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基于8051单片机的外部设备交换信息的三种数据传输方式解析

发布时间:2019-06-07 18:18 来源:未知 编辑:admin

  单片机CPU与外部设备交换信息通常有如下几种方式:无条件传送方式,查询传送方式和中断传送方式。我们以单片机与微型打印机接口为例讲述这三种方式。假定用户要打印三个数据,这三个数据保存在单片机的内部数据存储器10H,11H,和12H中,8051用并口P2与微型打印机的并行数据口DB进行数据交换。

  这种数据传送方式中没有联络信号,即CPU总是认为打印机在如何时候都是处于“准备好”的状态。这种传送方式中只需要在程序中加入数据送往P2的指令,数据传送便可以实现。但这种数据传送方式有一个致命弱点,数据易丢失,这是因为CPU的速度相当快,而打印机的速度相对来说较慢,其结果是在打印机打印一个数据的时间内,CPU已送来了多个数据。

  查询传送也称条件传送是,在这种传送方式中,无论是输入还是输出,都是以计算机为主动一方。为了数据传送的正确性,计算机在传送数据之前,要首先查询外部设备是否已处于“准备好”状态;对于输出操作,则要知道外设是否已把上一次计算机输出的数据处理完毕。只有通过查询,确信外设已处于“准备好”的状态,计算机才能发出访问外设的指令,实现数据交换。状态信息一般只需要一位二进制码表示“准备好”和“未准备好”两种状态,所以,在接口中只用一个D触发器就可用来保存和产生状态信息。例如,“准备好”有D触发器Q=1表示;“没准备好”用Q=0表示.查询方式过程:查询,即读“准备好”引脚,若该引脚为“准备好”状态,则进行数据传送,若引脚为“未准备好”状态,则继续查询,直到该引脚为“准备好”状态,再进行数据传送。

  在我们这个例子中可以在打印机上增加一条名为BUSY的引脚,打印机开始打印一个数据前,使该引脚为高电平,打印完一个数据后,使该引脚为低电 ,该引脚的初始化为0。我们将该引脚与单片机的引脚INT0相连,单片机每发送一个数据前,都查询该引脚状态是否为0,若为0,则发送数据。否则,就继续查询,直到该引脚为0时,再发送数据,请看例子:

  单片机运行第三条指令,读入打印机BUSY引脚的状态,判断该状态是否为0。为0,则发送第一个数据,打印机设置BUSY引脚为0,开始打印。

  单片机运行下一个指令,打印缓冲区加1,使下一次能发送第二个数据。判断数据是否已经发完,未发完,准备发送下一个数据,读打印机引脚BUSY的状态 。

  引脚BUSY状态为0,发送第二个数据,打印缓冲区加1,使下一次能发送第三个数据,判断数据是否已经发完,未发完,准备发送下一个数据,打印缓冲区加1,判断数据是否已经发完。三个数据都发送完,程序结束。

  可以看出,这种方式的缺点是需要有一个等待的过程,特别是在连续进行数据传送时,由于外设工作速度比CPU慢得多,所以CPU在完成一次数据传送后要等待很长的时间才能进行下一次传送。在等待过程中,CPU不能进行其他操作,所以效率比较低,提高CPU效率的一个有效方式是采用中断方式。

  为了解决这个问题,单片机设置了另一个传送方式中断方式。所谓中断,就是指中央处理器CPU正在处理某件事情的时候,外部发生某一事件,请求CPU迅速去处理,于是,CPU暂时中断当前的工作,转入处理所发生的事件;中断服务处理以后,再回到原来被中断的地方,继续原来的工作,这样的过程称为中断。实现这种功能的部件称为中断系统,产生中断的请求源称为中断源。

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