第7章 打印接口及串行通信接口
第7章 打印接口及串行通信接口
打印机结构概述
并行打印接口
并行打印的I/O服务功能及服务程序
通信技术概述
RS-232接口标准
串行通信接口
串行端口的中断服务功能
通用串行总线接口US
第7章 打印接口及串行通信接口
本章学习目标
微机打印接口的基本原理及一般应用
RS232串行通信接口的基本原理及参数与应用
调制调解器的原理及应用
通用串行接口（USB）基本原理及其应用
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第7章 打印接口及串行通信接口
打印机结构概述
打印机概述
针式打印机
激光打印机
喷墨打印机
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第7章 打印接口及串行通信接口
打印机概述
表 几种类型的打印机性能参数
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第7章 打印接口及串行通信接口
针式打印机
1．针式打印机的分类
针式打印机是一种典型的击打式打印机，
按其打印精度（即针数多少）可分为9针打印
机和24针打印机、按其输出幅宽可分为宽行
打印机和窄行打印机。如LQ—9为窄行打印
机，LQ—1600K为宽行打印机。
第7章 打印接口及串行通信接口
2．针式打印机的电磁及机械部分的
结构组成与功能
针式打印机由打印头、字车、色带、电磁传动机构、
走纸机构等组成。打印头主要由电磁机构和打印针组成，
其功能是将字符数据转换成电磁信号；字车由打印头架
及伺服驱动机构组成，其功能是驱动打印头产生水平运
动；色带机构由色带及色带墨盒组成，其功能是使色带
产生与字车平行的运动并相对字车产生相对运动；走纸
机构由滚纸筒传动齿轮的步进电机组成，其功能是在垂
直方向按行移动纸张即产生走纸运动。
第7章 打印接口及串行通信接口
3．针式打印机控制电路的组成与功能
针式打印机电路的主要功能是：接受主机发出的
命令和数据，返回主机所需状态信息和应答信号，
驱动各个机构执行初始化命令、打印命令和自检
命令，并发出检测信号等。
打印机电路组成如图所示，其电路可分为六部
分：接口电路、控制电路、驱动电路、字符发生
器、电源和DIP开关等，如表所示。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 针式打印机电路框图
第7章 打印接口及串行通信接口
表 25针打印电缆线接口信号
第7章 打印接口及串行通信接口
4．打印原理
打印机工作状态时，主机便向打印机发出
一个8位数据。这时打印机向主机发出信号请求
暂停，直到主机准备好，才发出下一个数据。
打印机一旦收到数据，就按其字符发生器的点
阵在列计数器的控制下一列一列地输出。列点
经过列逻辑控制将其转换成打印针所需的脉冲
信号，再经过驱动电路转换为线圈电流，使打
印头中的打印针动作，即可打印出字符或图形。
其原理简图如图所示。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 针式打印机打印原理框图
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第7章 打印接口及串行通信接口
激光打印机
1．激光打印的组成
激光打印机由接口电路、光学系统、感
光机构、电晕和静电清除器、走纸控制
驱动机构及控制面板等组成。
第7章 打印接口及串行通信接口
2．激光打印机的工作过程
（1）感光硒鼓的清理
（2）调节硒鼓
（3）激光扫描
（4）色粉显影
（5）在纸张上成像
（6）将色粉溶化在纸张上
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第7章 打印接口及串行通信接口
喷墨打印机
1．喷墨打印机的组成
2．喷墨打印机的工作过程
喷墨打印机主要由接口及控制电路、喷墨打
印头、字车、走纸驱动机构等组成。
主机来的数据通过接口和打印控制电路转换
后，将喷墨盒中的电阻丝加热使墨盒中的墨
水产生膨胀而喷射到纸张上形成字符或图形。
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第7章 打印接口及串行通信接口
7 . 2 并行打印接口
并行打印接口的功能
打印机接口电路的组成
并行端口说明
端口寄存器说明
接口电路的说明
打印机的接口信号
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第7章 打印接口及串行通信接口
并行打印接口的功能
并行打印接口的功能主要为以下几个方面：
接受主机发送的数据，在适当的时候再送给连接到
此接口的并行设备如打印机，起数据缓冲作用；接受主
机系统送来的控制信息，经缓冲后送给并行设备，控制
并行设备工作；接受并保存并行设备的状态，供主机系
统CPU随时读取处理。
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第7章 打印接口及串行通信接口
打印机接口电路的组成
打印机适配器是打印设备与计算机间的接
口电路，打印数据要从主机系统的I/O端口输
出。打印机适配器（接口）由若干端口寄存器、
数据缓冲器、地址译码器和数据驱动部件组成。
图为并行接口逻辑结构图。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 并行打印机接口逻辑结构图
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第7章 打印接口及串行通信接口
并行端口说明
表 微机打印机端口寄存器地址
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第7章 打印接口及串行通信接口
端口寄存器说明
1．数据寄存器
