并行通信及接口

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单片机并行通信接口技术原理与实现

单片机并行通信接口技术原理与实现

单片机并行通信接口技术原理与实现概述:单片机是嵌入式系统中的重要组成部分,而通信接口则是单片机与外部设备进行数据交互的关键技术。

并行通信接口作为一种常见的通信方式,具有高速、并发的特点,被广泛应用于单片机系统中。

本文将介绍单片机并行通信接口的技术原理与实现方法。

一、并行通信接口的基本原理并行通信接口是指通过同时传输多个数据位进行数据交换的通信方式。

它与串行通信接口相比,具有更高的传输速率和更低的延迟。

在单片机系统中,常用的并行通信接口有I/O口、并口和总线接口等。

下面将分别介绍它们的工作原理。

1. I/O口通信接口I/O口通信接口是将单片机的某个GPIO口作为通信接口,通过并行传输数据。

它的简单性和灵活性使得它成为很多单片机通信接口的基础。

工作原理如下:- 将GPIO口设置为输出模式,输出待发送的数据;- 通过控制GPIO口的高低电平来表示数据的0和1;- 接收数据时,将GPIO口设置为输入模式,读取外部设备传输的数据;- 利用GPIO口的输入电平来判断接收的是0还是1。

2. 并口通信接口并口通信接口是指通过多根数据线同时传输数据的通信方式。

它一般采用一对多的连接方式,即单片机的并口与多个外部设备的并口相连。

工作原理如下:- 单片机通过特定的控制信号(如读取、写入、使能等)来选择与哪个外部设备进行通信;- 单片机和外部设备通过多根数据线同时传输数据;- 外部设备根据控制信号的状态来判断通信的状态,如读取或写入数据。

3. 总线接口总线接口是指通过一组数据线和控制信号线来连接单片机与外部设备的通信方式。

它可以是8位、16位或32位的数据总线,也可以包含地址总线和控制总线。

总线接口在复杂的系统中更加常见。

工作原理如下:- 单片机和外部设备通过数据总线进行数据传输;- 单片机通过控制总线发送控制信号,如读写信号、使能信号等;- 外部设备根据控制信号的状态来控制数据的读取或写入;- 地址总线用于指定要读取或写入的设备或寄存器的地址。

并行通信及接口

并行通信及接口

PA7~PA0
PC6
PC7
D7~D0
PC4
PC5
IBFA
INTEA2
INTEA1
PC3
INTRA
方式2的时序:
PB7~PB0
PA7~PA0
-STB
IBF
-RD
外设送来数据
D7~D0
送往外设数据
数据写入端口
-WR
-OBF
INTR
-ACK
当INTE=1时
*
8255A的初始化
8255A的各种工作方式由CPU对8255A写入控制命令字来设定,这个过程称为“初始化”。
PA7~PA0
PC7
PC6
PC3
INTEA
INTRA
D7~D0
输出设备
(到CPU)
PB7~PB0
PC1
PC2
PC0
INTEB
D7~D0
INTRB
输出设备
(到CPU)
△ INTR——ACK#上升沿产生,8255输出。=1时请求CPU输出下一个数据(通常接到8259)。 A组对应PC3;B组对应PC0。 △ INTE——中断允许位,NTE=1和OBF#为高电平时,允许产生INTR信号。无引出。
PA7~PA0
PC4
PC5
PC3
INTEA
IBFA
INTRA
D7~D0
输入设备
(到CPU)
PB7~PB0
PC2
PC1
PC0
INTEB
D7~D0
IBFB
INTRB
输入设备
(到CPU)
方式1输入时序:
PB7~PB0
PA7~PA0
STB

