打印接口及串行通信接口

第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口第第7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.1 打印机结构概述打印机结构概述7.2 并行打印接口并行打印接口7.3 并行打印的并行打印的I/O服务功能及服务程序服务功能及服务程序7.4 通信技术概述通信技术概述7.5 RS-232接口标准接口标准7.6 串行通信接口串行通信接口7.7 串行端口的中断服务功能串行端口的中断服务功能7.8 通用串行总线接口通用串行总线接口US第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口本章学习目标本章学习目标l l 微机打印接口的基本原理及一般应用微机打印接口的基本原理及一般应用l lRS232串行通信接口的基本原理及参数与应用串行通信接口的基本原理及参数与应用l l 调制调解器的原理及应用调制调解器的原理及应用l l 通用串行接口（通用串行接口（USB）基本原理及其应用）基本原理及其应用返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.1 打印机结构概述打印机结构概述7.1.1 打印机概述打印机概述7.1.2 针式打印机针式打印机7.1.3 激光打印机激光打印机7.1.4 喷墨打印机喷墨打印机返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.1.1 打印机概述打印机概述表表7.1 几种类型的打印机性能参数几种类型的打印机性能参数返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.1.2 针式打印机针式打印机1针式打印机的分类针式打印机的分类 针式打印机是一种典型的击打式打印机，针式打印机是一种典型的击打式打印机，按其打印精度（即针数多少）可分为按其打印精度（即针数多少）可分为9针打印针打印机和机和24针打印机、按其输出幅宽可分为宽行针打印机、按其输出幅宽可分为宽行打印机和窄行打印机。如打印机和窄行打印机。如LQ9为窄行打印为窄行打印机，机，LQ1600K为宽行打印机。为宽行打印机。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口2针式打印机的电磁及机械部分的针式打印机的电磁及机械部分的结构组成与功能结构组成与功能 针式打印机由打印头、字车、色带、电磁传动机构、针式打印机由打印头、字车、色带、电磁传动机构、走纸机构等组成。打印头主要由电磁机构和打印针组成，走纸机构等组成。打印头主要由电磁机构和打印针组成，其功能是将字符数据转换成电磁信号；字车由打印头架其功能是将字符数据转换成电磁信号；字车由打印头架及伺服驱动机构组成，其功能是驱动打印头产生水平运及伺服驱动机构组成，其功能是驱动打印头产生水平运动；色带机构由色带及色带墨盒组成，其功能是使色带动；色带机构由色带及色带墨盒组成，其功能是使色带产生与字车平行的运动并相对字车产生相对运动；走纸产生与字车平行的运动并相对字车产生相对运动；走纸机构由滚纸筒传动齿轮的步进电机组成，其功能是在垂机构由滚纸筒传动齿轮的步进电机组成，其功能是在垂直方向按行移动纸张即产生走纸运动。直方向按行移动纸张即产生走纸运动。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口3针式打印机控制电路的组成与功能针式打印机控制电路的组成与功能针式打印机电路的主要功能是：针式打印机电路的主要功能是：接受主机发出的命令和数据，返回主机所需状态信息和应答信号，驱动各个机构执行初始化命令、打印命令和自检命令，并发出检测信号等。打印机电路组成如图7.1所示，其电路可分为六部分：接口电路、控制电路、驱动电路、字符发生器、电源和DIP开关等，如表7.2所示。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.1 针式打印机电路框图针式打印机电路框图DB0DB7内部数据总线 ACK字车电机 BUSY走纸机构 STB打印头Vcc+36V+5V GND 数据缓冲器状态输出电路控制信号接收主微控制器字符发生器ROM字符缓冲器ROMI/O接口电路从微处理器驱动电路面板DIP 开关电源电路第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口表表7.2 25针打印电缆线接口信号针打印电缆线接口信号第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口4打印原理打印原理 打印机工作状态时，主机便向打印机发出打印机工作状态时，主机便向打印机发出一个一个8位数据。这时打印机向主机发出信号请求位数据。这时打印机向主机发出信号请求暂停，直到主机准备好，才发出下一个数据。暂停，直到主机准备好，才发出下一个数据。