第8章可編程輸入輸出接口2014(新簡(jiǎn))

1、2014年10月第8章 可編程輸入/輸出接口 并行通信是以微機(jī)的字長(zhǎng)為傳輸單位；并行通信是以微機(jī)的字長(zhǎng)為傳輸單位；適合于外部設(shè)備與微機(jī)之間進(jìn)行近距離、適合于外部設(shè)備與微機(jī)之間進(jìn)行近距離、大量和快速的信息交換。大量和快速的信息交換。 實(shí)現(xiàn)并行通信的接口稱之為并實(shí)現(xiàn)并行通信的接口稱之為并行接口。行接口。 概概 述述8.1 8.1 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片8255A8255A并行輸入并行輸入/ /輸出端口輸出端口A A、B B、C: C: 8255A8255A芯片具有芯片具有2424個(gè)可編程輸入個(gè)可編程輸入輸出引腳，分成輸出引腳，分成3 3個(gè)個(gè)8 8位端口。位端口。 8.1.1 8255

2、A8.1.1 8255A的基本功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)1 1、8255A8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號(hào) (1) 8255A(1) 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)A組控制部件 數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制部件B組控制部件 RESETA0 A1 A組 端口A8位 A組 A組 端口C(高4位) B組 端口C(低4位) 8位 B組 端口BPA7PA0 PC7PC4 PC3PC0 PB7PB0 雙向 D7D0 CSWRRD數(shù)據(jù)總線緩沖器、數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀寫控制部件、讀寫控制部件、A A組和組和B B組控制部件、端口組控制部件、端口A A、B B、C C。 內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部數(shù)據(jù)引腳

3、鎖存控制鎖存器緩沖器DCDCDCQQQ選通緩沖器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部數(shù)據(jù)引腳選通內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部數(shù)據(jù)引腳鎖存控制DCQDCQDCQ讀數(shù)據(jù)鎖存器緩沖器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部數(shù)據(jù)引腳鎖存控制DCQDCQDCQ鎖存器A A組組A口：PA0PA7 C口的高4位:PC4PC7 B B組組 B口：PB0PB7 C口的低4位：PC0PC3 CS：片選信號(hào)，接片選信號(hào)，接CPUCPU高位地址的譯碼輸出高位地址的譯碼輸出WRWR：寫信號(hào)，寫信號(hào)，WRWR有效，有效，CPUCPU向向8255A8255A寫入的控制寫入的控制或數(shù)據(jù)信息?；驍?shù)據(jù)信息。RD：讀信號(hào)讀信號(hào),RD,RD有效有效,CPU,CPU讀讀8255A8255A

4、的數(shù)據(jù)或狀態(tài)的數(shù)據(jù)或狀態(tài)RESETRESET：復(fù)位信號(hào)。：復(fù)位信號(hào)。RESETRESET有效時(shí)，有效時(shí)，清清 8255A 8255A 所有控制寄存器內(nèi)容所有控制寄存器內(nèi)容, ,并并將各端口置成將各端口置成輸入方式輸入方式。2. 8255A2. 8255A的引腳的引腳8255A8255A采采用用4040線雙列線雙列直 插 封 裝 ，直 插 封 裝 ，引 腳 圖 如 圖引 腳 圖 如 圖所示。所示。圖8.2 8255A引腳定義4 3 2 1 403718 34.27D7 D0 A0 A1 RESETVCC GND986535368255APPI數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 控制線控制線 電源線電源線 通道通道

5、A通道通道B通道通道CCPU接口外設(shè)接口.PA7 PA0 .PB7 PB0 .PC7 PC0 25141516 171312 11 10 WRRDCS* PA7PA0：A端口數(shù)據(jù)信號(hào)引腳* PB7PB0：B端口數(shù)據(jù)信號(hào)引腳* PC7PC0：C端口數(shù)據(jù)信號(hào)引腳* D7D0： 8255A的8位數(shù)據(jù)線* A1A0： 端口選擇信號(hào)表表8.1 8255A8.1 8255A的讀寫操作控制的讀寫操作控制 1. 1. 控制字控制字控制字和各位的含義如圖所示。8.1.2 8255A8.1.2 8255A的控制字及其工作方式的控制字及其工作方式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0B組端口C(PC3PC0

6、)1=輸入， 0=輸出端口B1=輸入，0=輸出方式選擇0方式0， 1=方式1 A組端口C(PC7PC4)1=輸入， 0=輸出端口A1=輸入，0=輸出方式選擇00端口A方式0， 01=端口A方式1，1=端口A方式2 方式設(shè)置標(biāo)志1=有效 圖圖8.3 8255A8.3 8255A工作方式控制字格式工作方式控制字格式(2) (2) 端口端口C C的置位的置位/ /復(fù)位控制字復(fù)位控制字控制字的格式如圖所示?？刂谱值母袷饺鐖D所示。圖圖8.4 8255A8.4 8255A置位置位/ /復(fù)位控制字格式復(fù)位控制字格式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0位的置位位的置位/ /復(fù)位復(fù)位1=1=置位，置位

7、，0=0=復(fù)位復(fù)位位位 選選 擇擇D3 D2 D1 通道通道C C位位 按位置位按位置位/ /復(fù)位控制復(fù)位控制標(biāo)志標(biāo)志0=0=有效有效 0 0 0 PC0 0 0 1 PC1 0 1 0 PC2 0 1 1 PC3 1 0 0 PC4 1 0 1 PC5 1 1 0 PC6 1 1 1 PC7 不使用不使用設(shè)置為設(shè)置為000000關(guān)于控制字要說(shuō)明幾點(diǎn)：關(guān)于控制字要說(shuō)明幾點(diǎn)：（1 1） 方式方式0 0 基本輸入基本輸入/ /輸出方式輸出方式2. 2. 工作方式工作方式圖圖8.5 8255A8.5 8255A工作方式工作方式0 0控制字格式控制字格式工作方式工作方式0簡(jiǎn)單輸入/輸出查詢方式；A，B

8、，C三個(gè)端口均可。 三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器地址譯碼器地址譯碼器& &數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)自外設(shè)來(lái)自外設(shè)8 88 8IO/IO/ MRDRD數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線 鎖存器鎖存器到外設(shè)到外設(shè)8 88 8IO/IO/MWRWR地址譯碼器地址譯碼器數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線& &CECE (2) (2) 工作方式工作方式1 1選通式輸入選通式輸入/ /輸出方式輸出方式 方式方式1 1選通輸入選通輸入方式1操作使端口A或端口B作為鎖存輸入設(shè)備工作。端口C也可按方式1操作使用但不是對(duì)數(shù)據(jù)，而是對(duì)控制信號(hào)，或當(dāng)端口A或端口B為選通輸入端口時(shí)的握手信號(hào)。下圖示出下圖示出82

