并行通信及接口.pptx

1并行通信和并行接口并行通信和并行接口8255A8255A1.1.串行通信和并行通信串行通信和并行通信2.2.可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A21.1 1.1 串行通信和并行通信串行通信和并行通信1 1、两种数据通信方式、两种数据通信方式：并行传送：并行传送：数据在多条并行数据在多条并行1 1位宽的传输线上位宽的传输线上同时由源传送到目的同时由源传送到目的。以以1 1字节的数据为例，字节的数据为例，在并行传送中，在并行传送中，1 1字节的数据通过字节的数据通过8 8条并行传条并行传输线同时由源传送到目的。输线同时由源传送到目的。串行传送：串行传送：数据在单条数据在单条1 1位宽的传输线上，一位宽的传输线上，一位一位地按顺序分时传送。以位一位地按顺序分时传送。以1 1字节为例，在字节为例，在串行传送中，串行传送中，1 1字节的数据要通过一条传输字节的数据要通过一条传输 线分线分8 8次由低位到高位按顺序一位一位地传送。次由低位到高位按顺序一位一位地传送。3源目的0 1 1 0 1 0 1 0源目的42 2、串行通信和并行通信比较、串行通信和并行通信比较距离：距离：并行并行近距离传送（通常小于近距离传送（通常小于3030米）米）串行串行远距离传送远距离传送(几米几米数千公里）数千公里）速度：速度：二者的传送速率与距离成反比，但在二者的传送速率与距离成反比，但在短距离内并行快得多。短距离内并行快得多。设备费用：设备费用：随着大规模和超大规模集成电路随着大规模和超大规模集成电路的发展、逻辑器件价格趋低，而通信线路费的发展、逻辑器件价格趋低，而通信线路费用趋高，因此对远距离通信而言，串行通信用趋高，因此对远距离通信而言，串行通信的费用显然会低得多。另一方面串行通信还的费用显然会低得多。另一方面串行通信还可利用现有的电话网络来实现远程通信，降可利用现有的电话网络来实现远程通信，降低了通信费用。低了通信费用。51.2 1.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255AIntel8255AIntel8255A是一种通用的可编程序并行是一种通用的可编程序并行I/OI/O接接口芯片，又称口芯片，又称“可编程外设接口芯片可编程外设接口芯片”，是，是为为IntelIntel80808080/80858085系列微处理据设计的，也系列微处理据设计的，也可用于其它系列的微机系统。可由程序来改可用于其它系列的微机系统。可由程序来改变其功能，通用性强、使用灵活。通过变其功能，通用性强、使用灵活。通过82558255A A，CPUCPU可直接同外设相连接，是应用最广的并可直接同外设相连接，是应用最广的并行行I/OI/O接口芯片。含接口芯片。含3 3个独立的个独立的8 8位并行输入位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存能力。可通过编程设置各端口的工作方式和能力。可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向数据传送方向(入入/出出/双向双向)。61 1、8255A8255A的内部结构的内部结构A组控制数据总线缓冲器读/写控制逻辑B组控制A组A口（8位）A组C口高位（4位）B组C口低位（4位）B组B口（8位）D0D7RDRDA1A0RESETRDPA0PA7PC4PC7PC0PC3PB0PB77(1)(1)、数据总线缓冲器：、数据总线缓冲器：三态三态8 8位双向缓冲器，位双向缓冲器，与系统数据总线连接的缓冲部件；传送数据、与系统数据总线连接的缓冲部件；传送数据、控制字、状态字的通道。控制字、状态字的通道。(2)(2)、3 3个个8 8位数据端口位数据端口(PA(PA、PBPB、PC)PC)：通常通常PAPA口与口与PBPB口用作输入输出的数据端口，口用作输入输出的数据端口，PCPC口用口用作数据传输或提供联络线的端口。在方式字作数据传输或提供联络线的端口。