【正文】 。 PC0～ PC7：端口 C的輸入 /輸出線。 第 6章 接口技術(shù) 10 ① 數(shù)據(jù)總線緩沖器。 3 第 6章 接口技術(shù) 微機(jī)與 I／ O設(shè)備的接口按照數(shù)據(jù)傳送方式不同，可以分為 并行接口 串行接口 4 可編程并行接口 8255A 5 ? 并行接口最基本的特點(diǎn)是在多根據(jù)數(shù)據(jù)線上以數(shù)據(jù)字節(jié)（字）為單位與 I/O設(shè)備或被控對(duì)象傳送信息?？赏ㄟ^(guò)編程設(shè)置各端口的工作方式和數(shù)據(jù)傳送方向 (入 /出 /雙向 )。 ④ A組和 B組控制電路。 第 6章 接口技術(shù) 15 CS A1 A0 RD WR 讀操作 內(nèi)容 PC系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 0 0 0 0 1 PA口 → 數(shù)據(jù)總線（ → CPU） 數(shù)據(jù) 60H 200H 0 0 1 0 1 PB口 → 數(shù)據(jù)總線（ → CPU） 數(shù)據(jù) 61H 201H 0 1 0 0 1 PC口 → 數(shù)據(jù)總線（ → CPU） 數(shù)據(jù) 62H 202H 寫操作 0 0 0 1 0 PA口 ← 數(shù)據(jù)總線（ ← CPU） 數(shù)據(jù) 60H 200H 0 0 1 1 0 PB口 ← 數(shù)據(jù)總線（ ← CPU） 數(shù)據(jù) 61H 201H 0 1 0 1 0 PC口 ← 數(shù)據(jù)總線（ ← CPU） 數(shù)據(jù) 62H 202H 0 1 1 1 0 控制寄存器 ← 數(shù)據(jù)總線 控制字 63H 203H 無(wú)操作情況 1 總線懸?。ㄈ龖B(tài)） 0 1 1 總線懸浮 0 1 1 0 1 控制口不能讀 63H 203H 表 62 8255A通道選擇與基本操作表 第 6章 接口技術(shù) 16 8255A與 CPU的連接 8255A與 CPU連接時(shí)，需要注意 CPU的輸入／輸出采用什么方式：是存儲(chǔ)器尋址的 I／ O方式，還是通道尋址的 I／ O方式。 1 0 1 0 1 0 1 0 OR 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 AND 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 第 6章 接口技術(shù) 24 例： 若要使 PA7位輸出高 /低電平。 （ 1）打印機(jī)接口電路如圖 66所示。所以當(dāng) A口和 B口為輸入時(shí)，各指定了 C口的 3根線作為 8255A與外設(shè)及 CPU之間應(yīng)答信號(hào)，如圖所示。當(dāng)外設(shè)讀取數(shù)據(jù)后，用 ACK回答 8255A，表示數(shù)據(jù)已收到。 （ 1）硬件連接 根據(jù)上述要求，接口電路的連接如圖所示。由于串行通信的通信時(shí)鐘頻率較并行通信容易提高，因此許多高速外部設(shè)備，如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信也往往使用串行通信。 在計(jì)算機(jī)串行通信中，主要使用半雙工和全雙工方式。調(diào)制一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的收／發(fā)時(shí)鐘個(gè)數(shù)稱為波特率系數(shù) n。 64 第 6章 接口技術(shù) 串行接口標(biāo)準(zhǔn) 2. RS232標(biāo)準(zhǔn) RS232接口標(biāo)準(zhǔn)是目前在微機(jī)中廣泛采用的一種接口標(biāo)準(zhǔn)。確定計(jì)數(shù)器的工作方式； 但是必須明確：不是一個(gè)計(jì)數(shù)器的控制字和數(shù)值寫到一個(gè)地址單元，而是所有計(jì)數(shù)器的控制字都寫到一個(gè)地址單元，各自的計(jì)數(shù)值寫到各自的地址單元中。 第 6章 接口技術(shù) 86 8253的的應(yīng)用 1. 要求 用 8253控制 LED。 通常，將 CPU總線 PCI總線的連接橋稱為 北橋 ，將PCI總線 ISA總線的連接橋稱為 南橋 。 