第8章 串通信與串行接口

1、第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院1第第8 8章章 串行通信和串行接口串行通信和串行接口 8.1 串行通信基本概念串行通信基本概念 8.2 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議8.3 串行接口標(biāo)準(zhǔn)串行接口標(biāo)準(zhǔn)8.4 可編程串行接口可編程串行接口8251a第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院28.1 串行通信基本概念串行通信基本概念 8.1.1 串行通信串行通信8.1.2 數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式8.1.3 波特率和收波特率和收/發(fā)時(shí)鐘發(fā)時(shí)鐘8.1.4 信號(hào)調(diào)制與解調(diào)信號(hào)調(diào)制與解調(diào)8.1.5 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制第第8 8章章 串行接口串行接口 西南

2、交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院38.1.1 串行通信串行通信串行通信：數(shù)據(jù)通過一條數(shù)據(jù)線，一位一位地傳輸，串行通信：數(shù)據(jù)通過一條數(shù)據(jù)線，一位一位地傳輸，通常是先傳數(shù)據(jù)的低位，再傳高位，通常是先傳數(shù)據(jù)的低位，再傳高位，每每1位數(shù)據(jù)都占據(jù)位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度 。并行通信：并行通信：8位或位或16位數(shù)據(jù)通過多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送位數(shù)據(jù)通過多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或外設(shè)或外設(shè)并行通信并行通信計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或外設(shè)或外設(shè)串行通信串行通信第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院4串行通信與并行通信比較：串行通信與并行通信比較：串行通

3、信串行通信并行通信并行通信通信距離通信距離適于遠(yuǎn)距離傳輸（幾米到幾公里）適于遠(yuǎn)距離傳輸（幾米到幾公里）適于近距離傳輸（一適于近距離傳輸（一般般=15m），），圖圖8.11用于短距離通信（用于短距離通信（15m）需要狀態(tài)信號(hào)線（圖需要狀態(tài)信號(hào)線（圖8.12，圖，圖8.14）不需要狀態(tài)信號(hào)線（圖不需要狀態(tài)信號(hào)線（圖8.13）圖圖 8.11電話電話網(wǎng)網(wǎng) dtedce計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端modem或其它或其它dcepgtxdrxdrtsctsdsrcddtrrisg123456820227dtedce計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端modem或其它或其它dcepgtxdrxdrtsctsdsrcddtrr

4、isg123456820227第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院22 dte計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端pgtxdrxdrtsctsdsrdtrsg圖圖8.12 兩兩dte之間直接相連之間直接相連dte計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端pgtxdrxdrtsctsdsrdtrsg123456207123456207 dte計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端pgtxdrxdrtsctscddtrsg圖圖8.14 兩兩dte之間直接相連之間直接相連dte計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端pgtxdrxdrtsctscddtrsg123456207123456207dsrdsr第第8 8章章 串行接口

5、串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院23 dte計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端txdrxdsg圖圖8.13 兩兩dte之間直接相連（無狀態(tài)線）之間直接相連（無狀態(tài)線）dte計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端txdrxdsg237237第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院243. 3. 電氣特性電氣特性有效電平有效電平: : 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線txdtxd和和rxdrxd上上, ,邏輯邏輯“1”“1”為為-3-3v v-15v-15v，邏輯邏輯“0”“0”為為+3+3v v+15v+15v（負(fù)邏輯）?？刂凭€負(fù)邏輯）?？刂凭€rts,cts,dsr, dtrrts,cts,dsr, d

6、tr及及cdcd上上, ,信號(hào)有效電平為信號(hào)有效電平為+3+3+15+15v.v.電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換: : rs-232crs-232c采用采用eiaeia電平電平, ,與與ttlttl電平不同電平不同, ,因而因而在在ttlttl與與eiaeia電平之間需要用接口電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換電平之間需要用接口電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換, ,轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換后的的eiaeia電平通過電平通過db-25db-25型連接器型連接器( (或或db-9db-9型連接器型連接器) )與外與外界相連。界相連。接接口口rs-232c （eia電平）電平）ttl輸出輸出ttl輸輸入入mc1489mc1488db-25(或或db-9)db-25型連