在方式字的控制下，的控制下，PCPC口可以分成两个口可以分成两个4 4位的端口，位的端口，其中其中PCPC7 7PCPC4 4同端口同端口A A配合使用，配合使用，PCPC3 3PCPC0 0同端口同端口B B配合使用配合使用。8(3)(3)、A A组、组、B B组控制电路：组控制电路：这两组控制电路根这两组控制电路根据据CPUCPU发出的方式选择控制字来控制发出的方式选择控制字来控制82558255A A的的工作方式，每个控制组都接收来自读写控制工作方式，每个控制组都接收来自读写控制逻辑的逻辑的“命令命令”，接收来自内部数据总线的，接收来自内部数据总线的“控制字控制字”，并向与其相连的端口发出适当，并向与其相连的端口发出适当的控制信号。的控制信号。A A组控制电路控制组控制电路控制PAPA口和口和PCPC口高口高4 4位，位，B B组控制电路控制组控制电路控制PBPB口和口和PCPC口低口低4 4位。位。(4)(4)、读、读/写控制逻辑：写控制逻辑：用来管理数据、控制字用来管理数据、控制字和状态字的传送，接收系统总线发来的有关和状态字的传送，接收系统总线发来的有关信号，并向信号，并向A A、B B两组控制部件发送命令。两组控制部件发送命令。92 2、8255A8255A的引脚功能：的引脚功能：共共4040个引脚。个引脚。10.连接系统总线的主要引脚连接系统总线的主要引脚D D0 0D D7 7：数据线，双向，连数据线，双向，连CPUCPU数据总线；数据总线；RESETRESET：复位输入，接系统总线的复位输入，接系统总线的RESETRESET；CS*CS*：片选控制输入，接译码器；片选控制输入，接译码器；RD*RD*：读命令输入，接读命令输入，接CPUCPU的的RD*RD*或或IOR*IOR*；WR*WR*：写命令输入，接写命令输入，接CPUCPU的的WR*WR*或或IOW*IOW*；A A0 0，A A1 1：片内端口地址输入，可选片内端口地址输入，可选4 4个片内个片内端口。接端口。接ABAB的任的任2 2位。位。11A1、A0端口选择情况，见右表端口选择情况，见右表由由CS*CS*、A1A1、A0A0、RD*RD*、WR*WR*引脚的引脚的不同组合，实现各种不同的功能。不同组合，实现各种不同的功能。见下表：见下表：A1 A0端口端口0 00 11 01 1ABC控制口控制口CS A1 A0 RD WR功功 能能 0 0 0 0 1对端口对端口A 读读 0 0 1 0 1对端口对端口B 读读 0 1 0 0 1对端口对端口C 读读0 1非法，不能对控制口读非法，不能对控制口读输输入入0对端口对端口A 写写0对端口对端口B 写写0对端口对端口C 写写0对控制口对控制口 写写输输出出 1 1 1数据缓冲器为数据缓冲器为 三态三态断断开开 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 12.连接外设端的引脚连接外设端的引脚PA0PA7：A口外设数据线，接外设；口外设数据线，接外设；PB0PB7：B口外设数据线，接外设；口外设数据线，接外设；PC0PC7：C口外设数据线或联络线，口外设数据线或联络线，接外设。接外设。133 3、8255A8255A与系统的连接示意图与系统的连接示意图D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器译码器8255A口口B口口C口口D0D7外设1A15A2系系统统总总线线外设2外设3144 4、8255A8255A的工作方式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（A A、B B、C C口）口）方式方式1 1选通工作方式（选通工作方式（A A、B B口）口）方式方式2 2双向选通传送方式（仅双向选通传送方式（仅A A口）口）某端口工作于哪一种方式，可通过软件编程某端口工作于哪一种方式，可通过软件编程来指定。即向来指定。即向82558255写入方式控制字来决定其写入方式控制字来决定其工作方式。工作方式。15、方式、方式0 0基本输入基本输入/输出方式输出方式特点：特点：82558255A A相当于三个独立的相当于三个独立的8 8位数据口。位数据口。