9、55A8255A方式方式1 1選通輸入時(shí)的內(nèi)部選通輸入時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)圖。IBF：輸入緩沖器滿信號(hào)，STB#下降沿8255向外設(shè)輸出IBF信號(hào)，表示輸入緩沖器滿，高電平有效。STB：選通信號(hào)。外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)發(fā)送STB#，低電平有效。INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。STB#上升沿使INTR從無(wú)效到有效，請(qǐng)求CPU讀數(shù)據(jù)。CPU接到INTR,讀數(shù)據(jù)發(fā)送RD#，RD#下降沿變INTR有效為無(wú)效，表示已經(jīng)得到響應(yīng)，RD#上升沿使IBF滿變?yōu)椴粷M，表示數(shù)據(jù)已經(jīng)讀走。INTE：中斷允許信號(hào)，它是通過(guò)端口PC4(端口A)或PC2(端口B)的位來(lái)編程的內(nèi)部位。時(shí)序：外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)發(fā)送STB#STB#下

10、降沿使IBF不滿到滿STB#上升沿使INTR從無(wú)效到有效CPU接到INTR,讀數(shù)據(jù)發(fā)送RD#RD#下降沿變INTR有效為無(wú)效RD#上升沿使IBF滿變?yōu)椴粷M 1 0 1 1A A口方式口方式1 1輸入控制字輸入控制字PA7PA7PA0PA0PC4PC4PC5PC5PC3PC3INTEAINTEAPC4PC4與門與門IBFAIBFASTBASTBAINTRAINTRARDRDD7D7D0D0A口方式口方式1輸入時(shí)輸入時(shí)相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)11 1B B口方式口方式1 1輸入控制字輸入控制字B口方式口方式1輸入時(shí)輸入時(shí)相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)PB7PB7PB0PB0PC2PC2PC1PC

11、1PC0PC0INTEBINTEBPC2PC2與門與門RDRDD7D7D0D0IBFBIBFBSTBBSTBBINTRBINTRB 方式方式1 1選通輸出選通輸出當(dāng)端口當(dāng)端口A A或端口或端口B B為方式為方式1 1輸出時(shí)，各指輸出時(shí)，各指定定PCPC的的3 3條線作為條線作為8255A8255A與外設(shè)及與外設(shè)及CPUCPU之間應(yīng)之間應(yīng)答信號(hào)。下圖為方式答信號(hào)。下圖為方式1 1選通輸出操作的內(nèi)部選通輸出操作的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)圖。 圖圖8.9 8.9 方式方式1 1輸出控制字格式輸出控制字格式 OBF：輸出緩沖器滿信號(hào)。當(dāng)CPU向8255寫入數(shù)據(jù)后，8255向外設(shè)輸出的信號(hào)，表示讓外設(shè)來(lái)讀數(shù)據(jù)。

12、低電平有效。ACK： 外設(shè)應(yīng)答信號(hào)。該信號(hào)的下降沿使OBF置高，表示輸出緩沖器空，低電平有效.當(dāng)外設(shè)讀取數(shù)據(jù)以后，由外設(shè)輸入給8255，表示數(shù)據(jù)已經(jīng)收到INTE：中斷允許信號(hào)。在中斷允許情況下，ACK的上升沿使INTR有效，請(qǐng)求寫入下一個(gè)數(shù)據(jù)。INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)。寫信號(hào)的下降沿使INTR引腳無(wú)效，表示CPU正在響應(yīng)中斷，高電平有效。方式輸出時(shí)序：WR#上升沿使OBF#有效，表示輸出緩沖器已滿，通知外設(shè)讀取數(shù)據(jù)WR#使中斷請(qǐng)求INTR變低，封鎖中斷請(qǐng)求當(dāng)外設(shè)讀取數(shù)據(jù)后，ACK#下降沿表示數(shù)據(jù)已收到，將OBF#置高，使OBF#無(wú)效，表示輸出緩沖器變空。在INTE=1中斷允許情況下，ACK#上升

13、沿使INTR變高，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，寫入下一個(gè)數(shù)據(jù)。工作方式工作方式1選通輸入/輸出中斷方式；A ，B，兩個(gè)端口均可。 11 0B口方式口方式1輸出控制字輸出控制字PB7PB7PB0PB0PC2PC2PC1PC1PC0PC0INTEBINTEBPC2PC2與門與門WRWRD7D7D0D0OBFBOBFBACKBACKBINTRBINTRB1 0 1 0A口方式口方式1輸出控制字輸出控制字PA7PA7PA0PA0PC6PC6PC7PC7PC3PC3INTEAINTEAPC6PC6與門與門OBFAOBFAACKAACKAINTRAINTRAWRWRD7D7D0D0(3) (3) 工作方式工作方式2 2

14、雙向選通輸入雙向選通輸入/ /輸出方式輸出方式方式2只允許A組采用，此時(shí)端口A變?yōu)殡p向，允許數(shù)據(jù)在同一組8條線上發(fā)送和接收。下圖示出方式下圖示出方式2 2操作內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。操作內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。工作方式工作方式2雙向輸入/輸出中斷方式。只有A端口才有。 PA7PA7PA0PA0PC6PC6PC7PC7ACKAACKAOBFAOBFAD7D7D0D0RDRDWRWRPC4PC4PC5PC5STBASTBAIBFAIBFAINTEA1INTEA1PC4PC4INTEA2INTEA2PC6PC6與與門門PC3PC3INTRAINTRA或門或門與與門門圖8.10 端口A方式2控制字 OBFA：輸出緩沖器滿信號(hào)

15、，向外設(shè)輸出，低電平有效。ACKA：應(yīng)答信號(hào)，由外設(shè)輸入，低電平有效。STBA： 數(shù)據(jù)選通輸入信號(hào)。由外設(shè)輸 入，低電平有效。IBFA：輸入緩沖器滿信號(hào)，向外設(shè)輸出，高電平有效。INTE：中斷允許信號(hào) (INTE1和INTE2)。高電平有效。INTRA：中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。 8.2 8255A的應(yīng)用實(shí)例的應(yīng)用實(shí)例8.2.1 8255A8.2.1 8255A與打印機(jī)接口與打印機(jī)接口1 1、用方式、用方式1 1與打印機(jī)接口與打印機(jī)接口 用方式用方式1 1與打印機(jī)接口與打印機(jī)接口圖圖8.16 8.16 方式方式1 1的打印機(jī)接口的打印機(jī)接口 LED七段顯示器及其接口七段顯示器及其接口 在常用的

16、七段顯示器內(nèi)，各個(gè)在常用的七段顯示器內(nèi)，各個(gè)LED可按共陽(yáng)極或共陰極連可按共陽(yáng)極或共陰極連接。它們應(yīng)分別用不同的段碼，經(jīng)不同的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。接。它們應(yīng)分別用不同的段碼，經(jīng)不同的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。 dpdpnnccbbaa+5Vbagdpdpgb+5Va共陰極 共陽(yáng)極 共陰極 共陽(yáng)極（a）七段LED原理圖 圖（b）“米”字LED原理圖 圖圖 典型典型LED器件原理圖器件原理圖 LED顯示器原理及接口技術(shù)顯示器原理及接口技術(shù)圖圖 LED在系統(tǒng)中的連接在系統(tǒng)中的連接 AB鎖存/驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器DBPC總線譯碼電路8088CPU系統(tǒng) 關(guān) 顯 示位 碼 循 環(huán) 移 位 并 輸 出YN段 碼 表 指 針 加

