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第第9 9章章 可编程并行接口芯片与串行通信技术可编程并行接口芯片与串行通信技术并行接口一般具有以下特点：并行接口一般具有以下特点：1 1）通过多根信号线同时传送多位数据；）通过多根信号线同时传送多位数据；2 2）并并行行接接口口多多用用于于传传送送距距离离短短，数数据据量量大大，速速度度高高的的实实时时传传输场合；输场合；3 3）传送时一般不需要特定的数据传送格式。）传送时一般不需要特定的数据传送格式。9.1 9.1 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A 8255A 9.1.1 8255A9.1.1 8255A的结构的结构图图9-1 8255A9-1 8255A外部引脚外部引脚图图9-2 8255A9-2 8255A内部结构内部结构1 1、数据端口、数据端口在在8255A8255A内内部部包包含含了了三三个个8 8位位输输入入/输输出出数数据据端端口口：端端口口A A、端端口口 B B、端口、端口C C。三个端口在功能上有不同的特点：三个端口在功能上有不同的特点：端端口口A A：一一个个8 8位位的的数数据据输输入入锁锁存存器器，一一个个8 8位位的的数数据据输输出出锁锁存存 器器/缓冲器，即端口缓冲器，即端口A A输入输入/输出时都可以锁存数据。输出时都可以锁存数据。端端口口B B：一一个个8 8位位的的数数据据输输入入缓缓冲冲器器，一一个个8 8位位的的数数据据输输出出锁锁存存 器器/缓冲器，即端口缓冲器，即端口B B输入不能锁存，而输出可以锁存。输入不能锁存，而输出可以锁存。端端口口C C：比比较较特特殊殊，一一个个8 8位位的的数数据据输输入入缓缓冲冲器器，但但没没有有锁锁存存器器，一个一个8 8位的数据输出锁存位的数据输出锁存/缓冲器。缓冲器。2 2、端口控制逻辑、端口控制逻辑端口控制逻辑分为端口控制逻辑分为A A组和组和B B组，各组管理的端口如下：组，各组管理的端口如下：A A组：管理端口组：管理端口A A及端口及端口C C的上半部（的上半部（PCPC7 7PCPC4 4）B B组：管理端口组：管理端口B B及端口及端口C C的下半部（的下半部（PCPC3 3PCPC0 0）3 3、数据总线缓冲器、数据总线缓冲器4 4、读、读/写控制逻辑写控制逻辑读读/写控制逻辑包括：写控制逻辑包括：1 1）读信号读信号RDRD：低电平有效。：低电平有效。2 2）写信号写信号WRWR：低电平有效。：低电平有效。3 3）片选信号片选信号CSCS：低电平有效。：低电平有效。4 4）复位信号复位信号RESETRESET：高电平有效。：高电平有效。5 5）端口选择信号端口选择信号A A1 1、A A0 0：通过：通过A A1 1、A A0 0的组合来选择端口。的组合来选择端口。表表9-1 8255A9-1 8255A基本操作基本操作 A A1 1 A A0 0 RD WR CS RD WR CS操作操作 0 0 0 1 00 0 0 1 00 1 0 1 00 1 0 1 01 0 0 1 01 0 0 1 0端口端口A A 数据总线数据总线端口端口B B 数据总线数据总线端口端口C C 数据总线数据总线 0 0 1 0 00 0 1 0 00 1 1 0 00 1 1 0 01 0 1 0 01 0 1 0 01 1 1 0 01 1 1 0 0数据总线数据总线 端口端口A A数据总线数据总线 端口端口B B数据总线数据总线 端口端口C C数据总线数据总线 控制字寄存器控制字寄存器 1 11 1 0 1 01 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0数据总线高阻态数据总线高阻态非法状态非法状态数据总线高阻态数据总线高阻态 9.1.2 9.1.2 方式选择方式选择在在8255A8255A的初始化工作中，的初始化工作中，CPUCPU输出的编程命令有两类：输出的编程命令有两类：一类称为方式选择控制字，用于定义各端口的工作方式；一类称为方式选择控制字，用于定义各端口的工作方式；另另一一类类称称为为置置位位/复复位位控控制制字字，用用于于对对端端口口C C任任意意一一位位的的置置位位或或复复位操作。位操作。1 1、方式选择控制字、方式选择控制字8255A8255A有三种基本的工作方式：有三种基本的工作方式：方式方式0 0：基本输入：基本输入/输出方式输出方式方式方式1 1：选通输入：选通输入/输出方式输出方式方式方式2 2：双向总线：双向总线I/OI/O方式方式 图图9-3 9-3 方式选择控制字方式选择控制字例例如如：现现指指定定端端口口A A以以方方式式0 0输输出出；指指定定端端口口B B以以方方式式1 1输输入入；端端口口C C高高4 4位为输入，低位为输入，低4 4位为输出。位为输出。