各端口既可设置为输入口，也可设置为输出口，但不各端口既可设置为输入口，也可设置为输出口，但不能同时实现输入及输出。能同时实现输入及输出。C C端口即可以是一个端口即可以是一个8 8位的简单接口，也可以分为两个位的简单接口，也可以分为两个独立的独立的4 4位端口。位端口。设置为输出口时有锁存能力，设置为输入口时无锁存设置为输出口时有锁存能力，设置为输入口时无锁存能力。能力。应用：应用：无条件输入输出方式。无条件输入输出方式。查询输入输出方式：把查询输入输出方式：把A A、B B口作为口作为8 8位数据的输入或位数据的输入或输出口，输出口，C C口的高口的高/低低4 4位分别定义为位分别定义为A A、B B口的控制位口的控制位和状态位。和状态位。16例：例：IN AL,PORTIN AL,PORT外设将数据送到外设将数据送到82558255输入缓冲器中；输入缓冲器中；CPUCPU给出有效的给出有效的82558255地址；地址；CPUCPU发读命令，将发读命令，将82558255A A输入缓冲器中数据读输入缓冲器中数据读入入CPUCPU的的ALAL寄存器中。寄存器中。输入缓冲器译码器数据数据DBDBABAB外设8n17方式方式0 0输入时序：输入时序：有效18输出锁存器译码器数据数据DBDBABAB外设8n例：例：OUT PORT,ALOUT PORT,AL CPUCPU给出有效的给出有效的82558255地址；地址；CPUCPU发写命令，将发写命令，将CPUCPU的的ALAL寄存器中数据写入寄存器中数据写入82558255A A输出锁存器中。输出锁存器中。19方式方式0 0输出时序：输出时序：有效20、方式、方式1 1选通工作方式：选通工作方式：利用一组选通控制利用一组选通控制信号控制信号控制A A端口和端口和B B端口的数据输入输出。端口的数据输入输出。特点：特点：1.1.A A、B B口作输入或输出口，口作输入或输出口，C C口分为两部分，其部分位口分为两部分，其部分位（6 6位）固定用作位）固定用作A A口、口、B B口的选通控制信号。口的选通控制信号。2.2.C C口的剩余位仍可作数据位使用。口的剩余位仍可作数据位使用。3.3.A A口、口、B B口在作为输入和输出时的选通信号不同。口在作为输入和输出时的选通信号不同。应用：应用：主要用于中断控制方式下的输入输出。主要用于中断控制方式下的输入输出。说明：说明：C C口除部分位用作选通信号外，其余位口除部分位用作选通信号外，其余位(2(2位位)可可工作在方式工作在方式0 0下，作为输入或输出线，用程序指定其下，作为输入或输出线，用程序指定其数据传送方向。数据传送方向。21A A、B B口都设为方式口都设为方式1 1输入输入时，时，C C口的联络信号：口的联络信号：STB#STB#选通信号，由外设选通信号，由外设输入。输入。=0=0时，将外设数据送时，将外设数据送入入82558255的输入锁存器。的输入锁存器。A A组组对应对应PCPC4 4；B B组对应组对应PCPC2 2。IBFIBF输入锁存器满信号，输入锁存器满信号，由由82558255A A输出。输出。=1=1时通知外设时通知外设输入的数据已写入缓冲器，输入的数据已写入缓冲器，此时不能送下一个数据。此此时不能送下一个数据。此信号由信号由STB#STB#的前沿产生。的前沿产生。CPUCPU用用ININ指令取走数据后（指令取走数据后（RD#RD#的的后沿），此信号被清除。后沿），此信号被清除。A A组对应组对应PCPC5 5；B B组对应组对应PCPC1 1。PA7PA7PA0PA0PC4PC4PC5PC5PC3PC3INTEAINTEAIBFIBFA AINTRINTRA AD7D7D0D0输入设备输入设备(到到CPU)PB7PB7PB0PB0PC2PC2PC1PC1PC0PC0INTEBINTEBD7D7D0D0IBFIBFB BINTRINTRB B输入设备输入设备(到到CPU)22 INTE INTE中断允许，是否允中断允许，是否允许发出许发出INTRINTR请求。请求。INTE=1INTE=1和和IBFIBF为高电平时，允许发出为高电平时，允许发出INTRINTR请求。无引出。请求。无引出。