打印机一旦收到数据，就按其字符发生器的点打印机一旦收到数据，就按其字符发生器的点阵在列计数器的控制下一列一列地输出。列点阵在列计数器的控制下一列一列地输出。列点经过列逻辑控制将其转换成打印针所需的脉冲经过列逻辑控制将其转换成打印针所需的脉冲信号，再经过驱动电路转换为线圈电流，使打信号，再经过驱动电路转换为线圈电流，使打印头中的打印针动作，即可打印出字符或图形。印头中的打印针动作，即可打印出字符或图形。其原理简图如图其原理简图如图7.2所示。所示。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.2 针式打印机打印原理框图针式打印机打印原理框图返回本节返回本节ASCII 码输入打印头 字符 发生 器列控制逻 辑电 路打印针驱动电路 列计 数器第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.1.3 激光打印机激光打印机1激光打印的组成激光打印的组成激光打印机由接口电路、光学系统、感激光打印机由接口电路、光学系统、感光机构、电晕和静电清除器、走纸控制光机构、电晕和静电清除器、走纸控制驱动机构及控制面板等组成。驱动机构及控制面板等组成。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口2激光打印机的工作过程激光打印机的工作过程（1）感光硒鼓的清理）感光硒鼓的清理（2）调节硒鼓）调节硒鼓（3）激光扫描）激光扫描（4）色粉显影）色粉显影（5）在纸张上成像）在纸张上成像（6）将色粉溶化在纸张上）将色粉溶化在纸张上返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.1.4 喷墨打印机喷墨打印机1喷墨打印机的组成喷墨打印机的组成2喷墨打印机的工作过程喷墨打印机的工作过程喷墨打印机主要由接口及控制电路、喷墨打喷墨打印机主要由接口及控制电路、喷墨打印头、字车、走纸驱动机构等组成。印头、字车、走纸驱动机构等组成。主机来的数据通过接口和打印控制电路转换主机来的数据通过接口和打印控制电路转换后，将喷墨盒中的电阻丝加热使墨盒中的墨后，将喷墨盒中的电阻丝加热使墨盒中的墨水产生膨胀而喷射到纸张上形成字符或图形。水产生膨胀而喷射到纸张上形成字符或图形。返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.2 并行打印接口并行打印接口7.2.1 并行打印接口的功能并行打印接口的功能7.2.2 打印机接口电路的组成打印机接口电路的组成7.2.3 并行端口说明并行端口说明7.2.4 端口寄存器说明端口寄存器说明7.2.5 接口电路的说明接口电路的说明7.2.6 打印机的接口信号打印机的接口信号返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.2.1 并行打印接口的功能并行打印接口的功能并行打印接口的功能主要为以下几个方面：并行打印接口的功能主要为以下几个方面：接受主机发送的数据，在适当的时候再送给连接到接受主机发送的数据，在适当的时候再送给连接到此接口的并行设备如打印机，起数据缓冲作用；接受主此接口的并行设备如打印机，起数据缓冲作用；接受主机系统送来的控制信息，经缓冲后送给并行设备，控制机系统送来的控制信息，经缓冲后送给并行设备，控制并行设备工作；接受并保存并行设备的状态，供主机系并行设备工作；接受并保存并行设备的状态，供主机系统统CPU随时读取处理。随时读取处理。返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.2.2 打印机接口电路的组成打印机接口电路的组成 打印机适配器是打印设备与计算机间的接打印机适配器是打印设备与计算机间的接口电路，打印数据要从主机系统的口电路，打印数据要从主机系统的I/O端口输端口输出。打印机适配器（接口）由若干端口寄存器、出。打印机适配器（接口）由若干端口寄存器、数据缓冲器、地址译码器和数据驱动部件组成。数据缓冲器、地址译码器和数据驱动部件组成。图图7.3为并行接口逻辑结构图为并行接口逻辑结构图。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.3 并行打印机接口逻辑结构图并行打印机接口逻辑结构图返回本节返回本节写数据XDB07DIR索 内部数据总线25 针打印数据线主机系统总线BUSYACKPESLCTAEN 读数据IOR 读状态ERRORIOW STB写控制AUTOFDXA0XA12读控制INITSLCTRESETIRQ EN数据收发器数据锁存器命令译码器数据缓冲器数据缓冲器控制锁存驱动器状态缓冲器第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.2.3 并行端口说明并行端口说明表表7.3 微机打印机端口寄存器地址微机打印机端口寄存器地址返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.2.4 