7、接器型連接器db-9型連接器型連接器第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院258.4 可編程串行接口芯片可編程串行接口芯片8251a8.4.1 8251a基本性能基本性能8.4.2 8251a內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)8.4.3 8251a外部引腳功能外部引腳功能8.4.4 8251a編程編程8.4.5 8251a應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院268.4.1 8251a基本性能基本性能可用于同步和異步傳送?？捎糜谕胶彤惒絺魉?。同步傳送：同步傳送：5 8bit/字符，內(nèi)部或外部同步，可自動(dòng)插入字符，內(nèi)部或外部同步，可自動(dòng)插入

8、同步字符。同步字符。異步傳送：異步傳送：5 8bit/字符，時(shí)鐘頻率為通信波特率的字符，時(shí)鐘頻率為通信波特率的1，16或或64倍。倍?？僧a(chǎn)生終止字符（可產(chǎn)生終止字符（1，1.5或或2位停止位），可檢查假啟動(dòng)位停止位），可檢查假啟動(dòng)位，自動(dòng)檢測(cè)和處理終止字符。位，自動(dòng)檢測(cè)和處理終止字符。波特率：波特率： dc 19.2kb/s（異步），異步），dc 64kb/s（同步）同步）全雙工，雙緩沖發(fā)送和接收器。全雙工，雙緩沖發(fā)送和接收器。具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤等檢測(cè)電路。具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤等檢測(cè)電路。與與intel8080，8085，8086及及8088cpu兼容。兼容。第第8 8章章 串行接口串行

9、接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院278.4.2 8251a內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線緩沖器緩沖器d7d8串串并并轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換接接 收收緩沖器緩沖器rxdresetclk讀寫讀寫控制邏輯控制邏輯電路電路cdrdwrcs調(diào)制調(diào)制/解調(diào)解調(diào)控制電路控制電路dsrdtrctsrts內(nèi)內(nèi) 部部 總總 線線發(fā)發(fā) 送送緩沖器緩沖器并并串串轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換txd接收控制電路接收控制電路rxrdyrxcsyndet發(fā)送控制電路發(fā)送控制電路txctxemptxrdy圖圖8.31 8251a的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院28接收器接收器：在：在rx

10、crxc作用下，接收作用下，接收rxdrxd引腳上的幀格式化數(shù)據(jù)，引腳上的幀格式化數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則在將其轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則在狀態(tài)寄存器中保存以便狀態(tài)寄存器中保存以便cpucpu處理；若校驗(yàn)無錯(cuò)則將并行處理；若校驗(yàn)無錯(cuò)則將并行數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線緩沖器中，并使數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線緩沖器中，并使rxrdyrxrdy=1=1，通知通知cpucpu讀讀取數(shù)據(jù)。常見錯(cuò)誤類型有：取數(shù)據(jù)。常見錯(cuò)誤類型有：奇偶校驗(yàn)錯(cuò)、幀錯(cuò)誤、溢出（丟失）錯(cuò)誤。奇偶校驗(yàn)錯(cuò)、幀錯(cuò)誤、溢出（丟失）錯(cuò)誤。發(fā)送器發(fā)送器：首先將待發(fā)送的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所要求的幀格：首先將待發(fā)送的并行數(shù)據(jù)

11、轉(zhuǎn)換成所要求的幀格式并加上校驗(yàn)位，然后在式并加上校驗(yàn)位，然后在txctxc作用下將數(shù)據(jù)由作用下將數(shù)據(jù)由txdtxd引腳引腳1 1位位1 1位地串行發(fā)送出去。發(fā)送完位地串行發(fā)送出去。發(fā)送完1 1幀數(shù)據(jù)后使幀數(shù)據(jù)后使txrdytxrdy=1=1，通知通知cpucpu發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院29數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器：三態(tài)雙向：三態(tài)雙向8 8位緩沖器，它使位緩沖器，它使82518251a a與系與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連接。統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連接。讀讀/寫控制邏輯電路寫控制邏輯電路：用來配合數(shù)據(jù)總線緩沖器工作，即：用來配合數(shù)據(jù)總線緩沖