INTR INTR中断请求，由中断请求，由82558255A A输出。中断允许时，由输出。中断允许时，由STB#STB#的后沿产生，向的后沿产生，向CPUCPU请求请求中断，让中断，让CPUCPU读走输入锁存器读走输入锁存器中的数据。中的数据。INTRINTR信号由信号由RD#RD#的的前沿清除。前沿清除。A A组对应组对应PCPC3 3；B B组对应组对应PCPC0 0。PA7PA7PA0PA0PC4PC4PC5PC5PC3PC3INTEAINTEAIBFIBFA AINTRINTRA AD7D7D0D0输入设备输入设备(到到CPU)PB7PB7PB0PB0PC2PC2PC1PC1PC0PC0INTEBINTEBD7D7D0D0IBFIBFB BINTRINTRB B输入设备输入设备(到到CPU)23方式方式1 1输入时序：输入时序：PB7PB0PA7PA0STBIBFINTRRD外设送来数据外设送来数据当当INTE=1时时 24A A、B B口都设为方式口都设为方式1 1输出时，输出时，C C口的联络信号：口的联络信号：OBF#OBF#输出缓冲器满信号，输出缓冲器满信号，82558255A A输出。输出。=0=0时通知外设取时通知外设取走数据。走数据。A A组对应组对应PCPC7 7；B B组对组对应应PCPC1 1 ACK#ACK#响应信号，外设输响应信号，外设输入。入。0 0时表示外设已从数据时表示外设已从数据端口取走数据。此信号使端口取走数据。此信号使OBF#OBF#变高。变高。A A组对应组对应PCPC6 6；B B组对应组对应PCPC2 2。PA7PA7PA0PA0PC7PC7PC6PC6PC3PC3INTEAINTEAINTRINTRA AD7D7D0D0输出设备输出设备(到到CPU)PB7PB7PB0PB0PC1PC1PC2PC2PC0PC0INTEBINTEBD7D7D0D0INTRINTRB B输出设备输出设备(到到CPU)25 INTR INTRACK#ACK#上升沿产上升沿产生，生，82558255输出。输出。=1=1时请时请求求CPUCPU输出下一个数据输出下一个数据(通常接到通常接到82598259)。A A组组对应对应PCPC3 3；B B组对应组对应PCPC0 0。INTE INTE中断允许位，中断允许位，NTE=1NTE=1和和OBF#OBF#为高电平时，为高电平时，允许产生允许产生INTRINTR信号。无信号。无引出。引出。PA7PA7PA0PA0PC7PC7PC6PC6PC3PC3INTEAINTEAINTRINTRA AD7D7D0D0输出设备输出设备(到到CPU)PB7PB7PB0PB0PC1PC1PC2PC2PC0PC0INTEBINTEBD7D7D0D0INTRINTRB B输出设备输出设备(到到CPU)26方式方式1 1输出时序：输出时序：D7D0送往外设数据送往外设数据数据写入端口数据写入端口WROBFINTRACK当当INTE=1时时 27、方式、方式2 2双向选通传送方式双向选通传送方式特点：特点：1.1.双向方式双向方式既是输入口，又是输出口。既是输入口，又是输出口。2.2.利用利用C C口的口的5 5条线提供传输联络信号。条线提供传输联络信号。3.3.类似于类似于A A口方式口方式1 1下输入和输出的组合。工作时输入、下输入和输出的组合。工作时输入、输出都能锁存。输出都能锁存。4.4.只有只有A A口可工作在方式口可工作在方式2 2下。下。5.5.当当A A组工作在方式组工作在方式2 2时，时，B B组可工作在方式组可工作在方式0 0或方式或方式1 1下。下。28应用：应用：1.1.可用于中断控制输入输出方式。可用于中断控制输入输出方式。2.2.也可用查询方式与也可用查询方式与CPUCPU联系。联系。3.3.当当A A口工作于方式口工作于方式2 2时，时，B B口可工作于方式口可工作于方式1 1（此时（此时C C口的剩余位刚好用作口的剩余位刚好用作B B口选通控制线）；口选通控制线）；B B口也可工口也可工作于方式作于方式0 0（此时（此时C C口的剩余位只能用作方式口的剩余位只能用作方式0 0下的下的输入输出线）。输入输出线）。