第10章 并行接口技術(shù)

第10章并行接口技術(shù)

10.1概述10.2可編程并行通信接口芯片8255A10.3并行打印機(jī)接口10.1概述

▲在并行接口中，在多根數(shù)據(jù)線上以數(shù)據(jù)字節(jié)為單位與I/O設(shè)備或被控對(duì)象傳送信息，每次以8位或16位或32位為單位進(jìn)行同時(shí)傳送。

▲優(yōu)點(diǎn)：傳輸速率高，不要求固定格式。

▲缺點(diǎn)：需要多根數(shù)據(jù)線，一般只能用于近距離傳送的場(chǎng)合。10.2可編程并行通信接口芯8255A10.2.18255A的主要特征（1）有三個(gè)8位的并行輸入/輸出端口：端口A、端口B和端口C，其中端口C可以分為高4位和低4位來(lái)使用。（2）端口A有三種工作方式：方式0、方式1、方式2；端口B有兩種工作方式：方式0、方式1。（3）當(dāng)端口A和端口B工作在方式1和方式2時(shí)，端口C的大部分引腳被用作聯(lián)絡(luò)信號(hào)。1．面向CPU一側(cè)的引腳信號(hào)及其定義（1）D7～D0，8位，雙向，三態(tài)數(shù)據(jù)線。（2）RESET，復(fù)位信號(hào)，高電平有效。（3），片選信號(hào)，低電平有效。（4），讀信號(hào)，低電平有效。（5），寫信號(hào)，低電平有效。（6）A1、A0、，端口選擇信號(hào)。10.2.28255A芯片的引腳信號(hào)10.2.38255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10-3所示。2．面向外設(shè)一側(cè)的引腳信號(hào)及其定義（1）PA7～PA0，端口AI/O數(shù)據(jù)線（雙向）（2）PB7～PB0，端口BI/O數(shù)據(jù)線（雙向）（3）PC7～PC0，端口CI/O數(shù)據(jù)線（雙向）讀/寫控制邏輯A組控制B組控制端口A端口C高半部端口C低半部端口B數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線D7~D0RDWRA0A1RESETCSI/OPA7~PA0I/OPC7~PC4I/OPC3~PC0I/OPB7~PB0系統(tǒng)接口部分外設(shè)接口部分A組、B組控制邏輯內(nèi)部數(shù)據(jù)總線圖10-38255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)PC3~PC01：輸入0：輸出端口B1：輸入

0：輸出B組工作方式0：方式01：方式1PC7~PC41：輸入

0：輸出端口A1：輸入

0：輸出A組工作方式00：方式001：方式11×：方式2D7=1特征位B組A組D0D1D2D3D4D5D6D710.2.48255A工作方式控制字和編程1．工作方式控制字（D7=1）工作方式控制字格式如圖10-4所示。圖10-48255A的工作方式控制字

D0D1D2D3D4D5D6D71：置位0：復(fù)位端口C選擇000：PC0001：PC1010：PC2011：PC3100：PC4101：PC5110：PC6111：PC7任選（可1可0）D7=0（特征位）2．按位置位/復(fù)位控制字（D7=0）可以對(duì)8位端口C的每一位（PC7～PC0）進(jìn)行位操作，這是通過(guò)向控制口寫入按位置位/復(fù)位的控制字來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖10-5端口C按位置位/復(fù)位控制字3．如何使用兩個(gè)控制字（1）8255A在工作之前，首先必須向8255A寫入一個(gè)相應(yīng)的工作方式選擇控制字。（2）端口C按位置位/復(fù)位控制字的作用是對(duì)端口C操作，但此控制字必須寫入控制口，而不是寫入端口C中。（3）控制字的最高位即D7位用作特征位，D7=1時(shí)，方式選擇控制字，D7=0時(shí)，端口C的按位置位/復(fù)位控制字。例【10-2】某8255A的控制端口地址為303H，現(xiàn)要求將其3個(gè)數(shù)據(jù)端口設(shè)置為基本的輸入輸出方式，其中端口A和端口C的低4位為輸出，端口B和端口C的高4位為輸入。試編程初始化8255A。編程：8255A的方式控制字為8AH。其初始化的程序段為：mov