则则根根据据方方式式控控制制字字的的定定义义格格式式可可写写出出相相应应的的方方式式选选择择控控制制字字为为：10001110B10001110B或或8EH8EH，8255A8255A初始化程序段如下：（若控制口的分配地址为初始化程序段如下：（若控制口的分配地址为303H303H）MOV DXMOV DX，303H303HMOV ALMOV AL，10001110B10001110B（或（或MOV ALMOV AL，08EH08EH）OUT DXOUT DX，ALAL2 2、置位、置位/复位控制字复位控制字图图9-4 9-4 置位置位/复位控制字格式复位控制字格式 例例如如，设设8255A8255A端端口口地地址址为为60H60H63H63H，现现要要求求先先置置PCPC4 4为为低低电电平平，再复位再复位PCPC4 4，则相应的程序段如下：，则相应的程序段如下：MOV ALMOV AL，00001001B00001001BOUT 63HOUT 63H，ALALMOV ALMOV AL，00001000B00001000BOUT 63HOUT 63H，AL AL 9.1.3 9.1.3 各方式的功能各方式的功能1 1、方式、方式0 0的功能的功能主要功能如下：主要功能如下：两两个个独独立立的的8 8位位端端口口（端端口口A A和和B B）和和两两个个4 4位位端端口口（端端口口C C）。在在实实际际应应用用时时，根根据据需需要要也也可可以以将将C C口口的的上上下下两两端端口口合合起起来来使用，构成一个使用，构成一个8 8位的端口；位的端口；规定了输出信号可以被锁存，而输入信号不能锁存；规定了输出信号可以被锁存，而输入信号不能锁存；各各个个端端口口既既可可以以作作为为输输入入使使用用，也也可可以以作作为为输输出出使使用用，两两个个8 8位端口和两个位端口和两个4 4位端口可以组成位端口可以组成1616种情况。种情况。图图9-5 9-5 各端口工作于方式各端口工作于方式0 0时的控制字格式时的控制字格式 2 2、方式、方式1 1的功能的功能（1 1）主要功能）主要功能1 1）端端口口A A和和端端口口B B都都可可作作为为数数据据输输入入/输输出出端端口口，但但必必须须通通过过端端 口口C C相应位的控制来实现。相应位的控制来实现。2 2）当当端端口口A A和和端端口口B B中中的的一一个个端端口口被被确确定定为为工工作作方方式式1 1时时，与与此此对对应应的的端端口口C C中中就就有有3 3位位被被固固定定了了，端端口口C C中中的的这这3 3位位专专门门用用来来控制端口控制端口A A或端口或端口B B。3 3）若若端端口口A A和和端端口口B B都都工工作作于于方方式式1 1，则则端端口口C C中中有有6 6位位固固定定，剩剩余余2 2位可工作于其它方式，用作其它用途。位可工作于其它方式，用作其它用途。(2)(2)方式方式1 1的输入的输入1)1)输入组态输入组态 图图9-6 9-6 方式方式1 1输入组态输入组态 表表9-2 9-2 方式方式1 1输入组态下输入组态下C C口各引脚的作用口各引脚的作用 工作在方式工作在方式1的端口的端口端口端口C的引脚名的引脚名作作用用端口端口A（方式（方式1输入状态）输入状态）PC3用作中断请求信号用作中断请求信号INTRAPC4用作选通信号用作选通信号STBAPC5用作输入缓冲器已满的信号用作输入缓冲器已满的信号IBFA端口端口B(方式方式1输入状态输入状态)PC0用作中断请求信号用作中断请求信号INTRBPC1用作输入缓冲器已满的信号用作输入缓冲器已满的信号IBFBPC2用作选通信号用作选通信号STBB端口端口C中剩余的两位中剩余的两位PC6、PC7由由方方式式选选择择字字的的D3定定义义，当当D3=1，则则PC6、PC7为为输输入入；当当D3=0，则则PC6、PC7为为输出。输出。2)2)联络信号联络信号STB（Strobe）：选通信号，低电平有效。这是由外部输入的）：选通信号，低电平有效。这是由外部输入的信号。当该信号为低电平时，信号。当该信号为低电平时，8255A将端口将端口A或端口或端口B输入的数输入的数据送入相应的输入缓冲器。据送入相应的输入缓冲器。IBF（InputBufferFull）：输入缓冲器满信号，高电平有效。）：输入缓冲器满信号，高电平有效。这是由这是由8255A发给外部的一个状态信号。当该信号为高电平时，发给外部的一个状态信号。当该信号为高电平时，表明数据已送至输入缓冲器，即缓冲器已满，暂时不能再接收表明数据已送至输入缓冲器，即缓冲器已满，暂时不能再接收新的数据。通过新的数据。通过STB信号使其置位，而信号使其置位，而RD信号的上升沿使其信号的上升沿使其复位。当其复位后，即表示可以接收新的数据。复位。当其复位后，即表示可以接收新的数据。INTE（InterruptEnable）：中断允许信号，高电平有效。）：中断允许信号，高电平有效。8255A能否向能否向CPU发送中断请求将由该信号控制，只有当发送中断请求将由该信号控制，只有当INTE有效时，才能发送中断请求。需要注意的是，在有效时，才能发送中断请求。需要注意的是，在8255A中设有中断请求触发器。中设有中断请求触发器。