29C C口的联络信号：口的联络信号：STB#STB#选通信号，选通信号，由外设输入。由外设输入。=0=0时，时，将外设数据送入将外设数据送入82558255的输入锁存器。对应的输入锁存器。对应PCPC4 4。IBF IBF输入锁存器输入锁存器满信号，由满信号，由82558255A A输出。输出。=1=1时通知外设输入的时通知外设输入的数据已写入缓冲器，数据已写入缓冲器，此时不能送下一个数此时不能送下一个数据。此信号由据。此信号由STB#STB#的的前沿产生。前沿产生。CPUCPU用用ININ指指令取走数据后（令取走数据后（RD#RD#的的后沿），此信号被后沿），此信号被清除。清除。对应对应PCPC5 5。PA7PA7PA0PA0PC6PC6PC7PC7D7D7D0D0PC4PC4PC5PC5IBFIBFA AINTEA2INTEA2INTEA1INTEA1PC3PC3INTRINTRA A30 OBF#OBF#输出缓冲器满输出缓冲器满信号，信号，82558255A A输出。输出。=0=0时时通知外设取走数据。通知外设取走数据。对对应应PCPC7 7。ACK#ACK#响应信号，外响应信号，外设输入。设输入。0 0时表示外设时表示外设已从数据端口取走数据。已从数据端口取走数据。此信号使此信号使OBF#OBF#变高。变高。对对应应PCPC6 6。INTR INTR输入时由输入时由STB#STB#的后沿产生，输出时由的后沿产生，输出时由ACK#ACK#上升沿产生，上升沿产生，82558255输出。输出。=1=1提出中断请提出中断请求求。A A组对应组对应PCPC3 3。PA7PA7PA0PA0PC6PC6PC7PC7D7D7D0D0PC4PC4PC5PC5IBFIBFA AINTEA2INTEA2INTEA1INTEA1PC3PC3INTRINTRA A31方式方式2 2的时序：的时序：PB7PB0PA7PA0-STBIBF-RD外设送来数据外设送来数据D7D0送往外设数据送往外设数据数据写入端口数据写入端口-WR-OBFINTR-ACK当当INTE=1时时 325 5、8255A8255A的初始化的初始化82558255A A的各种工作方式由的各种工作方式由CPUCPU对对82558255A A写入控制写入控制命令字来设定，这个过程称为命令字来设定，这个过程称为“初始化初始化”。82558255A A有有2 2种控制命令字：种控制命令字：方式选择控制字方式选择控制字确定确定3 3个端口的工作方式；个端口的工作方式；C C口置位口置位/复位控制字复位控制字确定确定C C口某一位的初口某一位的初始状态，或用于设置始状态，或用于设置INTEINTE位位(方式方式1,2)1,2)。33(1)(1)方式选择控制字方式选择控制字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0C口低位选择，口低位选择，1入入0出出B口口I/O选择，选择，1入入0出出B口方式选择，口方式选择，0=方式方式0 1=方式方式1B组组C口高位选择，口高位选择，1入入0出出A口口I/O选择，选择，1入入0出出A口方式选择口方式选择00=方式方式0 01=方式方式1 1X=方式方式2D7=1，方式控制字标志方式控制字标志A组组34(2)C(2)C口置位口置位/复位控制字复位控制字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0置位置位/复位复位选择选择1=置位，置位，0=复位复位D7=0为置为置位位/复位控制复位控制字标志字标志D3 D2 D1 位选择位选择 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无效无效35在方式在方式 1 1、2 2下，下，C C口作为口作为A A口、口、B B口联络信号口联络信号的引脚，其动作关系在芯片设计和制造时已的引脚，其动作关系在芯片设计和制造时已固定，不由用户自己安排，也不能编程改变。固定，不由用户自己安排，也不能编程改变。即即C C口作为联络信号的引脚口作为联络信号的引脚：不受方式控制字不受方式控制字的控制的控制。该出则出，该入则入。该出则出，该入则入。