17、18位 顯 示 完 了 嗎 ？延 時(shí)輸 出 段 選 碼輸 出 位 選 碼 ， 選 第 0位取 段 碼 表 首 址圖圖 軟件流程圖軟件流程圖 思考題思考題一、單項(xiàng)選擇題一、單項(xiàng)選擇題1.8255A1.8255A的的PAPA口工作在方式口工作在方式2 2，PBPB口工作在方式口工作在方式1 1時(shí)時(shí)，其，其PCPC端口端口( )( )。 A.A.用作兩個(gè)用作兩個(gè)4 4位位I/OI/O端口端口 B.B.部分引腳作聯(lián)絡(luò)，部分引腳作部分引腳作聯(lián)絡(luò)，部分引腳作I/OI/O C. C.全部引腳均作聯(lián)絡(luò)信號(hào)全部引腳均作聯(lián)絡(luò)信號(hào) D.D.作作8 8位位I/OI/O端口，引腳都為端口，引腳都為I/OI/O線線 分析

18、：分析：8255A8255A的的PAPA口工作于方式口工作于方式2 2，指定，指定PCPC口的口的PC3PC3PC7PC7為聯(lián)絡(luò)信號(hào)線，若為聯(lián)絡(luò)信號(hào)線，若PBPB口同時(shí)工作于方式口同時(shí)工作于方式1 1，指，指定定PC0PC0PC2PC2為聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。因此，為聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。因此，PCPC端口全部用于端口全部用于PAPA口與口與PBPB口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。答：答：C C 2.2.如果如果8255A8255A的的PAPA口工作于方式口工作于方式2,PB2,PB口可工作于哪種工作方式口可工作于哪種工作方式( )( )。A.A.方式方式O B.O B.方式方式1 C.1 C.方式方式2 2 D.D

19、.方式方式0 0或方式或方式1 1 分析分析: :如第如第1 1題所分析的，題所分析的，PAPA口工作于方口工作于方式式2 2后，后，PCPC口的口的PC0PC0PC2PC2可用作可用作PBPB口方口方式式1 1的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，同時(shí)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，同時(shí)PBPB口也可工作于口也可工作于方式方式0 0的無(wú)條件傳送。的無(wú)條件傳送。答答:D:D3.3.當(dāng)當(dāng)8255A8255A的的PAPA口工作在方式口工作在方式1 1的輸入的輸入時(shí)，對(duì)時(shí)，對(duì)PC4PC4置位，其作用是置位，其作用是( )( )。A.A.啟動(dòng)輸入啟動(dòng)輸入 B.B.開放輸入中斷開放輸入中斷C.C.允許輸入允許輸入 D.D.停止輸入停止輸入 分析分析

20、:8255A:8255A的的PAPA口工作在方式口工作在方式1 1時(shí)時(shí),PC4=1,PC4=1用來(lái)設(shè)置輸入時(shí)的用來(lái)設(shè)置輸入時(shí)的“開中斷開中斷”。答答:B.:B.4.4.在甲乙兩臺(tái)微機(jī)之間進(jìn)行傳送在甲乙兩臺(tái)微機(jī)之間進(jìn)行傳送1K1K字字節(jié)數(shù)據(jù)。甲機(jī)發(fā)送，乙機(jī)接收。甲機(jī)節(jié)數(shù)據(jù)。甲機(jī)發(fā)送，乙機(jī)接收。甲機(jī)的的82558255采用方式采用方式1 1，乙機(jī)的，乙機(jī)的82558255采用采用方式方式0.0.兩機(jī)的兩機(jī)的CPUCPU與接口之間采用查與接口之間采用查詢方式交換數(shù)據(jù)。詢方式交換數(shù)據(jù)。分析：甲機(jī)分析：甲機(jī)PAPA口方式口方式1 1，輸出，輸出，PC7PC7和和PC6PC6作為作為OBFOBF和和ACK

21、ACK。乙機(jī)。乙機(jī)PAPA口方式口方式0 0，輸入，選擇輸入，選擇PC4PC4和和PC0PC0作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)，作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)，PC4PC4輸入輸入PC0PC0輸出輸出甲機(jī)發(fā)送程序甲機(jī)發(fā)送程序MOV DX,303H;8255命令口命令口MOV AL,10100000B；端口；端口A方式方式1，輸出，輸出OUT DX,AL;輸出方式字輸出方式字MOV AL,0DH；置發(fā)送中斷允許；置發(fā)送中斷允許INTEA=1OUT DX,AL ；PC6=1MOV AX,030H；發(fā)送數(shù)據(jù)的首地址；發(fā)送數(shù)據(jù)的首地址MOV ES,AXMOV BX,00HMOV CX,3FFH；發(fā)送字節(jié)數(shù)；發(fā)送字節(jié)數(shù)MOV DX,300H

22、；數(shù)據(jù)口地址；數(shù)據(jù)口地址MOV AL,ES:BX；取第一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)；取第一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)OUT DX,AL；寫第一個(gè)數(shù)，產(chǎn)生第一個(gè)；寫第一個(gè)數(shù)，產(chǎn)生第一個(gè)OBF信號(hào)信號(hào) INC BX；指向下一個(gè)數(shù)；指向下一個(gè)數(shù) DEC CX；字節(jié)數(shù)；字節(jié)數(shù)-1 L:MOV DX,302H；8255狀態(tài)口狀態(tài)口 IN AL,DX；輸入狀態(tài)；輸入狀態(tài) AND AL,08H；檢查有無(wú)；檢查有無(wú)INTRA，也可以檢查發(fā)送緩沖，也可以檢查發(fā)送緩沖器滿器滿OBF位位PC7的狀態(tài)的狀態(tài) JZ L；若無(wú)中斷請(qǐng)求則等待；若無(wú)中斷請(qǐng)求則等待 MOV DX,300H；置數(shù)據(jù)口地址；置數(shù)據(jù)口地址 MOV AL,ES:EBX；取數(shù)據(jù)；取數(shù)

23、據(jù) OUT DX,AL；輸出；輸出 INC BX DEC CX JNZ L；未發(fā)送完，循環(huán)；未發(fā)送完，循環(huán) MOV AX,4C00H INT 21H；發(fā)送完，返回；發(fā)送完，返回DOS乙機(jī)接收程序乙機(jī)接收程序MOV DX,303H;8255命令口命令口MOV AL,10011000B；端口；端口A方式方式0，輸入，輸入OUT DX,AL;輸出方式字輸出方式字MOV AL,00000001B;PC0置置1控制字控制字OUT DX,AL;輸出使輸出使ACK=1MOV AX,040H；接收數(shù)據(jù)的首地址；接收數(shù)據(jù)的首地址MOV ES,AXMOV BX,00HMOV CX,3FFH；發(fā)送字節(jié)數(shù)；發(fā)送字節(jié)數(shù)