12、器工作，即：寫信號(hào)寫信號(hào)wr：有效時(shí)將來自有效時(shí)將來自cpu的數(shù)據(jù)和控制字寫入的數(shù)據(jù)和控制字寫入8251a；讀信號(hào)讀信號(hào)rd：有效時(shí)將數(shù)據(jù)或狀態(tài)字從有效時(shí)將數(shù)據(jù)或狀態(tài)字從8251a送往數(shù)據(jù)總線；送往數(shù)據(jù)總線；c/d信號(hào)：將此信號(hào)和讀信號(hào)：將此信號(hào)和讀/寫信號(hào)合起來通知寫信號(hào)合起來通知8251a，當(dāng)前讀當(dāng)前讀/寫的是數(shù)據(jù)還是控制字、狀態(tài)字；寫的是數(shù)據(jù)還是控制字、狀態(tài)字；時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)clk：完成完成8251a的內(nèi)部定時(shí)；的內(nèi)部定時(shí)；復(fù)位信號(hào)復(fù)位信號(hào)reset：使使8251a處于空閑狀態(tài)。處于空閑狀態(tài)。調(diào)制解調(diào)控制電路調(diào)制解調(diào)控制電路：用來簡(jiǎn)化：用來簡(jiǎn)化8251a和調(diào)制解調(diào)器的連和調(diào)制解調(diào)器的連

13、接，提供了一組通用的控制信號(hào)，使得接，提供了一組通用的控制信號(hào)，使得8251a可以直接可以直接和調(diào)制解調(diào)器連接。和調(diào)制解調(diào)器連接。第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院308.4.3 8251a外部引腳功能外部引腳功能1. 8251a和和cpu之間的連接信號(hào)之間的連接信號(hào) reset：當(dāng)該引腳上出現(xiàn)當(dāng)該引腳上出現(xiàn)6倍時(shí)鐘寬的高電平信號(hào)倍時(shí)鐘寬的高電平信號(hào)時(shí)，時(shí)，8251a被復(fù)位，被復(fù)位，處于空閑狀態(tài)。處于空閑狀態(tài)。clk：為為8251a內(nèi)部電路提供時(shí)鐘。內(nèi)部電路提供時(shí)鐘。同步時(shí)應(yīng)大于同步時(shí)應(yīng)大于收發(fā)時(shí)鐘的收發(fā)時(shí)鐘的30倍，異步時(shí)應(yīng)大于收發(fā)時(shí)鐘的倍，異步時(shí)應(yīng)大于收發(fā)時(shí)

14、鐘的4.5倍。倍。 片選信號(hào)片選信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)d7d0 讀讀/寫控制信號(hào)寫控制信號(hào) dc/ wr rd、cs具體操作具體操作001（cpu）數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線8251a數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 010（cpu）數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線8251a數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)101（cpu）數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線8251a狀態(tài)狀態(tài) 110（cpu）數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線8251a控制命令控制命令wr rd dc/第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院31圖圖7-7 8251a與與cpu及外設(shè)的連接關(guān)系及外設(shè)的連接關(guān)系譯碼譯碼d7d0miocsaba0cdrdrdwrwrtxrdytxerxrdysyndetreset80

15、868251a外設(shè)外設(shè)（modem）dtrdsrrxdctsrtstxdclktxc計(jì)數(shù)器定時(shí)器計(jì)數(shù)器定時(shí)器xc第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院322.modem2.modem控制信號(hào)控制信號(hào) dtrdte準(zhǔn)備好（輸出，低電平有效），準(zhǔn)備好（輸出，低電平有效），cpu通通過命令可使之有效，通知外部設(shè)備，過命令可使之有效，通知外部設(shè)備，cpu已準(zhǔn)備就緒。已準(zhǔn)備就緒。dsrdce準(zhǔn)備好（輸入，低電平有效），表示當(dāng)前準(zhǔn)備好（輸入，低電平有效），表示當(dāng)前外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好。外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好。cpu通過讀取狀態(tài)寄存器的通過讀取狀態(tài)寄存器的d7位位來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)。來實(shí)現(xiàn)對(duì)信

