并行口与串行口实时通讯
第八章并行接口与串行接口课件
中断服务程序
识别与判优）。 及接口方法
从通道C读 方式1状态字
通道B？ Y 通道B服务程序
N 通道A？
N
返回 Y
通道A服务程序
其他中断？
N
Y
返回
非法中断进 行出错处理
服务程序
返回
返回
8255方式1中断查询流程图
工作特点 C口各位与A口、 B口的挂靠关系 程序查询式接口 中断驱动式接口
back
27
8.2.3 三种工作方式及接口方法
D7 D0
D7 D0
PA7 PA
HGFE 显示
Ai-1 译 码
A2 器 A 1A0
IOR
4PA3
CS
8255
PA0
A1
PB7
A0
PB4
RD
DCBA 显示
DCBAB74IN93RRA00IN12
IOW
WR PB3
1 RESET
&
RESET
PB0 PPCC07
DCBA7B4I 93RRA00IN12
&
N
输出
数据总线 控制寄存器
端口输出为“高阻”
非法
禁止
端口输出为“高阻”
back 8
8.2.1 内部结构与引脚功能 8255与MPU总线的接口方法
DB7 - DB0
IOR/MEMR
IOW/MEMW
高电平有效
MPU
A0
A1
AB
A2
| Ai-1
地址译码
D7 - D0
RD 8255 WR RESET A0 A1
举例：
INTRA
PC3PA0-7 PC4 PC7
通信教程概述并行与串行通信的区别
通信教程概述并行与串行通信的区别嵌入式电子设备之间互相通信已经非常普遍，通信的方式主要分为两类：并行和串行。
1并行通信并行是指多比特数据同时通过并行线进行传送，这样一次性可以传输更多的数据。
但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。
并行接口同时传输多个位。
它们通常需要数据总线（八、十六或更多线路），以1和0的编码传输数据。
如下图：使用9线的并行通信，由时钟控制的8位数据总线，每个时钟脉冲发送一个字节。
并行通信主要特点：1.各数据位同时传输，传输速度快、效率高，多用在实时、快速的场合。
2.并行通信不能长距离通信，抗干扰能力差。
2串行通信串行通信作为计算机通信方式之一，主要起到主机与外设以及主机之间的数据传输作用。
串行通信分为：同步和异步通信。
1.同步通信同步通信一般有一个同步时钟，如下图，一根数据线，一根时钟线。
一个时钟传输一个Bit位。
我们常见的SPI、I2C等就是串行同步通信。
2.异步通信异步通信中，在异步通信中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。
数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送，是通过双方约定好的波特率进行数据传输。
假如双方波特率不一致，则接收到数据就是乱码。
我们常见的UART、CAN等就是串行异步通信。
3.串行异步通信UART这里在进一步讲述常见的串行异步通信：UART。
内置规则：•波特率•数据位•同步位•奇偶校验位波特率常规波特是1200、2400、4800、19200、38400、57600和115200 bps数据位每个数据包中的数据量可以设置为5到9位，通常为8位。
同步位同步位是与每个数据块一起传送的两个或三个特殊位。
它们是起始位和停止位。
奇偶校验位奇偶校验是一种非常简单的错误检查方式。
它有两种：奇数或偶数。
4.UART两设备连线这种发送和接收数据的串行接口是全双工（双向都可以发送，也可以接收）。
5.举例9600波特，8个数据位，无奇偶校验和1个停止位。
串行通信和并行通信的详解
串行通信
通信双方使用一根或两根数据信号线相连,同一 时刻,数据在一根数据信号线上一位一位地顺序 传送,每一位数据都占据一个固定的时间长度. 与并行通信相比,串行通信的优点是传输线少、 成本低、适合远距离传送及易于扩展.缺点是速 度慢、传输时间长等. 如计算机上常用的COM设备、USB设备和网络 通信等设备都采用串行通信.
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并行通信
以字节Byte或字节的倍数为传输单位 一次传送一个或一个以上字节的数据,数据的各 位同时进行传送 适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量 和快速的信息交换.计算机的各个总线传输数据 时就是以并行方式进行的. 并行通信的特点就是传输速度快,但当距离较远、 位数较多时,通信线路复杂且成本高.
半双工通信方式类似对讲机,某时刻A发送B接
收,另一时刻B发送A接收,双方不能同时进行发送
A 和接收.
B
A
K
K
a)单工通信b方 )半 式双工通
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图c为全双工通信方式Full Duplex.在这种方式 中,分别用2根独立的传输线来连接发送方和接 收方,A、B既可同时发送,又可同时接收.
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外同步
外同步通信的数据格式中没有同步字符,而是用 一条专用控制线来传送同步字符,使接收端及发 送端实现同步.当每一帧信息结束时均用两个字 节的循环控制码CRC为结束.