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
数据寄存器为一个8位寄存器，其各数据位如下：
第7章 打印接口及串行通信接口
2．状态寄存器
BUSY ACK PE SLCT ERRO
R
（IRQ） — —
状态寄存器的各数据位如下：
第7章 打印接口及串行通信接口
其中：
BUSY： 打印机正在打印（即打印忙）
ACK： 请求发送（即打印空闲）
PE： 打印机纸尽
SLCT： 打印机现役状态
ERROR：打印机出错信息
IRQ： 请求状态（主要用于高档微机系统中）
第7章 打印接口及串行通信接口
3．控制（命令）寄存器
— — MFD IRQ EN SLCT INI
T
AUTO
FD
STB
控制（命令）寄存器的各数据位如下：
第7章 打印接口及串行通信接口
其中各位说明如下：
MFD： 双向打印方式
IRQ EN： 中断请求允许
SLCT： 打印机现役命令
INIT： 初始化命令
AUTO FD： 自动进纸（换行）命令
STB： 选通允许命令
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第7章 打印接口及串行通信接口
接口电路的说明
1．命令译码器
2．数据收发器
3．数据锁存器
4．数据缓冲器
5．状态缓冲器
6．控制锁存器和驱动器
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第7章 打印接口及串行通信接口
打印机的接口信号
图 打印机25针插头的信号分布情况
第7章 打印接口及串行通信接口
1、打印机数据线电缆说明
STROB：由CPU发出的选通信号，用于通知
打印机此时数据总线DB上的打印数据可用。
DB0~DB7：为8根数据线，用于主机CPU提
供ASCII码打印数据。
ACK：应答当打印机正常接收数据时，用于
通知CPU准备下一个数据。
第7章 打印接口及串行通信接口
BUSY：打印机正在打印，向CPU发出打印
机“忙”的信号。BUSY期间不接收总线数
据。
PE：打印纸尽，是打印机当检测到纸空或
移到纸尾时，发出的状态信号。
SELECT OUT：选择输出线，是主机CPU
发来的，高电平有效，表示打印机被选中。
第7章 打印接口及串行通信接口
AUTO FD：动走纸信号线，该信号使打印机
产生一个换行动作。
ERROR：出错状态信息，当打印机纸尽、打
印机脱机或检测到一个硬件错误时，用低电
平使状态寄存器置位而向主机CPU报告一个
出错信号。
INIT：打印初始化信号，是主机CPU向打印
机发出初始化命令的引脚，低电平有效。
第7章 打印接口及串行通信接口
SELECT IN：当多台打印机与主机相连
时，现役的打印机就发出一个低电平通
知其他打印机或外设自己为在线状态。
GROUD：接地线，连接适配器与打印
机的公共地线。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 打印机并行接口传送时序图
2．打印机8位并行接口数据传送时序
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第7章 打印接口及串行通信接口
并行打印的I/O服务功能及
服务程序
INT 17H服务功能
INT 5H服务功能
打印机I/O程序
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第7章 打印接口及串行通信接口
INT 17H服务功能
表 INT 17H调用菜单
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第7章 打印接口及串行通信接口
INT 5H服务功能
打印机状态信息存放在地址为50：00H
的位置，可使用三种数据分别表示：0表示数
据准备就绪；1表示打印机忙（正在打印）；
FF表示打印机出错。
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第7章 打印接口及串行通信接口
打印机I/O程序
其程序如下：
；打印缓冲区字符的子程序
；入口：DS：SI=缓冲区段址：位移
PRT_BUF PROC NEAR
JMP PRT_CHAR
MESG_1 DB 0DH,0AH, 'Printer out of time, Strike
any key when ready. $'
MESG_2 DB 0DH,0AH, 'Printer off line, Strike any
key when ready. $'
第7章 打印接口及串行通信接口
MESG_3 DB 0DH,0AH, 'Printer out of paper,
Strike any key when ready. $‘
；发送一个字符并检测错误状态
PRT_CHAR MOV AH,0 ；打印一个字符
MOV DX,0 ；选择LPT1
LODSB ；取打印字符
INT 17H ；输出到打印机
TEST AH, 000010001B ；有“超时”及“出错
”否
JZ ERROR ；不是，继续检测
LEA DX, CS: MESG_1 ；取“超时信息”
第7章 打印接口及串行通信接口
JMP DISP ；转显示
ERRORR: TEST AH, 08H ；是否“错误”
IZ EXIT ；否，正常退出
TEST AH, 20H ；是否“纸尽”
JZ OFF_LINE ；否。转脱机处理
LEA DX, CS: MESG_3 ；取“纸尽信息”
JMP DISP ；转显示
OFF_LINE: LEA DX, CS: MESG_2 ；取“脱机信息
”
DISP: DEC SI ；恢复原入口指针
第7章 打印接口及串行通信接口
PUSH DS ；保存DS
PUSH CS ；DS指向CS
POP DS
MOV AH, 9 ；DOS显示字符串
INT 21H
POP DS ；恢复DS
MOV AH, 0 ；等待用户响应