dx，303h；8255a控制端口地址moval，8ah；方式控制字：10001010boutdx，al；送到控制口例【10-3】參見教材編程：把端口C中的PC7位置成高電平，則按位置位/復(fù)位控制字為：00001111B或0FH;把端口C中的PC7位復(fù)位成低電平，則按位置位/復(fù)位控制字為：00001110B或0EH，程序段為：

mov

dx，307h；8255a控制端口地址送dx

moval，0fh；使pc7=1的控制字

outdx，al；送到控制口

mov

dx，307h；8255a控制端口地址送dx

moval，0eh；使pc7=0的控制字

outdx，al

2．方式1----選通I/O方式◆端口A和端口B仍作為兩個(gè)獨(dú)立的8位I/O數(shù)據(jù)通道，可單獨(dú)與外設(shè)相連。◆端口A方式1輸入/輸出端口。◆端口B方式1輸入/輸出端口。◆固定占用端口C的I/O線，用作聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。◆剩余2位仍可以作為一般的I/O位使用。（1）方式1下的輸入10.2.58255A的工作方式1．方式0

方式0是一種基本輸入輸出方式。

端口A工作在方式1輸入時(shí)，端口C的PC5～PC3作為端口A的三個(gè)聯(lián)絡(luò)信號(hào)。10111/0D7D6D5D4D3D2D1D0RDSTBAIBFAINTRAI/O2PC4PC5PC3PC6,PC7PA7～PA081=INPUT0=OUTPUTPC6,PC7控制字從外設(shè)來(lái)的數(shù)據(jù)從外設(shè)來(lái)的選通信號(hào)送給CPU的狀態(tài)信號(hào)INTEA送給CPU的中斷信號(hào)任意指定為輸入或輸出(a)端口A方式1輸入各聯(lián)絡(luò)信號(hào)的功能如下：

★，輸入選通信號(hào)，低電平有效。

★，輸入緩沖器滿信號(hào)，高電平有效。

★

，中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。

★，中斷允許邏輯，邏輯1有效。

8255A工作方式1輸入時(shí)序如圖10-8所示。

圖10-88255A方式1輸入時(shí)序STBIBFINTRRD從外設(shè)來(lái)的數(shù)據(jù)tSTtSIBtSITtRIBtRITtPHtPS表10-28255A方式1輸入時(shí)各聯(lián)絡(luò)信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系聯(lián)絡(luò)信號(hào)端口A端口B對(duì)應(yīng)PC4對(duì)應(yīng)PC2對(duì)應(yīng)PC5對(duì)應(yīng)PC1對(duì)應(yīng)PC3對(duì)應(yīng)PC0PC4置位PC2置位（2）方式1下的輸出端口A工作在方式1輸出時(shí)，端口C的PC7、PC6、PC3作為三個(gè)聯(lián)絡(luò)信號(hào)，如圖10-8（a）所示。10101/0D7D6D5D4D3D2D1D0WROBFAACKAINTRAI/O2PC7PC6PC3PC4,PC5PA7～PA081=INPUT0=OUTPUTPC4,PC5控制字8255A輸出數(shù)據(jù)通知外設(shè)有一個(gè)新數(shù)據(jù)外設(shè)已取走數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求（a）端口A方式1輸出INTEA各聯(lián)絡(luò)信號(hào)的功能如下：

★，輸出緩沖器滿信號(hào)，低電平有效。

★，外設(shè)向8255A發(fā)回一個(gè)負(fù)脈沖響應(yīng)信號(hào)。

★

，中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。

★，中斷允許邏輯。

圖10-108255A方式1輸出時(shí)序WROBFACKINTR輸出tWOBtAOBtAITtAKtWBtWIT表10-38255A方式1輸出時(shí)各聯(lián)絡(luò)信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系聯(lián)絡(luò)信號(hào)端口A端口B對(duì)應(yīng)PC7對(duì)應(yīng)PC1對(duì)應(yīng)PC6對(duì)應(yīng)PC2對(duì)應(yīng)PC3對(duì)應(yīng)PC0PC6置位PC2置位3．方式2（雙向選通方式）8255A方式2是方式1輸入與輸出兩種方式的組合。這種方式只適合于端口A。例【10-4】設(shè)8255A控制端口的地址為313H，若要端口A工作在方式2，端口B工作在方式1輸出，編寫初始化程序段如下：