24、L1;MOV DX,302H；PC口地址口地址IN AL,DX;查甲機(jī)的查甲機(jī)的OBF=0？（？（PC4=0？）？）AND AL,10H;JNZ L1;無(wú)數(shù)據(jù)，等待無(wú)數(shù)據(jù)，等待 MOV DX,300H;8255數(shù)據(jù)口地址數(shù)據(jù)口地址 IN AL,DX;輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù) MOV ES:BX，AL；存入內(nèi)存；存入內(nèi)存 MOV DX,303H; MOV AL,00000000B；pc0=0 OUT DX,AL;產(chǎn)生產(chǎn)生ACK信號(hào)信號(hào) NOP NOP MOV AL,00000001B；pc0=1 OUT DX,AL;ACK變高變高 INC BX；指向下一個(gè)數(shù)；指向下一個(gè)數(shù) DEC CX；字節(jié)數(shù)；字節(jié)數(shù)-

25、1 JNZ L1；未接收完，循環(huán)；未接收完，循環(huán) MOV AX,4C00H INT 21H；接收完，返回；接收完，返回DOS 通信：計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間、計(jì)算機(jī)之通信：計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間、計(jì)算機(jī)之間的信息交換。間的信息交換。通信的基本方式通信的基本方式并行通信并行通信串行通信串行通信異步通信異步通信同步通信同步通信8.3.1 8.3.1 串行通信的連接方式串行通信的連接方式圖圖8.17 8.17 串行通信的串行通信的3 3種連接方式種連接方式發(fā)送器發(fā)送器A發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器B數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線AB

26、數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線AB8.3.2 8.3.2 信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) MODEMMODEM是由調(diào)制器和解調(diào)器合在一起形成的一是由調(diào)制器和解調(diào)器合在一起形成的一個(gè)裝置，以用作雙向通信。個(gè)裝置，以用作雙向通信。MODEMMODEM的類型一般可分的類型一般可分為幅移鍵控（為幅移鍵控（ASKASK）、頻移鍵控（）、頻移鍵控（FSKFSK）和相移鍵）和相移鍵控（控（PSKPSK）等。當(dāng)通信波特率小于）等。當(dāng)通信波特率小于300bit/s300bit/s時(shí)，常時(shí)，常采用采用FSKFSK調(diào)制方式調(diào)制方式。 把數(shù)字信號(hào)把數(shù)字信號(hào)1與與0調(diào)制成不同頻調(diào)制成不同頻率的模擬信號(hào)，頻率較高的模擬信號(hào)為

27、率的模擬信號(hào)，頻率較高的模擬信號(hào)為1。8.3.3 8.3.3 同步與異步通信方式同步與異步通信方式1. 1. 異步通信方式（異步通信方式（ASYNCASYNC）第第n+1個(gè)字符個(gè)字符第第n個(gè)字符個(gè)字符空閑位空閑位起始位起始位停止位停止位7位數(shù)據(jù)位位數(shù)據(jù)位空閑位空閑位起始位起始位01 1 110D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 圖圖8.18 8.18 異步通信字符格式異步通信字符格式 （1 1）起始位：）起始位：一位，邏輯一位，邏輯0 0，表示字符的開始；，表示字符的開始； 通信時(shí)以收發(fā)一個(gè)字符為獨(dú)立的通信單位，通信時(shí)以收發(fā)一個(gè)字符為獨(dú)立的通信單位，每個(gè)字符由每個(gè)字符由4 4個(gè)部分組成：

28、個(gè)部分組成： （2 2）數(shù)據(jù)位：可以是）數(shù)據(jù)位：可以是5 58 8位邏輯位邏輯0/0/邏輯邏輯1 1，與雙方，與雙方約定的編碼形式有關(guān)，如：約定的編碼形式有關(guān)，如：ASCIIASCII碼（碼（7 7位），擴(kuò)展位），擴(kuò)展的的BCDBCD碼（碼（8 8位）等，起始位之后緊跟著的是數(shù)據(jù)的位）等，起始位之后緊跟著的是數(shù)據(jù)的最低位最低位D D0 0。 （3 3）奇）奇/ /偶校驗(yàn)位：一位邏輯偶校驗(yàn)位：一位邏輯0/0/邏輯邏輯1 1。 （4 4）停止位：）停止位：1 1位或位或1.51.5位或位或2 2位邏輯位邏輯1 1，表示字符，表示字符的結(jié)束的結(jié)束 。 2. 2. 同步通信方式（同步通信方式（SYNC

29、SYNC） 在異步通信中，每個(gè)字符都要用起始位和停止位在異步通信中，每個(gè)字符都要用起始位和停止位來(lái)使通信雙方同步，這些附加的額外信息，使得異步來(lái)使通信雙方同步，這些附加的額外信息，使得異步通信的傳輸效率不高。在需傳輸大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合，為通信的傳輸效率不高。在需傳輸大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合，為提高傳輸效率和速度，常去掉這些附加位，即采用同提高傳輸效率和速度，常去掉這些附加位，即采用同步通信步通信SYNCSYNC（Synchronous data CommunicationSynchronous data Communication） 同步字符同步字符數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊CRC1 CRC2 同步字符同步字符2數(shù)據(jù)塊數(shù)

30、據(jù)塊CRC1 CRC2 同步字符同步字符1a.a.單同步格式單同步格式b.b.雙同步格式雙同步格式 為了防止因收、發(fā)雙方的時(shí)鐘頻率的偏差的積累效應(yīng)而為了防止因收、發(fā)雙方的時(shí)鐘頻率的偏差的積累效應(yīng)而產(chǎn)生錯(cuò)位，從而導(dǎo)致通信出錯(cuò)，同步通信要求接收和發(fā)送產(chǎn)生錯(cuò)位，從而導(dǎo)致通信出錯(cuò)，同步通信要求接收和發(fā)送的時(shí)鐘完全同步，不能有誤差。實(shí)際應(yīng)用中，同步傳送常的時(shí)鐘完全同步，不能有誤差。實(shí)際應(yīng)用中，同步傳送常在收、發(fā)雙方間使用同一時(shí)鐘，故硬件電路比較復(fù)雜。在收、發(fā)雙方間使用同一時(shí)鐘，故硬件電路比較復(fù)雜。 對(duì)每個(gè)字符的檢錯(cuò)一般可用奇校驗(yàn)，數(shù)據(jù)塊的末尾用對(duì)每個(gè)字符的檢錯(cuò)一般可用奇校驗(yàn)，數(shù)據(jù)塊的末尾用CRC（循環(huán)冗

31、余碼）對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行校驗(yàn)。（循環(huán)冗余碼）對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行校驗(yàn)。收、發(fā)雙方以一個(gè)或兩個(gè)預(yù)先約定的同步字符作為數(shù)據(jù)收、發(fā)雙方以一個(gè)或兩個(gè)預(yù)先約定的同步字符作為數(shù)據(jù)塊傳送的開始，數(shù)據(jù)塊由幾十到幾千，甚至更多字節(jié)組成。塊傳送的開始，數(shù)據(jù)塊由幾十到幾千，甚至更多字節(jié)組成。 8.3.4 8.3.4 波特率與收波特率與收/ /發(fā)時(shí)鐘發(fā)時(shí)鐘1. 1. 波特率波特率 計(jì)算機(jī)串行通信中常用波特率（計(jì)算機(jī)串行通信中常用波特率（Baud rateBaud rate）來(lái)）來(lái)表示數(shù)據(jù)傳輸率，波特率的單位是表示數(shù)據(jù)傳輸率，波特率的單位是bit/sbit/s，即每秒所，即每秒所傳送的二進(jìn)制位數(shù)。常用的標(biāo)準(zhǔn)值有傳送的二進(jìn)制位