INT 16H
EXIT: RET ；返回调用
PRT_BUF ENDP
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第7章 打印接口及串行通信接口
通信技术概述
通信类型
串行通信的基本概念和名词术语
调制解调器
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第7章 打印接口及串行通信接口
通信类型
1．并行通信
2．串行通信
3．串行通信类型及通信协议
（1）异步串行通信如图所示。异步通
信是采用异步通信控制规程作为通信协议
（2）同步串行通信如图所示。其数据
传输格式如图所示。 同步通信采用同
步通信规程（BISYNC）或同步数据链路
控制规程（SDLC）作为通信协议。
第7章 打印接口及串行通信接口
第7章 打印接口及串行通信接口
图 字符流传输数据格式
第7章 打印接口及串行通信接口
图 二进制位数据流传输格式
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第7章 打印接口及串行通信接口
串行通信的基本概念和名词术语
1．发送时钟和接收时钟
（1）发送时钟：并行的数据序列被送入移位
寄存器，然后通过移位寄存器由发送时钟进行
移位（变成串行数据）输出，数据位的时间间
隔可由发送时钟周期来划分。
（2）接收时钟：将串行数据序列逐位移入移
位寄存器而装配为并行数据序列的过程。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 发送时钟示意图
第7章 打印接口及串行通信接口
图 接收时钟示意图
第7章 打印接口及串行通信接口
2．比特率、波特率及时钟频率与波特率的关系
（1）比特率：串行通信时数据每秒传输的比特
数（bps）。用比特率来作为速率的测量单位。
（2）波特率：波特率=1÷（二进制位持续时 间）
（3）发送时钟频率与波特率的关系
时钟频率=n×波特率
这时n可以是1，16，32等。
第7章 打印接口及串行通信接口
3．通信线路连接方式
就传输方式而言，串行通信线路可分成如下几
种连接方式，如图所示。
（1）单工传输方式
（2）半双工传输方式
（3）全双工传输方式
第7章 打印接口及串行通信接口
图 通信线路的连接方式
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第7章 打印接口及串行通信接口
调制解调器
1．调制解调器
图 MODEM在远程通信的连接示意图
第7章 打印接口及串行通信接口
2．调制解调器的种类
调制解调器按其速率分为低速、中速和
高速三种类型：低速一般为以下、中
速一般为至之间、高速为64
kps及以上的调制解调器；按调制技术可分为
频移键控（FSK）、相移键控（PSK）及相
位幅度调制（PAM）三种类型。
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第7章 打印接口及串行通信接口
RS-232接口标准
RS-232C引脚的定义
RS-232信号转换标准
RS-232在微机系统中的应用
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第7章 打印接口及串行通信接口
RS-232C引脚的定义
图 DB-25型连接器外形
第7章 打印接口及串行通信接口
表 用于异步通信RS-232C的引脚定义
第7章 打印接口及串行通信接口
下面介绍RS-232用于异步通信各信号的
作用及对应的引脚功能。
1．保护地线（引脚1）
2．信号地线（引脚7）
3．请求发送（引脚4）、清除发送（引脚5）
4．数据设备就绪（引脚6）
5．数据终端就绪（引脚20）
第7章 打印接口及串行通信接口
6．载波检测（引脚8）
7．振铃指示（引脚22）
8．数据信号速率选择（引脚23）
9．发送数据引脚（引脚2）
10. 接收数据（引脚3）
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第7章 打印接口及串行通信接口
RS-232信号转换标准
表 RS-232信号标准
名称 电压范围 逻辑表示
MARK
SPACE
-24V~-3V
+3V~+24V
1
0
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第7章 打印接口及串行通信接口
RS-232在微机系统中的应用
图 串行通信接口的典型连接
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第7章 打印接口及串行通信接口
串行通信接口
串行通信接口的作用
串行接口适配器的组成
UART内部电路框图
UART内部寄存器定义
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第7章 打印接口及串行通信接口
串行通信接口的作用
串行通信是靠发送器、接收器和线缆三部分来实
现的。在程序控制下它主要完成以下任务：
（1）数据的串——并及并——串转换。
（2）线路和MODEM的控制及状态检测。
（3）信号电平TTL与EIA电平的转换。
（4）发送和接收数据。
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第7章 打印接口及串行通信接口
串行接口适配器的组成
串行接口适配器由地址译码器、时钟电路、
16550/8250 UART、数据缓冲器、发送接收
驱动器和RS-232插座等组成。如图所示。
由地址译码器接收系统发出的寻址信息，并使能
有关的端口寄存器。串行端口COM1和COM2的
地址如表所示;表所示为波特率与除数寄存
器值的关系。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 串行通信适配器框图
