并行IO接口技术课件

1一、并行接口概述一、并行接口概述并行通信就是把一个字符的各数位用几条数据线同时进行传输。与串行通信相比，并行通信的信息传输速度快，但并行通信比串行通信所用电缆多，随着距离的增加，电缆的开销会成为突出的问题。所以，并行通信总是用在数据传输率要求较高，而传输距离较短的场合。2并行接口就是实现并行通信的接口电路，并行接口在多根数据线上，以字节/字为单位与I/O设备交换数据。并行接口可以只作为输出接口，也可以只作为输入接口，还可以把它设计成既作为输入接口又作为输出接口。计算机内部数据是并行传送的，不需要固定格式(协议)，因此并行接口电路相对简单。相比之下，串行接口电路由于要进行串并行转换因而比较复杂。可以采用两类芯片设计并行接口电路：普通的锁存器、缓冲器可编程并行接口芯片，如8255一、并行接口概述一、并行接口概述3并行接口连接外设的示意图并行接口连接外设的示意图一、并行接口概述48位三态缓冲器74LS244，由G1和G2控制选通。v电阻的作用？74LS244+5V10K x 8G1 G2数据总线CSRD并行接口设计实例开关状态输入接口电路一、并行接口概述58位三态锁存器74LS373，由LE控制锁存，OE控制选通+5V74LS373300 x 8LE OE数据总线CSWR并行接口设计实例发光二极管输出接口电路一、并行接口概述6 二、可编程并行接口芯片二、可编程并行接口芯片8255A8255A 是一种可编程的外部接口芯片，可通过软件来设置芯片的工作方式，用8255A连接外部设备时，通常不需要附加外部电路，给使用带来很大的方便。IBM PC就是采用8255A与键盘、扬声器等其他外设进行接口。在目前的主板中，功能已经集成在芯片组中，但使用和编程与8255A完全一致。7F8255A的内部结构和外部引脚的内部结构和外部引脚8F8255A的内部结构和外部引脚40PIN、DIP封装，芯片体积较大9F8255A的内部结构和外部引脚的内部结构和外部引脚8255A内部有3个数据端口和1个控制端口，共4个端口，由端口选择信号A1A0选择：控制口11C口01B口10A口00选中端口A0A1在PC机中，8255A的四个端口地址为60H63H108255A可通过指令在控制端口中设置控制字来决定它的工作方式。其控制字可分为两类：方式选择控制字它可使8255A的3个数据端口工作在不同的工作方式。方式选择控制字总是将3个数据端口分为两组来决定工作方式，即端口A和端口C的高4位为1组，端口B和端口C的低4位为1组。端口C按位置0/置1控制字它可使端口C中的任何一位进行置位或复位。这两类控制字通过控制端口的最高位即D7位为0或1来区别。方式选择控制字的最高位为1，而端口C置1/置0的控制字最高位为0。F8255A的控制字的控制字11F8255A的控制字方式选择控制字12注意：C口控制字虽然是对端口C操作，但应写入到控制口地址，而不是写入到C数据口F8255A的控制字端口C按位置0/置1控制字13例1：设 A、B、C数据口地址分别位60H、61H、62H、控制口端口地址 63H。A口方式0，输出、B口方式0，输入，C口高4位输出，C口低4位输入MOV AL，10000011BOUT 63H，AL F8255A的控制字例2：PC7置1，PC3置0MOV DX，63HMOV AL，0000,1111B；PC7置1OUT DX，ALMOV AL，0000,0110B；PC3置0OUT DX，AL141.工作方式0：基本型输入/输出方式A口、B口、上C口、下C口都可以独立设置作为输入或输出使用。适合用于无条件或程序查询方式I/O传送。2.工作方式1：选通型(应答型)输入/输出方式A口、B口可以分别作为数据口工作在方式1。需要使用C口中特定的引脚作为选通和应答使用。适合用于中断式传送和程序查询方式I/O传送。3.工作方式2：双向数据传送方式只有A口可以工作在方式2。相当于是A口工作在方式1的输入和输出的叠加F8255A的工作方式15工作方式0F8255A的工作方式8255作为打印机接口，工作于方式0打印机正在处理一个字符时，打印机忙信号BUSY=1，否则，BUSY=0。向打印机送数前，应先查询打印机状态，当BUSY=0时，可以向打印机送数。当 STB 有效（负脉冲）时，把数据线的数据送入打印机内。16MOV AL，81H ；A口输出，上C口输出，下C口输入OUT 0D3H，ALMOV AL，0DH ；PC6置1，0DH=0000,1101OUT 0D3H,ALIN AL，0D2H ；读PC口AND AL，04D ；打印机忙否（PC2=BUSY=？）JNZ LPST ；PC2=1，打印机忙，等待MOV AL,CLOUT 0D0H,AL ；CL中的字符送PA口MOV AL,0CHOUT 0D3H,AL ；置PC6=0，即STB=0；00001100=0CHINC ALOUT 0D3H,AL ；置PC6=1，即STB=1，00001101=0DH设A、B、C口和控制口的端口地址为0D0H0D3H工作方式08255作为打印机接口，工作于方式0LPST：17外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据PC6PC7PC3PA7PA0INTEAOBFAINTRAACKAD7D0WR方式1、输出(以A口为例)工作方式1F8255A的工作方式中断允许寄存器：受PC6的置0/置1命令字控制18方式1的输出时序工作方式1F8255A的工作方式19数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示A口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRASTBA方式1、输入(以A口为例)RDD7D0工作方式1F8255A的工作方式中断允许寄存器：受PC4的置0/置1命令字控制20方式1的输入时序工作方式1F8255A的工作方式21工作方式1F8255A的工作方式22工作方式1F8255A的工作方式8255作为中断方式打印机接口23主程序：MAIN：MOV