16、號(hào)的檢測(cè)。rts請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)（輸出，低電平有效），請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)（輸出，低電平有效），cpu可可以通過編程命令使變其為有效電平，通知以通過編程命令使變其為有效電平，通知dce，cpu已準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)。 cts清除請(qǐng)求發(fā)送（輸入，低電平有效），是對(duì)清除請(qǐng)求發(fā)送（輸入，低電平有效），是對(duì)rts的響應(yīng)信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)的響應(yīng)信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)8251a才能執(zhí)行發(fā)送數(shù)才能執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)操作據(jù)操作 。第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院333.3.發(fā)送器有關(guān)信號(hào)發(fā)送器有關(guān)信號(hào) txd發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)。cpu送往送往8251a的并行數(shù)據(jù)被的并行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)變?yōu)榇袛?shù)據(jù)后，通

17、過轉(zhuǎn)變?yōu)榇袛?shù)據(jù)后，通過txd送往外設(shè)。送往外設(shè)。t tx xrdyrdy發(fā)送器準(zhǔn)備好信號(hào)發(fā)送器準(zhǔn)備好信號(hào)，高電平有效。有效時(shí)高電平有效。有效時(shí)表示發(fā)送緩沖器空，表示發(fā)送緩沖器空，cpucpu可以向芯片送入新數(shù)據(jù)。可以向芯片送入新數(shù)據(jù)。若為中斷方式，則作為中斷請(qǐng)求信號(hào)；若為查詢?nèi)魹橹袛喾绞?，則作為中斷請(qǐng)求信號(hào)；若為查詢方式，可作聯(lián)絡(luò)信號(hào)。方式，可作聯(lián)絡(luò)信號(hào)。t tx xe e發(fā)送器空信號(hào)，高電平有效，用來表示此時(shí)發(fā)送器空信號(hào)，高電平有效，用來表示此時(shí)82518251a a發(fā)送器中沒有要發(fā)送的字符；當(dāng)發(fā)送器中沒有要發(fā)送的字符；當(dāng)cpucpu送入一送入一個(gè)字符時(shí)被復(fù)位。個(gè)字符時(shí)被復(fù)位。txc發(fā)送時(shí)

18、鐘，控制發(fā)送時(shí)鐘，控制8251a發(fā)送字符的速度。異發(fā)送字符的速度。異步時(shí)：步時(shí)： 為數(shù)據(jù)速率的為數(shù)據(jù)速率的1、16或或64倍；同步時(shí)與數(shù)據(jù)倍；同步時(shí)與數(shù)據(jù)速率相同。速率相同。第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院344. 接收器有關(guān)信號(hào)接收器有關(guān)信號(hào)rxd接收外設(shè)送來的串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)進(jìn)入接收外設(shè)送來的串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)進(jìn)入8251a后后被轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線緩沖器。被轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線緩沖器。r rx xrdyrdy接收器準(zhǔn)備好信號(hào)接收器準(zhǔn)備好信號(hào)，高電平有效，表示已從外高電平有效，表示已從外設(shè)接收到一個(gè)字符，正等待設(shè)接收到一個(gè)字符，正等待cpucpu取走