第7章 打印接口及串行通信接口
表 串行端口寄存器地址
第7章 打印接口及串行通信接口
表 波特率与除数寄存器值的关系
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第7章 打印接口及串行通信接口
UART内部电路框图
16550/8250 UART内部寄存器如图
所示，它起到数据的收发、参数的设置和
调制解调器状态返回的作用。其收发原理如图
所示。 其接收时序如图所示。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 16550 /8250 UART内部寄存器框图
第7章 打印接口及串行通信接口
图 TX/RX移位寄存器工作示意图
第7章 打印接口及串行通信接口
图 16550/8250 UART发送/接收序
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第7章 打印接口及串行通信接口
UART内部寄存器定义
1．中断允许寄存器
图 中断允许寄存器
第7章 打印接口及串行通信接口
2．中断标识寄存器
图 中断标识寄存器
第7章 打印接口及串行通信接口
3．FIFO控制寄存器
图 FIFO控制寄存器
第7章 打印接口及串行通信接口
4．线路控制寄存器
图 线路控制寄存器
第7章 打印接口及串行通信接口
5．线路状态寄存器
图 线路状态寄存器
第7章 打印接口及串行通信接口
6．MODEM控制寄存器
如图所示，MODEM控制寄存器可
以用程序的方式设置信号的现役电平，如数据
终端准备就绪信号DTR、请求传送信号RTS的
电平高低，都可以通过置位或复位该寄存器来
实现。另外，MODEM控制寄存器的位2和位3
直接控制OUT1、OUT2引脚上的电平高低。
MODEM控制寄存器位4用于选择是否对来自
通信设备的信号进行测试。
第7章 打印接口及串行通信接口
7．MODEM状态寄存器
•MODEM状态寄存器用于检测通信设备发
出的信号状态。该寄存器各数据位如下：
第7章 打印接口及串行通信接口
图 MODEM控制寄存器
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第7章 打印接口及串行通信接口
串行端口的中断服务功能
AH=00子功能
AH=01/02子服务功能
AH=03子服务功能
AH=04/05子服务功能
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第7章 打印接口及串行通信接口
AH=00子功能
表 AH=00的参数设置
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第7章 打印接口及串行通信接口
AH=01/02子服务功能
表 AH=01/02子服务功能
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第7章 打印接口及串行通信接口
AH=03子服务功能
表列出了AH=03子服务功能，该功能
专门用于读通信进程中的状态。在AH中返回线路
状态，在AL中返回MODEM状态。
表 AH=03子服务功能
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第7章 打印接口及串行通信接口
AH=04/05子服务功能
表 AH=04/05的扩展子服务功能
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第7章 打印接口及串行通信接口
通用串行总线接口USB
USB连接的拓扑结构
USB接口接头及引脚说明
USB总线组成结构
通用串行总线USB编程寄存器组
USB接口数据的传输方式
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第7章 打印接口及串行通信接口
USB连接的拓扑结构
图 USB集线器的星形拓扑结构
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第7章 打印接口及串行通信接口
USB接口接头及引脚说明
图和图所示。其插针的针脚功能定义如下：
图
4
针
引
脚
的
U
SB
接
头
外
形
第7章 打印接口及串行通信接口
图 微机系统板中的USB接口
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第7章 打印接口及串行通信接口
USB总线组成结构
（1）客户驱动软件层
（2）USB驱动程序层
（3）主控制器驱动程序
（4）控制器
（5）USB设备
USB主控制系统功能由硬件层和软件层所
组 ，如图、所示。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 通用串行总线（USB）系统功能结构图
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第7章 打印接口及串行通信接口
通用串行总线USB
编程寄存器组
1．USB命令寄存器
2．USB状态寄存器
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第7章 打印接口及串行通信接口
USB接口数据的传输方式
1．等时传输
2．中断传输
3．控制传输
4．分块传输
•其传输类型顺序如图所示。
第7章 打印接口及串行通信接口
图 通用串行总线（USB）数据传输类型顺序
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第7章 打印接口及串行通信接口
THANK YOU VERY MUCH ！
本章到此结束，
谢谢您的光临！
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