微機(jī)原理與接口技術(shù)-第8章 常用可編程接口芯片_20-21

1、微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)第第8章章 常用的可編程接口芯片常用的可編程接口芯片2主要內(nèi)容主要內(nèi)容8.1 并行通信與并行接口并行通信與并行接口8.2 可編程并行通信接口芯片可編程并行通信接口芯片8255A8.3 串行通信與串行接口串行通信與串行接口8.4 可編程串行通信接口芯片可編程串行通信接口芯片8251A8.5 可編程定時(shí)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口芯片計(jì)數(shù)器接口芯片82538.6 DMA控制器控制器8237A(自學(xué)自學(xué))8.7 小結(jié)小結(jié)8.3 串行通信與串行接口串行通信與串行接口n了解：了解：n串行通信的一般概念串行通信的一般概念n工作方式、同步方式、數(shù)據(jù)格式、物工作方式、同步方式、數(shù)

2、據(jù)格式、物理標(biāo)準(zhǔn)理標(biāo)準(zhǔn)n串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)nEIA RS-232CEIA RS-232C*串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型 DTE- Data Terminal Equipment,常常是計(jì)算機(jī)常常是計(jì)算機(jī). DCE- Data Communication Equipment,常常是常常是MODEM,也也可以是計(jì)算機(jī)可以是計(jì)算機(jī).串行接口串行接口 主要是主要是8251A,16550,8250等等IC, 連接連接DTE和和DCE.計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)MODEMMODEM計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或終端或終端 信道（傳輸線路）信道（傳輸線路）串行串行接口接口串行串行接口接口DTEDCEDTED

3、CE51. 串行通信的特點(diǎn)串行通信的特點(diǎn) n發(fā)送前，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流，接發(fā)送前，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流，接收端將收到的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)收端將收到的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)n數(shù)據(jù)信息和控制信息都包含在同一串行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息和控制信息都包含在同一串行數(shù)據(jù)流中流中n通信雙方必須遵守事先約定的通信協(xié)議通信雙方必須遵守事先約定的通信協(xié)議 a.單工單工(Simplex)： 只只能由一方發(fā)送，例：能由一方發(fā)送，例：廣播廣播。b.半雙工半雙工(Half duplex)：某一時(shí)刻只能由一某一時(shí)刻只能由一方發(fā)送，例：對(duì)講方發(fā)送，例：對(duì)講機(jī)機(jī)。c.全雙工全雙工(Duplex)：雙雙方可同時(shí)傳輸，

4、例：方可同時(shí)傳輸，例：電話電話。 2. 串行通信工作方式串行通信工作方式串行通信按同步方式的不同分為串行通信按同步方式的不同分為: :異步通信異步通信和和同步通信同步通信n異步通信異步通信 以以字符字符為單位傳送數(shù)據(jù)，為單位傳送數(shù)據(jù)，字符與字符之間是異字符與字符之間是異步傳送的步傳送的，而，而位與位之間則是同步傳送位與位之間則是同步傳送；n同步通信同步通信 以以數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊為單位傳送，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包括多個(gè)字為單位傳送，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包括多個(gè)字符；字符內(nèi)部的符；字符內(nèi)部的位傳送位傳送和和字符之間字符之間的傳送都要的傳送都要嚴(yán)格嚴(yán)格同步同步； 同步方法有同步方法有外同步外同步和和內(nèi)同步內(nèi)同步兩種；兩種；

5、3. 串行通信的分類(lèi)串行通信的分類(lèi)異步通信異步通信n串行異步通信以字符為單位進(jìn)行傳輸，其串行異步通信以字符為單位進(jìn)行傳輸，其通信協(xié)議是通信協(xié)議是起止式異步通信協(xié)議起止式異步通信協(xié)議 1) 起止式異步通信協(xié)議起止式異步通信協(xié)議起始位起始位每個(gè)字符開(kāi)始傳送的標(biāo)志，每個(gè)字符開(kāi)始傳送的標(biāo)志，起始位采用邏輯起始位采用邏輯0電平電平數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送。數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送。由由58個(gè)二進(jìn)制位組成，低位先傳送個(gè)二進(jìn)制位組成，低位先傳送校驗(yàn)位校驗(yàn)位用于校驗(yàn)是否傳送正確；可用于校驗(yàn)是否傳送正確；可選擇奇檢驗(yàn)、偶校驗(yàn)或不傳送校驗(yàn)位選擇奇檢驗(yàn)、偶校驗(yàn)或不傳送校驗(yàn)位停止位停止位表示該字符傳送結(jié)束。停