19、。中斷方式時(shí)，取走。中斷方式時(shí)，作為中斷請(qǐng)求信號(hào)；查詢方式時(shí)，用來作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)。作為中斷請(qǐng)求信號(hào)；查詢方式時(shí)，用來作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)。syndetsyndet同步和終止信號(hào)。工作在同步方式時(shí)用做同同步和終止信號(hào)。工作在同步方式時(shí)用做同步檢測(cè)端（檢測(cè)到同步字符，則步檢測(cè)端（檢測(cè)到同步字符，則syndetsyndet便變?yōu)楦唠姳阕優(yōu)楦唠娖剑?；異步時(shí)用做終止檢測(cè)輸出。平）；異步時(shí)用做終止檢測(cè)輸出。rxc 接收時(shí)鐘，控制接收時(shí)鐘，控制8251a接收字符的速度。接收字符的速度。 時(shí)鐘時(shí)鐘速率規(guī)定與速率規(guī)定與txc相同，一般將相同，一般將txc和和rxc連在一起，連在一起，用同一時(shí)鐘源。用同一時(shí)鐘源。第第8 8

20、章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院358.4.4 8251a編程編程82518251a a編程命令：編程命令：1. 方式指令字方式指令字方式指令字分為方式指令字分為4組：組：同步同步/異步異步字符位數(shù)（字符位數(shù)（5、6、7、8位）位）奇偶校驗(yàn)（奇、偶、無校驗(yàn)）奇偶校驗(yàn)（奇、偶、無校驗(yàn)）異步方式下的停止位位數(shù)（異步方式下的停止位位數(shù)（1、1.5、2位），位）， 或同步方式內(nèi)同步（或同步方式內(nèi)同步（1、2個(gè)同步字符）、外同步個(gè)同步字符）、外同步方式指令字：指定通信方式、數(shù)據(jù)格式方式指令字：指定通信方式、數(shù)據(jù)格式命令指令字：指定某種操作（如發(fā)送、接收）或處于命令指令字：指定某種

21、操作（如發(fā)送、接收）或處于某種狀態(tài)（如某種狀態(tài)（如dtr），），以便發(fā)送以便發(fā)送/接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)狀態(tài)字：確定狀態(tài)字：確定8251當(dāng)前內(nèi)部狀態(tài)。當(dāng)前內(nèi)部狀態(tài)。第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院368251a方式指令字方式指令字d7d6d5d4d3d2d1d0工作方式工作方式及波特率及波特率選擇選擇00：同步方式：同步方式01：異步方式，波特率系數(shù)：異步方式，波特率系數(shù)=110：異步方式，波特率系數(shù)：異步方式，波特率系數(shù)=1611：異步方式，波特率系數(shù)：異步方式，波特率系數(shù)=64異步方式字異步方式字符位數(shù)選擇符位數(shù)選擇00：5位位01：6位位10：7位位11：8位

22、位奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)方式設(shè)定方式設(shè)定x0：無奇偶校驗(yàn)位無奇偶校驗(yàn)位01：奇校驗(yàn)：奇校驗(yàn)11：偶校驗(yàn)：偶校驗(yàn)若為異步方式若為異步方式(d1，d000)設(shè)定停止設(shè)定停止位的位數(shù)位的位數(shù)01：1位停止位位停止位10：1.5位停止位位停止位11：2位停止位位停止位若為同步方式若為同步方式(d1，d0 = 00)設(shè)定同步設(shè)定同步方式方式00：內(nèi)同步，內(nèi)同步，2個(gè)同步字符個(gè)同步字符10：內(nèi)同步，：內(nèi)同步，1個(gè)同步字符個(gè)同步字符x1：外同步外同步第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院372. 命令指令字命令指令字txen(transmit enable ):發(fā)送允許，發(fā)送允許，d0

23、=1,允許進(jìn)行并允許進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換并發(fā)送；串轉(zhuǎn)換并發(fā)送；d0=0 禁止發(fā)送禁止發(fā)送。dtr (data terminal ready):數(shù)據(jù)終端就緒數(shù)據(jù)終端就緒, ,d1=1,置置/ /dtr引腳有效引腳有效0電平；電平；d1=0d1=0，置置/ /dtrdtr無效。無效。rxe (receive enable):接收允許接收允許, ,d2=1 允許允許cpu 讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)輸入緩沖器的內(nèi)容；輸入緩沖器的內(nèi)容；d2=0d2=0，禁止接收。禁止接收。ehirrtsersbrkrxedtrtxend7d6d5d4d3d2d1d0第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院38s