32、數(shù)。常用的標(biāo)準(zhǔn)值有110110，300300，600600，12001200，24002400，48004800，96009600，1920019200波特等。波特等。 某異步通信中每秒傳送某異步通信中每秒傳送960個(gè)字符，而每個(gè)字符個(gè)字符，而每個(gè)字符由由10位（位（1個(gè)起始位、個(gè)起始位、7個(gè)數(shù)據(jù)位、個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)奇校驗(yàn)位、個(gè)奇校驗(yàn)位、1個(gè) 停 止 位 ） 組 成 ， 則 傳 送 的 波 特 率 為 ：個(gè) 停 止 位 ） 組 成 ， 則 傳 送 的 波 特 率 為 ：fd=10960bit/s=9600bit/s 傳送一位的時(shí)間傳送一位的時(shí)間Td=1/9600=0.104ms 例如例如: 2.

33、2.接收接收/ /發(fā)送時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘 異步通信中，大多數(shù)串行端口發(fā)送和接收的異步通信中，大多數(shù)串行端口發(fā)送和接收的波特率均可分別設(shè)置，由發(fā)送器和接收器各用一波特率均可分別設(shè)置，由發(fā)送器和接收器各用一個(gè)時(shí)鐘來(lái)確定，分別稱為發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘。個(gè)時(shí)鐘來(lái)確定，分別稱為發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘。為了有利于收發(fā)雙方同步，以及提高抗干擾的能為了有利于收發(fā)雙方同步，以及提高抗干擾的能力，這兩個(gè)時(shí)鐘頻率力，這兩個(gè)時(shí)鐘頻率f fc c一般不等于波特率一般不等于波特率f fd d，兩者，兩者之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為： 其中，其中，k k稱為波特率系數(shù)，其取值可為稱為波特率系數(shù)，其取值可為1616或或6464。 入入出出

34、QQQQCP11001001如：有如：有1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)35H=0 0 1 10 1 01發(fā)送脈沖發(fā)送脈沖利用下降沿利用下降沿利用上升沿利用上升沿接收脈沖接收脈沖思考題思考題：異步通信中，如何實(shí)現(xiàn)同步的：異步通信中，如何實(shí)現(xiàn)同步的？啟動(dòng)檢測(cè)啟動(dòng)位12345678910 11 12 13 14 15 16RXC16TCRXDTC確認(rèn)啟動(dòng)位12345678910采樣數(shù)據(jù)三中取二三中取二目的目的： 抑制干擾；抑制干擾； 提高信號(hào)的傳輸可靠性，因?yàn)椴蓸有盘?hào)總是提高信號(hào)的傳輸可靠性，因?yàn)椴蓸有盘?hào)總是在每個(gè)接收位的中間位置，不僅可以避開信號(hào)兩端的邊沿失真，也在每個(gè)接收位的中間位置，不僅可以避開信號(hào)兩端的邊沿失真

35、，也可防止接收時(shí)鐘頻率和發(fā)送時(shí)鐘頻率不完全同步引起的接收錯(cuò)誤可防止接收時(shí)鐘頻率和發(fā)送時(shí)鐘頻率不完全同步引起的接收錯(cuò)誤 一個(gè)完整的串行通信系統(tǒng)除了對(duì)上一節(jié)所介一個(gè)完整的串行通信系統(tǒng)除了對(duì)上一節(jié)所介紹的通信規(guī)程有所規(guī)定外，還必然會(huì)涉及到在電紹的通信規(guī)程有所規(guī)定外，還必然會(huì)涉及到在電氣連接上的接口標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)化的通用總線結(jié)氣連接上的接口標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)化的通用總線結(jié)構(gòu)能使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化、模塊化，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)軟、構(gòu)能使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化、模塊化，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)的工作，因此被普遍采用。本節(jié)介紹目硬件設(shè)計(jì)的工作，因此被普遍采用。本節(jié)介紹目前常用的有代表性的一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)。前常用的有代表性的一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)

36、。 8.4.1 8.4.1 RS-232CRS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn) RS-232CRS-232C是串行異步通信中應(yīng)用最廣的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，是串行異步通信中應(yīng)用最廣的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，19691969年由美國(guó)年由美國(guó)EIAEIA（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）頒發(fā)，其中（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）頒發(fā)，其中RSRS是是Recommended StandardRecommended Standard的編寫，的編寫，232232是標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)號(hào)。是標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)號(hào)。RS-RS-232C232C的前身是的前身是RS-232ARS-232A和和RS-232BRS-232B，這前兩種接口標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在，這前兩種接口標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在已很少使用。已很少使用

37、。RS-232CRS-232C主要用于使用模擬信道傳輸數(shù)字信主要用于使用模擬信道傳輸數(shù)字信號(hào)的場(chǎng)合，推出這種標(biāo)準(zhǔn)的最初目的是在數(shù)據(jù)終端設(shè)備號(hào)的場(chǎng)合，推出這種標(biāo)準(zhǔn)的最初目的是在數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTEDTE（Data Terminal EquipmentData Terminal Equipment）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCEDCE（Data Communication EquipmentData Communication Equipment）之間建立接口標(biāo)準(zhǔn)。）之間建立接口標(biāo)準(zhǔn)。 RS-232C的典型應(yīng)用如圖8.16所示。 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)串串行行接接口口UARTUART調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)器器

38、ModemModemDTEDCE控制控制發(fā)送發(fā)送接收接收調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)器器ModemModem串串行行接接口口UARTUART計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)控制控制接收接收發(fā)送發(fā)送 DTEDCERS-232CRS-232C電話線電話線圖圖8.19 RS-232C8.19 RS-232C的典型應(yīng)用的典型應(yīng)用 1.1.機(jī)械特性機(jī)械特性 TXD（Transmitted Data）：發(fā)送數(shù)據(jù)，）：發(fā)送數(shù)據(jù)，DTE通過(guò)通過(guò)TXD將串行數(shù)據(jù)發(fā)將串行數(shù)據(jù)發(fā) 送到送到Modem。 RXD（Received Data）：接收數(shù)據(jù)，）：接收數(shù)據(jù)，DTE通通過(guò)過(guò)RXD接收從接收從Modem來(lái)的來(lái)的 串行數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)。 RTS（R

39、equest to Send）：用來(lái)表示）：用來(lái)表示DTE請(qǐng)求請(qǐng)求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)。 CTS（Clear to Send）：用來(lái)表示）：用來(lái)表示DCE已準(zhǔn)備好，已準(zhǔn)備好，可以為可以為DTE發(fā)送數(shù)據(jù)，此信號(hào)是對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)，此信號(hào)是對(duì)RTS的響應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)。信號(hào)。 RTS/CTS是一對(duì)握手聯(lián)絡(luò)信號(hào)，用于采用是一對(duì)握手聯(lián)絡(luò)信號(hào)，用于采用Modem的的半雙工系統(tǒng)中作發(fā)送半雙工系統(tǒng)中作發(fā)送/接收方式之間的切換。接收方式之間的切換。 DSR(Data communication equipment Set Ready)：表示：表示Modem已準(zhǔn)備就緒已準(zhǔn)備就緒 DTR（Data Terminal R