6、止表示該字符傳送結(jié)束。停止位采用邏輯位采用邏輯1電平，可選擇電平，可選擇1、1.5或或2位位空閑位空閑位傳送字符之間的邏輯傳送字符之間的邏輯1電平，電平，表示沒(méi)有進(jìn)行傳送表示沒(méi)有進(jìn)行傳送起起始始位位校校驗(yàn)驗(yàn)位位停停止止位位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位低位低位高位高位字符幀字符幀0/1 0/10/10/110111空空閑閑位位2) 數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率 n每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為bps（bit per second ）也稱(chēng)也稱(chēng)比特率比特率。n波特率波特率每秒傳輸?shù)拿棵雮鬏數(shù)摹胺?hào)符號(hào)”（也稱(chēng)離散（也稱(chēng)離散狀態(tài)）的個(gè)數(shù)。狀態(tài)）的個(gè)數(shù)。3) 發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘 （串

7、行數(shù)據(jù)輸出）（串行數(shù)據(jù)輸出）RxCTxCTxD數(shù)據(jù)輸入寄存器數(shù)據(jù)輸入寄存器輸入移位寄存器輸入移位寄存器1，16，64數(shù)據(jù)輸出寄存器數(shù)據(jù)輸出寄存器輸出移位寄存器輸出移位寄存器1，16，64CLK(主時(shí)鐘主時(shí)鐘)（串行數(shù)據(jù)輸入）（串行數(shù)據(jù)輸入）輸入移位脈沖輸入移位脈沖輸出移位脈沖輸出移位脈沖接收時(shí)鐘接收時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘RxD除數(shù)寄存器除數(shù)寄存器4) 波特率因子波特率因子F（時(shí)鐘頻率）（時(shí)鐘頻率）波特率因子波特率因子波特率波特率n波特率因子波特率因子：數(shù)據(jù)傳輸率：數(shù)據(jù)傳輸率（波特率）（波特率）與時(shí)與時(shí)鐘頻率之間的比例系數(shù)鐘頻率之間的比例系數(shù)例如：例如：f = 19.2 kHz，若選波特率因子為，

8、若選波特率因子為16，則波特率為則波特率為1200 bps。5) 起始位的檢測(cè)起始位的檢測(cè)起始檢測(cè)起始檢測(cè)確定已檢測(cè)到起始位確定已檢測(cè)到起始位采樣數(shù)據(jù)采樣數(shù)據(jù)起起 始始 位位時(shí)鐘時(shí)鐘（RCLK）數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線（SIN）T16 T16 T8 T數(shù)據(jù)接收時(shí)鐘頻率是數(shù)據(jù)傳輸頻率的數(shù)據(jù)接收時(shí)鐘頻率是數(shù)據(jù)傳輸頻率的16倍倍正確識(shí)別起始位，防止因干擾引起的誤識(shí)別正確識(shí)別起始位，防止因干擾引起的誤識(shí)別同步通信同步通信14同步字符同步字符數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRC1 CRC2同步字符同步字符同步字符同步字符數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRC1CRC2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CRC1CRC2外同步信號(hào)外同步信號(hào)單同步方式單同步方式雙同步

9、方式雙同步方式外同步方式外同步方式n以一個(gè)數(shù)據(jù)塊（幀）為傳輸單位，每個(gè)數(shù)據(jù)以一個(gè)數(shù)據(jù)塊（幀）為傳輸單位，每個(gè)數(shù)據(jù)塊附加塊附加1個(gè)或個(gè)或2個(gè)同步字符，最后以校驗(yàn)字符個(gè)同步字符，最后以校驗(yàn)字符結(jié)束結(jié)束異步串行通信異步串行通信同步串行通信同步串行通信雙方使用各自的時(shí)鐘雙方使用各自的時(shí)鐘雙方使用同一時(shí)鐘雙方使用同一時(shí)鐘一幀以字符為單位一幀以字符為單位(一個(gè)字符一個(gè)字符幀的長(zhǎng)度取決于幀格式幀的長(zhǎng)度取決于幀格式)以數(shù)據(jù)塊為單位以數(shù)據(jù)塊為單位(數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度可變可變)傳輸效率低傳輸效率低效率高，速度快效率高，速度快應(yīng)用于傳輸速率不高時(shí)，簡(jiǎn)單，應(yīng)用于傳輸速率不高時(shí)，簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣應(yīng)用較廣應(yīng)用于大批量，高