AL，0A0H；方式选择控制字OUT 0C3H，ALMOV AL，01H；OUT 0C3H，ALCLI ；替换中断向量前关中断MOV AH，25H ；替换中断向量的典型方式MOV AL，0BH ；IR3的类型码为0BHMOV DX，OFFSET ROUTINTRPUSH DSMOV AX，SEG ROUTINTRMOV DS，AXINT 21HPOP DSMOV AL，0DH ；PA方式1输出，“置PC6=1的操作”OUT 0C3H，AL ；使8255允许中断（INTEA=1）STI ；CPU开中断假设：A口地址 0C0HB口地址 0C1HC口地址 0C2H控制口 0C3H8255作为中断方式打印机接口248255作为中断方式打印机接口中断处理程序ROUTINTR：MOV AL，DI；DI为打印字符缓冲区地址OUT 0C0H，ALMOV AL，00H；置PC0=0OUT 0C3H，ALINC AL；置PC0=1OUT 0C3H，ALIRET25相当于是A口工作在方式1的输入和输出的叠加。PC6PC7PC3PA7PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6设置INTE1，用PC4设置INTE2。输入和输出中断通过或门输出INTR信号。D7D0WRRD工作方式2F8255A的工作方式26F8255A在在PC机中的应用机中的应用 PC/XT机中有一片8255A，用作键盘输入的并行接口，同时提供扬声器发声控制信号。端口地址是60H63H。正常工作时A、B、C三个口都是方式0，其中A口、C口输入，B口输出。工作方式控制字是：99H。D7D6D5D4D3D2D1D011000011278255APB1PB0驱动电路扬声器GATE2CLK2时钟信号与门8253的2#通道 PA7PA0PB7PB6键盘扫描码输出0，使A口接收到的是键盘数据输出1，给键盘送时钟信号F8255A在在PC机中的应用机中的应用 28三、并行接口标准IEEE 1284是目前PC机的并行接口标准，与原有的并行外设接口标准（如打印机）保持先后兼容。IEEE 1284标准定义了五种数据传输模式：兼容模式半字节模式字节模式EPP模式ECP模式每种方式的数据传输可以是正向方式（PC外设）、反向方式（外设PC）或者是双向方式。29F兼容模式兼容模式即标准并行端口(SPP，Standard Parallel Port)，也称为Centronics模式。Centronics模式的数据传输是正向方式，主要用来向打印机传输数据。Centronics并行接口标准共有36个引脚信号。在系统连接时，打印机一端是36芯D型插座，主机一端是25芯D型插座。30F兼容模式31F兼容模式Centronics接口时序如下32F兼容模式PC机一般有13个并行口，每个并行口占用3个I/O端口地址，分别对应数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器。端口的基地址可以从0000:0408-040D获得，一般情况下：并行口数据状态控制LPT1378H379H37AHLPT2278H279H27AH33F半字节模式（Nibble Mode）利用标准并行端口进行从外设PC的反向数据传输，使用状态线路每次传输4位数据PC机标准并行端口有5条从外设PC的状态线，因此可以将一个字节分成两个半字节分别传送到PC机优点：所有PC机并行口都可以用这种方式缺点：速度受限制F字节模式（Byte Mode）IBM在PS/2微机中采用的从外设PC的反向数据传输方式34CONTROL EQU 37AHSTATUS EQU 379HMOV DX,CONTROLIN AL,DXOR AL,1 ;选择低4位OUT DX,ALMOV DX,STATUSIN AL,DXAND AL,F0HMOV CL,4SHR AL,CL F半字节模式（Nibble Mode）多路复用器74LS14535FEPP模式EPP=Enhanced Parallel Port，增强型并行端口为双向数据传输方式，主要用于非打印机类外设，如CD-ROM、硬盘驱动器、磁带机等技术特点：8位数据双向通讯硬件握手时序，有严格的时序要求支持硬件中断与ISA接口的速度相当，通讯速度：1M-1.5MB/S36FEPP模式引脚定义37FEPP模式端口寄存器38FEPP模式EPP提供四种类型的数据传输周期：写数据周期读数据周期写地址周期读地址周期数据周期用于主机和外设传输数据，地址周期可用于传输地址、指令和控制信息。39FEPP模式计算机写指令与EPP写周期时序的对应关系MOV DX,37CHOUT DX,AL40FECP模式ECP=Extended Capability Port，扩容端口为双向数据传输方式，主要用于打印机和扫描仪技术特点：8位数据双向通讯硬件握手时序，有严格的时序要求支持DMA操作多种中断源通讯速度：1MB/SMaster/Master操作模式41FECP模式ECP=Extended Capability Port，扩容端口为双向数据传输方式，主要用于打印机和扫描仪技术特点：8位数据双向通讯硬件握手时序，有严格的时序要求支持DMA操作多种中断源通讯速度：1MB/SMaster/Master操作模式