INTE不能自动置位不能自动置位/复位，需要通复位，需要通过软件的方式使其置位过软件的方式使其置位/复位。用户可以通过复位。用户可以通过PC4来使端口来使端口A的中断允许置位的中断允许置位/复位，通过复位，通过PC2来使端口来使端口B的中断允许置位的中断允许置位/复位。复位。INTR（InterruptRequest）：中断请求信号，高电平有效。）：中断请求信号，高电平有效。这是这是8255A发出的信号，可用于向发出的信号，可用于向CPU发送中断请求。只有发送中断请求。只有当当STB、IBF和和INTE都为高电平时，才能将其置位。在都为高电平时，才能将其置位。在RD的下降沿使其复位。具体工作过程为：的下降沿使其复位。具体工作过程为：8255A发中断请求发中断请求（INTR为高）为高）CPU响应中断，并用响应中断，并用IN指令读入数据指令读入数据读读信号信号RD的下降沿使的下降沿使INTR复位（为低电平）。复位（为低电平）。(3)(3)方式方式1 1的输出的输出1)输出组态输出组态端口端口A或端口或端口B工作于方式工作于方式1，并作为输出端口时，其对应的控，并作为输出端口时，其对应的控制字、端口状态及控制信号定义如图制字、端口状态及控制信号定义如图9-10所示，方式所示，方式1输出组态下输出组态下C口各引脚的作用详见表口各引脚的作用详见表9-3。工作在方式工作在方式1的端口的端口端口端口C的引脚名的引脚名作作用用端口端口A（方式（方式1输出状态）输出状态）PC3用作中断请求信号用作中断请求信号INTRAPC6用作外设接收数据后的响应信号用作外设接收数据后的响应信号ACKA输入端输入端PC7用作输出缓冲器满信号用作输出缓冲器满信号OBFA输出端输出端端口端口B（方式（方式1输出状态）输出状态）PC0用作中断请求信号用作中断请求信号INTRBPC2用作外设接收数据后的响应信号用作外设接收数据后的响应信号ACKB输入端输入端PC1用作输出缓冲器满信号用作输出缓冲器满信号OBFB输出端输出端端口端口C中剩余的两位中剩余的两位PC4、PC5由由方方式式选选择择字字的的D3定定义义，当当D3=1，则则PC4、PC5为输入；当为输入；当D3=0，则，则PC4、PC5为输出。为输出。表表9-3方式方式1输出组态下输出组态下C口引脚的作用口引脚的作用OBF（Output Buffer Full）输出缓冲器满信号，低电平有效。这是由8255A发给外设的一个状态信号。当该信号有效时，表示CPU已将数据写至指定的输出端口，并已锁存，外设可以取走数据。OBF 由输出命令 WR上升沿置位（低电平），由外设响应信号 使其复位。图图9-7方式方式1输出组态输出组态2)联络信号联络信号ACKACK（AcknowledgeAcknowledge）外设响应信号，低电平有效。这是外设发给外设响应信号，低电平有效。这是外设发给8255A8255A的信号，的信号，表示外设已将表示外设已将CPUCPU送至送至A A口或口或B B口的数据取走口的数据取走INTE（InterruptEnable）中断允许信号，高电平有效。其意义与输入方式时相同，不中断允许信号，高电平有效。其意义与输入方式时相同，不过此时置位过此时置位/复位控制信号不同了，用户可以通过复位控制信号不同了，用户可以通过PC6来使端来使端口口A的中断允许置位的中断允许置位/复位，通过复位，通过PC2来使端口来使端口B的中断允许的中断允许置位置位/复位。复位。INTR（InterruptRequest）中断请求信号，高电平有效。当外设已接收了一次数据后，中断请求信号，高电平有效。当外设已接收了一次数据后，若若INTE为高（有效）时，为高（有效）时，INTR为高，用于向为高，用于向CPU发送中断发送中断请求，要求请求，要求CPU继续输出数据。只有当继续输出数据。只有当ACK、OBF和和INTE都为高时，才能使都为高时，才能使INTR置位。写信号置位。写信号WR下降沿使其复位。下降沿使其复位。3 3、方式、方式2 2的功能的功能(1)(1)方式方式2 2的组态的组态图图9-8 9-8 端口端口A A工作于方式工作于方式2 2时的端口状态和控制字时的端口状态和控制字 (2)(2)联络信号联络信号1)OBF1)OBF：输出缓冲器满，低电平有效。：输出缓冲器满，低电平有效。2)ACK2)ACK：外设响应信号，低电平有效。：外设响应信号，低电平有效。3)STB3)STB：选通信号，低电平有效。：选通信号，低电平有效。4)IBF4)IBF：输入缓冲器满，高电平有效。：输入缓冲器满，高电平有效。5)INTR5)INTR：中断请求信号，高电平有效。：中断请求信号，高电平有效。6)INTE16)INTE1，INTE2INTE2：中断允许信号，高电平有效。：中断允许信号，高电平有效。