微機(jī)接口講義2012

1、微機(jī)接口講義第一章：接口的簡(jiǎn)單介紹第二章：I/O接口編址和地址譯碼。第三章：DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器。第四章：ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器。第五章：并行接口8255第六章：定時(shí)計(jì)數(shù)器8253。第一章 概述1.1接口的基本概念：1.11什么是接口：微機(jī)系統(tǒng)中，能實(shí)現(xiàn)一個(gè)部件和另一個(gè)部件之間硬件的連接和軟件控制的電路稱為接口.1微機(jī)系統(tǒng)各類接口示意圖 主要指連接CPU與外設(shè)的電路1.12為什么要用接口： 問(wèn)：為什么不像內(nèi)存那樣將外設(shè)直接同三總線相連呢?答：外設(shè)特點(diǎn)：1、 外設(shè)品種繁多：計(jì)算機(jī)發(fā)展很快，其作用范圍不斷增長(zhǎng)，例如輸入輸出設(shè)備，檢測(cè)控制設(shè)備，機(jī)械式、電子式設(shè)備等。構(gòu)造原理等很不相同。不能使所

2、有外設(shè)的硬件結(jié)構(gòu)依賴CPU，對(duì)外設(shè)以及計(jì)算機(jī)本身發(fā)展不利。2、 外設(shè)速度慢：例如溫度傳感器，溫度變化最快幾秒鐘才能變化。又如步進(jìn)電機(jī)6000轉(zhuǎn)/分鐘=100Hz3、 信號(hào)類型與電平類型不同：CPU與外設(shè)在時(shí)序關(guān)系，信號(hào)線定義，串并行，模數(shù)信號(hào)等皆不同。（比較而言，為什么僅存儲(chǔ)器與三總線直接相連。）存儲(chǔ)器特點(diǎn)：1、 基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2、 控制命令簡(jiǎn)單。3、 速度快基本與CPU同步?；竟τ煤?jiǎn)單，專為CPU設(shè)計(jì)。1.2 接口的功能和基本組成1.21 接口的功能：1. 尋址：設(shè)備選擇功能2. 數(shù)據(jù)緩沖：匹配速度3. 信號(hào)轉(zhuǎn)換： 電氣特征的匹配，如驅(qū)動(dòng)能力的匹配. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：正負(fù)邏輯，串并，模數(shù)轉(zhuǎn)換等.

3、4. 聯(lián)絡(luò)：數(shù)據(jù)傳送之間的協(xié)調(diào)，“準(zhǔn)備好”，“空”，“滿”等.5. 錯(cuò)誤檢測(cè)：傳輸過(guò)程，傳輸錯(cuò)誤，溢出錯(cuò)誤進(jìn)行檢測(cè)。6. 中斷管理：收發(fā)存中斷請(qǐng)求。7. 可編程：選擇多種控制方式。8. 數(shù)據(jù)輸入輸出1.2.2 接口的基本組成2接口 若干端口 地址譯碼 控制邏輯 中斷控制 內(nèi)部邏輯DB：數(shù)據(jù)總線.AB： 地址總線.CB：控制總線.1.3 接口的分類1. 按使用的角度分類系統(tǒng)接口：必不可少， 微機(jī)的一部分。如主板上的中斷控制器，CRT控制器等.應(yīng)用接口：擴(kuò)展微機(jī)應(yīng)用.A/D，D/A接口等。2. 應(yīng)用范圍：專用接口 ：專門用于某一用途，磁盤控制器，CRT控制器等通用接口：并口，串口等，不是為某一特定

4、的應(yīng)用而設(shè)計(jì).3. 信息傳遞方式：并口，串口.4. 信息類型：數(shù)字接口，模擬接口.思考題：1. 什么是接口，其主要組成是什么?2. 為什么用接口3. 接口的功能是什么?4. 簡(jiǎn)述接口的分類.第二章 I/O接口編址與地址譯碼2.1 I/O端口及其編址方式2.11 I/O端口： 是接口電路中能被CPU直接訪問(wèn)接口中的具有地址的寄存器，計(jì)算機(jī)通過(guò)這些寄存器，即端口，向接口電路發(fā)布命令，讀取狀態(tài)和傳送數(shù)據(jù)。一個(gè)接口可有多個(gè)端口，如，并行接口8255有四個(gè)端口，DMA接口8237有16個(gè)端口。訪問(wèn)端口就是訪問(wèn)寄存器。2.12端口地址的編址方式存儲(chǔ)器映射編址方式：端口地址，存儲(chǔ)器地址統(tǒng)一編址.I/O映射方

5、式：I/O端口地址，存儲(chǔ)器地址分開(kāi)獨(dú)立編址.1.統(tǒng)一編址實(shí)質(zhì)內(nèi)容：端口看成存儲(chǔ)器單元.例MC68000.優(yōu)點(diǎn)：F 訪問(wèn)I/O與存儲(chǔ)器用同樣指令，功能強(qiáng)，易操作.F 可直接處理I/O端口數(shù)據(jù)F 給端口較大的編址空間，對(duì)大型數(shù)據(jù)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)很有用.F 無(wú)需，信號(hào)線.缺點(diǎn)：F I/O占內(nèi)存空間F 尋址線路復(fù)雜F 指令比專用I/O指令長(zhǎng)，硬件執(zhí)行速度慢2.單獨(dú)編址內(nèi)容：I/O端口與存儲(chǔ)器單獨(dú)編址，專設(shè)I/O指令(IN，OUT)，區(qū)別訪問(wèn)內(nèi)存指令(MOV)，例如intel系列。優(yōu)點(diǎn)：不占內(nèi)存空間指令短，速度快譯碼簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：加專用指令指令中缺少運(yùn)算，處理，保護(hù)功能。2.13獨(dú)立編址方式的端口訪問(wèn)采用專用

6、I/O指令訪問(wèn)。1. I/O端口與AL或AX之間傳送數(shù)據(jù) 8位尋址，最多256個(gè)端口，直接尋址輸入 IN AX，PORT 16位數(shù)據(jù) IN AL，PORT 8位數(shù)據(jù)輸出 OUT PORT，AX 16位數(shù)據(jù) OUT PORT，AL 8位數(shù)據(jù) 16位尋址，最多64K個(gè)端口，間接尋址。輸入 MOV DX，XXXXH 16位地址 IN AX，DX 16位數(shù)據(jù) IN AL，DX 8位數(shù)據(jù)輸出 MOV DX，XXXXH 16位地址 OUT DX，AX 16位數(shù)據(jù) OUT DX，AL 8位數(shù)據(jù)I/O端口與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送輸入 MOV DX，PORT；I/O端口地址：PORTIN AL,DX ；從端口讀數(shù)據(jù)