端口寄存器说明端口寄存器说明1数据寄存器数据寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0数据寄存器为一个8位寄存器，其各数据位如下：第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口2状态寄存器状态寄存器BUSYACKPESLCTERROR（IRQ）状态寄存器的各数据位如下：状态寄存器的各数据位如下：第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口其中：其中：BUSY：打印机正在打印（即打印忙）打印机正在打印（即打印忙）ACK：请求发送（即打印空闲）请求发送（即打印空闲）PE：打印机纸尽打印机纸尽SLCT：打印机现役状态打印机现役状态ERROR：打印机出错信息：打印机出错信息IRQ：请求状态（主要用于高档微机系统中）请求状态（主要用于高档微机系统中）第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口3控制（命令）寄存器控制（命令）寄存器MFDIRQ ENSLCTI N ITA U T O FDSTB控制（命令）寄存器的各数据位如下：控制（命令）寄存器的各数据位如下：第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口其中各位说明如下：其中各位说明如下：MFD：双向打印方式双向打印方式IRQ EN：中断请求允许中断请求允许SLCT：打印机现役命令打印机现役命令INIT：初始化命令初始化命令AUTO FD：自动进纸（换行）命令自动进纸（换行）命令STB：选通允许命令选通允许命令返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.2.5 接口电路的说明接口电路的说明1命令译码器命令译码器2数据收发器数据收发器3数据锁存器数据锁存器4数据缓冲器数据缓冲器5状态缓冲器状态缓冲器6控制锁存器和驱动器控制锁存器和驱动器返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.2.6 打印机的接口信号打印机的接口信号图图7.4 打印机打印机25针插头的信号分布情况针插头的信号分布情况 14 25 13 1 SELECT IN PE BUSY ACK GND D7 SELECT IN INIT D0 ERR STROB AUTO FD 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口1、打印机数据线电缆说明打印机数据线电缆说明STROB：由：由CPU发出的选通信号，用于通知发出的选通信号，用于通知打印机此时数据总线打印机此时数据总线DB上的打印数据可用。上的打印数据可用。DB0DB7：为：为8根数据线，用于主机根数据线，用于主机CPU提提供供ASCII码打印数据。码打印数据。ACK：应答当打印机正常接收数据时，用于：应答当打印机正常接收数据时，用于通知通知CPU准备下一个数据。准备下一个数据。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口BUSY：打印机正在打印，向CPU发出打印机“忙”的信号。BUSY期间不接收总线数据。PE：打印纸尽，是打印机当检测到纸空或移到纸尾时，发出的状态信号。SELECT OUT：选择输出线，是主机CPU发来的，高电平有效，表示打印机被选中。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口AUTO FD：动走纸信号线，该信号使打印机产生一个换行动作。ERROR：出错状态信息，当打印机纸尽、打印机脱机或检测到一个硬件错误时，用低电平使状态寄存器置位而向主机CPU报告一个出错信号。INIT：打印初始化信号，是主机CPU向打印机发出初始化命令的引脚，低电平有效。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口SELECT IN：当多台打印机与主机相连时，现役的打印机就发出一个低电平通知其他打印机或外设自己为在线状态。GROUD：接地线，连接适配器与打印机的公共地线。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.5 打印机并行接口传送时序图打印机并行接口传送时序图2打印机打印机8位并行接口数据传送时序位并行接口数据传送时序返回本节返回本节 BUSY ACK5s0.5s DATASTROBE 0.5s0.5s第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.3 并行打印的并行打印的I/O服务功能及服务功能及服务程序服务程序7.3.1 INT 17H服务功能服务功能7.3.2 INT 5H服务功能服务功能7.3.3 打印机打印机I/O程序程序返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.3.1 INT 17H服务功能服务功能表表7.4 INT 17H调用菜单调用菜单返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.3.2 INT 5H服务功能服务功能 打印机状态信息存放在地址为打印机状态信息存放在地址为50：00H的位置，可使用三种数据分别表示：的位置，可使用三种数据分别表示：0表示数表示数据准备就绪；据准备就绪；1表示打印机忙（正在打印）；表示打印机忙（正在打印）；FF表示打印机出错。