利用Intel8274多協(xié)議串行控制器實現(xiàn)基于SDLC協(xié)議的串行通訊

1、利用Intel8274多協(xié)議串行控制器實現(xiàn)基于SDLC協(xié)議的串行通訊利用Intel8274多協(xié)議串行控制器實現(xiàn)基于SDLC協(xié)議的串行通訊類別：通信網(wǎng)絡作者：北京理工大學 周 閏高梅國 來源：國外電子元器件 利用Intel8274多協(xié)議串行控制器實現(xiàn)基于 SDLC協(xié)議的串行通訊摘要：文章從軟、硬件設計的角度分別討論了利用Intel8274多協(xié)議串行控制器來實現(xiàn)基于同數(shù)據(jù)鏈路控制（SDLC）協(xié)議的串行通訊，介紹了多協(xié)議串行控制Intel8274的主要特點，給出了Intel 8274和TMS320F206在某雷達項目中實現(xiàn)了串行通訊的硬件電路設計和軟件程序。同時指出了使用Intel8274應注意的問

2、題。 關鍵詞：SDLCIntel 8274 串行通訊 TMS320F206 最早由IBM公司制定的面向比特型的數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程同步數(shù)據(jù)鏈路控制（SDLC）協(xié)議由于個有透明傳輸、可靠性高、傳輸效率高以及具有很大的靈活性等優(yōu)點，已被越來越廣泛地采用。但由于這種鏈路協(xié)儀功能比較完善，因此實現(xiàn)起來也相對要復雜一些。隨著近年來大規(guī)模集成電路與微處理機、DSP技術的迅速發(fā)展，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種實現(xiàn)這一規(guī)程的專用芯片，從而使得這種協(xié)議的實現(xiàn)發(fā)越來越簡單，其應用越來越普遍。Intel8274芯片就是其中比較典型的一種。它是由Intel公司生產(chǎn)的專門為異步、IBM雙同步和SDLC/HDLC協(xié)議的高速通訊線路與

3、Intel公司的微機機系統(tǒng)的連接而設計的多協(xié)議串行控制器（MPSC）。1 同步數(shù)據(jù)鏈路控制（SDLC）協(xié)議同步數(shù)據(jù)鏈路控制（SDLC：SynchronousData Link Control）是由IBM公司制定的一種鏈路通訊協(xié)議，現(xiàn)已成為系統(tǒng)網(wǎng)絡結構（SNA）的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，是目前可靠性和傳輸較高的最先進的傳輸控制協(xié)議之一。另一種相類似的通訊協(xié)議是高級數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）協(xié)議。由于SDLC的制定要早于HDLC，同時因為IBM公司也共同參與了HDLC的制定，所以HDLC實際上包含了SDLC，從而使SDLC協(xié)議成為HDLC協(xié)議的一個子集。在SDLC協(xié)議中，被傳輸?shù)囊唤M信息數(shù)據(jù)被稱為“幀”。

4、完整的一個幀包含標志字序列字段、數(shù)據(jù)站地址字段、數(shù)據(jù)站地址字段、控制字段、信息字段和幀校驗序列字段等。標志字序列利用特定的數(shù)據(jù)組合01111110表示，所有的幀必須以01111110開始，并且以01111110結束。在傳輸?shù)钠渌侄沃校瑸榱朔乐钩霈F(xiàn)01111110而使接收方錯誤的認為是幀結束，SDLC協(xié)議采用0插入方法，即當傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)中出現(xiàn)連續(xù)的5個1，就由發(fā)送方在這5個1之后插入一個0.接收方在接收數(shù)據(jù)的時候，如果發(fā)現(xiàn)有5個連續(xù)的1，就將其后的一個0刪去。另外SDLC協(xié)議還規(guī)定了幀的各個字段必須是以8比特為傳輸?shù)淖钚?。SDLC能夠被廣泛應用的另一個原因在于它可以進行嚴格的差錯控制，因為S

5、DLC采用了最為有效的循環(huán)冗余校驗碼（CRC16來）來進行差錯控制。2 Intel 8274多協(xié)議串行控制器1Intel 8274具有靈活的體系結構，其主要特點在于只使用很少的軟、硬件即可方便地實現(xiàn)多種不同的通訊協(xié)議，如異步、字節(jié)同步和位同步（HDLC/SLC）等等。Intel 8274的主要性能指標有：可進行異步和同步操作；具有兩個獨立的全雙工發(fā)送器和接收器；與8048/51/85/85/88CPU，8237/57 DMA控制器以及8089I/O處理機完成兼容；有4個獨立的DMA通道；波特率達0880k波特；異步操作：58位字符，奇、偶校驗或無校驗，1、1.5或2個停止位；可進行幀格式、越界