7、到ALMOV DI,AL ；將數(shù)據(jù)從AL到存儲(chǔ)器輸出 MOV DX，PORT ；I/O端口PORTMOV AL, SI; 將數(shù)據(jù)從AL到存儲(chǔ)器OUT DX，AL；數(shù)據(jù)從AL 到端口。2.2 I/O端口地址分配若地址線A15-A0,單獨(dú)編址,共16根,尋址能力64K一般PC只取十根A9-A0,尋址能力1K.(0000-03FF)1. 000-0FF;前256個(gè)端口,供系統(tǒng)板I/O使用.2. 0FF-3FF;后768個(gè)端口,供擴(kuò)展槽I/O接口控制卡使用3. 端口地址舉例4. 端口地址的選用F 不用系統(tǒng)地址F 不用保留地址F 一般0300-031F可供用戶開(kāi)發(fā)。2.3 I/O端口的地址譯碼目的：F

8、根據(jù)地址產(chǎn)生芯片的片選信號(hào)F 根據(jù)地址找到接口的相應(yīng)端口2.31 譯碼方法高位地址譯碼片選信號(hào)接口電路被選中,處于工作狀態(tài).低位地址譯碼端口地址信息(控制DMA傳送或非DMA傳送)（I/O寫(xiě)） （I/O讀）(控制奇偶端口)等CPU引出線參與編址。2.32 譯碼電路的一般形式1. 固定式：接口地址不變,一般可采用門電路：AEN=0,非DMA操作,允許輸出有效片選信號(hào)AEN=1,DMA操作,禁止譯碼器譯碼。專用譯碼器：2. 可選式：接口適配器的端口地址能適應(yīng)不同場(chǎng)合而改變.解釋：A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 EQU1 1 1 1 1 1 1 x x x 3F8-3FF

9、1 0 1 1 1 1 1 x x x 2F8-2FF2.4 I/O的控制方式1. 程序控制方式 無(wú)條件傳送最簡(jiǎn)單I/O控制方式,一般用于CPU與低速I/O之間的信息交換,如開(kāi)關(guān),繼電器,LED發(fā)光,傳感器的緩慢信號(hào)等.輸入輸出只需選址與緩沖. 有條件傳送程序查詢方式.完成此種操作的接口,除數(shù)據(jù)緩沖,數(shù)據(jù)鎖存外,還應(yīng)具有外設(shè)狀態(tài)標(biāo)志位.CPU檢測(cè)狀態(tài)字狀態(tài)字,“就緒”則傳送數(shù)據(jù)“不就緒”則循環(huán)再測(cè)狀態(tài)字。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好或輸出數(shù)據(jù)以清空，則標(biāo)志位置位。*狀態(tài)寄存器也占有端口地址號(hào)上述操作效率很差。（以后章節(jié)詳細(xì)介紹）2 中斷控制方式I/O數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，主動(dòng)請(qǐng)求CPU，CPU暫時(shí)中止當(dāng)前的事物

10、，轉(zhuǎn)去執(zhí)行優(yōu)先的中斷服務(wù)程序。3 DMA存取方式中斷方式效率雖高，但實(shí)際上CPU要保護(hù)中斷，浪費(fèi)CPU時(shí)間。同時(shí)存取要經(jīng)過(guò)CPU。DMA存取方式中，接口向CPU發(fā)出請(qǐng)求，CPU讓出總線，DMA接口電路控制總線，比較適合于成批數(shù)據(jù)傳送。4 I/O處理機(jī)方式CPU 內(nèi)存 8089讀取完成I/O操作 通知數(shù)模轉(zhuǎn)換器接口DAC08323.1 接口DAC0832原理及內(nèi)電路接口DAC0832是倒T型電阻網(wǎng)路數(shù)模轉(zhuǎn)換器di=0 Si=0di=1 Si=1 開(kāi)關(guān)對(duì)電路皆相當(dāng)于接地所以，無(wú)論開(kāi)關(guān)置在S=0或S=1處，阻抗不變，流過(guò)2R與R的電流不變?？傋杩筊總=R，總電流IR=UR/R流入d3控制開(kāi)關(guān)的電流

11、I3=IR/2流入d2控制開(kāi)關(guān)的電流 I2=IR/22流入d1控制開(kāi)關(guān)的電流 I1=IR/23流入d0控制開(kāi)關(guān)的電流 I0=IR/24因?yàn)椋?UO= RFIO1若RF=R3.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1.分辨率 8位數(shù)一模轉(zhuǎn)換器的分辨率是指最小輸出電壓（對(duì)應(yīng)的輸人二進(jìn)制數(shù)為1）與最大輸出電壓（對(duì)應(yīng)的輸人二進(jìn)制數(shù)的所有位全為1）之比。2精度 轉(zhuǎn)換器的精度是指輸出模擬電壓的實(shí)際值與理想值之差，即最大靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差。滿刻度時(shí)，實(shí)際值-理論值。3線性度通常用非線性誤差的大小表示數(shù)一模轉(zhuǎn)換器的線性度。整個(gè)轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)：最大誤差/滿刻度。4輸出電壓（或電流）的建立時(shí)間 1uS 從輸人數(shù)字信號(hào)起，到輸出電壓或

12、電流到達(dá)穩(wěn)定值所需時(shí)間，稱為建立時(shí)間。3.3 DAC0832片腳功能說(shuō)明：ILE：允許輸入鎖存。：片選信號(hào)。它與ILE結(jié)合起來(lái)用以控制是否起作用：寫(xiě)信號(hào)1。在和ILE有效下，用它將數(shù)字輸入并鎖存于輸入寄存器中。；寫(xiě)信號(hào) 2。在有效下，用它將輸入寄存器中的數(shù)字傳送到8位 DA寄存器中。：傳送控制信號(hào)。用它來(lái)控制是否起作用。DI。DI7：8位數(shù)字輸入。DI。為最低位。IOUT1：D/A電流輸出1。它是邏輯電平為1的各位輸出電流之和。IOUT2：D/A電流輸出 2。它是邏輯電平為 0的各位輸出電流之和。Rfb：反饋電阻。該電阻被制做在芯片內(nèi)，用作運(yùn)算放大器的反饋電阻。VREF：基準(zhǔn)電壓輸入。不可以超

13、出士 10V范圍。 VCC：邏輯電壓。5V15V，最佳用十15V。AGND：模擬地。芯片模擬電路接地點(diǎn)。DGND：數(shù)字地。芯片數(shù)字電路接地點(diǎn)。3.4 DAC0832的模擬輸出1. 單極性工作電路 當(dāng)輸入數(shù)字為單極性數(shù)字時(shí)，電路接法如圖所示。2. 雙極性工作電路（圖36）3.5編程舉例用雙極性工作電路編程產(chǎn)生鋸齒波CODE SEGMENTASSUME CS，CODESTART：MOV CL,0 MOV DX,299HLLL： MOV AL,CL OUT DX,ALINC CL ;CL加1MOV AH,1 ；判斷是否有鍵按下INT 16H JE LLL ；若無(wú)就跳轉(zhuǎn)LLLMOV AH,4CH ；返