表示打印机出错。返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.3.3 打印机打印机I/O程序程序其程序如下：；打印缓冲区字符的子程序；入口：DS：SI=缓冲区段址：位移PRT_BUF PROC NEAR JMP PRT_CHARMESG_1 DB 0DH,0AH,Printer out of time,Strike any key when ready.$MESG_2 DB 0DH,0AH,Printer off line,Strike any key when ready.$第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口MESG_3 DB 0DH,0AH,Printer out of paper,Strike any key when ready.$；发送一个字符并检测错误状态；发送一个字符并检测错误状态PRT_CHAR MOV AH,0；打印一个字符；打印一个字符 MOV DX,0；选择；选择LPT1 LODSB ；取打印字符；取打印字符 INT 17H；输出到打印机；输出到打印机TEST AH,000010001B；有；有“超时超时”及及“出错出错”否否 JZ ERROR；不是，继续检测；不是，继续检测LEA DX,CS:MESG_1；取；取“超时信息超时信息”第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口JMP DISP ；转显示；转显示ERRORR:TEST AH,08H；是否；是否“错误错误”IZ EXIT；否，正常退出；否，正常退出TEST AH,20H；是否；是否“纸尽纸尽”JZ OFF_LINE；否。转脱机处理；否。转脱机处理LEA DX,CS:MESG_3 ；取；取“纸尽信息纸尽信息”JMP DISP；转显示；转显示OFF_LINE:LEA DX,CS:MESG_2；取；取“脱机信息脱机信息”DISP:DEC SI；恢复原入口指针；恢复原入口指针第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口PUSH DS；保存；保存DSPUSH CS；DS指向指向CSPOP DS MOV AH,9；DOS显示字符串显示字符串INT 21H POP DS；恢复；恢复DSMOV AH,0；等待用户响应；等待用户响应INT 16HEXIT:RET ；返回调用；返回调用PRT_BUF ENDP返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.4 通信技术概述通信技术概述7.4.1 通信类型通信类型 7.4.2 串行通信的基本概念和名词术语串行通信的基本概念和名词术语7.4.3 调制解调器调制解调器返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.4.1 通信类型通信类型 1并行通信并行通信2串行通信串行通信3串行通信类型及通信协议串行通信类型及通信协议（1）异步串行通信如图7.6所示。异步通信是采用异步通信控制规程作为通信协议 （2）同步串行通信如图7.7所示。其数据传输格式如图7.8所示。同步通信采用同步通信规程（BISYNC）或同步数据链路控制规程（SDLC）作为通信协议。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口 数据位 停止 传号 传号 1 1 起始位 空号 奇偶位 空号 一个字符单位 图 7.6 异步通信字符传输格式 0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1 1 1 1 0 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.7 字符流传输数据格式字符流传输数据格式 1个数据帧 同步字段 字符1 字符2 字符3 字符n 校验字段 同步字段 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.8 二进制位数据流传输格式二进制位数据流传输格式返回本节返回本节 1个数据帧 标志字段 B1 B2 B3 Bn CRC校验 标志字段 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.4.2 串行通信的基本概念和名词术语串行通信的基本概念和名词术语1发送时钟和接收时钟发送时钟和接收时钟（1）发送时钟：）发送时钟：并行的数据序列被送入移位寄存器，然后通过移位寄存器由发送时钟进行移位（变成串行数据）输出，数据位的时间间隔可由发送时钟周期来划分。