PCI總線是一種并行總線 99 第 6章 接口技術(shù) PCI總線 2. PCI總線的主要性能 （ 1）總線時(shí)鐘頻率 ／ 。普通使用串口、并口的設(shè)備都需要單獨(dú)的供電系統(tǒng)，而 USB設(shè)備則不需要，因?yàn)?USB接口提供了內(nèi)置電源。 107 第 6章 接口技術(shù) USB總線 4. 機(jī)械特性 USB連接器分為 A系列和 B系列， A系列用于和主機(jī)連接， B系列用于和 USB設(shè)備連接。 IEEE1394作為一種串行接口，其目的在于取代并行接口 SCSI（ Small Computer System Interface，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口）來(lái)實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備與計(jì)算機(jī)的連接。 IEEE1394是一種全數(shù)字協(xié)議，在數(shù)字傳輸過(guò)程中不需要進(jìn)行任何的數(shù)模轉(zhuǎn)換，從而大大節(jié)省了系統(tǒng)的開銷?？呻S時(shí)監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個(gè)參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。 （ 6）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活多樣并且具有可擴(kuò)展性。可以用來(lái)報(bào)告事件、發(fā)送坐標(biāo)等信息。 ? VBUS和 GND是一對(duì)用來(lái)向設(shè)備提供電源的連線。一個(gè) USB口理論上可以 采用“級(jí)聯(lián)”方式， 連接 多達(dá) 127個(gè) USB設(shè)備， USB設(shè)備 每個(gè)外設(shè)間距離（線纜長(zhǎng)度）可達(dá) 5米。采用 PCI總線可在一個(gè)系統(tǒng)中讓多種總線共存，容納不同速度的設(shè)備一起工作。 第 6章 接口技術(shù) 93 自 ISA總線之后，曾推出過(guò) EISA總線、 MCA總線、VESA總線，只有 1992年推出的外部設(shè)備互連 PCI（Peripheral ponent Interconnect）局部總線得到了幾乎所有計(jì)算機(jī)廠商的支持，成為目前使用最為廣泛的總線。這個(gè)讀操作通常可以用于計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。方式 0和方式 4是立即有效（即新的計(jì)數(shù)值寫入減 1計(jì)數(shù)器），方式 1和方式 5是外部觸發(fā)后有效，方式 2和方式 3是本次計(jì)數(shù)結(jié)束后有效。 第 6章 接口技術(shù) 71 第 6章 接口技術(shù) 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1. 8253的基本功能 ? 可編程（工作方式 /計(jì)數(shù)值） ? 三個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器通道 ? 對(duì)初值進(jìn)行減一計(jì)數(shù) ? 二進(jìn)制 /BCD計(jì)數(shù)初值 ? 計(jì)數(shù)對(duì)象的最高頻率為 2MHz 72 第 6章 接口技術(shù) 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2. 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 73 8253的引腳和寄存器選擇 1. 8253的引腳 第 6章 接口技術(shù) 74 8253的引腳和寄存器選擇 2. 8253的寄存器選擇 CS RD WR A1 A0 寄存器的選擇和操作 0 1 0 0 0 寫入計(jì)數(shù)器 0 0 1 0 0 1 寫入計(jì)數(shù)器 1 0 1 0 1 0 寫入計(jì)數(shù)器 2 0 1 0 1 1 寫方式字 0 0 1 0 0 讀計(jì)數(shù)器 0 0 0 1 0 1 讀計(jì)數(shù)器 1 0 0 1 1 0 讀計(jì)數(shù)器 2 0 0 1 1 1 無(wú)操作 三態(tài) 1 禁止 三態(tài) 0 1 1 無(wú)操作 三態(tài) 注意：三個(gè)計(jì)數(shù)器都是可讀寫的，控制字寄存器是只寫的。 