14、回DOSINT 21HCODE ENDS END START第三章 模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC08094.1 逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器1、 逐次逼近法逐次逼近稱物舉例用8g,4g,2g,1g砝碼稱13g物體。2逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作過(guò)程例如四位二進(jìn)制A/D 轉(zhuǎn)換器,參考電壓為8伏,對(duì)輸入5.52V電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程.DAC比較器1000寄存器5.52V1100101010114.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)1.分辨率 8位 以輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示分辨率，位數(shù)越多誤差越小，轉(zhuǎn)換精度越高。2相對(duì)精度 相對(duì)精度是指實(shí)際的各個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)偏離理想特性的誤差。3轉(zhuǎn)換速度 100uS它是指完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間。4.3

15、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)框圖ADC0809共有28個(gè)引腳，各引腳的功能如下：IN。一IN7 為八通道模擬量輸人端。A， B,C為8選1模擬量選擇器的地址選擇線輸入端。輸人的三個(gè)地址信號(hào)共有8種組合，以便選擇相應(yīng)的輸人模擬量.ALE 為地址鎖存信號(hào)輸人端，高電平有效。在該信號(hào)的上升沿將A，B，C三選擇線的狀態(tài)鎖存，8選1選擇器開(kāi)始工作。D0一D7 為8位數(shù)字量輸出端。EOUT 為輸出允許端，高電平有效。CLOC 為外部時(shí)鐘脈沖輸入端。START 為啟動(dòng)信號(hào)輸人端。在其下降沿使轉(zhuǎn)換工作開(kāi)始。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，高電平有效。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC從低電平轉(zhuǎn)為高電平。UDD 為電源端，電壓為

16、十5V。GND 接地端REF+，REF-為正負(fù)參考電壓輸入端。4.4模數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用1. 一次性A/D轉(zhuǎn)換的程序MOV DX,PORT ;INO-IN7的口地址 OUT DX,AL ;寫(xiě)入時(shí)IOW上升沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換延時(shí)IN AL,DX ;讀取結(jié)果放入AL中.例；數(shù)字示波器第五章 8255可編程并行輸入輸出接口5.1 8255A的框圖結(jié)構(gòu)與引腳5.1.1 8255A的框圖結(jié)構(gòu)CPU接口電路（CPU 總線）D0-D7 數(shù)據(jù)總線緩沖器(接口) 8255端口 數(shù)據(jù)總線緩沖器：F 特點(diǎn)： 8位，雙向，三態(tài)的緩沖器F 作用：寫(xiě)控制字，讀狀態(tài)信息，讀數(shù)據(jù)，皆通過(guò)此口傳送讀寫(xiě)控制邏輯特點(diǎn)：接收CPU信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)82

17、55的控制。F RESET：復(fù)位線，使8255復(fù)位。F A1，A0 ：地址線，片內(nèi)尋址F 片選8255。F 讀出寫(xiě)入8255A2 內(nèi)部控制邏輯控制寄存器：例如D7-D3 A組控制，控制A端口和C端口高四位D2-D0 B組控制，控制B端口和C端口低四位3輸入輸出接口電路端口A、B亦稱PA口PB口8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器端口C，亦稱PC口8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器A通道端口AB通道端口B端口C高五位端口C低三位5.1.2 8255A引腳說(shuō)明1.連接外設(shè)PA0-PA7 A口PB0-PB7 B口PC0-PC7 C 口2.連接CPU總線D0-D7雙向三態(tài)接至數(shù)據(jù)總線

18、。六根控制線（DB數(shù)據(jù)總線）CSWRRDA1A0端口DB1xxxx高阻111xx高阻01000A入CPU01001B01010C00100A00101B00110C00111控制寄存器5.2 8255A工作方式5.2.1 方式01.基本輸入輸出方式：特點(diǎn)：兩個(gè)8位端口，端口A，端口B。兩個(gè)四位端口，C高四位，C低四位。共四個(gè)I/O端口。由編程設(shè)定輸入或是輸出端口，但不能同時(shí)既是輸入，又是輸出。輸出鎖存，輸入不鎖存。無(wú)條件輸入輸出方式端口C僅能整體讀寫(xiě)。5.2.2 方式15.2.2.1. 特點(diǎn)1 中斷方式驅(qū)動(dòng)2 A通道端口AB通道端口BPC3-PC7PC0-PC23 輸入輸出皆鎖存5.2.2.2

19、 方式1輸入：1.通道A 控制字 D7-D0=10111/0xxxPC4=（strobe）端口A選通控制信號(hào)。外部輸入低電平（上升沿）有效PC5=IBFa （input buffer full）端口A輸入緩沖器滿指示信號(hào)，高電平有效。數(shù)據(jù)輸入A口未被CPU取走前，IBFa輸出高，指示外設(shè)不要在新入信號(hào)。PC3=INTRa (interrupt request) 中斷請(qǐng)求信號(hào)，通道A發(fā)出，高電平有效。通常接8259A的Iri(中斷輸入)端，或CPU的INTR 引腳，申請(qǐng)中斷。2 通道B 控制字1xxxx11xPC2=（strobe）端口B選通控制信號(hào)。PC1=IBFb （input buffer

20、 full）端口B輸入緩沖器滿指示信號(hào)PC0=INTRa (interrupt request)通道B中斷請(qǐng)求信號(hào)3.中斷的允許與禁止：INTE： ( Interrupt enable) 8255中斷允許寄存器通道A INTEa=1 ， A口可發(fā)中斷申請(qǐng) 通道B INTEb=1， B口可發(fā)中斷申請(qǐng)8255A工作于方式1輸入時(shí)，對(duì)PC4，PC2置位,復(fù)位操作，分別用來(lái)控制INTEa和INTEb的置1與置0。1 方式1輸入時(shí)序外數(shù)據(jù)=0鎖存8255數(shù)據(jù)口 下降沿0.3us IBF=1有效，禁止輸入新信號(hào) =0上升沿后0.3us,(若INTE=1，IBF=1) INTR=1，有效 CPU中斷，讀數(shù)

