第11章 可編程串行接口芯片8251A

1、1 主要教學內(nèi)容主要教學內(nèi)容l串行通信概念和基本技術串行通信概念和基本技術l8251A內(nèi)部結(jié)構及功能內(nèi)部結(jié)構及功能l8251A初始化及應用初始化及應用lRS-232-C簡介簡介l本章小結(jié)，思考及練習題解析本章小結(jié)，思考及練習題解析可編程串行接口芯片可編程串行接口芯片8251A8251A 第第11章章2 11.1 串行傳輸基本概念串行傳輸基本概念 11.1.1 串行通信概述串行通信概述（1）將數(shù)據(jù)一位一位順序傳送，只占用一）將數(shù)據(jù)一位一位順序傳送，只占用一條傳輸線。條傳輸線。（2）采用兩種方式）采用兩種方式l將將8位數(shù)據(jù)通道中的一位通過位數(shù)據(jù)通道中的一位通過軟件實現(xiàn)軟件實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳送；串行數(shù)據(jù)

2、傳送；l通過通過專用通信接口專用通信接口，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)傳送。串行數(shù)據(jù)傳送。 第第11章章3（3）數(shù)據(jù)傳送方式）數(shù)據(jù)傳送方式l串行通信通過一條信號線按順序進串行通信通過一條信號線按順序進行傳輸，發(fā)送信息和接收信息分時使行傳輸，發(fā)送信息和接收信息分時使用線路。用線路。l串行通信數(shù)據(jù)通常在兩個站間進行串行通信數(shù)據(jù)通常在兩個站間進行雙向傳送。雙向傳送。l分為分為單工、半雙工和全雙工單工、半雙工和全雙工傳送。傳送。 第第11章章4發(fā)送器接收器AB單工通信(a)發(fā)送器發(fā)送器AB半雙工通信接收器接收器(b)發(fā)送器接收器AB全雙工通信接收器發(fā)送器(c)圖圖 11-1 數(shù)據(jù)傳送方式

3、數(shù)據(jù)傳送方式 單工傳送：單工傳送：一方發(fā)送，另一方發(fā)送，另一方接收數(shù)據(jù)一方接收數(shù)據(jù)半雙工傳送：半雙工傳送：雙方都能接收雙方都能接收或發(fā)送，但不或發(fā)送，但不能同時接收和能同時接收和發(fā)送發(fā)送 全雙工傳送：全雙工傳送：有兩條通路，有兩條通路，發(fā)送信息和接發(fā)送信息和接收信息可同時收信息可同時進行進行5（4 4）數(shù)據(jù)傳輸率）數(shù)據(jù)傳輸率 每秒傳輸字符的位數(shù)。用每秒傳輸字符的位數(shù)。用波特率波特率表示：表示： 110、300、600、1200、l800、2400、4800、9600和和19200波特。波特。 若異步串行通信數(shù)據(jù)傳送速率若異步串行通信數(shù)據(jù)傳送速率960字符字符/秒，秒，每個字符包括一個起始位、每

4、個字符包括一個起始位、8個數(shù)據(jù)位和一個個數(shù)據(jù)位和一個停止位，波特率為：停止位，波特率為：109609600波特波特 時鐘頻率時鐘頻率n波特率波特率；n叫做波特率系數(shù)或叫做波特率系數(shù)或波特率因子，取值為波特率因子，取值為1、16、32或或64。6 （5）串行通信特點）串行通信特點l可節(jié)省傳輸線；可節(jié)省傳輸線；l傳輸速度較慢；傳輸速度較慢；l多用在批量數(shù)據(jù)、距離較長的場合。多用在批量數(shù)據(jù)、距離較長的場合。 （6）串行通信基本方式）串行通信基本方式l同步傳送同步傳送：發(fā)送方和接收方時鐘信號頻率：發(fā)送方和接收方時鐘信號頻率及相位始終保持一致。及相位始終保持一致。 l異步傳送異步傳送：通信中兩個字符間時