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②面向比特型的数据格式 根据同步数据链路控制规程SDLC,面向比特型 的数据每帧由六个部分组成.
第一部分是开始标志7EH； 第二部分是一个字节的地址场； 第三部分是一个字节的控制场； 第四部分是需要传送的数据,数据都是位bit的集 合； 第五部分是两个字节的循环控制玛CRC； 最后部分又是7EH,作为结束标志.
简述并行、串行、异步、同步通信原理
标题：并行、串行、异步、同步通信原理解析一、介绍并行、串行、异步、同步通信的概念1. 并行通信：指多个数据信号在同一时刻通过不同的传输路径传输，在数据传输过程中，多个信号可以同时进行传输，从而提高数据传输效率。
2. 串行通信：指数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输，在数据传输过程中，数据信号只能依次进行传输，适用于长距离传输和节约传输线路资源。
3. 异步通信：指数据传输时没有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输，需要通过起始位和停止位来标识数据的起始和结束。
4. 同步通信：指数据传输时需要有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输，需要通过时钟信号进行同步。
二、并行通信的原理及特点1. 原理：多个数据信号同时通过不同的传输路径传输。
2. 特点：1) 传输速度快：由于多个数据信号同时进行传输，因此传输速度相对较快。
2) 传输距离有限：由于多条传输路径之间的信号相互干扰，因此传输距离相对较短。
3) 成本较高：需要多条传输路径和大量的接口，成本相对较高。
三、串行通信的原理及特点1. 原理：数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输。
2. 特点：1) 传输速度慢：由于数据信号只能依次进行传输，因此传输速度相对较慢。
2) 传输距离远：适用于长距离传输，可以节约传输线路资源。
3) 成本较低：只需要一条传输路径和少量的接口，成本相对较低。
四、异步通信的原理及特点1. 原理：数据传输时没有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输。
2. 特点：1) 灵活性高：数据传输时间不固定，可以根据实际需要进行调整。
2) 精度较低：由于没有固定的时钟信号，数据传输的精度相对较低。
3) 适用于短距离传输：由于数据传输精度较低，适用于短距离传输和数据量较小的情况。
五、同步通信的原理及特点1. 原理：数据传输时需要有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输。
并行通信与串行通信
只有在-3V~+3V时逻辑为不确定
2. RS-232接口信号及含义
引脚号 名称
含义
1 CD
载波检测(输入)
2 RXD
接收数据线(输入)
3 TXD
发送数据线(输出)
4 DTR
数据终端准备好(输出)，计算机收到 RI 信号，作为回答,表示通信接口已准备就绪
5 GND
信号地
6 DSR
2022年3月14日星期一 用途：适用于长距离数据传输。
2.串行接口
完成串行通信任务的接口称为串行通信接口， 简称串行接口。
功能： （1）输入时，完成串行到并行格式转换 （2）输出时，完成并行到串行格式转换。
数据
数据总线
总线 缓冲
器
RESET RD WR CS
2022年3月14日星期一
控制 逻辑
常用单电源供电的232电平转换芯片
2022年3月14日星期一
n MAX232、TLC232、UN232、 SP232等为不同厂家的典型单电源供 电的232接口芯片，完成电平转换功 能。根据UART的电平的不同可分为 5V和3.3V。
RS232电平转换原理
计算机通信是TTL和CMOS逻辑电平，而RS-232 规定的电平与之不符，故需电平转换。
微机中常见的波特率有110，300，600，1200， 2400，4800，9600，19200等。微机最高波特率由 硬件决定。
例：已知字符格式中数据为8位，无校验，1位停止位， 在1分钟内连续不断传送了 69120个字符，求波特率。
解：一个字符=1+8+0+1=10位
每秒传送的字符个数=69120/60=1152个
太厉害了!终于有人能把“并行通信和串行通信”讲的明明白白了
太厉害了！终于有人能把“并行通信和串行通信”讲的明明白白了通信接口广泛用于现场数据采集和数据传输。
监控系统主要涉及串行通信接口和网络接口。
计算机和外围设备或计算机之间通常有两种通信方式:并行通信和串行通信。
