第七章1微机原理与接口技术

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1、第7章常用接口芯片7.3可编程串行接口82517.4模拟I/O接口7.2可编程定时/计数器8253/82547.1可编程并行接口82557.1可编程并行接口82557.1.1并行通信的概念1.并行通信与串行通信随着多微机系统的应用和微机网络的发展，计算机与外部设备之间、计算机和计算机之间常常要进行数据交换，这些数据交换可称为数据通信。数据通信方式有两种：并行通信与串行通信。并行通信是指数据的各位同时进行传送的通信方式，可以字或字节为单位并行进行。并行通信速度快，但用的通信线多、成本高，故不宜进行远距

2、离通信。计算机内部各种总线就是以并行方式传送数据的。串行通信是指数据逐位顺序传送的通信方式。串行传送的速度低，但只需要很少几根通信线，适用于长距离而速度要求不高的场合。在网络中传送数据绝大多数采用串行方式。2.并行接口无论是并行通信还是串行通信，就其I/O接口与CPU之间的通信而言，均是以并行通信方式传送数据的。并行通信由并行接口完成，它以字节（或字）为单位与I/O设备或被控对象进行数据交换，以同步方式传输。如打印机接口，A/D、D/A转换器接口，IEEE488接口，开关量接口，控制设备接口等。从并

3、行接口的电路结构来看，并行口有硬连线接口和可编程接口之分。一个并行接口中包括状态信息、控制信息和数据信息，这些信息并行接口中分别存放在状态寄存器、控制寄存器和数据缓冲寄存器中。⑴状态寄存器状态寄存器用来存放外设的信息，CPU通过访问这个寄存器来了解某个外设的状态，进而控制外设的工作，以便与外设进行数据交换。一个状态寄存器,主要是用来提供外设的各种状态位,以供CPU来查询。⑵控制寄存器并行接口中有一个控制寄存器，CPU对外设的操作命令都寄存在控制寄存器中。⑶数据缓冲寄存器在并行接口中还设置了输入缓冲寄

4、存器和输出缓冲寄存器，缓冲器是用来暂存数据。因为外设与CPU交换数据，CPU的速度远远高于外设的速度。一个典型的并行接口与CPU、外设的连接图3.数据输入过程数据输入过程，指的是外设向CPU输入数据。①当外设将数据通过数据输入线送给接口时，先使状态线“输入数据准备好”为高电平。然后通过接口把数据接收到输入缓冲寄存器中，同时把“输入回答”信号置成高电平“1”，并发给外设。②外设接到回答信号后，将撤消“输入数据准备好”的信号。当接口收到数据后，会在状态寄存器中设置“准备好输入”状态位，以便CPU对其进行

5、查询。③接口向CPU发出一个中断请求信号，这样CPU可以用软件查询方式，也可以用中断的方式将接口中的数据输入到CPU中。④CPU在接收到数据后，将“准备好输入”的状态位自动清除，并使数据总线处于高阻状态。准备外设向CPU输入下一个数据。4.数据输出过程数据输出过程，指的是CPU向外设输出数据。①当外设从接口接收到一个数据后，接口的输出缓冲寄存器“空”，使状态寄存的“输出数据准备好”状态位置成高电平“1”，这表示CPU可以向外设接口输出数据，这个状态位可供CPU查询。②此时接口也可向CPU发出一个中断

6、请求信号，同上面的输入过程相同，CPU可以用软件查询方式，也可以用中断的方式将CPU中的数据通过接口输出到外设中。当输出数据送到接口的输出缓冲寄存器后，再输出到外设。③与此同时，接口向外设发送一个启动信号，启动外设接收数据。外设接收到数据后，向接口回送一个“输出回答”信号。④接口电路收到该信号后，自动将接口状态寄存器中的“准备好输出”状态位重新置为高电平“1”，通知CPU可以向外设输出下一个数据。7.1.28255外部引脚及内部结构数据总线缓冲器内部控制线内部数据线D0～D7A组控制A组端口AA组端

7、口C上部B组控制B组端口BB组端口C下部读写控制逻辑PC0～PC3PB0～PB7PC4～PC7PA0～PA7RDWRA0A1CSRESET1.8255内部结构⑴面向CPU的接口电路①数据总线缓冲器数据总线缓冲器是一个三态双向的8位缓冲器，是8255与系统数据总线的接口。与此关联的接口信号线是数据线D7～D0,它直接与CPU数据总线相连，以实现CPU与8255接口之间的信息传递。CPU向8255写入控制字、或从8255中读状态信息以及所有数据的输入和输出，都需要通过数据缓冲器进行传递。②读/写控制逻辑

8、读/写控制逻辑是8255内部完成读/写控制功能的部件，它接收来自CPU的地址和控制信号，并依据这些信号，通过内部控制逻辑向8255的各功能部件发出读/写控制命令，用于管理数据、控制字或状态字的传送。与此部分有关的有6根信号线：片选信号、读信号、写信号、端口选择信号A1、A0以及RESET复位信号。⑵面向外设的接口电路端口A：PA0～PA7A组，支持工作方式0、1、2端口B：PB0～PB7B组，支持工作方式0、1端口C：PC0～PC7仅支持工作方式0A组控制高4位PC4