cpu与外围设备的基本通信方式 -回复

cpu与外围设备的基本通信方式 -回复

cpu与外围设备的基本通信方式-回复CPU(中央处理器)与外围设备之间的通信方式是计算机系统中的一个重要组成部分。

在计算机系统中,CPU负责执行指令和处理数据,而外围设备则负责与计算机系统进行输入和输出操作。

为了实现CPU与外围设备之间的有效通信,需要采用不同的通信方式。

本文将介绍几种常见的CPU 与外围设备的通信方式。

一、并行接口通信方式并行接口是一种比较常见且简单的CPU与外围设备通信方式。

在这种通信方式中,CPU和外围设备之间通过并行接口传输数据,数据位数可以是8位、16位或32位等。

并行接口的通信速度相对较快,适用于传输大量的数据。

并行接口通信方式的典型应用是打印机接口(如LPT端口)。

在计算机系统中,打印机通过并行接口与CPU进行通信,CPU将要打印的数据发送到打印机,打印机则将数据转换为图像并打印出来。

二、串行接口通信方式串行接口是一种按位进行数据传输的通信方式。

在串行接口通信中,CPU 和外围设备之间通过一个或多个串行线路传输数据。

串行接口通信速度相对较慢,但却能够实现长距离数据传输。

串行接口通信方式常见的应用有串行通信端口(如COM端口)和USB 接口。

COM端口通常用于连接调制解调器、鼠标等外围设备,而USB接口则广泛应用于各种外围设备,如打印机、键盘、鼠标、移动存储设备等。

三、中断控制方式中断控制方式是一种CPU与外围设备通信的重要方式。

在中断控制方式中,外围设备可以向CPU发送中断请求信号,以通知CPU需要进行处理。

CPU接收到中断请求信号后,会立即中止当前正在执行的任务,跳转到中断处理程序来处理外围设备发来的请求。

中断控制方式在实时性要求较高的场景中应用广泛。

例如,在计算机游戏中,当玩家按下键盘上的某个按键时,外围设备会向CPU发送中断请求信号,以通知CPU需要对按键事件进行处理。

四、DMA(直接存储器访问)方式DMA方式是一种高效的数据传输方式,它能够在CPU不参与的情况下,直接将数据从外围设备传输到内存或从内存传输到外围设备。

微机技术作业_串并行通信和接口技术

微机技术作业_串并行通信和接口技术

5串并行通信和接口技术5.1接口部件为什么需要有寻址功能?设计一个用74LS138构成的译码电路,输入为A3、A4、A5、A8,输出8个信号以对8个接口部件进行选择。

想一想如果要进一步对接口中的寄存器进行寻址,应该怎样实现?5.2接口部件的输入/输出操作具体对应哪些功能,举例说明。

5.3 从广义上说接口部件有哪些功能?5.4 怎样进行奇/偶校验?如果用偶校验,现在所传输的数据中1的个数为奇数,那么,校验位应是多少?5.5什么叫覆盖错误?接口部件如果反映覆盖错误?5.6接口部件和总路线之间一般有哪些部件?它们分别完成什么功能?5.7为什么串行接口部件中的4个寄存器可以只用1位地址来进行区分?5.8在数据通信系统中,什么情况下可以采用全双工方式,什么情况下可用半双工方式?5.9什么叫同步通信方式?什么叫异步通信方式?它们各有什么优缺点?5.10什么叫波特率因子?什么叫波特率?设波特率因子为64,波特率为1200,那么时钟频率为多少?5.11标准波特率系列指什么?5.12设异步传输时,每个字符对应1个超始位、7个信息位、1个奇/偶校验位和1个停止位,如果波特率为9600,刚每秒能传输的最大字符数为多少个?5.13在RS-232-C标准中,信号电平与TTL电平不兼容,问RS-232-C标准的1和0分别对应什么电平?RS-232-C的电平和TTL电平之间通常用什么器件进行转换?5.14 从8251A的编程结构中,可以看到8251A有几个寄存器和外部电路有关?一共要几个端口地址?为什么5.15 8251A内部有哪些功能模块?其中读/写控制逻辑电路的主要功能是什么?5.16 什么叫异步工作方式?画出异步工作方式时8251A的TxD和RxD线上的数据格式。

5.17 什么叫同步工作方式?什么叫双同步字符方式?外同步和内同步有什么区别?画出双同步工作时8251A的TxD线和RxD线上的数据格式。

5.18 8251A和CPU之间有哪些连接信号?其中C/D和RD、WR如何结合起来完成对命令、数据的写入和状态、数据的读出?5.19 8086/8088系统中,8251A的C/D端应当和哪个信号相连,以便实现状态端口、数据端口、控制端口的读/写?5.20 8251A和外设之间有哪些连接信号?5.21为什么8251A要提供DTR,DSR,RTS,CTS四个信号作为和外设的联络信号?平常使用时是否可以只用其中两个或者全部不用?要特别注意什么?说明CTS端的连接方法。