6、和奇偶性錯誤碼檢測；在字節(jié)同步時可使內(nèi)部或外部的字節(jié)同步，具有一或兩具同步字符，能自動產(chǎn)生和校驗循環(huán)冗余檢碼（CRC-16），并可與IBM公司的雙同步協(xié)議兼容；位同步時能產(chǎn)生和識別SDLC/HDLC標志，識別8位地址，自動插入和刪除零位，自動產(chǎn)生和校驗循環(huán)冗余校驗碼（CCITT）X.25標準兼容。當Intel 8274用于SDLC工作方式時，在初始化結束后，如果微處理機寫放發(fā)送啟動，則Intel8274處于發(fā)送狀態(tài)。此時Intel8274將自動發(fā)送SDLC同步標志01111110，直至微處理機給出發(fā)送信息字段。在發(fā)送過程中，Intel8274能夠自動檢測信息字段中是否含有連續(xù)的5個1，如果有，

7、則在每5個連續(xù)1的組成的序列之后自動插入一個0。當發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器和輸出移位寄存器均沒有可發(fā)送的數(shù)據(jù)位時，Intel8274就會自動發(fā)送兩個字節(jié)的CRC（循環(huán)冗余校驗碼），以終止該幀。當微處理機寫入接收啟動命令字后，Intel8274即處于接收狀態(tài)，此時，它可自動搜索SDLC標志字，以判斷幀的開始。Intel 8274與微處理機的系統(tǒng)接口的由8個緩沖器組成，表1是其讀寫操作方式。其中數(shù)據(jù)緩沖器由A1=0尋址，命令端口由A1=1尋址。命令、參數(shù)和狀態(tài)信息保存在Intel8274的22個寄存器中。每個通道有8個寫寄存器和3個讀寄存器。這些信息均可以通過命令端口進行讀寫。 表1 讀寫操作方式CSA1A

8、0讀操作寫操作000讀通道A數(shù)據(jù)寫通道A數(shù)據(jù)010讀通道A狀態(tài)寫通道A命令/參數(shù)001讀通道B數(shù)據(jù)寫通道B數(shù)據(jù)011讀通道B狀態(tài)寫通道B命令/參數(shù)1XX高阻抗高阻抗 Intel 8274在使用方式上同樣可以有多種靈活的配置方式，如查詢、等待、中斷和DMA等。3 串行通訊的硬件實現(xiàn)由于Intel 8274是專門為了與Intel公司的微型機系統(tǒng)相匹配而設計的，因此該芯片與一些Intel公司的CPU、DMA控制器等可以做到無縫連續(xù)。這里介紹的是通過TI公司的DSP芯片TMS320F206來對Intel8274進行控制所組成通訊系統(tǒng)。TMS320F206是TI公司新近推出的TMS320C2XX系列DS

9、P，該系列DSP具有非常高的性價比，相對TMS320C2X系列來說，它的指令集可兼容，而速度提高了24倍，且價格降低了一半，因而在簡單的控制和通訊領域有著非常廣泛的應用。圖1是一個由TMS320F206、Intel 8274組成的基于RS-485標準和SDLC協(xié)議的串行通訊接口系統(tǒng)的具體結構圖。該電路非常簡單。圖中由TMS320F206充當微處理機來對Intel8274進行控制，而Intel 8274只使用了其中的一個接收/發(fā)送通道，并且由于采用了中斷方式，因此，它們之間只有14根連接線（其中控制線4根，數(shù)據(jù)總線8根，地線總線2根）。4 串行通訊的軟件設計在以往的Intel 8274的應用中，

10、大部分都是工作在查詢模式。雖然查詢方式的程序設計簡單，但由于必須使用控制芯片（微處理器、DSP）來不斷地查詢寄存器中的狀態(tài)標志位，因而不能進行其它工作，這使得整個程序的效率很低。尤其是在實時性要求較強的場合下不太適用。因此，設計時需將Intel8274工作在中斷模式。在筆者的應用中，該串行通訊的流程首先是TMS320F206需要從另一個同步串行口接收數(shù)據(jù)，然后，相關部分對該數(shù)據(jù)進行處理程序通過Intel8274發(fā)送出去。因此Intel 8274只有在同步串行口接收到數(shù)據(jù)后才處于發(fā)送狀態(tài)，其它時候則處于接收狀態(tài)。TMS320F206串行通訊的相關軟件如下（未注明寄存器均指B通道寄存器）：Inte

11、l 8274初始化程序：splk #0004h,60h ；wr0：復位out 60h,0003hsplk #0020h,60h ；wr4:SDLC方式out 60h,0003hsplk #0046h,60h ;wr0:指示寄存器指向wr6out 60h,0003hsplk #0054h,60h ;wr6:接收匹配地址54hout 60h,0003hsplk #0097h,60h ;wr0:指示寄存器指向wr7out 60h,0003hsplk #007eh,60h ;wr7:同步標志7ehout 60h,0003hsplk #0002h,60h ;A通道wr0out 60h,0002hsplk