9.1.4 9.1.4 端口端口C C的状态字的状态字端口端口C C的状态字有以下几种格式：的状态字有以下几种格式：1 1、方式、方式1 1状态字状态字输入状态字：输入状态字：D D7 7 D D6 6 D D5 5 D D4 4 D D3 3 D D2 2 D D1 1 D D0 0输入状态字：输入状态字：D D7 7 D D6 6 D D5 5 D D4 4 D D3 3 D D2 2 D D1 1 D D0 0I/OI/OIBFIBFA AINTEINTEA A INTRINTRA A INTEINTEB BIBFIBFB BINTRINTRB BOBFOBFA AINTEINTEA AI/OI/OINTRINTRA A INTEINTEB BOBFOBFB BINTRINTRB B例例如如:允允许许端端口口A A中中断断请请求求，禁禁止止端端口口B B中中断断请请求求（输输入入方方式式），则其程序段为：（设则其程序段为：（设C C口地址为口地址为62H62H）MOV AL MOV AL，00010000B00010000B OUT 62H OUT 62H，AL AL 2 2、方式方式2 2状态字状态字其状态字：其状态字：D D7 7 D D6 6 D D5 5 D D4 4 D D3 3 D D2 2 D D1 1 D D0 0OBFOBFA AINTEINTE1 1IBFIBFA AINTEINTE2 2 INTRINTRA AXXX9.1.5 8255A9.1.5 8255A应用举例应用举例1 1、基本输入、基本输入/输出应用举例输出应用举例以下是以下是80868086微机系统扩展一片微机系统扩展一片8255A8255A作为并行口的电路图，同作为并行口的电路图，同时还配以时还配以74LS13874LS138译码器等芯片，如图译码器等芯片，如图9-149-14所示。端口所示。端口A A为方式为方式1 1输入，以中断方式与输入，以中断方式与CPUCPU交换数据，中断类型号为交换数据，中断类型号为0FH0FH；端口；端口B B工工作于方式作于方式0 0输出，端口输出，端口C C作为输入。作为输入。8255A8255AD D0 0D D7 7CSCSA A1 1A A0 0WEWEOEOE&A A7 7A A5 5A A4 4E E3 3E E2 2E E1 1A AB BC CY Y0 0A A8 8A A6 6A A3 3M/IOM/IOA A9 974LS13874LS138A A2 2A A1 1WRWRRDRD图图9-9 9-9 并行口扩展图并行口扩展图 设端口设端口A A中断服务子程序名为中断服务子程序名为SERASERA。具体具体8255A8255A的初始化程序如下：的初始化程序如下：MOV ALMOV AL，1011100110111001MOV DXMOV DX，0B6H0B6HOUT DXOUT DX，ALALMOV ALMOV AL，0000100100001001OUT DXOUT DX，ALALMOV AXMOV AX，0 0MOV ESMOV ES，AXAXMOV DIMOV DI，0FH*40FH*4MOV AXMOV AX，OFFSET SERAOFFSET SERACLDCLDSTOSWSTOSWMOV AXMOV AX，SEG SERASEG SERASTOSWSTOSW9.2 9.2 串行通信串行通信9.2.1 9.2.1 串行通信的数据传送方向串行通信的数据传送方向（1 1）单工传送）单工传送（2 2）半双工传送）半双工传送（3 3）全双工传送）全双工传送 发送器发送器接收器接收器甲甲乙乙（a a）发送器发送器接收器接收器接收器接收器发送器发送器乙乙甲甲发送器发送器接收器接收器接收器接收器发送器发送器甲甲乙乙（b b）（c c）图图9-10 9-10 串行通信的传输方向串行通信的传输方向（a a）单工传送）单工传送（b b）半双工传送）半双工传送（c c）全双工传送）全双工传送9.2.2串行通信的异步与同步通信方式串行通信的异步与同步通信方式1、异步通信、异步通信图图9-11 9-11 异步通信的一帧数据格式异步通信的一帧数据格式（a a）带空闲位的一帧异步通信数据格式（）带空闲位的一帧异步通信数据格式（b b）无空闲位的一帧异步通信数据格式）无空闲位的一帧异步通信数据格式2 2、同步通信、同步通信同同 步步 通通 信信 是是 在在 数数 据据 块块 开开 始始 处处 用用 l l 2 2个个 同同 步步 字字 符符 来来 表表 示示 数数 据据 块块 传传 送送 的的 开开 始始，数数 据据 块块 信信 息息 以以 连连 续续 的的 形形 式式 发送，最后通过校验码对数据块进行校验。发送，最后通过校验码对数据块进行校验。同同 步步 传传 送送 常常 用用 的的 数数 据据 格格 式式 有有 四四 种种：单单 同同 步步、双双 同同 步步、SDLCSDLC和和 HDLCHDLC。