（2）接收时钟：）接收时钟：将串行数据序列逐位移入移位寄存器而装配为并行数据序列的过程。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.9 发送时钟示意图发送时钟示意图 发送时钟 数字信号波形 0 1 1 0 0 1 1 0 二进制数字序列 传送方向 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.10 接收时钟示意图接收时钟示意图 接收时钟 数字信号波形 0 1 1 0 0 1 1 0 二进制数据序列 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口2 2比特率、波特率及时钟频率与波特率的关系比特率、波特率及时钟频率与波特率的关系（1）比特率：串行通信时数据每秒传输的比特）比特率：串行通信时数据每秒传输的比特数（数（bps）。用比特率来作为速率的测量单位。）。用比特率来作为速率的测量单位。（2）波特率：波特率）波特率：波特率=1（二进制位持续时（二进制位持续时 间）间）（3）发送时钟频率与波特率的关系）发送时钟频率与波特率的关系 时钟频率时钟频率=n波特率波特率 这时这时n可以是可以是1，16，32等。等。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口3通信线路连接方式通信线路连接方式就传输方式而言，串行通信线路可分成如下几就传输方式而言，串行通信线路可分成如下几种连接方式，如图种连接方式，如图7.11所示。所示。（1）单工传输方式）单工传输方式（2）半双工传输方式）半双工传输方式（3）全双工传输方式）全双工传输方式第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.11 通信线路的连接方式通信线路的连接方式返回本节返回本节 数据流 数据流 半双工 数据流 全双工 A 发送器 B 接收器 A 发送器 接收器 B 发送器 接收器 A 发送器 接收器 B 发送器 接收器 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.4.3 调制解调器调制解调器1调制解调器调制解调器图图7.12 MODEM在远程通信的连接示意图在远程通信的连接示意图 数字信号 模拟信号 数字信号 微 型 计 算 机 系 统 串 行 接 口 调制 解调 器 调制 解调 器 微 型 计算机系统 串 行 接 口 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口2调制解调器的种类调制解调器的种类 调制解调器按其速率分为低速、中速和调制解调器按其速率分为低速、中速和高速三种类型：低速一般为高速三种类型：低速一般为33.6kps以下、中以下、中速一般为速一般为33.6kps至至55.6kps之间、高速为之间、高速为64 kps及以上的调制解调器；按调制技术可分为及以上的调制解调器；按调制技术可分为频移键控（频移键控（FSK）、相移键控（）、相移键控（PSK）及相）及相位幅度调制（位幅度调制（PAM）三种类型。）三种类型。返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.5 RS-232接口标准接口标准7.5.1 RS-232C引脚的定义引脚的定义7.5.2 RS-232信号转换标准信号转换标准7.5.3 RS-232在微机系统中的应用在微机系统中的应用返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.5.1 RS-232C引脚的定义引脚的定义图图7.13 DB-25型连接器外形型连接器外形 25 14125 脚 D 型插座 25 脚 D 型插头 13132525131414第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口表7.5 用于异步通信RS-232C的引脚定义第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口下面介绍下面介绍RS-232用于异步通信各信号的用于异步通信各信号的作用及对应的引脚功能。作用及对应的引脚功能。1保护地线（引脚保护地线（引脚1）2信号地线（引脚信号地线（引脚7）3请求发送请求发送（引脚引脚4）、）、清除发送清除发送（引脚引脚5）4数据设备就绪（引脚数据设备就绪（引脚6）5数据终端就绪（引脚数据终端就绪（引脚20）第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口6载波检测（引脚载波检测（引脚8）7振铃指示（引脚振铃指示（引脚22）8数据信号速率选择（引脚数据信号速率选择（引脚23）9发送数据引脚（引脚发送数据引脚（引脚2）10.