并行通信接口技术课件

并行通信接口技术课件

3.A组和B组旳控制电路
A组控制部件用来控制端口PA和端口PC旳高4位 (PC7~PC4),
B组控制部件用来控制端口PB和端口PC旳低4位 (PC3~PC0)。
4.读/写控制逻辑
8255A芯片旳引脚信号
8255A为双列直插式 封装,除了电源和地 线以外,其外部引脚 信号可分为两组,一 组是面对CPU旳信号, 一组是面对外设旳信 号。
端口A可工作于3种方式中旳任一种,端口B只能工作于 方式0或方式1。在方式0时,端口C能够提成2个4位端口, 用作数据输入/输出端口;还能够分别用来为A端口、B端 口输入/输出时提供控制信号和状态信号
[例]假如把端口A设定为方式1,输出,端口 B设定为方式0,输入,端口C上半部设定为 输入,下半部设定为输出,则方式选择控制 字应为:10101010B=AAH。设控制口地址 为303H,初始化旳程序段为:
要求数据格式固定,分为异步和同步数 据格式
串行通信中对信号旳逻辑定义与TTL不 兼容,需进行逻辑关系和逻辑电平转换
串行传送信息旳速率需要控制,要求双 方约定通信传播旳波特率
可编程并行接口芯片8255A
1.8255A有两个8位(端口A与端口B)和两个4 位(端口C高/低4位)旳并行输入/输出端口
(3)在方式0下,C口有按位进行置位和复 位旳能力
方式0适合于两种情况:一种是无条件传送,另一 种是查询方式传送
2. 方式1
一种选通旳输入/输出工作方式
三个端口分为两组,即A组和B组
A组涉及8位数据端口A和PC7~PC3五位控制/ 状态端口,B组为8位数据端口B和PC2~PC0三位 状态控制端口
利用8255A旳输出锁存能力,可实现按位 输出控制
对输出端口B旳PB7位置位旳程序段:

单片机中的并行通信接口设计原理

单片机中的并行通信接口设计原理

单片机中的并行通信接口设计原理在现代的电子设备中,单片机作为一种关键的嵌入式系统,广泛应用于各个领域。

而并行通信接口是单片机与外部设备进行数据传输的重要手段之一。

本文将介绍单片机中的并行通信接口的设计原理及其工作原理。

首先,我们需要了解什么是并行通信。

并行通信是指同时传输多个数据位的通信方式。

在单片机中,通常采用的是并行数据总线传输方式。

该方式将数据位按位并行传输,有效提高了传输速度。

在单片机中实现并行通信接口的设计需要考虑以下几个方面:数据位宽度、时序控制、协议设计等。

首先是数据位宽度的选择。

数据位宽度指的是单次传输的数据位数。

要根据实际需要和单片机的性能来确定数据位宽度。

一般而言,数据位宽度越大,传输速度越快,但同时也需要更多的引脚。

因此,在实际设计中需要权衡数据传输速度和引脚资源消耗之间的关系。

接下来是时序控制。

时序控制是指控制数据传输的时钟信号。

单片机需要通过时钟信号来同步数据的传输,保证数据的准确性和稳定性。

在设计时,需要定义好时钟信号的频率和时序,确保数据的正确传输。

协议设计也是并行通信接口设计的关键。

在单片机与外部设备之间进行数据传输时,需要制定一套协议来确定数据的格式和传输规则。

常见的协议有同步传输和异步传输两种方式。

同步传输是通过时钟信号同步数据传输,传输速度快但对时钟信号要求较高。

异步传输是通过启动位和停止位来同步数据传输,对时钟信号要求较低但传输速度较慢。

在设计过程中,需要根据实际需求选择合适的协议。

在并行通信接口设计中,还需要考虑数据缓冲和错误检测处理。

数据缓冲是为了解决数据传输速度不匹配问题,确保数据的连续传输。

错误检测处理是为了检测数据传输中的错误,保证数据的准确性。

常见的错误检测处理方式包括奇偶校验、CRC校验等。

另外,还需要考虑电气特性的匹配。

单片机与外部设备之间的通信接口需要考虑电平匹配、功耗匹配等问题。

在设计过程中,需要根据实际情况选择合适的电气特性参数。

最后,我们需要注意并行通信接口的物理连接。

数据通信的类型及原理

数据通信的类型及原理

数据通信的类型及原理
数据通信的类型主要有以下几种:
1. 串行通信:在串行通信中,数据在一个接口上一位一位地传输,即一次只发送/接收一位。

常见的串行通信协议包括RS-232、USB、SPI和I2C等。

2. 并行通信:在并行通信中,数据以多位同时传输。

每个接口上有对应的数据线,每条数据线承载一个位的数据。

并行通信的主要特点是传输速度快,但要求数据线的数量较多。

常见的并行通信接口包括并行打印口、IDE接口和系统总线接口等。

3. 无线通信:无线通信是一种将数据通过无线电波传输的通信方式。

无线通信可以分为远距离无线通信和近距离无线通信。

远距离无线通信包括蜂窝网络通信(如4G、5G)、卫星通信等;近距离无线通信包括蓝牙、Wi-Fi、NFC等。

数据通信的原理是通过传输介质将数据从发送方传输到接收方。

在串行通信中,数据通过一个线路逐位传输,发送方将数据按位依次发送,接收方按照相同的顺序逐位接收。

在并行通信中,数据的各个位同时通过多条数据线传输。

在无线通信中,数据通过无线电波以电磁信号的形式传输,发送方的电子设备将数据转换为电磁信号发送,接收方的电子设备接收并解码电磁信号重新获取数据。

无论是哪种通信方式,数据通信都需要发送方和接收方之间达成一致的通信协议,包括
数据格式、传输速率、错误检测和纠错等。

并行通信接口

并行通信接口

10.2 简单并行接口

简单并行接口就是用简单的门电路、触发器 等连接组成的并行接口。一般采用无条件传 输方式
简单输入 并行接口
关键电路是三态缓冲器:
74LS244
根据接口 的功能
简单并行 输出接口
关键是用数据锁存器来保 存输出数据: 74LS373/374
双向输入/输 8位双向缓冲驱动器74LS245 出并行接口
并行接口


实现并行通信的接口就是并行接口。 并行接口广泛应用于微机内部各部件之间以及主机 与外部设备之间的信息交换。例如,打印机接口, A/D、 D/A转换器接口,开关量接口,控制器接口 等等。 并行接口是指接口与 I/O 设备或控制对象一侧的并 行数据线。 并行接口分为:

不可编程接口: :工作方式和功能是完全通过逻辑电路连 接来设定 可编程接口:工作方式和功能都能通过软件编程的方法 加以设定或改变。
10.1.2 并行接口的特点


4 、在并行接口中,数据的每个位( 8位或 16 位)都是一起行动的,因此,当并行接口与外 设交换数据时,即使是仅用到其中的一位,也 是一次输入或输出8位或16位数据。 5、并行传送的信息,不要求有固定的传输格 式。
10.1.3 并行接口的基本结构与传输特性



工作方式控制字

1、工作方式控制字 作用:指定 8255A 的工作方式和 PA 、 PB 、 PC三个端口的输入/输出功能。
工作方式控制字
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
PC3~0 0 = 输出 1 = 输入
特征位 必须写1
A组方式
0 0 =方式0 0 1 =方式1
PA 0 = 输出
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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
IOR*; WR*:写命令输入,接CPU的WR*或
IOW*; A0,A1:片内端口地址输入,可选4个片
10
▲A1、A0端口选择情况,见右表
A1 A0
端口
▲由CS*、A1、A0、RD*、WR*引脚
00 01
A B
的不同组合,实现各种不同的功 1 0
C
能。见下表:
11
控制口
CS A1 A0 RD WR
2
01101010

8T
目的
ห้องสมุดไป่ตู้
0
D0
0
1
1
0
0

1 0
1 0
目的
1
1
1
1
0
D7
0
T
3
2、串行通信和并行通信比较 ▪ 距离:并行——近距离传送(通常小于30米)
串行——远距离传送(几米—数千公里)
▪ 速度:二者的传送速率与距离成反比,但在 短距离内并行快得多。
▪ 设备费用:随着大规模和超大规模集成电路 的发展、逻辑器件价格趋低,而通信线路费 用趋高,因此对远距离通信而言,串行通信 的费用显然会低得多。另一方面串行通信还 可利用现有的电话网络来实现远程通信,降 低了通信费用。
DB 译码器
8255
D0~D7 A口
WR
RD C口
A1 A0
B口 CS
外设1 外设2 外设3
13
4、8255A的工作方式
• 方式0——基本输入/输出方式(A、B、C口) • 方式1——选通工作方式(A、B口) • 方式2——双向选通传送方式(仅A口) ▪ 某端口工作于哪一种方式,可通过软件编程
来指定。即向8255写入方式控制字来决定其 工作方式。
(2)、3个8位数据端口(PA、PB、PC):通常 PA口与PB口用作输入输出的数据端口, PC口用作数据传输或提供联络线的端口。 在方式字的控制下,PC口可以分成两个4位 的端口,其中PC7~PC4同端口A配合使用, PC3~PC0同端口B配合使用。
7
(3)、A组、B组控制电路:这两组控制电路根 据CPU发出的方式选择控制字来控制8255A 的工作方式,每个控制组都接收来自读写控 制逻辑的“命令”,接收来自内部数据总线 的“控制字”,并向与其相连的端口发出适 当的控制信号。A组控制电路控制PA口和PC 口高4位,B组控制电路控制PB口和PC口低 4位。
4
1.2 可编程并行接口芯片8255A
▪ Intel8255A是一种通用的可编程序并行I/O 接口芯片,又称“可编程外设接口芯片”, 是为Intel8080/8085系列微处理据设计的, 也可用于其它系列的微机系统。可由程序来 改变其功能,通用性强、使用灵活。通过 8255A,CPU可直接同外设相连接,是应用 最广的并行I/O接口芯片。含3个独立的8位 并行输入/输出端口,各端口均具有数据的控 制和锁存能力。可通过编程设置各端口的工 作方式和数据传送方向(入/出/双向)。
0 00 0 1 0 01 0 1 0 10 01 0 11 01
0 00 10 0 01 10 0 10 10 0 11 10 1 ×× ×× × ×× 1 1
功能
对端口 A 读
对端口 B 读