24、brk (send break character)：發(fā)中止字符，發(fā)中止字符，d3=1，迫使迫使txd 引腳發(fā)空號(hào)；引腳發(fā)空號(hào)；d3=0d3=0，正常操作正常操作. .er (error reset):錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位, ,d4=1，使錯(cuò)誤標(biāo)志使錯(cuò)誤標(biāo)志pe、oe、fe復(fù)位；復(fù)位；rts(request to send) ：請(qǐng)求發(fā)送，請(qǐng)求發(fā)送，d5=1，迫使迫使/rts 引腳為有效電平。引腳為有效電平。ir (internal reset)：內(nèi)部復(fù)位，內(nèi)部復(fù)位，d6=1，重新開始設(shè)置重新開始設(shè)置模式寄存器，即回到初始化編程階段；模式寄存器，即回到初始化編程階段；d6=0 正常進(jìn)行。正常

25、進(jìn)行。eh(enter hunt mode)：進(jìn)入搜索同步字符模式，進(jìn)入搜索同步字符模式，d7=1，搜索同步字符。搜索同步字符。第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院39說明：說明：上述方式指令和命令指令都是由上述方式指令和命令指令都是由cpu寫入寫入8251a同一個(gè)端口，同一個(gè)端口，8251a采用對(duì)寫入次序進(jìn)采用對(duì)寫入次序進(jìn)行控制的方法來區(qū)分兩種指令。行控制的方法來區(qū)分兩種指令。復(fù)位以后，復(fù)位以后，第一次向奇地址端口寫入的值作為方式選第一次向奇地址端口寫入的值作為方式選擇控制字擇控制字進(jìn)入模式寄存器。進(jìn)入模式寄存器。如果模式字中規(guī)定了如果模式字中規(guī)定了825182

26、51a a工作在同步模式，那么，工作在同步模式，那么，cpucpu接著往奇地址端口輸出的接著往奇地址端口輸出的1 1個(gè)或個(gè)或2 2個(gè)字節(jié)就是同步個(gè)字節(jié)就是同步字符，同步字符被寫入同步字符寄存器（如果有兩上字符，同步字符被寫入同步字符寄存器（如果有兩上同步字符，則會(huì)按先后分別寫入第一個(gè)和第二個(gè)同步同步字符，則會(huì)按先后分別寫入第一個(gè)和第二個(gè)同步字符寄存器）。字符寄存器）。這之后，不管是同步模式還是異步模式，由這之后，不管是同步模式還是異步模式，由cpucpu向奇向奇地址端口寫入的值將作為控制字送到控制寄存器，而地址端口寫入的值將作為控制字送到控制寄存器，而用偶地址端口寫入的值將作為數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)輸出

27、緩沖用偶地址端口寫入的值將作為數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)輸出緩沖寄存器。寄存器。第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院403. 狀態(tài)字狀態(tài)字dsrsyndetfeoepetxerxrdytxrdyd7d6d5d4d3d2d1d0第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院41pe(parity error)：奇奇/偶校驗(yàn)錯(cuò)。偶校驗(yàn)錯(cuò)。d3=1，有奇有奇/偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)錯(cuò)；錯(cuò)；d3=0 無奇無奇/偶校驗(yàn)錯(cuò)。偶校驗(yàn)錯(cuò)。oe (overrun error) ：數(shù)據(jù)覆蓋錯(cuò)，接收移位寄存器數(shù)據(jù)覆蓋錯(cuò)，接收移位寄存器將數(shù)據(jù)輸入緩沖器中尚未被將數(shù)據(jù)輸入緩沖器中尚未被cpu