（1 1）单同步数据格式）单同步数据格式同步字符同步字符数据场数据场CRC 1CRC 1CRC 2CRC 2图图9-12 9-12 单同步的数据格式单同步的数据格式（2 2）双同步数据格式）双同步数据格式 同步字符同步字符2 2数据场数据场CRC 1CRC 1CRC 2CRC 2图图9-13 9-13 双同步的数据格式双同步的数据格式同步字符同步字符1 1（3 3）SDLCSDLC数据格式数据格式（4 4）HDLCHDLC数据格式数据格式 数据场数据场图图9-14 SDLC9-14 SDLC或或HDLCHDLC的数据格式的数据格式标志标志0111111001111110地址场地址场控制场控制场CRCCRC校验校验字符字符1 1CRCCRC校验校验字符字符2 2标志标志01111110011111109.2.3波特率及收发端的同步波特率及收发端的同步1 1、波特率、波特率波特率波特率在计算机中，把每秒钟内传送二进制代码的位数。在计算机中，把每秒钟内传送二进制代码的位数。例例：假假设设被被传传送送的的字字符符均均为为7 7位位ASCIIASCII码码，采采用用异异步步串串行行传传送送方方式式，其其数数据据传传送送格格式式由由1 1位位起起始始位位，7 7位位数数据据位位，1 1位位奇奇偶偶校校验验位位，和和1 1位位停停止止位位组组成成，若若每每秒秒钟钟传传送送120120个个这这样样的的字字符符，则则相应的波特率为：相应的波特率为：1010位位/字符字符120120字符字符/秒秒=1200=1200位位/秒秒=1200 bit/s=1200 bit/s每一位二进制代码传送时间每一位二进制代码传送时间t td d为波特率的倒数。即：为波特率的倒数。即：T Td d=1/1200=1/1200 msms2 2、接收和发送的同步、接收和发送的同步(1)(1)收收/发时钟频率发时钟频率n n发时钟频率发时钟频率收收发波特率发波特率收收/=接收和发送时钟与波特率之间必须保持如下关系：接收和发送时钟与波特率之间必须保持如下关系：图图9-15发送时钟发送时钟图图9-16接收时钟接收时钟收收/发时钟周期发时钟周期T Ts s与发送数据位宽度与发送数据位宽度T Td d有如下关系有如下关系 (n=1(n=1、1616、64)64)(2)(2)数据采样过程数据采样过程(2)(2)数据采样过程数据采样过程n nT TT Td ds s=图图9-17 9-17 数据采样过程数据采样过程 9.2.49.2.4常用串行接口介绍常用串行接口介绍1 1、传统串行接口标准、传统串行接口标准 EIA RS-232CEIA RS-232C (1)(1)信号功能与机械特性信号功能与机械特性（a a）（b b）图图9-18 RS9-18 RS232C232C的接插件的接插件（a a）DB25DB25引脚引脚 （b b）DB9DB9引脚引脚表表9-4 RS-232C9-4 RS-232C基本引脚的名称和功能基本引脚的名称和功能9芯引脚号芯引脚号25芯引脚号芯引脚号名称名称功能功能1保护地保护地32TxD发送数据发送数据23RxD接收数据接收数据74RTS请求发送请求发送85CTS清除发送清除发送66DSR数据装备准备好数据装备准备好57GND信号地信号地18DCD载波信号检测载波信号检测420DTR数据终端准备好数据终端准备好9、10保留保留11、18、25未定义未定义(2)(2)电气特性电气特性电气特性电气特性要求要求不带负载时驱动器输出电平不带负载时驱动器输出电平V V0 025V 25V（2525+25V+25V）负载电阻负载电阻R RL L范围范围3 3 7K7K负载电容（包括线间电容）负载电容（包括线间电容）C CL L 2500pF+3V+3V传号或逻辑传号或逻辑“1”时时驱动器输出电平驱动器输出电平5 5 15V15V在负载端在负载端 3V3V输出短路电流输出短路电流 0.5A 0.5A驱动器转换速率驱动器转换速率 30V/30V/s s驱动器输出电阻驱动器输出电阻R0 300 300（在断电条件下测量）（在断电条件下测量）1 1）电平关系）电平关系 2 2）负载要求）负载要求 3 3）信号速率与连接距离）信号速率与连接距离表表9-5RS-232C电气特性电气特性(3)(3)电平转换电平转换 1 1）发送电平转换）发送电平转换 2 2）接收电平转换）接收电平转换 3 3）双向电平转换）双向电平转换 图图9-19 MAX232 9-19 MAX232 2 2、EIAEIA其它接口标准其它接口标准 RS-232CRS-232C的缺点，主要表现为以下几个方面：的缺点，主要表现为以下几个方面：1 1）数据传输速度慢（）数据传输速度慢（20Kbit/s20Kbit/s）；）；2 2）传输距离短（一般为）传输距离短（一般为15m15m）；）；3 3）接口处各信号间容易产生干扰。）接口处各信号间容易产生干扰。鉴鉴于于RS-232C的的上上述述缺缺点点，EIA在在RS-232C基基础础上上，制制定定了了更高性能的接口标准如更高性能的接口标准如RS449、RS422A、RS423A、RS485等。等。