并行通信并行通信指的是数据位的同时传输。
数据并行传输速度快，但占用大量通信线路，数据传输的可靠性随着距离的增加而降低，仅适用于短距离数据传输。
串行通信串行通信是指在一条数据线上逐位顺序传输数据。
在传输过程中，在传输每个数据之后，再传输第二个数据，依此类推。
当接收数据时，一次一条数据线被逐个接收，然后它们被组合成一个完整的数据。
在远程数据通信中，一般采用串行通信，具有通信线路少、成本低的优点。
一、同步和异步通信方式串行通信有两种基本通信模式：同步串行通信方式和异步串行通信方式。
同步串行通信方式是指在相同的数据传输速率下，发送端和接收端的通信频率保持严格同步。
因为不需要起始位和停止位，所以可以提高数据传输速率，但是发射器和接收器的成本更高。
异步串行通信方式是指发送端和接收端不需要在相同的波特率下严格同步，并且允许相对延时，即接收端和发送端之间的频率偏差在10%以内，这样可以保证通信的正确性。
二、数据传送方式1、单工方式。
单工方式使用数据传输线，只允许数据在固定的方向上传输。
例如，甲只能用作发射器，乙只能用作接收器，数据只能从甲传送到乙，而不能从乙2、半双工方式。
半双工方式使用数据传输线，允许数据以分时方式在两个方向传输，但不能同时在两个方向传输。
例如，在某个时刻，甲是发射器，乙是接收器，数据从甲传送到乙；另一方面，甲可以作为接收器，乙可以作为发送器，数据从甲传输到乙。
3、全双工方式。
全双工方式使用两条数据传输线，允许数据同时双向传输。
例如，甲和乙有独立的发射器和接收器。
同时，允许向甲和乙发送数据波特率指每秒传输二进制数据的位数，单位为b/s和bps(位/秒)。
它是衡量串行数据传输速度的重要指标和参数。
串行通信与并行通信的区别
串⾏通信与并⾏通信的区别
⼀、基本概念
串⾏通信:⼀条信息的各位数据被按逐位按顺序传送。
并⾏通信：⼀条信息的数据可以按照多位传送，有更多的信号地线。
⼆、特点
串⾏通讯：两个设备之间通过⼀对信号线进⾏通讯，其中⼀根为信号线，另外⼀根为信号地线，信号电流通过信号线到达⽬标设备，再经过信号地线返回，构成⼀个信号回路。
并⾏通讯通常可以⼀次传送8bit、16bit、32bit甚⾄更⾼的位数，相应地就需要8根、16根、32根信号线，同时需要加⼊更多的信号地线。
通过串⾏通讯与并⾏通讯的对⽐，可以看出：串⾏通讯很简单，但是相对速度低；并⾏通讯⽐较复杂，但是相对速度⾼。
更重要的是，串⾏线路仅使⽤⼀对信号线，线路成本低并且抗⼲扰能⼒强，因此可以⽤在长距离通讯上；⽽并⾏线路使⽤多对信号线（还不包括额外的控制线路），线路成本⾼并且抗⼲扰能⼒差，因此对通讯距离有⾮常严格的限制。
串行接口与并行接口
为了满足各种设备互连的需求，串行接口技术也在不断标准化。例如，USB-C接口标准的出现，使得设备之间的 连接更加方便、可靠。
并行接口的发展趋势
高速化
随着数据传输速率的不断提高，并行接口技术也在不断向高速化方向发展。例如，PCIe 4.0、PCIe 5.0等接口标准都大大提高了数据传输速率。
集成化
串行接口
数据一位一位地顺序传送，每一位数据占据一个固定的时间长度，速度相对较 慢。
并行接口
数据多位同时传送，数据传输速度较快，但需要多条数据线同时传输。
传输距离比较
串行接口
由于数据一位一位地传送，信号线数量较少，因此适合长距离传输。
并行接口
由于需要多位数据线同时传输，信号线数量较多，因此适合短距离传输。
未来串行接口与并行接口可能会更加 智能化，可以根据设备的需求自动调 整数据传输速率和连接方式。
05
串行接口与并行接口的 实际应用案例
串行接口的实际应用案例
要点一
串行接口在打印机中的应用
打印机通过串行接口与计算机连接，实现数据的传输和控 制。
要点二
串行接口在摄像头中的应用
摄像头通过串行接口与计算机连接，实现视频信号的传输 和控制。
之间的通信。
数据采集与监控
在工业控制、智能家居等领域，串 行接口常用于连接传感器、执行器 等设备，实现数据的采集和监控。
嵌入式系统
在嵌入式系统中，由于硬件资源有 限，串行接口常常被用来进行数据 通信和控制。
02
并行接口介绍
定义与特点
定义
并行接口是一种数据传输方式，通过多个数据线同速数据传输
并行接口适用于需要高速 数据传输的场景，如打印 机、扫描仪等外设。
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并行口与串行口实时通讯
摘要该文介绍了一种利用并行打印口与串行通讯口实施单向数据通讯的方法,该方法曾成功地实际应用于由386微机所组成的某个工程系统中,取得了满意的效果。
一、引言
一般的科学实验或工程应用中,常常需将实验数据或产品数据由打印机输出,然后再由人工(或输入电脑)进行分析处理。