mov

dx，313h；8255a控制端口地址送dx

moval，0c4h；控制字=11000100boutdx，al；送到控制口10.2.68255A的應(yīng)用1．開關(guān)量的檢測(cè)例【10-5】在工業(yè)控制過(guò)程中，經(jīng)常需要檢測(cè)某些開關(guān)的狀態(tài)。（參見教材）編程如下：

mov

dx，103h；控制寄存器的地址送給dx

moval，90h；控制字送給aloutdx，al ；寫入控制字l1：mov

dx，100h；端口a的地址送給dxinal，dx

；從端口a讀入開關(guān)狀態(tài)

mov

dx，101h；端口b的地址送給dx

outdx，al；從端口b輸出，控制led，指示；開關(guān)狀態(tài)

xoral，0ffh；al←

mov

dx，102h；端口c的地址送給dxoutdx，al；從端口c輸出

jmpl1；無(wú)條件轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)地址l12．步進(jìn)電機(jī)控制例【10-6】利用Intel8255A對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。通電方式：雙（雙繞組通電）四拍（AB-BC-CD-DA-AB-…）。

圖10-148255A控制四相步進(jìn)電機(jī)原理圖ABCDPA0PA1PA2PA38255A74LS244TIP122×4+12V1I1OCPU3I3O5I5O7I7OOE表10-6步進(jìn)電機(jī)相序和控制編碼控制順序相標(biāo)號(hào)控制編碼1AB03H2BC06H3CD0CH4DA09H10.3并行打印機(jī)接口10.3.1打印機(jī)的工作原理1.打印機(jī)的性能指標(biāo)（1）打印速度打印速度用每秒鐘能打印字符的數(shù)量表示（CPS）。（2）分辨率用每英寸能打印點(diǎn)的數(shù)量（DPI）表示。（3）對(duì)于針式打印機(jī)，分為單向打印和雙向打印。（4）主機(jī)與打印機(jī)采用并行傳輸和串行傳輸兩種。2.針式打印機(jī)的工作原理▲是一種典型的擊打式打印機(jī)，也稱為點(diǎn)陣式打印機(jī)?！蛴☆^有垂直排列的鋼針，在電磁鐵的驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)鋼針向前撞擊時(shí)，就把色帶上的油墨打印到紙上形成色點(diǎn)。（1）打印頭一般由電磁鐵和雙列24根的鋼針構(gòu)成，每根鋼針對(duì)應(yīng)一個(gè)電磁鐵，電脈沖激勵(lì)電磁鐵的吸合與釋放動(dòng)作，從而使鋼針撞擊色帶。（2）走紙控制與字車控制走紙控制用于換行，包括前進(jìn)與后退。字車控制用于控制導(dǎo)軌橫向左右移動(dòng)。（3）控制部件控制部件是打印機(jī)的核心部件，采用單片機(jī)控制。（4）接口電路打印機(jī)的接口電路實(shí)現(xiàn)主機(jī)與打印機(jī)的通信聯(lián)絡(luò)。（5）控制面板提供各種人工操作命令，包括打印機(jī)聯(lián)機(jī)/脫機(jī)、換行及換頁(yè)等。2.激光打印機(jī)的工作原理按打印速度分類：低速:10～30頁(yè)/分；中速:40～120頁(yè)；高速:120～300頁(yè)/分。按打印的色彩分類：?jiǎn)紊c彩色激光打印機(jī)。按控制卡分類:并行端口激光打印機(jī);

串行端口激光打印機(jī);

視頻控制卡激光打印機(jī)?！锛す獯蛴C(jī)主要由激光器、黑盒及高檔單片機(jī)控制系統(tǒng)組成。★硒鼓包括碳粉、感光鼓、柵極、充電輥、顯影輥及清掃器等。

字形發(fā)生器熱壓定影映像轉(zhuǎn)移到紙面碳粉在鼓面顯影感光鼓感光六面鏡掃描激光調(diào)制器感光鼓充電半導(dǎo)體激光器連接主機(jī)的接口清除殘粉圖10-16激光打印機(jī)的基本工作流程2.噴墨打印機(jī)的工作原理■噴墨打印機(jī)是由噴出的微小墨點(diǎn)在紙上形成的字符、漢字及圖形的。■關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)是墨滴的形成及其充電和偏轉(zhuǎn)。■墨滴的控制方式分為脈沖控制式、靜電發(fā)射式及電荷控制式?！鼋榻B電荷控制式噴墨打印機(jī)的工作原理。圖10-17電荷控制式噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)圖收集槽壓電陶瓷噴墨頭充電電極偏轉(zhuǎn)電極振蕩發(fā)生器墨水泵高壓電源字符發(fā)生器墨水回收器墨水槽墨水過(guò)濾器10.3.2微機(jī)的并行打印機(jī)接口1．25芯并行打印機(jī)接口表10-7