28、讀取的數(shù)據(jù)覆蓋而產(chǎn)讀取的數(shù)據(jù)覆蓋而產(chǎn)生的錯(cuò)誤，生的錯(cuò)誤，d4=1，產(chǎn)生數(shù)據(jù)覆蓋產(chǎn)生數(shù)據(jù)覆蓋。fe (framing error)： 幀出錯(cuò)，檢測(cè)不到幀停止位的幀出錯(cuò)，檢測(cè)不到幀停止位的錯(cuò)誤，僅用于異步幀方式，錯(cuò)誤，僅用于異步幀方式，d5=1時(shí)時(shí)產(chǎn)生幀錯(cuò)誤。產(chǎn)生幀錯(cuò)誤。syndet: 內(nèi)同步字符檢測(cè)位，內(nèi)同步字符檢測(cè)位，d6=1：檢測(cè)到同步字檢測(cè)到同步字符；符；d6=0：未檢測(cè)到同步字符。未檢測(cè)到同步字符。dsr: 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好。由數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好。由dsr 引腳信號(hào)設(shè)置。引腳信號(hào)設(shè)置。d7=1， dsr引腳信號(hào)有效低電平。引腳信號(hào)有效低電平。dsr 狀態(tài)位狀態(tài)位與與/ /dsr引腳引腳信號(hào)狀態(tài)

29、相反。信號(hào)狀態(tài)相反。第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院424. cpu 經(jīng)經(jīng)8251a 與外設(shè)可靠收與外設(shè)可靠收/發(fā)數(shù)據(jù)的條件發(fā)數(shù)據(jù)的條件可靠接收：可靠接收：設(shè)置：控制寄存器中的設(shè)置：控制寄存器中的dtr和和rxe（d1d2=1=11）接收條件接收條件: : rxrdy 引腳信號(hào)為高電平引腳信號(hào)為高電平( (中斷方式中斷方式) )；或或狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)寄存器中的rxrdy（d1為為1）（）（查詢方式）。查詢方式）。檢錯(cuò)條件：狀態(tài)寄存器中的檢錯(cuò)條件：狀態(tài)寄存器中的pe、oe、fe位都為位都為0才表明才表明無錯(cuò)誤。無錯(cuò)誤?？煽堪l(fā)送：可靠發(fā)送：設(shè)置：控制寄存器中的設(shè)

30、置：控制寄存器中的txen 及及rts（d0d511 1)。發(fā)送條件：發(fā)送條件：txrdy引腳信號(hào)為高電平引腳信號(hào)為高電平( (用于中斷方式），用于中斷方式），或或狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)寄存器中的txrdy( d0位為位為1）（查詢方式）（查詢方式）第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院438251a初始化初始化流程流程圖圖8.36 82518.36 8251a a初始化流程圖初始化流程圖是同步方式？是同步方式？輸出通信方式選擇命令字輸出通信方式選擇命令字兩個(gè)同步字符？?jī)蓚€(gè)同步字符？復(fù)位復(fù)位 ？傳送完傳送完 ？輸出工作命令字輸出工作命令字傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)輸出第一個(gè)同步字

31、符輸出第一個(gè)同步字符是是否否否否否否復(fù)位操作復(fù)位操作是是輸出第二個(gè)同步字符輸出第二個(gè)同步字符是是否否是是第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院448.4.5 8251a應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例例例1：8251a 異步方式初始化編程異步方式初始化編程 設(shè)設(shè)8251a工作在異步通信方式，字符為工作在異步通信方式，字符為8位，偶校驗(yàn)，位，偶校驗(yàn)，2位停止位，傳輸率為位停止位，傳輸率為9600波特，發(fā)送接收時(shí)鐘波特，發(fā)送接收時(shí)鐘txc和和rxc接接153.6khz，8251a端口地址為端口地址為c0h、c2h。初始初始化編程如下：化編程如下：波特率系數(shù)波特率系數(shù)= 153600/9

32、600 =16由于是異步方式，因此只需要向由于是異步方式，因此只需要向8251送方式選擇字送方式選擇字（奇地址端口）和工作命令字（奇地址端口）（奇地址端口）和工作命令字（奇地址端口）方式選擇字為：方式選擇字為： 11111110： 2位停止位，位停止位，偶校驗(yàn)，偶校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)，系數(shù)系數(shù)16第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院45工作命令字：要求首先工作命令字：要求首先復(fù)位所有出錯(cuò)標(biāo)志復(fù)位所有出錯(cuò)標(biāo)志，請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送/rts有效有效，數(shù)據(jù)終端就緒數(shù)據(jù)終端就緒/dtr有效有效，發(fā)送允許，發(fā)送允許txen有效，接收允許有效，接收允許rxe有效（全雙工）有效（