40、eady）：）：DTE用來(lái)通知用來(lái)通知Modem，已準(zhǔn)備就緒，可，已準(zhǔn)備就緒，可以接收數(shù)據(jù)。以接收數(shù)據(jù)。 DCD（Data Carrier Detection）：用來(lái)表示）：用來(lái)表示Modem正在接收來(lái)自對(duì)方正在接收來(lái)自對(duì)方Modem的載波信號(hào)，的載波信號(hào)，通知通知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。 RI（Ringing Indicator）：通知）：通知DTE、Modem已收已收到電話交換機(jī)送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)，使用公用到電話交換機(jī)送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)，使用公用電話線時(shí)要用此信號(hào)。電話線時(shí)要用此信號(hào)。 (1) (1) 遠(yuǎn)距離時(shí)的連接遠(yuǎn)距離時(shí)的連接計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)串串行行接接口口UARTUART調(diào)制調(diào)

41、制解調(diào)解調(diào)器器ModemModemTXDRXD調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)器器ModemModem串串行行接接口口UARTUART計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 電話線電話線圖圖8.20 8.20 采用采用ModemModem時(shí)時(shí)RS-232CRS-232C信號(hào)線的使用信號(hào)線的使用 RTSCTSDSRDTRDCDRIGNDTXDRTSCTSDSRDTRDCDRIGNDRXD(2) (2) 近距離時(shí)的連接近距離時(shí)的連接 GNDRXD TXDTXD RXD計(jì)計(jì) 2 算算 3 機(jī)機(jī) 7 UART3 計(jì)計(jì) 2 算算 7 機(jī)機(jī) UARTCTSDSRDTRDCDRTSGNDDSRDTRDCDCTSRTSTXD RXDRXD TXD 2

42、 計(jì)計(jì) 3 4 算算 5 8 機(jī)機(jī) 20 6 7 3 2 計(jì)計(jì) 4 5 算算 8 20 機(jī)機(jī) 6 7 圖圖8.21 8.21 無(wú)無(wú)ModemModem方式的最簡(jiǎn)單連接方式的最簡(jiǎn)單連接 圖圖8.22 TTLRS-232C8.22 TTLRS-232C的電平轉(zhuǎn)換電路的電平轉(zhuǎn)換電路圖圖8.23 RS-232C TTL8.23 RS-232C TTL的電平轉(zhuǎn)換電路的電平轉(zhuǎn)換電路圖圖8.24 8.24 利用利用MC1488/MC1489MC1488/MC1489的的TTLRS-232CTTLRS-232C電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換 RS-232C連連接接器器 8.5.1. 8251A8.5.1. 8251A的特點(diǎn)

43、和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu) Intel 8251A是可編程的串行通信接口芯片， 它的主要特點(diǎn)如下： 可用于串行異步通信，也可用于串行同步通信。 對(duì)于異步通信，可設(shè)定停止位為1位、 1位半或2位， 數(shù)據(jù)位可在5-8位之間選擇。 對(duì)于同步通信，可設(shè)為單同步、雙同步或者外同步， 同步字符可由用戶自己設(shè)定。 異步通信的時(shí)鐘頻率可設(shè)為波特率的1倍、16倍或64倍。 可以設(shè)定奇偶校驗(yàn)的方式，也可以不校驗(yàn)。校驗(yàn)可以設(shè)定奇偶校驗(yàn)的方式，也可以不校驗(yàn)。校驗(yàn)位的插入、檢出及檢錯(cuò)都由芯片本身完成。位的插入、檢出及檢錯(cuò)都由芯片本身完成。 在異步通信時(shí)，波特率的可選范圍為在異步通信時(shí)，波特率的可選范圍為0 019.21

44、9.2千千波特；波特； 在同步通信時(shí)，波特率的可選范圍為在同步通信時(shí)，波特率的可選范圍為0 06464千波特。千波特。 提供與外部設(shè)備特別是調(diào)制解調(diào)器的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，提供與外部設(shè)備特別是調(diào)制解調(diào)器的聯(lián)絡(luò)信號(hào)， 便于直接和通信線路相連接。便于直接和通信線路相連接。 接收、接收、 發(fā)送數(shù)據(jù)分別有各自的緩沖器，發(fā)送數(shù)據(jù)分別有各自的緩沖器， 可以進(jìn)可以進(jìn)行全雙工通信。行全雙工通信。 圖圖8 -228 -22給出了給出了8251A8251A的結(jié)構(gòu)框圖。它共由五個(gè)部件的結(jié)構(gòu)框圖。它共由五個(gè)部件構(gòu)成，構(gòu)成， 對(duì)外有對(duì)外有2828條引腳。條引腳。8251A8251A各組成模塊的功能及有關(guān)引腳如下：各組成模塊的功能

45、及有關(guān)引腳如下： 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線緩沖器緩沖器讀讀/寫寫控制邏輯電路控制邏輯電路調(diào)制調(diào)制/解調(diào)解調(diào)控制電路控制電路接收控制電路接收控制電路串并串并轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換發(fā)送發(fā)送緩沖器緩沖器緩沖器緩沖器并串并串轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換發(fā)送控制電路發(fā)送控制電路RESETCLKC/DC/DRDWRCSDSRDTRCTSRTSD7-D0內(nèi)內(nèi)部部總總線線TXDRXDTXEMPTYTXCRXRDYRXCSYNDETTXRDY發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器圖圖 8.25 8251A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖接收接收單向移位寄存器單向移位寄存器Q0 Q1 Q2 Q3Di D0 D1 D2 D31D C11D C11D C11D C1Q0 Q1

46、Q2 Q3FF0 FF1 FF2 FF3CP移位時(shí)鐘脈沖右移輸出右移輸入Q0 Q1 Q2 Q3并行輸出4位右移移位寄存器CPCPCPCPCP3210nnniQDQDQDDD2312010、nnnnnninQQQQQQDQ21311201110、時(shí)鐘方程：驅(qū)動(dòng)方程：狀態(tài)方程：Q0 Q1 Q2 Q3Di D0 D1 D2 D31D C11D C11D C11D C1Q0 Q1 Q2 Q3FF0 FF1 FF2 FF3CP移位時(shí)鐘脈沖右移輸出右移輸入Q0 Q1 Q2 Q3輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)Di CPnnnnQQQQ3210 13121110 nnnnQQQQ說(shuō)明1 1110 0 0 01 0 0 01 1

47、 0 01 1 1 01 0 0 01 1 0 01 1 1 01 1 1 1連續(xù)輸入4個(gè) 1奇偶錯(cuò)溢出錯(cuò)幀格式錯(cuò)RxDRxCTxDTxC控制控制電路電路RESETWERDCSINTPEOEFEDB7 DB0Transmit Buf EmptyReceive Data ReadyRDRTBE(1) I(1) IO O緩沖器緩沖器。這是三態(tài)雙向的緩沖器，引腳這是三態(tài)雙向的緩沖器，引腳D D0 0D D7 7是是8251A8251A和和CPUCPU接口的三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，用于向接口的三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，用于向CPUCPU傳遞命令、傳遞命令、數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。 與與CPUCPU互相交換的