对端口 C 读 非法,不能对控制口读 入
对端口 A 写
对端口 B 写

对端口 C 写
对控制口 写

数据缓冲器为 三态
并行通信和并行接口8255A
1.串行通信和并行通信 2.可编程并行接口芯片8255A
1
1.1 串行通信和并行通信
1、两种数据通信方式:
▪ 并行传送:数据在多条并行1位宽的传输线 上同时由源传送到目的。以1字节的数据为 例,在并行传送中,1字节的数据通过8条并 行传输线同时由源传送到目的。
▪ 串行传送:数据在单条1位宽的传输线上, 一位一位地按顺序分时传送。以1字节为例, 在串行传送中,1字节的数据要通过一条传 输 线分8次由低位到高位按顺序一位一位地 传送。
PC 3 PB 0
PB 1 PB 2
40 PA4
PA 5 PA 6 PA 7
WR 35 RESET
D0
D1 D2 D3 30 D4 D5
D6 D7 VCC 25 PB7
PB 6
PB 5 PB 4 21 PB3
9
①.连接系统总线的主要引脚 D0~D7:数据线,双向,连CPU数据总
线; RESET:复位输入,接系统总线的RESET; CS*:片选控制输入,接译码器; RD*:读命令输入,接CPU的RD*或
(4)、读/写控制逻辑:用来管理数据、控制字 和状态字的传送,接收系统总线发来的有关 信号,并向A、B两组控制部件发送命令。
8
2、8255A的引脚功能:共40个引脚。
PA3 1 PA 2 PA 1 PA 0
RD 5 CS GND A1 A0 PC7 10 PC 6 PC 5 PC 4 PC 0 PC1 15 PC 2
PB 0
PB 1
PB 2
40 PA4 PA 5 PA 6 PA 7 WR
35 RESET D0 D1 D2 D3
30 D4 D5 D6 D7 VCC
25 PB7 PB 6 PB 5 PB 4
21 PB3
12
3、8255A与系统的连接示意图
D0~D7
IOW 系 统 IOR 总 A1 线
A0
A15~A2
14
①、方式0——基本输入/输出方式
▪ 特点:
△8255A相当于三个独立的8位数据口。
△各端口既可设置为输入口,也可设置为输出口,但不 能同时实现输入及输出。
△C端口即可以是一个8位的简单接口,也可以分为两个
独立的4位端口。
△设置为输出口时有锁存能力,设置为输入口时无锁存
能力。
▪ 应用:
△无条件输入输出方式。
断 开
11
②.连接外设端的引脚
PA3 1
PA0~PA7:A口外设数据线,接外设;
PA 2 PA 1
PA 0
PB0~PB7:B口外设数据线,接外设;
RD CS
5
PC0~PC7:C口外设数据线或联络线, 接外设。
GND A1 A0 PC 7
10
PC 6
PC 5
PC 4
PC 0
PC1 15
PC 2
PC 3
△查询输入输出方式:把A、B口作为8位数据的输入或
5
1、8255A的内部结 构
A组控制
D0~D7
RD RD A1 A0 RD RESET
数据总线 缓冲器
读/写 控制逻辑
B组控制
A组 A口 (8位)
PA0~PA7
A组 C口高位 (4位)
PC4~PC7
B组 C口低位 (4位)
PC0~PC3
B组 B口 (8位)
PB0~PB7
6
(1)、数据总线缓冲器:三态8位双向缓冲器, 与系统数据总线连接的缓冲部件;传送数据、 控制字、状态字的通道。
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