21、=0 上升沿后0.4us,IBF=0 下降沿后0.3us,INTR=05.2.2.3 方式1輸出1. 通道APC7= 端口A輸出緩沖器滿，低電平有效。輸出給外設(shè)，表明CPU已經(jīng)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入端口A輸出緩沖器。PC6= (acknowledge)端口A的響應(yīng)輸入信號(hào) ，外設(shè)收到信號(hào)后，發(fā)低電平回答8255。PC3=INTRa 向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)，要求CPU中斷，把數(shù)據(jù)寫(xiě)入輸出鎖存器。2. 通道BPC2= PC1= PC0= INTRb3. 中斷允許與禁止INTEa(INTEb) 由CPU向PC6（PC2）送置位，復(fù)位控制字，INTE=1，允許中斷。INTE=0，不允許中斷。4. 時(shí)序CPU中斷

22、后數(shù)據(jù)總線上升沿鎖存8255輸出口 上升沿，INTR申請(qǐng)撤銷 上升沿后0.5us 有效 通知外設(shè)，外設(shè)回應(yīng)=0下降沿0.35us 無(wú)效上升沿0.35us，INTR有效5.2.2.4 方式1輸入輸出的組合兩通道可任意工作在輸入或輸出方式，由控制寄存器決定。方式1下，端口C僅能讀，寫(xiě)入可采用置位/復(fù)位方法。5.2.2.5方式1的狀態(tài)字 5.2.3 方式2可采用查詢或中斷控制方式，雙向傳送數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。1. 基本功能僅A通道有方式2這種工作方式F 端口A（PA0-PA7），8位雙向端口。F 端口C（PC3-PC7），5根引腳起聯(lián)絡(luò)線作用。2. 端口C引腳的定義PC7= (output buffer f

23、ull)8255輸出低電平有效，輸出緩沖器滿PC6= 端口A響應(yīng)輸入信號(hào)，外設(shè)對(duì)響應(yīng)信號(hào)。PC5= 數(shù)據(jù)由外設(shè)輸入數(shù)據(jù)緩沖器，8255答=0.PC4=外設(shè)送入低電平給8255的請(qǐng)求輸入。PC3=INTRa 輸入輸出的中斷請(qǐng)求INTE 中斷允許置位，PC6置位，允許中斷請(qǐng)求復(fù)位，PC6復(fù)位，不允許中斷請(qǐng)求3. 時(shí)序解釋同方式1PC7= ,PC6=為輸出控制聯(lián)絡(luò)線。PC5=， PC4=為輸入控制聯(lián)絡(luò)線。4. 方式2的狀態(tài)字5.3 8255A編程控制字同一地址端口D7=1 寫(xiě)入方式控制字。D7=0對(duì)端口C按位置位控制字舉例16種傳輸方式1. 8255A復(fù)位置位控制字端口C被控位復(fù)位控制字置位控制字P

24、C000H01HPC102H03HPC204H05HPC306H07HPC408H09HPC50AH0BHPC60CH0DHPC70EH0FHACKaI8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)作用舉例F 定時(shí)作A/D轉(zhuǎn)換采集信號(hào)F 定時(shí)發(fā)送控制信號(hào)計(jì)數(shù)F 對(duì)零件產(chǎn)品計(jì)數(shù)F 統(tǒng)計(jì)車輛流量等F 測(cè)量轉(zhuǎn)速定時(shí)的本質(zhì)-計(jì)數(shù)：將若干小片時(shí)間累積起來(lái)，就獲得一定時(shí)間。以秒為單位計(jì)時(shí)，即60秒就是1分鐘，計(jì)滿60分鐘就是1小時(shí)。微機(jī)定時(shí)的方法軟件定時(shí)：CPU執(zhí)行指令，預(yù)先知道所編程執(zhí)行指令的周期，循環(huán)執(zhí)行指令以延時(shí)硬件定時(shí)：?jiǎn)畏€(wěn)電路，可編程通用定時(shí)器/計(jì)時(shí)器。例intel8253F 3個(gè)獨(dú)立16位計(jì)數(shù)通道F 每個(gè)通道可

25、任選6種工作方式之一種F 24腳雙列直插芯片6.1 框圖與引腳6.1.1 框圖1. 數(shù)據(jù)總線緩沖器8位，三態(tài)，雙向緩沖器，是CPU和8253交換數(shù)據(jù)的唯一通道。2. 讀寫(xiě)控制邏輯 高電平時(shí)禁止三態(tài)和讀寫(xiě)邏輯 控制數(shù)據(jù)的傳送方向。A0 A1 不同組合決定CPU訪問(wèn)的芯片內(nèi)部不同端口。3. 控制字寄存器A0A1=11時(shí)訪問(wèn)控制字寄存器，控制字D6D7決定寫(xiě)入那個(gè)通道寄存器，各個(gè)通道的控制寄存器的控制字，決定各通道工作方式等內(nèi)容。4. 通道0，1，2計(jì)數(shù)器三個(gè)通道計(jì)數(shù)器相同· 16位通道寄存器CR：接受初始計(jì)數(shù)值，開(kāi)始計(jì)數(shù)之前，由CPU用輸出指令預(yù)置入CR中。· 16位計(jì)數(shù)單元C

26、E：對(duì)CLK的輸入脈沖信號(hào)，從預(yù)置的初始值減1計(jì)數(shù)，當(dāng)初始值減為0時(shí)，由OUT輸出電平或脈沖，GATE引腳可控制輸入脈沖是否能輸入。· 輸出鎖存器OL，鎖存CE的內(nèi)容，CPU可隨時(shí)讀取OL中CE的當(dāng)前值，不影響計(jì)數(shù)器脈沖輸入和計(jì)數(shù)器的繼續(xù)計(jì)數(shù)。6.1.2 8253的引腳1.與CPU的連接線· D0-D7雙向三態(tài)接至數(shù)據(jù)總線。· A1，A0 ：地址線，片內(nèi)尋址· 片選8253。· 讀出寫(xiě)入82532.三個(gè)通道CLK，GATE，OUT 功能相同· CLK 引腳： 可 輸 入 周 期 或 隨 機(jī) 的 脈 沖 信 號(hào)· GATE引腳

27、 啟動(dòng)或禁止計(jì)數(shù)· OUT引腳 減1技術(shù)到零信號(hào)輸出端,輸出信號(hào)可以是方波,脈沖,電平等.6.2 8253初始化6.2.1 8253尋址控制寄存器寫(xiě)入,三個(gè)通道寄存器僅一個(gè)地址,據(jù)D6D7不同寫(xiě)入.=0,=1寫(xiě)入CR=1,=0讀出OL6.2.2 8253初始化設(shè)定1. 編程順序先寫(xiě)控制字，再寫(xiě)計(jì)數(shù)初值，8253工作。2. 8253控制字設(shè)定計(jì)數(shù)制標(biāo)志位D0=0,按二進(jìn)制計(jì)數(shù)，16位最大FFFF，216=65536。D0=1,按十進(jìn)制計(jì)數(shù)，4位最大1001=9，16位9999工作方式 D3D2D1計(jì)數(shù)值讀寫(xiě) 寫(xiě)CR，讀OL通道控制字D6D76.3 8253的讀寫(xiě)操作6.3.1 讀操作1