接收数据（引脚接收数据（引脚3）返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.5.2 RS-232信号转换标准信号转换标准表7.6 RS-232信号标准名称名称电压范围电压范围逻辑表示逻辑表示MARKSPACE-24V-3V+3V+24V10返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.5.3 RS-232在微机系统中的应用在微机系统中的应用图图7.14 串行通信接口的典型连接串行通信接口的典型连接返回本节返回本节 SG SG TD TD TD RD RTS RTS RD CTS CTS RD SG DTR DTR SG DSR DSR DCD DCD RI RI （a）（b）RD TD PC 机(1)PC 机(2)数 据 终 端 设 备 DTE 数 据 终 端 设 备 DTE 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.6 串行通信接口串行通信接口7.6.1 串行通信接口的作用串行通信接口的作用7.6.2 串行接口适配器的组成串行接口适配器的组成7.6.3 UART内部电路框图内部电路框图7.6.4 UART内部寄存器定义内部寄存器定义返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.6.1 串行通信接口的作用串行通信接口的作用串行通信是靠发送器、接收器和线缆三部分来实串行通信是靠发送器、接收器和线缆三部分来实现的。在程序控制下它主要完成以下任务：现的。在程序控制下它主要完成以下任务：（1）数据的串）数据的串并及并并及并串转换。串转换。（2）线路）线路和和MODEM的控制及状态检测。的控制及状态检测。（3）信号电平）信号电平TTL与与EIA电平的转换。电平的转换。（4）发送和接收数据）发送和接收数据。返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.6.2 串行接口适配器的组成串行接口适配器的组成 串行接口适配器由地址译码器、时钟电路、串行接口适配器由地址译码器、时钟电路、16550/8250 UART、数据缓冲器、发送接收、数据缓冲器、发送接收驱动器和驱动器和RS-232插座等组成。如图插座等组成。如图7.15所示。所示。由地址译码器接收系统发出的寻址信息，并使能由地址译码器接收系统发出的寻址信息，并使能有关的端口寄存器。串行端口有关的端口寄存器。串行端口COM1和和COM2的的地址如表地址如表7.7所示所示;表表7.8所示为波特率与除数寄存所示为波特率与除数寄存器值的关系。器值的关系。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.15 串行通信适配器框图串行通信适配器框图A0A7R/W MODEM 控制CSINT MODEM 控制DB0-DB7 时钟电路地址译码器16550/8250UART异步通信收发器发送驱动发送驱动环流接口25针连接插座第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口表表7.7 串行端口寄存器地址串行端口寄存器地址第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口表7.8 波特率与除数寄存器值的关系返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.6.3 UART内部电路框图内部电路框图 16550/8250 UART内部寄存器如图内部寄存器如图7.16所示，它起到数据的收发、参数的设置和所示，它起到数据的收发、参数的设置和调制解调器状态返回的作用。其收发原理如图调制解调器状态返回的作用。其收发原理如图7.17所示。所示。其接收时序如图其接收时序如图7.18所示。所示。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.16 16550/8250 UART内部寄存器框图内部寄存器框图第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.17 TX/RX移位寄存器工作示意图移位寄存器工作示意图 SOUT SIN D0 D0 D1 D1 D2 D2 D3 D3 D4 D4 D5 D5 D6 D6 D7 D7（a）（b）74LS322A/QB/QC/Q S/PD/Q OEE/Q CLKF/Q CLRG/QH/Q74LS322A/QB/QC/Q S/PD/Q OEE/Q CLKF/Q CLRG/QH/Q逻辑控制 器逻辑控制 器计数器计数器 时钟 时钟第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.18 16550/8250 UART发送发送/接收序接收序返回本节返回本节数据 