(1)RS-449(1)RS-449标准接口标准接口(2)RS-423A(2)RS-423A标准接口标准接口图图9-20 9-20 单端驱动差分接收电路单端驱动差分接收电路 （3 3）RS-422ARS-422A标准接口标准接口图图9-21平衡驱动差分接收电路平衡驱动差分接收电路（4）RS-485标准接口标准接口3 3、USBUSB通用串行总线标准通用串行总线标准(1)(1)主要特点主要特点 1 1）有有两两种种数数据据传传送送速速度度，用用于于连连接接打打印印机机、扫扫描描仪仪等等设设备备的的速速率率可可达达12Mb/s12Mb/s，连连接接键键盘盘、鼠鼠标标等等设设备备的的速速率率为为1.5Mb/s1.5Mb/s；2 2）具有很强的连接能力，最多可以支持）具有很强的连接能力，最多可以支持127127个设备；个设备；3 3）具具有有真真正正的的“即即插插即即用用”特特性性，用用户户可可以以在在不不关关机机的的情情况况下进行外设的更换；下进行外设的更换；4 4）连连接接电电缆缆轻轻巧巧、电电源源体体积积缩缩小小，USBUSB使使用用四四芯芯电电缆缆线线和和+5V+5V的电源，对低功率的的电源，对低功率的USBUSB设备不再需要另接其它电源；设备不再需要另接其它电源；5 5）连接点的距离可以达到）连接点的距离可以达到5m5m。(2)(2)连接方法连接方法图图9-22USB通信线通信线(3)(3)传输方式传输方式 1)1)控制传输控制传输 该传输为双向传输。该传输为双向传输。2)2)同步传输同步传输 该传输为单向传输。该传输为单向传输。3)3)中断传输中断传输 该传输为只能外设到主机的传输。该传输为只能外设到主机的传输。4)4)批传输批传输 该传输为单向传输。该传输为单向传输。4 4、IEEE-1394IEEE-1394总线总线(1)(1)特点特点IEEE-1394IEEE-1394的主要性能特点包括：的主要性能特点包括：1 1）采用）采用“级联级联”方式连接各个外部设备；方式连接各个外部设备；2 2）能够向总线连接的设备提供电源；）能够向总线连接的设备提供电源；3 3）采用基于内存的地址编码，具有高速传输能力；）采用基于内存的地址编码，具有高速传输能力；4 4）采用点对点结构；）采用点对点结构；5 5）安装方便且容易使用。）安装方便且容易使用。（2 2）工作模式）工作模式 1)1)IEEE-1394IEEE-1394定定义义了了两两种种总总线线数数据据传传输输模模式式，BackplaneBackplane和和CableCable模式。模式。2 2）IEEE-1394IEEE-1394可同时提供同步和异步的数据传输方式。可同时提供同步和异步的数据传输方式。9.3可编程串行通信接口芯片可编程串行通信接口芯片8251A其主要性能如下：其主要性能如下：1）可用于同步和异步传送。）可用于同步和异步传送。2）可实现同步传送（）可实现同步传送（58）位字符；可选择内部或外部）位字符；可选择内部或外部同步；可自动插入同步字符。同步传送波特率为同步；可自动插入同步字符。同步传送波特率为DC64K。3 3）可实现异步传送（）可实现异步传送（5 58 8）位字符；异步通信的波特率）位字符；异步通信的波特率因因子子可可以以有有三三种种选选择择：1 1、1616或或6464；停停止止位位也也有有三三种种选选择择 ：1 1、1.51.5或或 2 2位；异步传送波特率为：位；异步传送波特率为：DCDC19.2K19.2K。4 4）片内含有全双工、双缓冲发送和接收器。）片内含有全双工、双缓冲发送和接收器。5 5）出错检测：具有奇偶、溢出和帧错误等检测电路。）出错检测：具有奇偶、溢出和帧错误等检测电路。6 6）兼容性：全部输入输出与）兼容性：全部输入输出与TTLTTL电平兼容；单一的十电平兼容；单一的十5 V5 V电电源；与源；与 Intel 8080Intel 8080、80858085、80868086、8088 CPU8088 CPU接口兼容。接口兼容。9.3.1 8251A9.3.1 8251A内部结构和外部引脚内部结构和外部引脚1 1、8251A8251A内部结构内部结构图图9-23 8251A9-23 8251A内部结构图内部结构图（1 1）数据总线缓冲器）数据总线缓冲器其内部包含三个三态双向其内部包含三个三态双向8 8位的缓冲器：位的缓冲器：状状 态态 字字 缓缓 冲冲 器器：用用 来来 存存 放放 8251A8251A内内 部部 的的 工工 作作 状状 态态，供供 CPUCPU查查 询询 或测试之用；或测试之用；接接 收收 数数 据据 缓缓 冲冲 器器：用用 来来 存存 放放 接接 收收 器器 已已 经经 装装 配配 完完 毕毕 的的 字字 符符，供供 CPUCPU读取；读取；发送数据命令缓冲器：存放发送数据命令缓冲器：存放CPUCPU送入送入8251A8251A的数据或命令。的数据或命令。CPUCPU通通过过输输入入/输输出出指指令令可可以以对对这这些些缓缓 冲冲 器器 读读/写写 数数 据据、写写 入入 命命 令令（控控 制制）字和读出字和读出8251A8251A的状态信息。的状态信息。（2 2）接收器）接收器（3 3）发送器）发送器（4 4）读）读/写控制电路写控制电路（5 5）调制解调控制器）调制解调控制器 图图9-24 8251A9-24 8251A与异步与异步MODEMMODEM连接电路图连接电路图 2 2、8251A8251A外部引脚外部引脚图图9-25 8251A9-25 8251A的外部引脚图的外部引脚图 (1)(1)与接收器有关的引脚信号与接收器有关的引脚信号1 1）RxDRxD：接收数据，输入引脚。