12、 #0020h,60h ;A通道wr2:中斷方式out 60h,0002hsplk #0031h,60h ;wr0:指示寄存器指向wr1out 60h,003hsplk #001ch,60h ;wr1:全部接收中斷方式，不啟動發(fā)送器out 60h,0003hsplk #0023h,60h ;wr0:指示寄存器指向wr3out 60h,0003hsplk #00cdh,60h ;wr3:8位接收，接收CRC、接收器啟動out 60h,003h ;地址匹配接收模式下面是切換Intel 8274至發(fā)送狀態(tài)的同步接收中斷服務程序中：rco485s:splk #000bh,60h ;485總線轉(zhuǎn)入發(fā)送狀

13、態(tài)out 60h,iosrsplk #0085h,60h ;wr0:指示寄存器指向wr5out 60h,0003hsplk #0069h,60h ;wr5:發(fā)送CRC、發(fā)送器啟動out 60h,0003hsplk #0001h,60h ;wr0：指示寄存器指向wr1out 60h,0003hsplk #001eh,60h ;wr1:發(fā)送中斷啟動out 60h,0003hlacl #0ah ;等待0ah周期循環(huán)，loop: sub #1h ;使發(fā)送足夠同步標志nopbcnd loop,GTlar ar3,6fhmar *,ar3 ;置ar3為當前輔助寄存器out *+,0001h ;發(fā)送第一個數(shù)

14、據(jù)到Intel8274Intel 8274發(fā)送/接收中斷服務程序：；Intel 8274接收r485: lar ar1,70hmar *,ar1 ;置ar1為當前輔助寄存器in *+,0001h ;從Intel 8274接收一個數(shù)據(jù)；Intel 8274發(fā)送s485：mar *,ar3 ;置ar3為當前輔助寄存器out *+,0001h ;發(fā)送一個數(shù)據(jù)到Intel 8274lacl #60h ;等待60h周期循環(huán)，loop1: sub #1h ;使能發(fā)送兩個字節(jié)CRCnop ；和至少一個同步標志5 應用Intel 8274的注意事項在圖1的硬件設計中，必須注意是Intel8274的TXCB管腳

15、（或TXCA管腳）。由于TXCB管腳在作為Intel8274的發(fā)磅器時鐘的同時又是一個輸入管腳，而作為485串行通訊數(shù)據(jù)總線上的發(fā)送器時鐘要求對于源端是輸出管腳，這樣，就必須從外部引入一個發(fā)送同步時鐘CLKT。這是使用Intel8274時在硬件上應注意的問題。在軟件設計中，第一個要注意的問題是Intel8274的16個寫寄存器的使用問題。在Intel 8274中，每個通道有8個寫寄存器和3個讀寄存器，但卻只有2根地址線。因此該芯片專門設計了一個內(nèi)部指示寄存器，以專門用于在存取8274命令/狀態(tài)時選擇讀/寫哪個命令或狀態(tài)寄存器。該指示寄存器位于WR0寄存器的D2D0位。上電復位后，指示寄存器的內(nèi)

16、容為0。因此第一次寫入命令寄存器的命令將寫入WR0，同時這個命令的低三位寫入指示寄存器，并標志著下次將讀/取的寄存器號。而指示寄存器的內(nèi)容在完成讀或?qū)懖僮髦缶捅粡臀?，因些在讀或?qū)懸粋€寄存器之前，都必須先向WR0（指示寄存器）寫入一條指令。在上面的程序中，尤其是初始化段，可以明顯地看到這一過程。第二個需要注意的問題是SDLC的同步標志字。SDLC協(xié)議規(guī)定，在幀起始和結束的時候，必須發(fā)送至少1個同步標志01111110。在一般的實際應用中，TMS320F206的時候會遠遠高于Intel8274的時候，因此，從同步串行口接收完數(shù)據(jù)，并將Intel8274切換至發(fā)送狀態(tài)起，到向Intel 8274發(fā)

17、送第一個數(shù)據(jù)之前，根本來不及讓Intel8274自動發(fā)送至少一個SDLC協(xié)議的步標志字。為解決這一問題，在實際編程過程中，設計得可有意在它們之間加入一個10個周期左右的循環(huán)（虛框內(nèi)的程序）。同樣，從Intel8174發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)之后到切換Intel 8274至接收狀態(tài)之間，設計也可有意加入一個循環(huán)（虛框內(nèi)的程序）。在這個循環(huán)中，Intel8274首先會自動插入兩個字節(jié)的CRC循環(huán)冗余校驗碼，然后才暗SDLC的同步標志字，因此這個循環(huán)的周期數(shù)要大于第一個循環(huán)的周期數(shù)。這兩個循環(huán)周期的具體參數(shù)與TM320F206和Intel8274所使用的時鐘有關，因此需要設計者在實際系統(tǒng)調(diào)試中加以確定。6 Intel 8274串行通訊系統(tǒng)的應用在筆者研制的某雷達項目中，要求其中一條通訊線路的信息交