28、. 讀之前停止計(jì)數(shù)GATE低電平，或CLK無(wú)信號(hào)因?yàn)橄茸x低8位，后讀高8位，有一定時(shí)間間隔。若不停止計(jì)數(shù)，兩次讀入計(jì)數(shù)值不是同一個(gè)。使GATE低電平，或CLK無(wú)信號(hào)IN AL，40H 讀入計(jì)數(shù)器0的OL低8位36MOV BL，ALIN AL，40H 讀入計(jì)數(shù)器0的OL高8位MOV BH，AL2. 讀之前先鎖存控制寄存器D6D7選擇通道，D5D4=00時(shí)表示鎖存，所以，向控制寄存器寫(xiě)入00H，40H，80H表示鎖存通道0，1，2。（此時(shí)D3-D0無(wú)關(guān)全設(shè)為0）6.4 8253工作方式6.4.1 方式0 ：減1到0發(fā)中斷請(qǐng)求操作OUT （上升沿）控制字寫(xiě)入控制寄存器低（上升沿）向CR寫(xiě)計(jì)數(shù)初值低（

29、上升沿后CLK下降沿，CR值寫(xiě)入CE，隨后CLK下降沿，CE減1。低CE減1至0，（1至0下降沿）高重寫(xiě)控制字或CR低計(jì)數(shù)中重寫(xiě)CR，CR重新裝入CE再減1至0GATE=0期間，停止計(jì)數(shù)，GATE=1，從原計(jì)數(shù)值繼續(xù)計(jì)數(shù)減1至0。允許計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)結(jié)束計(jì)數(shù)結(jié)束停止計(jì)數(shù)WROut輸出低開(kāi)始計(jì)數(shù)6.4.2 方式1 可編程單脈沖輸出可編程單穩(wěn)態(tài)工作方式每個(gè)GATE的上升沿CR的內(nèi)容裝入CEOUT低電平CE減1計(jì)數(shù)到0OUT出高電平計(jì)數(shù)過(guò)程中，GATE上升沿重新開(kāi)始計(jì)數(shù)CPU可以重新寫(xiě)CR，但寫(xiě)入后上升沿方有效。啟動(dòng)計(jì)數(shù)重啟計(jì)數(shù)不停計(jì)數(shù)WROut輸出高開(kāi)始計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)結(jié)束6.4.3 方式2周期性時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器（

30、頻率發(fā)生器）操作OUT（上升沿）控制字寫(xiě)入控制寄存器高（上升沿）向CR寫(xiě)計(jì)數(shù)初值高（上升沿后CLK下降沿，CR值寫(xiě)入CE，隨后CLK下降沿，CE減1。高CE減1至1，（2至1下降沿,對(duì)應(yīng)CLK下降沿同時(shí)）低下一個(gè)CLK下降沿， CR值自動(dòng)重新寫(xiě)入CE,循環(huán)高GATE=0，停止計(jì)數(shù)。GATE上升沿重新啟動(dòng)計(jì)數(shù)。改變CR，下一次減計(jì)數(shù)有效。重啟計(jì)數(shù)WROut輸出高允許計(jì)數(shù)停止計(jì)數(shù)重啟計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù) 6.4.4 方式3 方波發(fā)生器重啟計(jì)數(shù)停止計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)重啟計(jì)數(shù)WROut輸出高類似方式2，但計(jì)數(shù)時(shí)間間隔內(nèi)，OUT引腳一半保持高電平，一半低電平。CR的數(shù)為偶，OUT輸出N/2脈沖為正，N/2脈沖

31、為負(fù)。CR的數(shù)為奇，OUT輸出（N+1）/2脈沖為正，（N-1）/2脈沖為負(fù)。6.4.5 方式4 軟件觸發(fā)選通（一次性）允許計(jì)數(shù)重啟計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)結(jié)束停止計(jì)數(shù)WROut輸出高開(kāi)始計(jì)數(shù)類似方式0，計(jì)數(shù)結(jié)束后，OUT輸出CLK同寬負(fù)脈沖。CR賦新數(shù)值，立即有效。GATE=1計(jì)數(shù)，GATE=0禁止。6.4.6 方式5 硬件觸發(fā)選通寫(xiě)入CR后，GATE正跳變后開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)束輸出與CLK等寬的OUT零脈沖。CR賦新值后不立即生效，GATE正跳變后生效。計(jì)數(shù)結(jié)束不停計(jì)數(shù)重啟計(jì)數(shù)開(kāi)始計(jì)數(shù)WROut輸出高第七章 串行通信接口1串行通信的特殊性 串行傳送與并行傳送比較，有如下幾個(gè)特殊問(wèn)題需要考慮。 1）串

32、行性 串行通信的信息是在1根線上，一位一位按位串行傳送，因此，只好把數(shù)據(jù)與控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)混在一起進(jìn)行傳送這就產(chǎn)生了在接收端的信息流中，如何區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)與控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)的問(wèn)題，也就是通信雙方如何進(jìn)行聯(lián)絡(luò)的問(wèn)題。其次，串行傳送方式與微機(jī)系統(tǒng)的并行處理方式不兼容，也就是通信線路上的串行數(shù)據(jù)不能直接出人微機(jī)系統(tǒng)。 （2）相關(guān)性 通信意味著必須是收發(fā)雙方共同來(lái)完成數(shù)據(jù)傳輸，通信雙方是相互依存和相互關(guān)聯(lián)的。不可能由發(fā)方和收方單方面決定通信事宜，而不管對(duì)方的情況如何，為此，制訂了相關(guān)的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程，來(lái)規(guī)范雙方在通信中的行為。要求雙方設(shè)置相同的傳輸速率、數(shù)據(jù)格式和錯(cuò)誤校驗(yàn)方式等，特別是要解決好數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?/p>

33、問(wèn)題。 （3）過(guò)程性 串行通信應(yīng)用較多的還是遠(yuǎn)距離傳輸，這會(huì)引起信號(hào)的衰減，并且信息傳輸過(guò)程中易受干擾，差錯(cuò)難以避免。為此，在串行通信中采用特殊的邏輯定義（包括邏輯關(guān)系為負(fù)邏輯，邏輯電平為高電壓）和檢糾錯(cuò)技術(shù)。遠(yuǎn)距離傳輸還涉及到專用的通信設(shè)施和信號(hào)載體 （雙絞線，光纜線等）。如果通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，還須添加專門的通信設(shè)備MODEM。 串行通信的這些特殊性，使對(duì)串行傳送的處理與對(duì)并行傳送的處理有很大的不同，我們要以這些不同的特點(diǎn)，作為出發(fā)點(diǎn)來(lái)學(xué)習(xí)和研究串行通信接口問(wèn)題。 2串行通信需要解決的問(wèn)題 在串行通信時(shí)，雙方需要協(xié)調(diào)和解決的實(shí)質(zhì)性問(wèn)題有如下幾個(gè)方面。 雙方約定： 數(shù)據(jù)傳輸速率比特率