：接收数据，输入引脚。2 2）RxRDYRxRDY：接收数据准备好，输出引脚，高电平有效。：接收数据准备好，输出引脚，高电平有效。3 3）SYNDETSYNDET：同步检测，输入或输出。：同步检测，输入或输出。4 4）RxCRxC：接收时钟，由外部输入。：接收时钟，由外部输入。(2)(2)与发送器有关的引脚信号与发送器有关的引脚信号1 1）TxDTxD：发送数据，输出引脚。：发送数据，输出引脚。2 2）TxRDYTxRDY：发送器准备好，输出引脚，高电平有效。：发送器准备好，输出引脚，高电平有效。3 3）TxETxE：发送器空，输出引脚，高电平有效。：发送器空，输出引脚，高电平有效。4 4）TxCTxC：发送时钟，输入引脚。：发送时钟，输入引脚。(3)(3)与与CPUCPU相关的引脚信号相关的引脚信号1 1）CLKCLK：时钟信号，输入。：时钟信号，输入。2 2）RESETRESET：复位信号，输入引脚，高电平有效。：复位信号，输入引脚，高电平有效。3 3）CSCS：片选信号，输入引脚，低电平有效。：片选信号，输入引脚，低电平有效。4)WR4)WR：写信号，低电平有效。：写信号，低电平有效。5)RD5)RD：读信号，低电平有效。：读信号，低电平有效。6)C/D6)C/D：控制：控制/数据选择信号，输入引脚。数据选择信号，输入引脚。(4)(4)与与MODEMMODEM接口相关的引脚信号接口相关的引脚信号1 1）DTRDTR：数据终端准备好，输出引脚，低电平有效。：数据终端准备好，输出引脚，低电平有效。2 2）DSRDSR：数据设备准备好，输入引脚，低电平有效。：数据设备准备好，输入引脚，低电平有效。3 3）RTSRTS：请求发送信号，输出引脚，低电平有效。：请求发送信号，输出引脚，低电平有效。4 4）CTSCTS：允许传送，输入引脚，低电平有效。：允许传送，输入引脚，低电平有效。表表9-6 8251A9-6 8251A读写操作表读写操作表C/DC/D RDRD WRWR CSCS操操 作作 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 X X X 0 X X X 0 CPUCPU从从8521A8521A读数据读数据CPUCPU向向8251A8251A写数据写数据CPUCPU读取读取8251A8251A的状态字的状态字CPUCPU向向8251A8251A写入控制字写入控制字数据总线浮空数据总线浮空数据总线浮空数据总线浮空 9.3.2 8251A9.3.2 8251A编程编程 N NY YY Y复位操作复位操作输出方式字输出方式字输出第一个同步字符输出第一个同步字符同步方式？同步方式？双同步？双同步？输出第二个同步字符输出第二个同步字符输出命令字输出命令字复位？复位？传送数据传送数据输出状态字输出状态字传送完？传送完？Y YN NY YN NN N图图9-26 8251A9-26 8251A编程流程图编程流程图图图9-27 8251A9-27 8251A方式字格式方式字格式a a）异步方式异步方式 b b）同步方式同步方式a)b)1 1、方式字、方式字8 8位方式字分为四组，现说明如下：位方式字分为四组，现说明如下：（1 1）工作方式及波特率因子的确定）工作方式及波特率因子的确定（2 2）数据字符长度的确定）数据字符长度的确定（3 3）奇偶校验的确定）奇偶校验的确定（4 4）其它参数的确定）其它参数的确定2 2、命令字、命令字 图图9-28 8251A9-28 8251A命令字格式命令字格式 （1 1）发送控制位）发送控制位TxENTxEN：允许发送位，即当：允许发送位，即当TxENTxEN=1=1时，才允许发送。时，才允许发送。SBRKSBRK：发送空白字符位。：发送空白字符位。RTSRTS：请求发送位。：请求发送位。（2 2）接收控制位）接收控制位RxERxE：允许接收位。当：允许接收位。当RxERxE=1=1时，允许接收。时，允许接收。（3 3）数据终端准备就绪位）数据终端准备就绪位DTRDTR：数据终端准备好。：数据终端准备好。（4 4）同步字符搜索控制位）同步字符搜索控制位EHEH：外部搜索方式位。：外部搜索方式位。（5 5）复位控制位）复位控制位IRIR：内部复位信号。：内部复位信号。ERER：清除错误标志。：清除错误标志。3 3、状态字、状态字DSRDSRSYNDET/BRKDETSYNDET/BRKDETFEFE OEOE PEPETxETxERxRDYRxRDYTxRDYTxRDY帧错误帧错误溢出错误溢出错误奇偶错奇偶错发送准备好发送准备好同引脚含义同引脚含义图图9-29 8251A9-29 8251A状态字格式状态字格式TxRDYTxRDY：发发送送器器准准备备好好状状态态位位，该该状状态态位位只只要要发发送送缓缓冲冲器器一一 空就被置空就被置1 1。PEPE：奇偶校验错状态位。：奇偶校验错状态位。