01 1 0 1 0 010 1 10 100 1接收 CLKSIN 0 1 1 0 1 1 0 0发送 CLKSOUT第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.6.4 UART内部寄存器定义内部寄存器定义1中断允许寄存器中断允许寄存器 图7.19 中断允许寄存器 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 EM EL ET ER 允许接收器中断 0=禁止 1=允许 允许发送器中断 0=禁止 1=允许 允许线路中断 0=禁止 1=允许 允许 MODEM 中断 0=禁止 1=允许 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口2中断标识寄存器中断标识寄存器图图7.20 中断标识寄存器中断标识寄存器 7 6 5 4 3 2 1 00000IDIDIDPN中断悬挂0=有中断悬挂 1=没有中断中断标识 ID第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口3FIFO控制寄存器控制寄存器图图7.21 FIFO控制寄存器控制寄存器 7 6 5 4 3 2 1 0 RT1 RT0 0 0 DMA TX RST RX RST EN FIFO 允许 接收器字节数 DMA 方式控制 0=禁止 FIFO 00=FIFO 有 1 字节 0=用作 8250 UART 1=允许 FIFO 01=FIFO 有 4 字节 1=用作 FIFO 方式 复位接收器 10=FIFO 有 8 字节 复位发送器 0=不复位 11=FIFO 有 14 字节 0=不复位 1=复位发送器 FIFO 1=复位接收器 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口4线路控制寄存器线路控制寄存器图图7.22 线路控制寄存器线路控制寄存器7 6 5 4 3 2 1 0DLSBSTPPESL1L0除数锁存允许数据长度 00=5，01=60=禁止除数锁存10=7 11=8 位1=允许除数锁存停止位 1=1 位发送间隔允许1=1.5 或者 2 位0=无间隔 1=允许以送间隔校验允许 0=无校验位支持校验校验类型 0=奇校验 1=偶校验0=支持 1=不支持第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口5线路状态寄存器线路状态寄存器图图7.23 线路状态寄存器线路状态寄存器 7 6 5 4 3 2 1 0 ER TE TH BI PE PE OE DR 错误标志 数据就位 0=无错误 0=无可读数据 1=FIFO 至少有一个错误 1=FIFO 有数据 发送移位寄存器 超越错误 0=发送移位寄存器不空 0=无超越错误 1=发送移位寄存器空 1=超越错误 发送缓冲寄存器 奇偶错误 0=发送缓冲器不空 数字间隔允许 0=无错误 1=有错误 1=发送缓冲器空 0=无间隔 1=有间隔 帧错误 0=无帧错 1=帧错误 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口6MODEM控制寄存器控制寄存器 如图如图7.24所示，所示，MODEM控制寄存器可控制寄存器可以用程序的方式设置信号的现役电平，如数据以用程序的方式设置信号的现役电平，如数据终端准备就绪信号终端准备就绪信号DTR、请求传送信号、请求传送信号RTS的的电平高低，都可以通过置位或复位该寄存器来电平高低，都可以通过置位或复位该寄存器来实现。另外，实现。另外，MODEM控制寄存器的位控制寄存器的位2和位和位3直接控制直接控制OUT1、OUT2引脚上的电平高低。引脚上的电平高低。MODEM控制寄存器位控制寄存器位4用于选择是否对来自用于选择是否对来自通信设备的信号进行测试。通信设备的信号进行测试。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7MODEM状态寄存器状态寄存器MODEM状态寄存器用于检测通信设备发状态寄存器用于检测通信设备发出的信号状态。该寄存器各数据位如下：出的信号状态。该寄存器各数据位如下：第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.24 MODEM控制寄存器控制寄存器 返回本节返回本节 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 LB OUT2 OUT1 RTS DTR 数据终端就绪 回送控制：0=无回送、1=选择回送测试 0=DTR 引脚为 1 OUT2 引脚：0=OUT2 引脚为 1、1=OUT2 引脚为 0 1=DTR 引脚为 0 OUT1 引脚：0=OUT1 引脚为 1、1=OUT1 引脚为 0 请求发送引脚 0=RTS 引脚为 1 1=RTS 引脚为 0 图 7.24 MODEM 控制寄存器 