5、間間隔不：通信中兩個字符間時間間隔不固定，在一個字符內(nèi)各位時間間隔固定。固定，在一個字符內(nèi)各位時間間隔固定。 7 11.1.2 信號的調(diào)制和解調(diào)信號的調(diào)制和解調(diào)l 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器（Modem）是計算機在遠程）是計算機在遠程通訊中采用的輔助外部設備。通訊中采用的輔助外部設備。l 發(fā)送端發(fā)送端用調(diào)制器把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信用調(diào)制器把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。號。l 接收端接收端用解調(diào)器檢測從發(fā)送端送來的模擬用解調(diào)器檢測從發(fā)送端送來的模擬信號，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。信號，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。l 調(diào)制解調(diào)器在發(fā)送端相當于調(diào)制解調(diào)器在發(fā)送端相當于D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器，在接收端相當于在接收端相當于A/D轉(zhuǎn)換器

6、轉(zhuǎn)換器。 第第11章章811.2 串行接口芯片串行接口芯片8251A 11.2.1 8251A的基本性能的基本性能（1）工作在同步或異步通信方式下。）工作在同步或異步通信方式下。（2）同步方式時允許用單同步和雙同步）同步方式時允許用單同步和雙同步字符。數(shù)據(jù)位在字符。數(shù)據(jù)位在58位間進行選擇。位間進行選擇。第第11章章9（3）異步方式異步方式時數(shù)據(jù)位仍在時數(shù)據(jù)位仍在58位范圍內(nèi)位范圍內(nèi)選用，用選用，用1位作奇偶校驗位或不設奇偶位。位作奇偶校驗位或不設奇偶位。能自動為每個數(shù)據(jù)增加能自動為每個數(shù)據(jù)增加1位啟動位及位啟動位及1位、位、1.5位或位或2位停止位。位停止位。（4）有奇偶校驗、幀校驗和溢出校

7、驗）有奇偶校驗、幀校驗和溢出校驗3種種字符字符數(shù)據(jù)校驗方式數(shù)據(jù)校驗方式。（5）與）與MODEM直接相連，接收和發(fā)送數(shù)直接相連，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)可存放在各自緩沖器中。據(jù)可存放在各自緩沖器中。第第11章章1011.2.2 8251A基本結(jié)構基本結(jié)構數(shù)據(jù)總線讀/寫控制電路調(diào)制解調(diào)器發(fā)送緩沖器發(fā)送控制接收緩沖器接收控制。TxRDYTxDTxCTxEMPTYRxDRxRDYRxCSYNDET/BRKDET發(fā)送器接收器RTSCTSDTRDSRCSWRRDC/DCLKRESETDD70118251A引腳功能引腳功能123456789101112131428272625242322212019181716158

8、251AD0D1D2D3D4D5D6D7VCCRxDWRTxCGNDCSC/DRDRxRDYRxCDTRRTSDSRRESETCLKTxDTxEMPTYCTSSYNDETTxRDY圖圖11-6 8251A引腳排列圖引腳排列圖第第11章章12 11.2.3 8251A的編程控制的編程控制l8251A使用前須用程序?qū)ζ涔ぷ鳡顟B(tài)使用前須用程序?qū)ζ涔ぷ鳡顟B(tài)進行設定：進行設定：同步方式還是異步方式同步方式還是異步方式傳輸波特率傳輸波特率字符代碼位數(shù)字符代碼位數(shù)校驗方式校驗方式停止位位數(shù)等停止位位數(shù)等第第11章章13l8251A內(nèi)部內(nèi)部控制字寄存器控制字寄存器用用于于8251A的的方式控制方式控制和和命令

9、控制命令控制；l8251A內(nèi)部內(nèi)部狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器存放存放8251A狀態(tài)信息狀態(tài)信息。第第11章章14D7D6D5D4D3D2D1D0方式及波特率00: 同步*101: 異步*110: 異步*1611: 異步*64數(shù)據(jù)位數(shù)00: 501: 610: 711: 8校驗方式*0: 不校驗01: 奇校驗11: 偶校驗 00: 無效 01: 1位停止位 10: 1位半 11: 2位 *0: 內(nèi)同步 01: 雙同步字 11: 單同步字同步方式Y(jié)N圖圖11-8 8251A方式控制字的格式方式控制字的格式第第11章章15ENIRRTSSBRKRxEDTRTxENER進入搜索方式1:進行SYNC搜索內(nèi)部復