34、。 數(shù)據(jù)格式幀格式。 檢錯(cuò)方法奇偶校驗(yàn)CRC 使用MODEM方式MODEM零MODEM。 采用的接口標(biāo)準(zhǔn)一一一一RS232CRS-485。 以便解決： 接收方怎樣知道數(shù)據(jù)傳送的開(kāi)始和結(jié)束。 接收方怎樣判斷所接收數(shù)據(jù)的正確性 如何進(jìn)行通信雙方的外部連接 如何進(jìn)行信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換與邏輯轉(zhuǎn)換 如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的并串轉(zhuǎn)換。 這些問(wèn)題是串行通信面臨的任務(wù)，也是串行通信接口設(shè)計(jì)的任務(wù)。實(shí)際上，串行接口設(shè)計(jì)正是圍繞這些問(wèn)題展開(kāi)的，并且從硬件和軟件兩方面來(lái)解決這些問(wèn)題。 4串行通信傳送方向（制式） 串行通信中，數(shù)據(jù)通常是在兩個(gè)站之間進(jìn)行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可分成3種基本的傳送方式（制式）：全雙工、半雙工和單工。單

35、工目前已很少使用。 （1）全雙工 全雙工是通信雙方同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收操作。為此，要設(shè)置兩根傳輸線，分別發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收分流。全雙工方式在通信過(guò)程中，無(wú)需進(jìn)行收發(fā)方向的切換，因此，沒(méi)有切換操作所產(chǎn)生的時(shí)間延遲，有利遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。 （3）半雙工 半雙工是通信雙方分時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收操作即雙方都可發(fā)可收，但不能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收。因?yàn)椋腚p工只設(shè)置1根傳輸線，用于發(fā)送時(shí)，就不能接收，用于接收時(shí)，就不能發(fā)送。所以，在通信過(guò)程中，需要進(jìn)行收發(fā)方向的切換，因此，會(huì)有延時(shí)產(chǎn)生。 （3）單工 通信雙方只能進(jìn)行一個(gè)方向的傳送，不能有雙向傳送此方式目前幾乎不用了。 5串行通信的調(diào)制與解

36、調(diào) （1）為什么串行通信的信號(hào)需要調(diào)制 如果讓數(shù)字信號(hào)直接在電話線上傳送，信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變和失真。而在電話線上傳送模擬信號(hào)，則失真較小。因此，在遠(yuǎn)距離通信時(shí)，發(fā)送方要用調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，從通信線上發(fā)送出去，而接收端也就要用解調(diào)器，把從通信線上接收下來(lái)的模擬信號(hào)，解調(diào)還原成數(shù)字信號(hào)（2）調(diào)制解調(diào)器 調(diào)制解調(diào)器（MODEM）是調(diào)制器（Modulatof）和解調(diào)器（Demodulator）合在一起的一種裝置，它具有把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，送到通信線路上去，又能把從通信線路上收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的功能。 （3）調(diào)制解調(diào)器的類型 調(diào)制解調(diào)器的類型比較多，有頻移鍵控、幅移鍵控和相

37、移鍵控幾種調(diào)制解調(diào)器。 （4）調(diào)制解調(diào)器的使用 但在近距離（15米）時(shí)，無(wú)需使用 MODEM，稱為零MODEM方式。 6串行通信中的差錯(cuò)控制 （1）誤碼率 所謂誤碼率，是指數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯(cuò)誤的位數(shù)與總傳輸位數(shù)之比。 （2）檢錯(cuò)糾錯(cuò)的檢驗(yàn)方法 實(shí)際應(yīng)用中，具體實(shí)現(xiàn)檢糾錯(cuò)的編碼方法很多，常用的有奇偶檢驗(yàn)、循環(huán)冗余碼檢驗(yàn)（CRC）、海明碼校驗(yàn)、交叉奇偶校驗(yàn)等。 （3）信息校驗(yàn)與信息傳輸效率 一般來(lái)說(shuō)，附加的冗余位越多，監(jiān)督作用和檢鍺糾錯(cuò)能力就越強(qiáng)，但有效信息位所占的比例相對(duì)減少，信息傳輸效率也就越低。 （4）錯(cuò)誤類型 奇偶校驗(yàn)錯(cuò) 是指收方接收到的數(shù)據(jù)中，l的個(gè)數(shù)與奇偶校驗(yàn)位不符，通常是由噪聲干擾而

38、引起的，發(fā)生這種錯(cuò)誤時(shí)收方可要求發(fā)方重發(fā)。 溢出錯(cuò) 是指收方?jīng)]來(lái)得及處理收到的數(shù)據(jù)，發(fā)方已經(jīng)發(fā)來(lái)下一個(gè)數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)丟失，通常是由收發(fā)雙方的速率不匹配而引起的。可以采用降低發(fā)方的發(fā)送速率或者在收方設(shè)置FIFO緩沖區(qū)的方法來(lái)減少這種錯(cuò)誤。 幀格式錯(cuò) 是指收方收到的數(shù)據(jù)與預(yù)先約定的格式不符，這種錯(cuò)誤大多是由于雙方數(shù)據(jù)格式約定不一致或干擾造成的，可通過(guò)核對(duì)雙方的數(shù)據(jù)格式減少錯(cuò)誤。 （5）錯(cuò)誤校驗(yàn)只在接收方進(jìn)行 7串行通信中的傳輸速率控制 1）要求雙方的傳輸速率嚴(yán)格一致 2）數(shù)據(jù)傳輸速率是衡量串行通信的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo) 顯然，傳輸速率越高，串行接口電路的性能就越好。在計(jì)算機(jī)通信中，傳輸速率也常稱為波特