OEOE：溢出（丢失）错误状态位。：溢出（丢失）错误状态位。FEFE（Frame ErrorFrame Error）：帧错误状态位，只适用于异步方式）：帧错误状态位，只适用于异步方式9.3.39.3.3 8251A8251A的应用的应用8251A8251A的的信信号号可可分分为为两两组组：一一组组是是8251A8251A与与CPUCPU之之间间的的接接口口信信号号；另一组是它与外设之间的接口信号。另一组是它与外设之间的接口信号。例例：试试采采用用异异步步串串行行通通信信方方式式实实现现双双机机通通信信。设设波波特特率率为为 600 600 b/sb/s，甲甲机机将将内内存存首首址址为为ADATADAT的的128128字字节节的的数数据据块块发发送送给给乙乙机机；乙乙机机将将接接收收到到的的128128字字节节的的数数据据，顺顺序序存存放放在在内内存存首首址址为为BDATBDAT的数据缓冲区中。的数据缓冲区中。（1 1）分析）分析（2 2）硬件连接）硬件连接 图图9-30 9-30 双机利用双机利用8251A8251A通信接口图通信接口图 （3 3）程序编写）程序编写设设8251A8251A的数据端口为的数据端口为308H308H，控制端口为控制端口为309H309H。TxRDYTxRDY DSR DSR有效有效?保护现场保护现场初始化初始化(置循环初值等置循环初值等)读入读入8251A8251A状态字状态字发送一字节发送一字节恢复现场恢复现场N NY YN NY Y返回返回开始开始发送完毕发送完毕?图图9-31 9-31 发送子程序流程发送子程序流程甲机程序段：甲机程序段：MOV AL,0MOV AL,0MOV DX,309HMOV DX,309HOUT DX,ALOUT DX,ALOUT DX,ALOUT DX,ALOUT DX,ALOUT DX,ALMOV AL,40HMOV AL,40HOUT DX,ALOUT DX,ALMOV AL,01111011BMOV AL,01111011BOUT DX,ALOUT DX,ALDELAY DELAY MOV AL,00000001BMOV AL,00000001BOUT DX,ALOUT DX,ALDELAYDELAY CALL SENDCALL SEND SEND PROC NEAR SEND PROC NEAR PUSH AXPUSH AX PUSH CX PUSH CX PUSH SI PUSH SI MOV SI,00H MOV SI,00H MOV CX,80H MOV CX,80HAGAINAGAIN：MOV DX,309HMOV DX,309H IN AL,DX IN AL,DX TEST AL,81H TEST AL,81H JZ AGAIN JZ AGAIN MOV AL,ADATSIMOV AL,ADATSI DEC DX DEC DX OUT DX,AL OUT DX,AL INC SI INC SI LOOP AGAIN LOOP AGAIN POP SI POP SI POP CX POP CX POP AX POP AX RET RETSEND ENDP SEND ENDP 乙机程序段：乙机程序段：MOV AL,0MOV AL,0MOV DX,309HMOV DX,309HOUT DX,ALOUT DX,ALOUT DX,ALOUT DX,ALOUT DX,ALOUT DX,ALMOV AL,40HMOV AL,40HOUT DX,ALOUT DX,ALMOV AL,01l11011BMOV AL,01l11011BOUT DX,ALOUT DX,ALDELAYDELAYMOV AL,00010110BMOV AL,00010110BOUT DX,ALOUT DX,ALDELAYDELAY CALL RECEIVECALL RECEIVE RECEIVE PROC NEAR RECEIVE PROC NEAR PUSH AX PUSH AX PUSH CX PUSH CX PUSH DI PUSH DI MOV DI,00H MOV DI,00H MOV CX,80H MOV CX,80HAGAINAGAIN：MOV DX,309HMOV DX,309H IN AL,DX IN AL,DX TEST AL,02H TEST AL,02H JZ AGAIN JZ AGAIN DEC DX DEC DX IN AL,DX IN AL,DX MOV BDATDI,AL MOV BDATDI,AL INC DI INC DI LOOP AGAIN LOOP AGAIN POP DI POP DI POP CX POP CX POP AX POP AX RET RETRECEIVE ENDPRECEIVE ENDPDELAY MACRODELAY MACRO MOV CX,02 MOV CX,02TIME:LOOP TIMETIME:LOOP TIMEENDM ENDM
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