# 串并行通信及其接口技术 ## 接口技术接口电路按功能可分为两类：辅助电路（时钟信号等）、输入/输出接口电路（接收信息）。为了使CPU能适应各种各样的外设，就需要接口电路，完成信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能。接口的8个功能：寻址功能、输入/输出功能、数据转换功能、联络功能、中断管理功能、复位功能、可编程功能、错误检测功能。设备信号有三种：数据信息（数字量，模拟量，开关量）、状态信息（BUSY，READY）、控制信息。三种信息不同，但CPU都通过IN和OUT指令传送，因此状态控制信息也是一种数据信息，通过数据总线传送。每个接口部件包含一组寄存器，各类信息在接口中进入不同的寄存器，称为端口，每个端口都有一个地址。对应有数据端口、状态端口、控制端口。有了地址就要寻址， 8086/8088系统中，有两个地址空间：内存地址空间，I/O端口地址空间。通过控制总线中的IO/M来区分，那么CPU对外设的操作都可以归结为对接口芯片端口的操作。相应的，CPU对外设的寻址方式也有两种：存储器映像I/O，I/O独立编址。\ 存储器映像I/O：外设端口作为存储器的一个单元来对待，优点：CPU对外设的操作可使用全部的存储器操作指令，寻址方式多，使用方便灵活。缺点：外设占用了存储单元的地址，使内存的容量减小，同时，程序的可读性下降。\ I/O独立编址：CPU有专门用于端口的输入输出指令，优点：容易掌握，编出的程序可读性好。缺点：可寻址的范围较小（取决于输入输出指令的寻址方式），必须有相应的控制线来区分是寻址内存还是外设。 ## 并行通信与8255A 并行通信的定义：就是把一个字符的各位同时进行传输。并行通信的信息实际传输速度快，信息率高。但并行通信所用的电缆要多，故并行通信总是用在传输速率要求较高，而传输距离较短的场合。\ 可编程的并行接口Intel 8255A，内部有三个并行I/O口。 ### 8255芯片介绍

端口A：支持方式0、1、2；A组，常作数据端口，功能最强大。\ 端口B：支持方式0、1；B组，常作数据端口。\ 端口C：支持方式0；A组PC4-7，B组PC0-3；可作数据、状态和控制端口。 ### 8255初始化编程

【例1】控制一片8255A的PA为方式1输入，C上半口为输出，下半口为输入，B为方式0输出。端口地址为FFFBH-FFFEH。 ```x86asm MOV AL, 10110001B MOV DX, 0FFFEH OUT DX, AL ``` 【例2】对端口B的PB7输出1，芯片地址为FFF9H-FFFCH。 ```x86asm MOV DX, 0FFFAH IN AL, DX OR AL, 80H OUT DX, AL ``` 8255A可以锁存输出，输出模式可以读取当前端口状态，用与或操作只更改一位后输出，实现按位操作。 ### 8255工作方式 * 方式0：基本输入输出方式对应程序传送方式，无条件传送和查询方式，不使用联络信号，也不使用中断，所有口可定义为输入输出方式，C口两部分可分开定义。所有口输出均有锁存，输入只有缓冲，但无锁存，C口还具有按位将其各位清0或置1的功能。

相当于一片74LS244，仅仅起到缓冲作用。 * 方式1：选通输入输出方式\ A口借用C口的一些信号线用作控制和状态线，形成A组。B口借用C口的一些信号线用作控制和状态线，组成B组。在方式1下，端口提供有中断请求逻辑和中断允许触发器，A口和B口的输入输出均带有锁存。 * 输入方式

STB：选通；\ IBF：输入满；\ INTE中断允许；都为高\ INTR：中断请求可向CPU发发送中断请求。端口A的INTEA对应PC4(STBA)\ 端口B的INTEB对应PC2(STBB)

* 输出方式

OBF输出满，表示CPU已经输出数据。\ ACK：数据已经被外设接收。\ INTR：接收完成，要求CPU继续来数据。\ 端口A的INTEA对应PC6(ACKA)\ 端口B的INTEB对应PC2(ACKB)

简要分析端口B方式1输出数据时OBF、ACK、INTR、INTE如何配合工作。 * 方式2：双向方式\ 方式2将方式1的选通输入输出功能组合成一个双向数据端口，可以发送数据和接收数据。只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5个信号线，其作用与方式1相同。方式2的数据输入过程与方式1的输入方式一样。方式2的数据输出过程与方式1的输出方式有一点不同：数据输出时8255A不是在OBF有效时向外设输出数据，而是在外设提供响应信号ACK时才打开输出缓冲器送出数据。

用PC6设置INTE1（输出），用PC4设置INTE2（输入）。 ## 串行通信与可编程串行接口8251A ### 串行通信数据传送方式：单工、半双工、全双工。信号传输方式：基带传输、频带传输（载波传输）。调制方式有：调频、调幅、调相。串行通信是指在单根导线上将二进制数据一位一位顺序传送，特别适合于远距离传送。\ 串行通信的优势：用于通信的线路少，因而在远距离通信时可以极大地降低成本。串行通信适合于远距离数据传送，也常用于速度要求不高的近距离数据传送。\ 串行通信又分为同步通信（SYNC）和异步通信（ASYNC）。 **异步通信**时数据控制状态都用一根信号线传送，以一个**字符**为传送单位，两个相邻位时间间隔固定。收发双方必须遵守共同的通信协议，才能解决传送速率、信息格式、位同步、字符同步、数据校验等问题。其通信协议是起止式异步通信协议。\ 异步通信协议：1起始位，5-8数据位，1校验位，1.5或2停止位。

串行接口举例：RS-232C（属于物理层），负逻辑，需要用电平转换芯片。同步通信以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束。同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬件电路比较复杂。最常使用高级数据链路控制协议HDLC。 ### 8251芯片 8251A是可编程的串行通信接口芯片，可以工作在同步方式，也可以工作在异步方式。同步方式下，波特率为0-64K，异步方式下，波特率为0-19.2K。

当发送缓冲器为空，TxRDY有效。接收缓冲器满，RxRDY有效。\ SYNDET同步检测信号，外同步输入，内同步输出。\ CLK：要求CLK的频率在同步方式下，大于TxC/RxC的30倍。在异步方式下，大于TxC/RxC的4.5倍。 **初始化编程** 三个内容：模式字、控制字、状态字。 * ①模式字

* ②控制字

* ③状态字

芯片复位以后，第一次往控制端口写入的是方式命令控制字即模式字。

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