如果将那些送往打印口的数据,直接传送给电脑,由软件进行分析处理,形成一个完整的数据处理系统,将给用户的数据处理带来方便,更好地为生产科研服务。
本文叙述的是,结合油田使用的检波器测试仪(SMT-100),解决了将那些送往打印口(热敏打印机-富士通FTPO40UCS)的数据通过PC机串行口直接送往电脑的问题,以及所开发的接口应用软件。
二、工作原理
由于SMT-100检波器测试仪的8位数据是经并行口送到打印机的,若欲将输出到该并行口的数据再经并行口送往电脑主机,则需设计专用接口板(如扫描仪专用接口板)。
因为电脑所配置的并行口均被系统定义成标准输出设备,无法接收外来的并行数据,但其所配置的串行口却是标准的输入设备[1]。
将并行数据经"并-串"转换之后,由标准RS-232串行口送往电脑主机是可行的。
特别是在工业实际应用中,既可节省远距离并行电缆的开支,又提高了抗干扰能力,因此在传送数据量不是很大时,可以采用并行发送,串行接收的通讯方式。
如图1所示。
图1接口连接图(并口到串口)双向转换器采用工业产品SXP-320[2]。
（略）
其主要功能参数如表1。
表1（略）
其参数设置由侧面的8位DIP开头完成:
图2（略）
工作时,只需将其波特率、数据长度、停止位和奇偶校验等的设置与主机相匹配即可。
三、接口程序设计
利用BIOS提供的串行口例行程序传输,当传输速度大于2400bps时,有可能丢失字符[3]。
为此,本系统采用了中断控制方式,对串行口的接收和存储实施控制,以防数据丢失。
PC机中执行串行通讯的主芯片8250是可编程的,有10个可访问寄存器,其中5个根据需要,在程序开始时,对它们初始化就可使用。
其端口地址与状态字的含义如表2。
表2
PC机内的8259A芯片,有一个中断屏敝寄存器(IMR),可以提供8个中断源,其中RS-232接口对应于IRQ4,可按要求设置中断屏蔽控制字。
当8250发出的中断申请信号(表示已准备好接收数据),经系统总线到达8259A中断控制器的输入端(IRQ4),CPU若响应该中断,则执行该中断的服务程序,进行数据的传送和存储操作。
实用中的初始化设置如下:
mov al 2ch; 8259a初始化mov dx,3fbh
out 21h,almov al,03h
mov dx,3fbh;8350初始化out dx,al
mov al,80hmov dx,3fch
out dx,almov al,0bh
mov dx,3f8hout dx,al
mov al,20mov dx,3f9h
out dx,almov al,01h
mov dx,3f9hout dx,al
mov al,0sti;开中断
out dx,al
利用线状态寄存器(端口地址3FDH),可检测接收的数据是否有错。
若有错,就发出报警声,退出中断服务程序,以便根据情况中止数据传送。
四、应用程序设计
采用上述通讯方式,可以采集到外部设备发送的全部信息,欲对其做进一步处理和存储,尚需根据用户需要,开发相应的应用软件。
我们将油田检波器测试仪与主机(386)按上述方式连通,并将那些经串行口接收到的全部信息,经过应用软件分析、处理,生成磁盘数据文件[4],为用户项目的深入研究提供原始资料[5]。
检测一个元件的处理过程如下:
(1)在主程序中为串行口存储数据,建立一个先进先出的字符缓冲区circle-buffer,动态申请
64K内存,可接收相当于2000个元件的全部信息。
(2)在主程序中开辟一个能存放单个元件处理结果的小缓冲区(如30字节)readbuffer。
(3)BX基指针指向circle buffer缓冲区,顺序扫描,每次处理一个元件所接收的信息量,利用堆栈技术,将一个元件各参数间分隔符(如"=")地址压入堆栈。
然后逐一弹出,按输出文本格式进行处理,并将处理结果存入readbuffer。
(4)将readbuffer的内容经磁盘文件管理功能调用,写入数据文件。
一次一个记录,如此重复(3)
和(4),直到circle-buffer的内容为空。
(5)工作过程中,通过ESC功能键可随时中止串行口通讯工作。
五、结束语
在调试过程中,经对500个元件进行测试、传送、接收和处理,都取得了令人满意的结果。
本项目已交西安石油勘探仪器厂检波器分厂使用,系统实时方便,可靠性高,实用性强。
参考文献
1 王士元,吴芝芳.IBM PC/XT接口技术及其应用.天津:南开大学出版社,1990年
2 TWO WAY CONVERTER/BUFFER SXP-320 User's Manual .copyright 1990 ATEN International Co., LTD
3 沈美明,温冬婵.IBM-PC汇编语言程序设计.北京:清华大学出版社,1991年
4 赵文忠等.微型机外围接口与通道.西安交通大学出版社,1991年
5 地震检波器原理.西安石油仪器厂,1986年。