63 第 6章 接口技術(shù) 串行接口標(biāo)準(zhǔn) 有各種串行接口標(biāo)準(zhǔn)，比如電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)、 RS232標(biāo)準(zhǔn)、 RS422／ 423／ 449標(biāo)準(zhǔn)等。一般在發(fā)送端由發(fā)送時(shí)鐘的下降沿使送入移位寄存器的數(shù)據(jù)串行移位輸出。 57 第 6章 接口技術(shù) 串行通信的基本概念 2. 串行數(shù)據(jù)傳送方式 （ 3）全雙工方式。 ?在實(shí)際應(yīng)用中，串行通信比并行通信應(yīng)用要多，串行通信被廣泛應(yīng)用于各種高、中、低速外部設(shè)備與主機(jī)的通信，大多數(shù)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)通信也是使用的串行通信。甲機(jī)一側(cè)的 8255A采用 1方式工作，乙機(jī)一側(cè)的8255A采用 0方式工作。 PC1 PC2 PC0 INTE A PA7~0 WR INTRB ACKB OBFB 8 1方式輸出（端口 A） 1方式輸出（端口 B） 1方式輸出時(shí)聯(lián)絡(luò)信號(hào)線定義 第 6章 接口技術(shù) 38 其信號(hào)交接的過(guò)程如下： ①數(shù)據(jù)輸出時(shí)， CPU應(yīng)先準(zhǔn)備如數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)寫到 8255A輸出數(shù)據(jù)寄存器。 ⑤單向傳送。 （ 2）通過(guò)并行接口把數(shù)據(jù)送 DATA0～ DATA7數(shù)據(jù)線上。 ④ 按位置位 /復(fù)位的命令代碼只能寫入命令口。 第 6章 接口技術(shù) 14 C口的作用與 8255A的工作方式有關(guān)，它除了作數(shù)據(jù)口以外，還有其他用途，故 C口的使用比較特殊，單獨(dú)介紹如下： 。 讀 /寫控制邏輯由讀信號(hào) RD、寫信號(hào) WR、選片信號(hào) CS以及端口選擇信號(hào) A1A0等組成。 ? 在并行接口中， 8位或 16位是一起行動(dòng)的，因此，當(dāng)采用并行接口與外設(shè)交換數(shù)據(jù)時(shí)，即使是只用到其中的一位，也是一次輸入 /輸出 8位或 16位。 ? 并行傳送信息，不要求固定的格式，這與串行傳送的數(shù)據(jù)格式的要求不同。 ③ 輸入 /輸出端口 A、 B、 C。 。 第 6章 接口技術(shù) 23 B口另一個(gè)使用方法 A口、 B口也可以按位輸出高低電平，但是，它與前面的按位置位 /復(fù)位命令有本質(zhì)的差別，并且實(shí)現(xiàn)的方法也不同。 （ 3）再送出一個(gè)數(shù)據(jù)選通信號(hào)給標(biāo)準(zhǔn)插座的 1號(hào)引腳，把數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)打入到打印機(jī)的內(nèi)部緩沖器。一次初始化只能設(shè)置在一個(gè)方向上傳送，不能同時(shí)作兩個(gè)方向的傳送。當(dāng) CPU向 8255A寫完一個(gè)數(shù)據(jù)后， WR的上升沿使 OBF有效，表示 8255A的輸出緩沖器已滿，通知外設(shè)讀取數(shù)據(jù)。兩機(jī)的 CPU與接口之間都采用查詢方式交換數(shù)據(jù)。 第 6章 接口技術(shù) 串行通信的基本概念 1. 串行通信的特點(diǎn) 54 并行通信和串行通信是兩種基本的數(shù)據(jù)通信方式，他們應(yīng)用在不同的場(chǎng)合： （ 1）從通信距離上來(lái)看，并行通信適于近距離數(shù)據(jù)傳送，通常小于三十米。這種方式下數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送，通信雙方能夠在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收。而接收端則在接收時(shí)鐘的上升沿作用下將傳輸線上的數(shù)據(jù)逐位打入移位寄存器。 1. 