48、數(shù)據(jù)和控制字互相交換的數(shù)據(jù)和控制字就存放在這個(gè)區(qū)域，共有三個(gè)緩沖器。就存放在這個(gè)區(qū)域，共有三個(gè)緩沖器。 接收緩沖器：串行口收到的數(shù)據(jù)變成并行字接收緩沖器：串行口收到的數(shù)據(jù)變成并行字符后，存放在這里，以供符后，存放在這里，以供CPUCPU讀取。讀取。 發(fā)送數(shù)據(jù)命令緩沖器：這是一個(gè)分時(shí)使用發(fā)送數(shù)據(jù)命令緩沖器：這是一個(gè)分時(shí)使用的雙功能緩沖器，的雙功能緩沖器， CPUCPU送來(lái)的并行數(shù)據(jù)存放在這送來(lái)的并行數(shù)據(jù)存放在這里，準(zhǔn)備由串行口向外發(fā)送。另外，里，準(zhǔn)備由串行口向外發(fā)送。另外，CPUCPU送來(lái)的命送來(lái)的命令字也存放在這里，以指揮串行接口的工作。令字也存放在這里，以指揮串行接口的工作。 由由于命令一輸

49、入就馬上執(zhí)行，不必長(zhǎng)期存放，所以不于命令一輸入就馬上執(zhí)行，不必長(zhǎng)期存放，所以不會(huì)影響存放發(fā)送數(shù)據(jù)。會(huì)影響存放發(fā)送數(shù)據(jù)。 狀態(tài)緩沖器狀態(tài)緩沖器: :存放存放8251A8251A內(nèi)部的工作狀態(tài)內(nèi)部的工作狀態(tài), ,供供CPUCPU查詢查詢。 (2) (2) 讀寫控制邏輯。讀寫控制邏輯。 本模塊功能是接收本模塊功能是接收CPUCPU的控制信號(hào)的控制信號(hào), ,控制數(shù)據(jù)傳送方向控制數(shù)據(jù)傳送方向。 (3) (3) 接收器及接收控制。接收器及接收控制。 接收器的功能是從接收器的功能是從RXDRXD引腳接收串行數(shù)據(jù)引腳接收串行數(shù)據(jù), ,按指定的方按指定的方式裝配成并行數(shù)據(jù)。式裝配成并行數(shù)據(jù)。 (4) (4) 發(fā)

50、送器及發(fā)送控制。發(fā)送器及發(fā)送控制。 這個(gè)模塊的功能是從這個(gè)模塊的功能是從CPUCPU接收并行數(shù)據(jù)接收并行數(shù)據(jù), ,自動(dòng)地加上適自動(dòng)地加上適當(dāng)?shù)某蓭盘?hào)后轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)從當(dāng)?shù)某蓭盘?hào)后轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)從TXDTXD引腳發(fā)送出去引腳發(fā)送出去。 (5) (5) 調(diào)制解調(diào)控制器。調(diào)制解調(diào)控制器。 該模塊提供和調(diào)制解調(diào)器的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。該模塊提供和調(diào)制解調(diào)器的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。8.5.2. 8251A8.5.2. 8251A的外部引腳的外部引腳 8251A8251A是一個(gè)采用是一個(gè)采用NMOSNMOS工藝制造的工藝制造的2828腳雙列直插腳雙列直插式封裝的組件，式封裝的組件， 其外部引腳如圖其外部引腳如圖8 - 26

51、8 - 26所示。所示。 (1) (1) 與與CPUCPU接口的引腳。接口的引腳。 D D7 7D D0 0： 數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)線。 CLKCLK： 時(shí)鐘信號(hào)輸入線，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)輸入線，用于產(chǎn)生8251A8251A內(nèi)部時(shí)內(nèi)部時(shí)序。序。 CLKCLK的周期為的周期為0.420.421.35 s1.35 s。 CLKCLK的頻率至少應(yīng)是接收、發(fā)送時(shí)鐘的的頻率至少應(yīng)是接收、發(fā)送時(shí)鐘的3030倍（對(duì)倍（對(duì)同步方式）或同步方式）或4.54.5倍（對(duì)異步方式）。倍（對(duì)異步方式）。 RESETRESET：復(fù)位信號(hào)輸入線，高電平有效。復(fù)位后：復(fù)位信號(hào)輸入線，高電平有效。復(fù)位后8251A8251A處于空閑狀態(tài)直

52、至被初始化編程。處于空閑狀態(tài)直至被初始化編程。 :片選信號(hào)輸入線, 低電平有效。 僅當(dāng) 為低電平時(shí)，CPU才能對(duì)8251A操作。 :信息類型信號(hào)輸入線。為0時(shí)傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù),為1時(shí)傳輸?shù)氖强刂谱只驙顟B(tài)信息。 :讀選通信號(hào)輸入線,低電平有效。 :寫選通信號(hào)輸入線， 低電平有效。 CPU對(duì)8251A的讀寫控制如表 8 - 4 所示。 CSCS/C DRDWRCSR RX XRDY: RDY: 接收準(zhǔn)備好狀態(tài)輸入線接收準(zhǔn)備好狀態(tài)輸入線, ,高電平有效。當(dāng)接收器接到一高電平有效。當(dāng)接收器接到一個(gè)字符并準(zhǔn)備送給個(gè)字符并準(zhǔn)備送給CPUCPU時(shí)時(shí),R,RX XRDYRDY為為1;1;當(dāng)字符被當(dāng)字符被CPUCP

53、U讀取后讀取后R RX XRDYRDY恢復(fù)為恢復(fù)為0 0。R RX XRDYRDY可作為可作為8251A8251A向向CPUCPU申請(qǐng)接收中斷的請(qǐng)求源申請(qǐng)接收中斷的請(qǐng)求源。 SYNDET/BRKDET:SYNDET/BRKDET:同步狀態(tài)輸出線或者外同步信號(hào)輸入線。同步狀態(tài)輸出線或者外同步信號(hào)輸入線。 此線僅對(duì)同步方式有意義。此線僅對(duì)同步方式有意義。 T TX XRDY:RDY:發(fā)送準(zhǔn)備好狀態(tài)輸出線發(fā)送準(zhǔn)備好狀態(tài)輸出線, ,高電平有效。高電平有效。當(dāng)發(fā)送寄存器當(dāng)發(fā)送寄存器空閑且允許發(fā)送空閑且允許發(fā)送( ( 腳電平為低、命令字中腳電平為低、命令字中T TX XENEN位為位為1)1)時(shí)時(shí),T,T