10、位1:8251A復位請求發(fā)送1:迫使RTS輸出0出錯復位1:復位錯誤標志發(fā)送允許1:允許 0:禁止數(shù)據(jù)終端準備好1:迫使DTR輸出0接收允許1:允許 0:禁止發(fā)送斷點字符1:迫使TxD為0D7D6D5D4D3D2D1D0圖圖11-9 8251A命令控制字的格式命令控制字的格式16DSR SYNDETFETxERxRDYTxRDYOED7D6D5D4D3D2D1D0PE同引腳定義奇偶錯溢出錯幀出錯圖圖11-10 8251A狀態(tài)字的格式狀態(tài)字的格式第第11章章1711.2.4 8251A的的初始化和編程應用初始化和編程應用 設 置 方 式 8 2 5 1 A 初 始 化 輸 出 方 式 指 令 異

11、 步 輸 出 第 一 個 同 步 字 符 單 同 步 字 符 ？ 輸 出 第 二 個 同 步 字 符 ？ 輸 出 命 令 指 令 有 復 位 命 令 ？ 傳 輸 數(shù) 據(jù) 完 成 ？ Y N N Y Y Y N N 第第11章章18【例例11.1】8251A控制口地址控制口地址301H，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)口地址口地址300H，按要求對，按要求對8251A初始化。初始化。（1）異步工作方式，波特率系數(shù)）異步工作方式，波特率系數(shù)64，偶校，偶校驗，總字符長度驗，總字符長度10（1位起始位，位起始位，8位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)，1位停止位）；位停止位）；（2）允許接收和發(fā)送，使錯誤位全部復位；）允許接收和發(fā)送，使錯誤位

12、全部復位；（3）查詢）查詢8251A狀態(tài)字，接收準備就緒時狀態(tài)字，接收準備就緒時從從8251A輸入數(shù)據(jù)，否則等待。輸入數(shù)據(jù)，否則等待。第第11章章19程序段如下：程序段如下： MOV DX,301H ;控制口地址控制口地址 MOV AL,01111111B ;方式控制字方式控制字7FH OUT DX,AL ;寫工作方式控制字寫工作方式控制字 MOV AL,00010101B ;命令控制字命令控制字15H OUT DX,AL ;寫操作命令控制字寫操作命令控制字LP:IN AL,DX ;讀狀態(tài)控制字讀狀態(tài)控制字 AND AL,02H ;檢查檢查RxRDY是否為是否為1 JZ LP ; RxRDY1

13、 接收未準備就緒，等待接收未準備就緒，等待 MOV DX,300H IN AL,DX ;否則輸入數(shù)據(jù)否則輸入數(shù)據(jù)208251A與與CPU及外設的連接：及外設的連接：218251A和和CPU的通信方式：的通信方式：可采用查詢方式和中斷方式?？刹捎貌樵兎绞胶椭袛喾绞?。（1）查詢方式：）查詢方式：發(fā)送數(shù)據(jù)的程序在初始發(fā)送數(shù)據(jù)的程序在初始化程序之后?；绦蛑??！纠?1.2】用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)。設要用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)。設要發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)在發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)在TABLE開始的數(shù)據(jù)區(qū)，開始的數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)放在BX中，數(shù)據(jù)端口地址中，數(shù)據(jù)端口地址04A0H，控制控制/狀態(tài)寄存器端口地址狀態(tài)寄存器端口地址

14、04A2H。22發(fā)送數(shù)據(jù)程序段：發(fā)送數(shù)據(jù)程序段：START:MOV DX,04A2H LEA SI,TABLEWAIT:IN AL,DX TEST AL,04AH ;檢查發(fā)送寄存器是否空檢查發(fā)送寄存器是否空 JZ WAIT ;若為空若為空,則繼續(xù)等待則繼續(xù)等待 PUSH DX MOV DX,04A0H LODSB OUT DX,AL ;否則發(fā)送一個字節(jié)否則發(fā)送一個字節(jié) POP DX DEC BX MOV DX,04A2H JNZ WAIT23【例例11.3】接收數(shù)據(jù)程序。設接收后數(shù)據(jù)送接收數(shù)據(jù)程序。設接收后數(shù)據(jù)送DATA開開始數(shù)據(jù)存儲區(qū)。始數(shù)據(jù)存儲區(qū)。8251A各寄存器地址安排同上。各寄存器地

