0 计数器2 （2）RW1、RW0：读/写控制位 RW1 RW0 操作 0 0 计数器锁存 0 1 读/写低字节 1 0 读/写高字节 1 1 先读/写低字节，后读/写高字节
1. 一片8259A至少应占有 个地址。 2． 8255A与CPU连接时，地址线一般与CPU的地址总线 相连。 3． 8255A复位后，如未设置其工作方式，则其工作在 。 4． 8255A可允许中断请求的工作方式为方式1和 。 5． 当8255A工作在方式1输出时，A口输入信号联络线的名 称是 ，输出信号联络线的名称是 。 6． 用8255A的C端口按位置位/复位，将PC7置0（控制口地 址383H）的指令是 MOV AL， 00001110 B OUT 383H，AL
STB# PC6 DATA0-8 PC2
打印机
BUSY
MOV AL,81H OUT 83H,AL MOV AL,0DH OUT 83H,AL BY: IN AL,82H TEST AL,04H JNZ BY MOV AL,[2000] OUT 80H,AL MOV AL,0CH OUT 83H,AL INC AL OUT 83H,AL RET
把数字信号转换为适于传输的模拟信号， 而在接收端再将其转换成数字信号，前 一种转换称为调制，后一种转换称为解 调。完成调制、解调功能的设备称为调 制解调器（Modem）。 调制解调器常用的方式有： 幅移键控ASK（Amplitude Shift Keying） 频移键控FSK（Frequency Shift Keying） 相移键控PSK（Phase Shift Keying）
2．工作方式1：选通输入/输出方式 这是一种采用选通（应答式）联络信号的输入/输出方式。 在这种方式中，端口A仍用作输入或输出的数据端口，端口C 的某些位用作接收或产生联络应答信号。 主要功能如下： 有两组选通工作方式的端口，每组包含1个8位数据端口和3 条控制线。 每组端口提供有中断请求逻辑和中断允许触发器。对中断允 许触发器INTE的操作是通过端口C的置位/复位控制字进行的。 置位允许中断，复位禁止中断。INTE触发器对应端口C的位 是作应答联络信号的输入信号的那一位（输入方式为，输出 方式为，因此只要对该位置位/复位就可以控制INTE触发器。 两组端口若只有1组工作于方式1，则剩下的13位都可以工作 于方式0。若两组端口都工作于方式1，端口C剩下的2位还可 以由方式控制字指定为输入或输出，同时具有置位/复位功 能。 输入和输出数据都被锁存。
9.2.2 8255A的控制字
8255A有两个控制字：方式控制字和端口C按位置位/复位控 制字。由于写入同一个控制端口，为了使8255A能识别是哪 一个控制字，控制字采用特征位的方法。 控制字中最高位D7为特征位， 当D7=0，表示当前控制字是按位置位/复位控制字。 当D7=1，表示当前控制字是方式控制字。 1．方式控制字 方式控制字的作用是：确定A、B、C 3个并行口的工作方式 及端口功能，即确定是作为输入端口还是为输出端口。由方 式控制字可知：
（2）方式1输出。 1）方式1的输出组态。8255A的端口A、端口B工作于方式1输 出时其端口组态如图9-10所示。 2）联络信号的定义。 ——输出缓冲器满信号，低电平有效。这是8255A输出给 OBF 外设的一个控制信号，当其有效时，表示CPU已将数据输出 给指定的端口，外设可以将数据取走。它由输出信号的后沿 置为有效，由ACK有效恢复为高电平。 ——外设应答信号，低电平有效。表示8255A的端口数据 ACK 已由外设取走。 INTR——中断请求信号，高电平有效。当输出设备已接收 数据后，8255A输出此信号向CPU提出中断请求，请求CPU 继续提供数据。当为高电平，为高电平和INTE为高电平 （允许中断）时，使其有效，而写信号的前沿使其复位。
设控制口地址为303H，初始化的程序段为：
MOV DX，303H MOV AL，0AAH OUT DX，AL
；8255A的控制口地址 ；控制字 ；控制字写入控制端口
2．端口C按位置位/复位控制字 按位置位/复位控制字的作用是使端口C的某一位输出为高 电平或低电平，以用于控制或应答信号。 端口C按位置位/复位控制字的格式如图9-5所示。
（1）方式1的输入 1）方式1的输入组态。方式控制字选择A组、B组工作于方式 1输入时，其端口组态如图9-8所示。
2）联络信号的定义 STB ——选通信号，低电平有效。这是由外部设备提供的 输入信号，当其有效时，将输入设备送来的数据锁存输入锁 存器。 IBF——输入缓冲器满信号，高电平有效。这是8255A输出的 联络信号。当其有效时，表示数据己锁存在输入锁存器中。 它由前沿置高、信号的后沿置低。 INTER——中断请求信号，高电平有效。这是8255A输出的信 号，可用于向CPU提出中断请求，要求CPU读取外设数据。当 为高电平，IBF为高电平、中断允许时被置为有效；信号的 前沿将其恢复为低电平。