微机原理电子教案第6章剖析.ppt

第6章 串并行通信和接口技术 本章要点 串行通信的几种方式 8251A的编程结构和功能结构 8251A和CPU的信号连接以及和外设的信号连接 低档接口芯片和高档数据总线的连接 8251A的模式寄存器、控制寄存器和状态寄存器的格式 8251A的初始化流程 8251A的使用 8255A和CPU的信号连接以及和外设的信号连接 8255A的三种工作方式和设置方法 8255A的C端口置0/置1 教学建议 以8251A和8255A的使用为目标。 本章用5学时，其中： ?? 8251A 2学时 8255A 3学时 ? 6.1接口的功能以及在系统中的连接 接口的功能 接口与系统的连接 6.1.1接口的功能 基本功能： 在系统和I/O设备之间传输信号 提供缓冲作用 1. 寻址功能 识别区别存储器和I/O的信号 识别片选信号 选择接口中的寄存器 2. 输入输出功能 根据读写信号判断传输方向 传输数据、控制和状态信息 3. 数据转换功能 把CPU的并行数据转换成一些外设所需的串行数据； 把外设的串行信息转换成并行数据送往CPU。 4. 联络功能 当数据传送完后，能通知CPU。 5. 中断管理功能 发送中断请求和接收中断响应 发送中断类型号 优先级管理功能。 6. 复位功能 接收复位信号 7. 可编程功能 可以用软件使其工作于不同的方式 用软件来设置控制信号 8. 错误检测功能 当前多数可编程接口芯片能检测下列两类错误： 传输错误 覆盖错误 6.1.2接口与系统的连接 接口可分为两个部分 和I/O设备相连 和系统总线相连 6.2串行接口和串行通信 串行接口 串行通信涉及的几个问题 6.2.1串行接口 串行接口部件有4个主要寄存器，即： 控制寄存器 状态寄存器 数据输入寄存器 数据输出寄存器。 6.2.2串行通信涉及的几个问题 全双工方式和半双工方式 同步方式和异步方式 传输率 1. 全双工方式和半双工方式 全双工方式：接收和发送用不同的通路。 半双工方式：输入和输出使用同一通路。 2. 同步方式和异步方式 传输方式： 同步通信 异步通信 同步方式和异步方式比较： 同步方式的信息有效率高。 同步方式需传输时钟信号。 3. 串行通信的传输率 例１、异步传输过程：设每个字符对应1个起始位、7个信息位、1个奇偶校验位和1个停止位，如果波特率为1 200bps，那么，每秒钟能传输的最大字符数为1 200/10＝120个。 例二.同步传输：用1 200bps的波特率工作，用4个同步字符作为信息帧头部，但不用奇偶校验，那么，传输100个字符所用的时间为7(100+4)/1 200＝0.606 7s，这就是说，每秒钟能传输的字符数可达到100/0.606 7＝165个。 可见，在同样的传输率下，同步传输时实际字符传输率要比异步传输时高。 6.3可编程串行通信接口8251A 8251A的基本性能 8251A的基本工作原理 8251A的对外信号 8251A的编程 8251A编程举例 8251A的使用实例 6.3.1 8251A的基本性能 可以工作在同步或异步方式。 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。 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。 6.3.2 8251A的基本工作原理 8251A的编程结构 8251A的功能结构 8251A的发送和接收 1. 8251A的编程结构 具体编程结构和外部连接如下图 2．8251A的功能结构 接收控制电路的功能： 复位后寻找启动位。 消除假启动干扰。 对接收到的信息进行奇偶校验。 检测停止位。 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。 读写控制逻辑电路 功能： 接收WR＃，写入数据和控制字 接收RD＃，读取数据或状态字 接收C/D＃。 接收CLK，完成内部定时。 接收RESET。 3. 8251A的发送和接收 (1) 异步接收方式 (2) 异步发送方式 下图为8251A工作在异步方式时的数据传输格式 (3) 同步接收方式 (4) 同步发送方式 下图为8251A工作在同步方式时的数据传输格式 6.3.3 8251A的对外信号 8251A和CPU之间的连接信号 8251A与外部设备之间的连接信号 1. 8251A和CPU之间的连接信号 (1) 片选信