并行通信和并行接口

并行通信:把一个字符的各位用几条线同时进行传输的一种通信方式。
并行通信的优点:传输速度快,信息率高
并行通信的缺点:电缆耗损高
并行通信适合于数据传输率较高,传输距离较短的场合
适合的场所
1.外部设备与微机之间进行近距离,大量和快速的信息交换
2.微机系统中最基本的信息交换方法
并行接口:实现并行通信的接口
按照信息传送的方向:输入接口,输出接口和输入/输出接口
按照可编程性分类:不可编程并行接口和可编程并行接口
不可编程并行接口:接口的工作方式及功能由硬件连接来设定,不能用软件编程的方法改变,接口的工作方式固定不变。
可编程的并行接口:一般由可编程通用接口芯片组成,这些芯片除了具有硬件连接接口的性能外,最主要的就是可由编程人员通过编程来进行设定芯片性能。

并行接口的基本工作原理

并行通信及接口技术---8255A
在数据输入过程中
输入设备将数据送给接口同时使“数据输入准备好”有效。接口把数据送给输入缓冲寄存器时,使“数据输入回答”信号有效,当外设收到应答信号后,就撤消“数据输入准备好”和数据信号。同时,状态寄存器中的相应位(“数据输入准备好”)有效,以供CPU查询。当然,也可采用中断方式,向CPU发出中断请求。CPU在读取数据后,接口会自动将状态寄存器中的“数据输入准备好”位复位。然后,CPU进入下一个输入过程。
在数据输出过程中
当CPU输出的数据送到数据输出缓冲寄存器后,接口会自动清除状态寄存器中的“输出准备好”状态位,并且把数据送给输出设备,输出设备收到数据后,向接口发一个应答信号,告诉接口数据已收到,接口收到信号后,将状态寄存器中的“输出准备好”状态位置“1”。然后,CPU进入下一个输出过程。

可编程并行通信接口8255A

8255A的内部结构和外部信号:

并行通信及接口技术---8255A

内部结构:

1.数据端口A、B、C
8255A的三个数据端口都是8位的,而各有特点。
(1)端口A
是一个独立的8位数据I/O口,它的内部有对数据输入/输出的锁存功能。
(2)端口B
是一个独立的8位数据I/O口,对输入的数据不锁存,仅对输出的数据锁存。
(3)端口C
可以看作是一个独立的8位I/O口;也可以看作是两个独立的4位I/O口。还可以用作A口和B口的控制信号。对输出数据进行锁存,对输入数据不锁存。
2.A组控制和B组控制
这两组控制部件有两个功能:
一是接收芯片内部总线上的控制字;
二是接收来自读/写控制逻辑电路的读/写命令,据此而决定两组端口的工作方式和读/写操作。
3.读/写控制逻辑电路
负责管理8255A的数据传输过程。它接收CS及来自地址总线的信号A1、A0和控制总线的信号RESET、RD、
WR,将它们组合后,得到对A组控制部件和B组控制部件的控制命令,并将命令送给这两个部件,再由它
们完成对数据、状态和控制信息的传输。
4. 数据总线缓冲器
是一个双向三态的8位数据缓冲器。8255A正是通过它与系统数据总线相连。
输入数据、输出数据、CPU发给8255A的控制字都是通过该部件传递的。

外部信号

和外设一边相连的信号
PA7 ̄PA0
PB7  ̄ PB0
PC7  ̄ PC0
和CPU一边相连的信号
RESET
D7  ̄ D0
CS芯选信号
RD读出信号
WR写入信号
A1、A0端口选择信号
注意:8255A有4个端口地址,3个数据端口和1个控制端口。 A1A0为00—选中A端口,01选中B端口,10选中C端口,11选中控制端口。

8255A的控制字:

1.8255A用指令在控制端口中设置控制字来决定其工作。
2.控制字分为两类

  • 方式选择控制字
  • C端口按位置1/置0控制字:使C端口中的任何一位置位或者复位
    8255A有三种基本工作方式:方式0、方式1、方式2

1.方式选择控制字
端口A可工作在任何一种方式,端口B只能工作在方式0或方式1,端口C配合端口A和B的工作
归为同一组的两个端口可以分别工作在输入方式和输出方式。具体方式有方式选择控制字决定

并行通信及接口技术---8255A
2、端口C置1/置0控制字
并行通信及接口技术---8255A
端口C置1/置0的例子
MOV AL, 0FH ;对PC7置1的控制字
MOV DX, 00EEH ;控制口地址送DX
OUT DX, AL ;对PC7进行置1操作
MOV AL, 06H ;对PC3置0的控制字
OUT DX, AL ;对PC3进行置0操作

8255A的工作方式

  1. 方式0: 也叫基本输入输出方式
    特点
    (1)三个端口都可作为独立的输入或输出口,各端口间没有必然的关系。
    (2)由端口A、端口B和端口C的高4位、低4位,这4个端口可以有16种不同的组合。
    (3)这种方式下,输出可锁存数据,输入是不锁存的。
    使用场合
    同步传输:发送方和接收方由同一时序信号来管理,所以双方相互知道对方的动作,不需要应答信号。
    查询式传输:因为没有应答信号,一般将A、B口常作为数据口,把C口的两部分用来输出一些控制信号和接收一些状态信号,这样端口C用来配合端口A和B工作。
  2. 方式1:又称为选通的输入/输出方式。
    特点
    (1)端口A和端口B可以分别作为输入端口或输出端口。
    (2)如果端口A和端口B只有一个工作于方式1,端口C中就有3位被规定为配合方式1工作的信号,这时,另一个端口和端口C的其它位可工作于方式0。
    (3)如果端口A和B都工作在方式1,那么端口C则有6位分别作为A口和B口的应答联络信号,并且其排列是固定的,剩余的2位可工作于方式0。
    并行通信及接口技术---8255A
    STB:选通信号输入端。它是由外设送往 8255A的,当STB有效时8255A的端口A或B的输入缓冲器接收到一个来自外设的8位数据。
    IBF:“输入缓冲器满”信号。它是8255A输出的状态信号,当 IBF 有效时,表示当前已有一个新的数据进入端口A或B缓冲器中。此信号是对STB的响应信号,它可以由CPU 通过查询C口的PC5或PC1位获得。当CPU查的PC5(或PC1)=1时,便可以从A口(或B口)读入数据。
    INTR:是8255A送往CPU的中断请求信号。当选通信号STB =1,置IBF=1,且端口处于中断允许状态(INTE=1)时,将INTR端置位高电平,向CPU 发出中断请求信号。
    使用场合:
    方式1,规定一个端口作为输入口的同时,自动规定了有关控制信号,尤其规定了相应的中断请求信号。
    3. 方式2 :也叫双向传输方式
    特点
    (1)只适用于端口A,相当于双向的方式1传输。
    (2)端口C用5条线作为A口的联络信号,并且排列是固定的。
    并行通信及接口技术---8255A
    使用场合 :
    方式2是一种双向工作方式,如果一个并行外部设备既可以作为输入设备,又可作为输出设备,并且输入输出动作不会同时进行,那么,将这个外设和8255A的端口A相连,并使它工作在方式2,就非常合适。

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