15、址安排同上。RECV:MOV SI,OFFSET DATA MOV DX,04A2HWAIT:IN AL,DX ;讀入狀態(tài)寄存器讀入狀態(tài)寄存器 TEST AL,38H ;檢查是否有任何錯誤產(chǎn)生檢查是否有任何錯誤產(chǎn)生 JNZ ERROR ;有有,轉(zhuǎn)出錯處理轉(zhuǎn)出錯處理 TEST AL,01H ;否則檢查數(shù)據(jù)是否準備好否則檢查數(shù)據(jù)是否準備好 JZ WAIT ;未準備好未準備好,繼續(xù)等待檢測繼續(xù)等待檢測 MOV DX,04A0H IN AL,DX ;否則接收一個字節(jié)否則接收一個字節(jié) AND AL,7FH ;保留低保留低7位位 MOV SI,AL ;送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū) INC SI MOV DX,

16、04A2H JMP WAIT24（2）中斷方式：）中斷方式：用中斷方式可實現(xiàn)用中斷方式可實現(xiàn)8251A和和CPU串行通信。串行通信?！纠?1.4】系統(tǒng)以查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)，以中斷方式系統(tǒng)以查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)，以中斷方式接收數(shù)據(jù)。波特率系數(shù)接收數(shù)據(jù)。波特率系數(shù)16，1位停止位，位停止位，7位數(shù)位數(shù)據(jù)位，奇校驗。據(jù)位，奇校驗。程序段如下。程序段如下。 MOV DX,04A2H MOV AL,01011010B ;寫方式控制字寫方式控制字5AH OUT DX,AL MOV AL,14H ;寫操作命令控制字寫操作命令控制字 OUT DX,AL 完成對完成對8251A初始化后，接收端可進行其他工初始化后，

17、接收端可進行其他工作，接收到一個字符后自動執(zhí)行中斷服務程序。作，接收到一個字符后自動執(zhí)行中斷服務程序。25【例例11.5】中斷服務程序設計中斷服務程序設計RECIVE:PUSH AX PUSH BX PUSH DX PUSH DS MOV DX,04A2H IN AL,DX MOV AH,AL ;保存接收狀態(tài)保存接收狀態(tài) MOV DX,04A0H IN AL,DX ;讀入接收到的數(shù)據(jù)讀入接收到的數(shù)據(jù) AND AL,7FH TEST AH,38H ;檢查有無錯誤產(chǎn)生檢查有無錯誤產(chǎn)生 JZ SAVAD MOV AL,? ;出錯的數(shù)據(jù)用出錯的數(shù)據(jù)用?代替代替26SAVAD:MOV DX,SEG BU

18、FFER MOV DS,DX MOV BX,OFFSET BUFFER MOV BX,AL ;存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù) MOV AL,20H OUT 20H,AL ;將將EOI命令發(fā)給命令發(fā)給8259 POP DS POP DX POP BX POP AX STI IRET27 11.3 串行通信接口標準串行通信接口標準RS-232ClRS-232C是是EIA（電子工業(yè)協(xié)會）串口（電子工業(yè)協(xié)會）串口標準（標準（RS-推薦標準，推薦標準，232-標識號，標識號，C-修修改次數(shù)）。改次數(shù)）。l串口常用是連接鼠標和調(diào)制解調(diào)器，稱串口常用是連接鼠標和調(diào)制解調(diào)器，稱異步通信適配器接口異步通信適配器接口。第第11章章28 l串口插座分串口插座分9針或針或25針。串口賦予專針。串口賦予專門設備名門設備名COM1和和COM2。lRS-232C在遠距離通信中連接數(shù)據(jù)在遠距離通信中連接數(shù)據(jù)終端設備與數(shù)據(jù)通信設備。也可用于終端設備與數(shù)據(jù)通信設備。也可用于兩臺計算機或設備間近距離串行連接。兩臺計算機或設備間近距離串行連接。 第第11章章291.RS-232C引腳引腳 RS-232C接口有接口有9針、針、25針等規(guī)格。針等規(guī)格。 （a）25腳排列圖腳排