微机原理经典课件与试题6Word下载.docx

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二、串行接口

2可编程串行通信接口8251A

一、8251A的基本性能

通过编程可以工作在同步或异步方式。

①在同步方式时

能用5、6、7或8位代表字符；

能自动检测同步字符；

允许奇偶校验。

②在异步方式下

能用5、6、7或8位代表字符，用1位作为奇偶校验；

能增加1个启动位；

能增加1个、1.5个或2个停止位。

二、8251A的基本原理

1、8251A的功能结构

①接收控制电路的功能：

在异步方式下，芯片复位后，先检测输入信号中的有效“1”，一旦检测到，就接着寻找有效的低电平来确定启动位。

消除假启动干扰。

对接收到的信息进行奇偶校验，并根据检测的结果建立相应的状态位。

检测停止位，并根据检测的结果建立相应的状态位。

②发送控制电路功能：

在异步方式下，为数据加上起始位、校验位和停止位。

在同步方式下，插入同步字符和校验位。

③读写控制逻辑电路功能：

接收

，写入数据和控制字；

，读取数据或状态字；

接收C/

，读写信号组合起来通知8251A，当前读写的是数据还是控制字、状态字；

接收CLK，完成内部定时；

接收RESET。

2、8251A的接受和发送

①异步接收方式：

没有字符信息时，RXD为高电平。

8251A将RXD线上检测到的低电平作为起始位，并启动接收控制电路中的内部计数器进行计数，计数脉冲就是8251A的接收器时钟脉冲

。

当计数器进行到相应于半位的传输时间时，又对RXD进行检测，如此时仍为低电平，则确认收到一个有效的起始位。

之后每隔一位的传输时间，对RXD进行一次采样。

数据进入串—并转换器中的输入移位寄存器被移位，并进行奇/偶校验和去掉停止位，就变成了并行数据，送到接受缓冲器，同时接受控制电路发出RXRDY信号送CPU。

②异步发送方式：

发送器为每个字符加上一个起始位，并按编程要求加上奇/偶校验位以及停止位，数据传输的波特率为发送时钟频率的1、1/16或1/64。

③同步接收方式：

8251A检测RXD线，每当RXD线上出现一个数据位时，就把它接受下来并把它送入串—并转换器中的移位寄存器移位，然后送到接受控制电路，将移位得到的内容与其中的同步字符寄存器的内容比较，如两者不相等，则接受下一个数据位，并重复上述比较过程。