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.7 串行端口的中断服务功能串行端口的中断服务功能7.7.1 AH=00子功能子功能7.7.2 AH=01/02子服务功能子服务功能7.7.3 AH=03子服务功能子服务功能7.7.4 AH=04/05子服务功能子服务功能返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.7.1 AH=00子功能子功能表7.10 AH=00的参数设置返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.7.2 AH=01/02子服务功能子服务功能表7.11 AH=01/02子服务功能返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.7.3 AH=03子服务功能子服务功能 表表7.12列出了列出了AH=03子服务功能，该功能子服务功能，该功能专门用于读通信进程中的状态。在专门用于读通信进程中的状态。在AH中返回线路中返回线路状态，在状态，在AL中返回中返回MODEM状态。状态。表7.12 AH=03子服务功能返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.7.4 AH=04/05子服务功能子服务功能表7.13 AH=04/05的扩展子服务功能返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.8 通用串行总线接口通用串行总线接口USB7.8.1 USB连接的拓扑结构连接的拓扑结构7.8.2 USB接口接头及引脚说明接口接头及引脚说明7.8.3 USB总线组成结构总线组成结构7.8.4 通用串行总线通用串行总线USB编程寄存器组编程寄存器组7.8.5 USB接口数据的传输方式接口数据的传输方式返回本章首页返回本章首页第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.8.1 USB7.8.1 USB连接的拓扑结构连接的拓扑结构图图7.25 USB集线器的星形拓扑结构集线器的星形拓扑结构返回本节返回本节 USB 端口 1 USB 端口 2 主机中的 主控器 主控器/根集线器 集线器 1 集线器 2 集线器 3 功能 功能 功能 功能 功能 功能 功能 功能 功能 功能 功能或集线器 第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.8.2 USB接口接头及引脚说明接口接头及引脚说明图图7.26和图和图7.27所示。其插针的针脚功能定义如下：所示。其插针的针脚功能定义如下：引脚 1引脚 2引脚 3引脚 4图图7.26 4针引脚的针引脚的USB 接头外形接头外形第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.27 微机系统板中的微机系统板中的USB接口接口 返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.8.3 USB总线组成结构总线组成结构 （1）客户驱动软件层）客户驱动软件层（2）USB驱动程序层驱动程序层（3）主控制器驱动程序）主控制器驱动程序（4）控制器）控制器（5）USB设备设备 USB主控制系统功能由硬件层和软件层主控制系统功能由硬件层和软件层所组所组，如图，如图7.28、7.29所示。所示。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.28 通用串行总线（通用串行总线（USB）系统功能结构图）系统功能结构图返回本节返回本节系统软件通用主控制接口（UHCI）系统硬件客户驱动程序通用串行总线驱动程序（USBD）通用主控驱动程序（HCD）通用主控制器（HC）USB 设备第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.8.4 7.8.4 通用串行总线通用串行总线USBUSB编程寄存器组编程寄存器组1 1USBUSB命令寄存器命令寄存器2 2USBUSB状态寄存器状态寄存器返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口7.8.5 USB接口数据的传输方式接口数据的传输方式1等时传输等时传输 2中断传输中断传输3控制传输控制传输4分块传输分块传输其传输类型顺序如图其传输类型顺序如图7.30所示。所示。第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口图图7.30 通用串行总线（通用串行总线（USB）数据传输类型顺序）数据传输类型顺序返回本节返回本节第第7 7章章 打印接口及串行通信接口打印接口及串行通信接口THANK YOU VERY MUCH！本章到此结束，本章到此结束，谢谢您的光临！谢谢您的光临！返回本章首页返回本章首页结束放映结束放映