電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn) 電流環(huán)是最早應(yīng)用于電傳打字機(jī)的遠(yuǎn)距離傳輸標(biāo)準(zhǔn)。 第 6章 接口技術(shù) 75 8253的控制字 8253的控制字有四個(gè)功能： 第 6章 接口技術(shù) 82 8253的讀寫操作 1. 寫操作 8253的寫操作包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：寫控制字和寫計(jì)數(shù)初始值。 每個(gè) 16位的計(jì)數(shù)器都有一個(gè) 8位的地址單元，對(duì)每個(gè)計(jì)數(shù)器的讀操作都必須進(jìn)行兩次，先讀到的是低 8位，后讀的是高 8位。 PCI總線與 ISA總線、 EISA總線、MCA總線分別用于傳遞高速外設(shè)和慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)。 98 第 6章 接口技術(shù) PCI總線 1. PCI總線特點(diǎn) （ 3）獨(dú)立于 CPU PCI總線不依附某一具體處理器，即PCI總線支持多種處理器及將來(lái)發(fā)展的新處理器，在更改處理器時(shí)，更換相應(yīng)的橋接組件即可。 連接的方式靈活，可使用串行連接，也可以使用中樞轉(zhuǎn)接頭把多個(gè)設(shè)備連接在一起，再同 PC機(jī)的 USB口相接。在源端， VBUS通常為 +5V。 109 第 6章 接口技術(shù) IEEE1394總線 IEEE1394 原為 Apple公司于 1993年首先提出的計(jì)算機(jī)接口技術(shù)，被稱為 Fire Wire（火線）。在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可同時(shí)進(jìn)行菊鏈?zhǔn)胶蜆錉钸B接。 118 第 6章 接口技術(shù) I2C口總線 I2C（ InterIntegrated Circuit）總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)單性和有效性。 113 第 6章 接口技術(shù) IEEE1394總線 1. IEEE1394的特點(diǎn) IEEE1394還支持即插即用，支持熱插拔，支持公平仲裁，具有設(shè)備供電方式靈活，標(biāo)準(zhǔn)開放等特點(diǎn)。在 1997年和 1998年先后兩次由 Microsoft、 Intel和 Compaq幾家公司共同制定的 PC97和 PC98系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南中，規(guī)定把 USB、 IEEE1394作為外設(shè)的新接口標(biāo)準(zhǔn)加以推行。 ? D為發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的半雙工差分信號(hào)線。 102 第 6章 接口技術(shù) USB總線是一種串行總線 USB總線 1. USB的特點(diǎn) （ 4）獨(dú)立供電。 （ 5）并行操作能力。 橋芯片起到了信號(hào)速度緩沖、電平轉(zhuǎn)換和控制協(xié)議的轉(zhuǎn)換作用。 （ 2）先使用計(jì)數(shù)器鎖存命令然后再對(duì)指定的計(jì)數(shù)器單元讀數(shù)。每個(gè)計(jì)數(shù)器的初始化都必須包括這兩個(gè)步驟，要用的計(jì)數(shù)器必須設(shè)置，不用的計(jì)數(shù)器不必設(shè)置。確定向計(jì)數(shù)器寫或從計(jì)數(shù)器讀計(jì)數(shù)值的格式； 其傳輸數(shù)率不高，現(xiàn)在用的已經(jīng)很少。 60 第 6章 接口技術(shù) 串行通信的基本概念 4. 波特率和收發(fā)時(shí)鐘 為了提高串行通信的抗干擾能力，往往用多個(gè)時(shí)鐘調(diào)制一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。全雙工方式無(wú)需進(jìn)行方向切換，因此，沒有切換操作所產(chǎn)生的時(shí)間延遲。 （ 2）從通信速率來(lái)看，一般應(yīng)用中，在短距離，并行通信的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率要比串行