当两者比较相等，同步已实现。

④同步发送方式：

发送器先根据编程要求发送1个或2个同步字符，然后发送数据块。

在发送数据块时，发送器会根据编程要求对数据块中的每个数据加上奇/偶校验位。

三、8251A的对外信号

1、8051A和CPU之间的链接信号

（1）片选信号

为低电平时，8251A被选中

（2）数据信号D7～D0与系统的数据总线相连

（3）读写控制信号

为读信号；

为写信号；

C/

为控制/数据信号。

（4）收发联络信号

TXRDY为发送器准备好信号：

用来告诉CPU，8251A已准备好一个字符。

TXE发送器空信号：

表示发送器中并—串转换器为空

RXRDY接收器准备好信号：

表示当前8251A已从外设接收到一个字符，正等待CPU取走。

SYNDET同步检测信号

2、8251A和外设之间的链接信号

（1）数据信号

TXD发送器数据信号端

RXD接收器数据信号端

（2）收发联络信号

数据终端准备好信号（外设）；

数据设备准备好信号（接收器）

请求发送信号（外设）；

清除请求发送信号（发送器）

四、8251A的编程

8251A的编程结构

1、8251A的初始化

8251A初始化的约定：

①芯片复位后，第一次用奇地址写入的值送模式寄存器。

②若模式字规定了8251A工作于同步模式，接着往奇地址端口输出的字节为同步字符。

③此后，除复位命令，往奇地址写入的值将送到控制寄存器，往偶地址端口写入的值送到数据输出寄存器。

8251A的初始化流程图

2、模式寄存器的格式

异步模式

同步模式

3、控制寄存器格式

4、状态寄存器格式

五、8251A的编程举例

1.异步模式下的初始化程序举例

MOVAL，0FAH

OUT42H，AL；

设置模式字，为异步模式；

波特率因子为16；

用7个数据位，偶校验，2个停止位

MOVAL，37H

设置控制字，使发送启动、接收启动，并设置有关信号

2.同步模式下的初始化程序举例

MOVAL，38H

设置模式字为同步模式，2个同步字符，内同步，7个数据位，偶校验

MOVAL，16H

OUT42H，AL

两个同步字符均为16H

MOVAL，97H

设置控制字，使接收器、发送器启动，通知8051A，CPU已准备好进行数据传输

3并行通信和并行接口

一、并行通信和并行接口

并行通信——把一个字符的各数位用几条线同时进行传输，实现并行通信的接口就是并行接口。

并行通信适合数据传输率要求较高，而传输距离较短的场合。

并行接口连接外设示意图

1、输入过程

①外设将数据传送给接口，并使状态线“数据输入准备好”成为高电平。

②接口在把数据接收到输入缓冲寄存器的同时，使“数据输入响应”信号变为高电平作为对外设的响应。

③外设接收响应信号后，就撤除数据和“数据输入准备好”信号。

④接口在状态寄存器中设置“输入准备好”状态位，供CPU查询。

⑤CPU从接口中读取数据后，接口会自动清除状态寄存器中的“输入准备好”状态位。

此后，又可开始下一个输入过程。

2、输出过程

①输出设备从接口取走一个数据之后，接口会将状态寄存器中的“输出准备好”状态位置1，表示CPU可以往接口输出数据，状态位供CPU查询。

②CPU输出数据到达接口的输出缓冲寄存器之后，接口清除“输出准备好”状态位，并将数据送往外设。

③接口往外设发一个“数据输出准备好”信号来启动外设接收数据。

④外设接收数据，并往接口发一个“数据输出回答”信号，接口对“输出准备好”状态位重新置1。

二、可编程并行通信接口芯片8255A

1、8255A的内部结构

①数据端口A、B、C

端口A：

1个8位数据输入锁存器；

1个8位输出锁存器/缓冲器。

作为输入/输出口时，数据均受到锁存。

端口B：

1个8位数据输入缓冲器；

作为输入口时，数据不锁存，作为输出口时，对数据进行锁存。

端口C：

通常在使用时，端口A、B作为独立的输入或者输出端口，端口C配合端口A、B工作，用来为端口A和端口B提供控制信号和选通信号。

②A组控制和B组控制

控制端口A和端口C的高4位的工作方式和读写操作。

控制端口B和端口C的低4位的工作方式和读写操作。

③读写控制逻辑电路

管理数据传输过程。

④数据总线缓冲器

通过它与系统数据总线相连。

2、8255A的引脚信号

A1A0端口选择信号：

当8255A的D0——D7接系统数据总线的低8位时，从CPU一边看来，要求8255A的4个端口地址全为偶地址，而接口本什么必须是奇偶相间的4个地址。

故在8086系统中，将8255A的A1端和地址总线A2的相连，而将8255A的A0端和地址总线A1的相连，将地址总线的A0总是设置为0

3、8255A的控制字

8255A用指令在控制端口中设置控制字来决定其工作方式。

控制字分为两类：

各端口的方式选择控制字；

C端口置1/置0控制字。

①方式选择控制字

有三种基本工作方式：

方式0——基本的输入输出方式

方式1——选通的输入输出方式

方式2——双向传输方式

只有端口A能工作在方式2

同一组的两端口可分别工作在输入和输出方式

②C端口置1/置0控制字

置1/置0控制字注意：

必须写入控制口

D0位决定置1或置0

D3、D2、D1位决定了对哪一位操作

D7位必须为0

4、8255A的工作方式

①方式0——基本输入输出方式

Ⅰ、方式0的特点

端口A和端口B可以通过方式选择控制字任意规定为输入口或输出口；

端口C被分为两个4位端口，也可以由方式选择控制字规定为输入口或输出口。

任何一个端口可作为输入口或输出口，各端口的输入/输出共有16种不同的组合。

Ⅱ、方式0的输入时序

Ⅲ、方式0的输出时序

方式0的使用场合

同步传送：

发送方和接受方由统一的时序信号进行管理，双方相互知道对方的动作，不需要应答信号，三个数据端口可实现三路数据传输

查询式传送：

把端口C的两个4位端口规定为输入口/输出口，用于传输控制信号或状态信号。

②方式1——选通的输入输出方式

Ⅰ、方式1的特点

端口A和端口B用方式1进行输入输出时，要利用端口C提供选通信号和应答信号，与端口C引脚之间存在固定的对应关系。

端口A和端口B只有一个工作方式1时，那么端口C中就有3位被规定为配合方式1工作的信号，另一个端口可以工作于方式0，端口C的其他位仍可作为输入/输出使用。

端口A和端口B都工作于方式1时，端口C中就有6位被规定为配合方式1工作的信号，剩下的两位仍可作为输入/输出使用。

Ⅱ、方式1输入情况下有关信号的规定和输入时序

Ⅲ、方式1输出情况下有关信号的规定和输入时序

③方式2——双向传输方式

Ⅰ、方式2的特点

只适用于端口A，外设既可以发送数据，也可以接收数据，端口C有5位提供控制信号和状态信号。

Ⅱ、方式2的信号的规定和时序