并行打印機(jī)接口的主要引腳信號(hào)引腳名稱方向功能1出（從微機(jī)到打印機(jī)）數(shù)據(jù)選通，有效時(shí)使打印機(jī)接收數(shù)據(jù)2～9DATA0~DATA7出8根數(shù)據(jù)線10入響應(yīng)信號(hào)，有效時(shí)打印機(jī)可以接受數(shù)據(jù)11BUSY入（從打印機(jī)到微機(jī)）忙信號(hào)，高電平表示正在打印12PE入打印機(jī)缺紙13SELECT入指出打印機(jī)不能工作，需要聯(lián)機(jī)14出自動(dòng)換行15入打印機(jī)出錯(cuò)16出使打印機(jī)復(fù)位17出有效時(shí)打印機(jī)不能工作18～25地2．微機(jī)并行打印機(jī)接口與打印機(jī)的連接連接電路圖如圖10-18所示。輸出打印時(shí)序如圖10-19所示。具體步驟如下：①首先確定BUSY信號(hào)是否是高電平？若是，則等待，說(shuō)明打印機(jī)“忙”；②若BUSY為低電平，微機(jī)發(fā)出一個(gè)字節(jié)的打印數(shù)據(jù)；DATA7～DATA0STROBEBUSYACK圖10-19打印機(jī)的工作時(shí)序

③微機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)后，接著發(fā)選通信號(hào)

④打印機(jī)收到信號(hào)后，立即讀數(shù)據(jù)線，的上升沿使BUSY置高電平；⑤等待打印機(jī)處理數(shù)據(jù)完畢后立即發(fā)出回答信號(hào)表示打印機(jī)準(zhǔn)備接收新數(shù)據(jù)。⑥的上升沿使BUSY變成低電平，撤消忙狀態(tài)。3．并行打印機(jī)接口內(nèi)部的數(shù)據(jù)寄存器、控制寄存器和狀態(tài)寄存器打印機(jī)接口數(shù)據(jù)端口控制端口狀態(tài)端口LPT1378H37AH379HLPT2278H27AH279H（1）

8位的數(shù)據(jù)端口例【10-7】檢測(cè)打印機(jī)接口LPT1中數(shù)據(jù)端口的好壞如何，編程實(shí)現(xiàn)。

moval，00h；00h送給al

mov

dx，378h；數(shù)據(jù)端口的地址送給dxoutdx，al；寫入數(shù)據(jù)端口

movah，alinal，dx

；讀數(shù)據(jù)端口

cmpal，ah；比較

jneerroe1；如果不相等，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理

moval，0ffh；0ffh送給al

mov

dx，378h；數(shù)據(jù)端口的地址送給dx

outdx，al；寫入數(shù)據(jù)端口

movah，alinal，dx

；讀數(shù)據(jù)端口

cmpal，ah

jneerroe2；如果不相等，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理

...；數(shù)據(jù)端口是好的erroe1：；數(shù)據(jù)端口通路寫全0失敗

...erroe2：；數(shù)據(jù)端口通路寫全1失敗（2）

8位的控制寄存器

D0D1D2D3D4D5D6D7選通(STROBE)D4=1（允許中斷）×××聯(lián)機(jī)（SLCTIN）自動(dòng)換行(AUTOFD)初始化（）圖10-20控制寄存器的格式

D3、D1、D0被接口電路中的反相器反相后送到對(duì)應(yīng)的17、14和1孔，而D2沒有反相，直接連接到16孔。

D0D1D2D3D4D5D6D7打印出錯(cuò)()忙（）×××應(yīng)答（）聯(lián)機(jī)狀態(tài)(SLCT)只有D7位“忙”信號(hào)是11孔的反信號(hào)，意味著從狀態(tài)端口讀入的D7位=0，則打印機(jī)處于忙狀態(tài)（BUSY=1），其他4位是同相輸入。紙用完(PE)圖10-21狀態(tài)寄存器的格式例【10-9】選用查詢式打印方式，編寫將一個(gè)字符送給打印機(jī)打印的子程序。print