54、X XRDYRDY為高電平。當(dāng)為高電平。當(dāng)CPUCPU給給8251A8251A寫入一個(gè)字符后寫入一個(gè)字符后T TX XRDYRDY恢復(fù)恢復(fù)為低電平。為低電平。T TX XRDYRDY可作為可作為8251A8251A向向CPUCPU申請(qǐng)發(fā)送中斷的請(qǐng)求源。申請(qǐng)發(fā)送中斷的請(qǐng)求源。 TXETXE：發(fā)送緩沖器空閑狀態(tài)輸出線。高電平有效，：發(fā)送緩沖器空閑狀態(tài)輸出線。高電平有效， TXE=1TXE=1，表示發(fā)送緩沖器中沒(méi)有要發(fā)送的字符，當(dāng)表示發(fā)送緩沖器中沒(méi)有要發(fā)送的字符，當(dāng)CPUCPU將要發(fā)送的數(shù)據(jù)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入寫入8251A8251A后，后，TXETXE自動(dòng)復(fù)位。自動(dòng)復(fù)位。CTS (2) 與外設(shè)或調(diào)制

55、解調(diào)器接口的引腳。RXD:串行數(shù)據(jù)輸入線，高電平表示數(shù)字1，低電平表示數(shù)字0。 RXC:接收器時(shí)鐘輸入線。它控制接收器接收字符的速率， 在上升沿采集串行數(shù)據(jù)輸入線。 RXC 的頻率應(yīng)等于波特率（同步方式）或等于波特率的1倍、16倍或64倍（異步方式）。 TXD：發(fā)送數(shù)據(jù)輸出線。CPU并行輸入給8251A的數(shù)據(jù)從這個(gè)引腳串行發(fā)送出去。 TXC:發(fā)送器時(shí)鐘輸入線，在TXC 的下降沿?cái)?shù)據(jù)由8251A移位輸出。對(duì) TXC 頻率的要求同RXC 。 :數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好狀態(tài)輸出線，低電平有效。當(dāng)8251A命令字位D1為1時(shí)， 有效, 用于向調(diào)制解調(diào)器表示數(shù)據(jù)終端已準(zhǔn)備好。 :數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好狀態(tài)輸入線， 低電平

56、有效。 當(dāng)調(diào)制解調(diào)器準(zhǔn)備好時(shí)， 有效，用于向8251A表示Modem（或DCE）已準(zhǔn)備就緒。CPU可通過(guò)讀取狀態(tài)寄存器的D7位檢測(cè)該信號(hào)。 DTRDTRDSRDSR : :請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)輸出線請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)輸出線, ,低電平有效。當(dāng)?shù)碗娖接行?。?dāng)8251A8251A命令命令字位字位D5D5為為1 1時(shí)，時(shí)， 有效，請(qǐng)求調(diào)制解調(diào)器作好發(fā)送準(zhǔn)有效，請(qǐng)求調(diào)制解調(diào)器作好發(fā)送準(zhǔn)備（建立載波）。備（建立載波）。 : :清除發(fā)送（允許傳送）信號(hào)輸入線，清除發(fā)送（允許傳送）信號(hào)輸入線， 低電平有低電平有效。效。 當(dāng)調(diào)制解調(diào)器作好送數(shù)準(zhǔn)備時(shí)，當(dāng)調(diào)制解調(diào)器作好送數(shù)準(zhǔn)備時(shí)， 有效，作有效，作為對(duì)為對(duì)8251A8251A

57、的的 信號(hào)的響應(yīng)。信號(hào)的響應(yīng)。 如果如果8251A8251A不使用調(diào)制解調(diào)器而直接和外界通訊，不使用調(diào)制解調(diào)器而直接和外界通訊，一般應(yīng)將一般應(yīng)將 、 腳接地。腳接地。 接收器的工作過(guò)程：在異步方式中，當(dāng)接收器接接收器的工作過(guò)程：在異步方式中，當(dāng)接收器接收到有效的起始位后，收到有效的起始位后， 便接收數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位便接收數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。然后將數(shù)據(jù)送入寄存器，此時(shí)和停止位。然后將數(shù)據(jù)送入寄存器，此時(shí)R RX XRDYRDY輸出輸出高電平，表示已收到一字符，高電平，表示已收到一字符，CPUCPU可以來(lái)讀取?？梢詠?lái)讀取。 RTSRTSCTSCTSRTSDSRCTS在同步方式中在同步方式

58、中, ,若程序設(shè)定若程序設(shè)定8251A8251A為外同步接收為外同步接收, ,則則SYNDET/BRKDETSYNDET/BRKDET腳用于輸入外同步信號(hào)腳用于輸入外同步信號(hào),SYNDET/ ,SYNDET/ BRKDETBRKDET腳上的電平正跳變啟動(dòng)接收數(shù)據(jù)。若程序設(shè)腳上的電平正跳變啟動(dòng)接收數(shù)據(jù)。若程序設(shè)定定8251A8251A內(nèi)同步接收內(nèi)同步接收, ,則則8251A8251A先搜索同步字先搜索同步字( (同步字同步字事先由程序裝在同步字符寄存器中事先由程序裝在同步字符寄存器中) )。每當(dāng)。每當(dāng)R RX XD D線上線上收到一位信息就移入接收寄存器并和同步字符寄存收到一位信息就移入接收寄存

59、器并和同步字符寄存器內(nèi)容比較器內(nèi)容比較, ,若不等則再收一位再比較若不等則再收一位再比較, ,直到兩者相直到兩者相等。此時(shí)等。此時(shí)SYNDET/BRKDETSYNDET/BRKDET輸出高電平輸出高電平, ,表示己搜索到表示己搜索到同步字同步字, ,接下來(lái)便把接收到的數(shù)據(jù)逐個(gè)地裝入接收數(shù)接下來(lái)便把接收到的數(shù)據(jù)逐個(gè)地裝入接收數(shù)據(jù)寄存器。據(jù)寄存器。發(fā)送器的工作過(guò)程發(fā)送器的工作過(guò)程: :在異步方式中在異步方式中, ,發(fā)送器在數(shù)據(jù)前發(fā)送器在數(shù)據(jù)前加上起始位加上起始位, ,并根據(jù)程序的設(shè)定在數(shù)據(jù)后加上校驗(yàn)位并根據(jù)程序的設(shè)定在數(shù)據(jù)后加上校驗(yàn)位和停止位和停止位, ,然后作為一幀信息從然后作為一幀信息從T T

60、X XD D腳逐位發(fā)送數(shù)據(jù)腳逐位發(fā)送數(shù)據(jù). . 8.5.3. 8251A8.5.3. 8251A的控制字寄存器和狀態(tài)字寄存器的控制字寄存器和狀態(tài)字寄存器8251A8251A內(nèi)除具有可讀可寫的數(shù)據(jù)寄存器外，還具有內(nèi)除具有可讀可寫的數(shù)據(jù)寄存器外，還具有只可寫的控制字寄存器和只可讀的狀態(tài)寄存器，只可寫的控制字寄存器和只可讀的狀態(tài)寄存器，CPUCPU對(duì)它們的操作如表對(duì)它們的操作如表 8 - 4 8 - 4 所示。所示。 (1) (1) 控制字寄存器。控制字寄存器。 控制字寄存器寄存方式控制字和命令控制字。控制字寄存器寄存方式控制字和命令控制字。 方式控制字。方式控制字。方式控制字確定方式控制字確定8251A8251A的通訊方式的通