39、率，單位是波特。 3）數(shù)據(jù)傳輸速率的控制 數(shù)據(jù)傳輸速率的控制是通過(guò)波特率時(shí)鐘發(fā)生器和設(shè)置波特率因子來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，波特率時(shí)鐘發(fā)生器的設(shè)計(jì)，應(yīng)能產(chǎn)生一系列標(biāo)準(zhǔn)的彼特率，供用戶選用。彼特率時(shí)鐘發(fā)生器的設(shè)計(jì)方式，有的包含在串行通信接口芯片中（如 8250），有的需要單獨(dú)設(shè)計(jì)（如 8251A芯片中不包含波特率時(shí)鐘發(fā)生器，而需要利用8253作為外加時(shí)鐘發(fā)生器）。 8波特率與發(fā)送/接收時(shí)鐘 （l）波特率 波特率（Band）是每秒傳送串行數(shù)據(jù)的位數(shù)。每秒傳送1位，就是1波特。每秒傳送1200位，就是1200波特。其單位是位秒（bS），也可寫(xiě)成 bPS。可見(jiàn)，波特率用來(lái)衡量串行數(shù)據(jù)傳輸速率很合適。雖然波特率可

40、以由通信雙方任意定義為每秒多少位，但在串行通信中，是采用標(biāo)準(zhǔn)的波特率系列。女 110，150，300 600，1200，2400，4800，9600bps等等。 （2）發(fā)送接收時(shí)鐘 發(fā)送接收時(shí)鐘（TXCRXC）是由波特率時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，其作用有二：一是執(zhí)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。發(fā)送接收時(shí)鐘的另一個(gè)作用是進(jìn)行位同步 （3）波特率因子 發(fā)送接收時(shí)鐘的頻率，一般都設(shè)置為波特率的整數(shù)倍，如 1，16，32，64倍并且，把這個(gè)波特率的倍數(shù)叫做波特率因子（factor），或波特率系數(shù)。 TxC=factor×Band 例如：某一串行接口電路的波特率為1200bps，波特因子為16，則發(fā)

41、送時(shí)鐘的頻率： TxC16 x 1200波特=19200Hz （4）波特率時(shí)鐘發(fā)生器 波特率時(shí)鐘是由專門的波特率時(shí)鐘發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生，由它產(chǎn)生串行通信所需的各種波特率的時(shí)鐘脈沖。有些可編程串行接口芯片內(nèi)部?jī)?nèi)嵌了波特率時(shí)鐘發(fā)生器（如 8250，16450，1650），有些則沒(méi)有（如 8251）采用不包含波特率時(shí)鐘發(fā)生器的接口芯片時(shí)，則應(yīng)由用戶自行設(shè)計(jì)波特率時(shí)鐘發(fā)生器。 （5）波特率時(shí)鐘脈沖的使用 在串行通信的收發(fā)過(guò)程中，為了保證通信的正確性，收發(fā)雙方應(yīng)該使用相同的波特率。但是，雙方所使用的發(fā)送時(shí)鐘脈沖和接收時(shí)鐘脈沖的頻率可以不同。這可以通過(guò)上式調(diào)整波特率因子，來(lái)確保雙方的波特率保持一致。 9串行通信

42、中的同步問(wèn)題 串行傳送的一個(gè)重要問(wèn)題就是接收端如何判斷數(shù)據(jù)何時(shí)開(kāi)始對(duì)同步方式傳送要判斷數(shù)據(jù)塊何時(shí)開(kāi)始，即所謂的塊同步問(wèn)題。對(duì)異步方式傳送要判斷數(shù)據(jù)字符何時(shí)開(kāi)始，即所謂的字符同步問(wèn)題。另外，還有串行數(shù)據(jù)流中，各數(shù)據(jù)位如何接收的問(wèn)題，即所謂的位同步。 為了解決接收端如何判斷數(shù)據(jù)的開(kāi)始問(wèn)題，對(duì)同步通信和異步通信采用不同的解決方案。對(duì)雙同步通信(BISYNC），接收器通過(guò)搜索12個(gè)特定的同步字符來(lái)判斷數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始。 對(duì)高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制同步通信（HDLC），接收器通過(guò)搜索特定字符（ollllllo）來(lái)判斷數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始。 對(duì)起止式異步通信，接收器通過(guò)檢測(cè)起始位來(lái)判斷數(shù)據(jù)字符的開(kāi)始。 對(duì)位同步，接收器通過(guò)時(shí)

43、鐘信號(hào)來(lái)接收每一位數(shù)據(jù)。 10串行通信中的數(shù)據(jù)格式 1）在串行傳輸中為什么要采用格式化數(shù)據(jù) 主要是為了解決同步問(wèn)題，也就是解決如何進(jìn)行雙方聯(lián)絡(luò)的問(wèn)題。 串行通信中，有兩種基本的通信方式，相應(yīng)地有兩種基本數(shù)據(jù)格式。 （2）起止式的異步通信數(shù)據(jù)格式 （3）面向字符式同步通信數(shù)據(jù)格式 （4）數(shù)據(jù)格式化的工作由誰(shuí)來(lái)做 數(shù)據(jù)格式化是通信雙方預(yù)先約定，通過(guò)各自的方式命令，由用戶或由系統(tǒng)的BIOS在初始化程序段中設(shè)置。一經(jīng)設(shè)定，就不能單方面修改。 11串行通信的基本方式 串行通信有異步通信和同步通信兩種方式。串行通信規(guī)程：為使通信能順序進(jìn)行，發(fā)送方和接收方要共同遵守一些基本通信規(guī)程。包括：收發(fā)雙方的同步方式

44、、傳輸控制步驟、差錯(cuò)檢驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤、通信報(bào)文的格式及控制字符等。串行通信規(guī)程分為異步通信規(guī)程和同步通信規(guī)程。 （1）異步通信方式 所謂異步通信是指字符與字符之間的傳送是異步的，而字符內(nèi)部位與位之間的傳送是同步的。通常異步通信規(guī)程傳送格式：大部分接收器采用比位時(shí)鐘頻率更高的時(shí)鐘來(lái)控制采樣頻率：接收器在每個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿采樣數(shù)據(jù)輸入線，若發(fā)現(xiàn)低電平，緊接著又連續(xù)采樣8次均為低電平，則認(rèn)定為起始位，以后每隔16個(gè)時(shí)鐘采樣一次數(shù)據(jù)。這樣及時(shí)發(fā)送接收時(shí)鐘不是很準(zhǔn)確，在7-12位這一段時(shí)間內(nèi)也不會(huì)出錯(cuò)。 （2）同步通信方式 所謂同步通信是指字符內(nèi)部位與位之間的傳送是同步的，并且，字符與