33、全雙工）。 即工作字為：即工作字為： 0 0 1 1 0 1 1 1外同外同步步內(nèi)部?jī)?nèi)部復(fù)位復(fù)位rts有效有效復(fù)位復(fù)位出錯(cuò)出錯(cuò)標(biāo)志標(biāo)志不發(fā)不發(fā)連續(xù)連續(xù)空號(hào)空號(hào)rxe有效有效dtr有效有效txen有效有效由于由于8251端口地址為端口地址為c0h、c2h，因此，因此，8251的偶地址的偶地址是是c0h，奇地址實(shí)際上是奇地址實(shí)際上是c2h 初始化編程為：初始化編程為：moval，1111,110 bout0c2h,almoval,0011,0111bout0c2h,al第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院46例例2 2：查詢：查詢82518251a a狀態(tài)字，實(shí)現(xiàn)異步

34、方式串行接收狀態(tài)字，實(shí)現(xiàn)異步方式串行接收100100個(gè)數(shù)據(jù)，放入個(gè)數(shù)據(jù)，放入bufferbuffer緩沖區(qū)，接收完后，發(fā)送緩沖區(qū)，接收完后，發(fā)送一個(gè)結(jié)束標(biāo)志字符給對(duì)方一個(gè)結(jié)束標(biāo)志字符給對(duì)方。通信格式同例通信格式同例1 1。解：解： 8251編程約定，在初始化之前編程約定，在初始化之前，先送先送3個(gè)個(gè)0到奇地址，到奇地址， 再再送送40h將將8251a復(fù)位，之后，才進(jìn)行初始化設(shè)置復(fù)位，之后，才進(jìn)行初始化設(shè)置。要用軟件不斷檢測(cè)要用軟件不斷檢測(cè)rxrdy標(biāo)志位（讀奇地址），看是標(biāo)志位（讀奇地址），看是否接收到一個(gè)字符；否接收到一個(gè)字符；若接收到字符若接收到字符，還要判斷標(biāo)志字的還要判斷標(biāo)志字的3、4

35、、5位，看是否位，看是否出現(xiàn)奇出現(xiàn)奇/偶錯(cuò)、覆蓋錯(cuò)和幀格式錯(cuò)；偶錯(cuò)、覆蓋錯(cuò)和幀格式錯(cuò)；若無錯(cuò)，則讀偶地址，接收一個(gè)數(shù)據(jù)，讀取一個(gè)數(shù)據(jù)后，若無錯(cuò)，則讀偶地址，接收一個(gè)數(shù)據(jù)，讀取一個(gè)數(shù)據(jù)后，rxrdy會(huì)自動(dòng)復(fù)位。會(huì)自動(dòng)復(fù)位。發(fā)送時(shí)，首先判斷狀態(tài)字中的發(fā)送時(shí)，首先判斷狀態(tài)字中的txrdy是否為是否為1（發(fā)送緩（發(fā)送緩沖器空），若為沖器空），若為1，則輸出一個(gè)數(shù)據(jù)（通過偶地址口），則輸出一個(gè)數(shù)據(jù)（通過偶地址口）第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院478251a初始化初始化讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器rxrdy=1？接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)出錯(cuò)？數(shù)據(jù)出錯(cuò)？讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)接收完？數(shù)據(jù)接收完？錯(cuò)誤處理錯(cuò)誤處理讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器txrdy=1？發(fā)送結(jié)束符發(fā)送結(jié)束符結(jié)束結(jié)束是是是是是是是是否否否否否否第第8 8章章 串行接口串行接口 西南交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院48程序如下：程序如下：xoral，al；al清清0out0c2h，alcalldelay；調(diào)用延遲子程序調(diào)用延遲子程序out