45、字符之間的傳送也是同步的。因?yàn)橥酵ㄐ攀且詳?shù)據(jù)塊（字符塊）為單位傳送的，每個(gè)數(shù)據(jù)塊經(jīng)過(guò)格式化之后，形成一幀數(shù)據(jù)，作為一個(gè)整體進(jìn)行發(fā)送與接收。同步通信規(guī)程分為面向比特和面向字符型通信規(guī)程兩大類。面向字符的同步通信數(shù)據(jù)格式 特點(diǎn)與格式 這種數(shù)據(jù)格式的典型代表是IBM公司的二進(jìn)制同步通信協(xié)議（BSC）。它的特點(diǎn)是一次傳送由若干個(gè)字符組成的數(shù)據(jù)塊，而不是只傳送一個(gè)字符，并規(guī)定了10個(gè)特殊字符作為這個(gè)數(shù)據(jù)塊的開(kāi)頭與結(jié)束標(biāo)志以及整個(gè)傳輸過(guò)程的控制信息，它們也叫做通信控制字。由于被傳送的數(shù)據(jù)塊是由字符組成，故被稱作面向字符的數(shù)據(jù)格式。一幀數(shù)據(jù)格式如圖所示。 SYNSYNSOH標(biāo)題STX數(shù)據(jù)塊ETB/ETXC

46、RC 面向字符同步通信數(shù)據(jù)的幀格式 特定字符（控制字符）的定義 由上圖可以看出，數(shù)據(jù)塊的前、后都加了幾個(gè)特定字符。是同步字符SYN（Synchronous Character），每一幀開(kāi)始處都有SYN，加一個(gè)SYN的稱單同步，加兩個(gè)SYN的稱雙同步。設(shè)置同步字符是起聯(lián)絡(luò)作用，傳送數(shù)據(jù)時(shí)，接收端不斷檢測(cè)，一旦出現(xiàn)同步字符，就知道是一幀開(kāi)始了。接著的 SOH是序始字符（Start Of Header），它表示標(biāo)題的開(kāi)始。標(biāo)題中包括源地址、目標(biāo)地址和路由指示等信息。STX是文始字符（Start Of Text），它標(biāo)志著傳送的正文（數(shù)據(jù)塊）開(kāi)始。數(shù)據(jù)塊就是被傳送的正文內(nèi)容，由多個(gè)字符組成。數(shù)據(jù)塊后面

47、是組終字符 ETB（End Of transmission Block）或文終字符 EXT（End of Text）。其中 ETB用在正文很長(zhǎng)，需要分成若干個(gè)分?jǐn)?shù)據(jù)塊，分別在不同幀中發(fā)送的場(chǎng)合，這時(shí)在每個(gè)分?jǐn)?shù)據(jù)塊后面用組終字符，而在最后一個(gè)分?jǐn)?shù)據(jù)塊后面用文終字符ETX。一幀的最后是校驗(yàn)碼，它對(duì)從SOH開(kāi)始直到ETX（或ETB）字段進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)方式可以是縱橫奇偶校驗(yàn)或CRC。在面向字符的數(shù)據(jù)格式中所采用的一些通信控制字（特定字符），其名稱及其代碼如表所示。通信控制字符 數(shù)據(jù)透明的實(shí)現(xiàn) 面向字符的同步通信的數(shù)據(jù)格式，不像異步起止式通信的數(shù)據(jù)格式那樣，需在每個(gè)字符前后附加起始和停止位，因此，傳輸效

48、率提高了。同時(shí)，由于采用了一些傳輸控制宇，增強(qiáng)了通信控制能力和校驗(yàn)功能。但也存在一些問(wèn)題，例如，如何區(qū)別數(shù)據(jù)字符代碼和特定的控制字符代碼的問(wèn)題，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)塊中完全有可能出現(xiàn)與特定字符代碼相同的數(shù)據(jù)字符，這就會(huì)發(fā)生誤解。比如正文中正好有個(gè)與文終字符見(jiàn)的代碼相同的數(shù)據(jù)字符，接收端就不會(huì)把它作數(shù)據(jù)字符處理，而誤認(rèn)為是正文結(jié)束因而產(chǎn)生差錯(cuò)。因此，協(xié)議應(yīng)具有將特定字符作為普通數(shù)據(jù)處理的能力，這種能力叫做“數(shù)據(jù)透明”。為此，協(xié)議中設(shè)置了轉(zhuǎn)義字符 DLE（Data link Escape）。當(dāng)把一個(gè)特定字符看成數(shù)據(jù)時(shí)，在它前面要加一個(gè)DLE，這樣接收器收到一個(gè)DLE就可預(yù)知下一個(gè)字符是數(shù)據(jù)字符，而不會(huì)把它當(dāng)

49、作控制字符來(lái)處理了。DLE本身也是特定字符，當(dāng)它出現(xiàn)在數(shù)據(jù)塊中時(shí)，也要在它前面再加上另一個(gè)DLE。這種方法叫字符填充。字符填充實(shí)現(xiàn)起來(lái)相當(dāng)麻煩，且依賴于字符的編碼。正是由于以上的缺點(diǎn)，又產(chǎn)生了面向比特的同步通信的數(shù)據(jù)格式。 面向比特的同步通信數(shù)據(jù)格式特點(diǎn)與格式 面向比特的協(xié)議中最有代表性的是IBM的同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程SDLC（Synchronous Data link Control），國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO（International Standards Organization）的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC（High level Data Link Control），美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（

50、American National Standards Institute）的先進(jìn)數(shù)據(jù)通信規(guī)程ADCCP（Advanced Data Communcation Control procedure）。這些協(xié)議的特點(diǎn)是所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據(jù)可以是任意位，而且它是靠約定的位組合模式，而不是靠特定字符來(lái)標(biāo)志幀的開(kāi)始和結(jié)束，故稱“面向比特”的協(xié)議。這種通信的數(shù)據(jù)幀格式如圖所示。 面向比特同步通信數(shù)據(jù)的幀格式幀信息的分段 由圖99可見(jiàn)，SDLCHDLC的一幀信息包括以下幾個(gè)場(chǎng)（Field），所有場(chǎng)都是從最低有效位開(kāi)始傳送。 （l）SDLCHDLC標(biāo)志字符 SDLCHDLC協(xié)議規(guī)定，所有信息傳輸必須以一個(gè)標(biāo)志字符開(kāi)始，且以同一個(gè)標(biāo)志字符結(jié)束。這個(gè)標(biāo)志字符是0llllll0，稱標(biāo)志場(chǎng)（F）。從開(kāi)始標(biāo)志到結(jié)束標(biāo)志之間構(gòu)成一個(gè)完整的信息單位，稱為一幀（Frame）。所有的信息是以幀的形式傳輸?shù)模鴺?biāo)志字符提供了每一幀的邊界。接收端可以通過(guò)搜索“0lllll10”來(lái)探知幀的開(kāi)頭和結(jié)束，以此建立幀同步。 （2）地址場(chǎng)和控制場(chǎng) 在標(biāo)志場(chǎng)之后，可以有一個(gè)地址場(chǎng)A（Address）和一個(gè)控制場(chǎng)C（Control）。地址場(chǎng)用來(lái)規(guī)定與之通信的