10、速率數(shù)據(jù)通應(yīng)用于大批量，高速率數(shù)據(jù)通信場(chǎng)合信場(chǎng)合異步串行通信與同步串行通信的對(duì)比異步串行通信與同步串行通信的對(duì)比n美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA制定的通用標(biāo)準(zhǔn)串行接口制定的通用標(biāo)準(zhǔn)串行接口n1962年公布，年公布，1969年修訂年修訂n1987年年1月正式改名為月正式改名為EIA-232Dn設(shè)計(jì)目的是用于連接調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)目的是用于連接調(diào)制解調(diào)器n現(xiàn)已成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備現(xiàn)已成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（例如計(jì)算機(jī)）與數(shù)據(jù)（例如計(jì)算機(jī)）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備通信設(shè)備DCE（例如調(diào)制解調(diào)器）的標(biāo)準(zhǔn)接口（例如調(diào)制解調(diào)器）的標(biāo)準(zhǔn)接口8.3.2 串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C的引腳定義n23

11、2C接口標(biāo)準(zhǔn)使用一個(gè)接口標(biāo)準(zhǔn)使用一個(gè)25針連接器針連接器n絕大多數(shù)設(shè)備只使用其中絕大多數(shù)設(shè)備只使用其中9個(gè)信號(hào)，所以就有了個(gè)信號(hào)，所以就有了9針連接器針連接器串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)TXDTransmit Data 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)RXDReceive Data 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)SGSignal Ground 信號(hào)地信號(hào)地DSRData Set Ready 數(shù)據(jù)通信設(shè)備數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備準(zhǔn)備好（例如調(diào)制解調(diào)器）好（例如調(diào)制解調(diào)器）DTRData Terminal Ready 數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備好 (如微機(jī)接口電路如微機(jī)接口電路8250/8251) 準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好RTSR

12、equest To Send DTE 請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送CTSClear To Send 清除（允許）發(fā)送清除（允許）發(fā)送,該信號(hào)是對(duì)該信號(hào)是對(duì)RTS信號(hào)的回答信號(hào)的回答DCDCarrier Detect 數(shù)據(jù)載波檢出數(shù)據(jù)載波檢出當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)設(shè)備收到對(duì)方當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)設(shè)備收到對(duì)方數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)備送來(lái)的載波信號(hào)時(shí)，使設(shè)備送來(lái)的載波信號(hào)時(shí)，使DCD有效，通知數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備接收，并且由本地?cái)?shù)據(jù)設(shè)備將接收到有效，通知數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備接收，并且由本地?cái)?shù)據(jù)設(shè)備將接收到的載波信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)的載波信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)RXD線送給線送給數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備。RIRing Indicate振鈴信號(hào)振鈴信號(hào)當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)設(shè)

13、備收到交換機(jī)送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)設(shè)備收到交換機(jī)送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)有效，通知數(shù)據(jù)終端設(shè)備已被呼叫。有效，通知數(shù)據(jù)終端設(shè)備已被呼叫。RS-232C的連接n調(diào)制解調(diào)器方式n微機(jī)利用微機(jī)利用232C接口連接調(diào)制解調(diào)器，用于接口連接調(diào)制解調(diào)器，用于實(shí)現(xiàn)通過(guò)電話線路的遠(yuǎn)距離通信實(shí)現(xiàn)通過(guò)電話線路的遠(yuǎn)距離通信n空MODEM方式n微機(jī)利用微機(jī)利用232C接口直接連接進(jìn)行短距離通接口直接連接進(jìn)行短距離通信。這種連接不使用調(diào)制解調(diào)器，所以被信。這種連接不使用調(diào)制解調(diào)器，所以被稱(chēng)為零調(diào)制解調(diào)器（稱(chēng)為零調(diào)制解調(diào)器（Null Modem）連接）連接連接調(diào)制解調(diào)器電話線電話線MODEM微機(jī)微

14、機(jī)123456789123456789MODEM123456789數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好DSRDSR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTRDTR發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)TxDTxD接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)RxDRxD請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送RTSRTS允許發(fā)送允許發(fā)送CTSCTS信號(hào)地信號(hào)地GNDGND載波檢測(cè)載波檢測(cè)DCTDCT振鈴指示振鈴指示RIRI微機(jī)微機(jī)123456789不使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)的3線相連方式為了交換信息，為了交換信息，TxD和和RxD應(yīng)當(dāng)交叉連接應(yīng)當(dāng)交叉連接程序中不必使程序中不必使RTS和和DTR有效有效也不應(yīng)檢測(cè)也不應(yīng)檢測(cè)CTS和和DSR是否有效是否有效 信號(hào)地信號(hào)地計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)或或終終端端TXD

15、2 23 35 5計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)RXD2 23 35 5TXDRXDRS-232C的電氣特性n232C接口采用EIA電平n高電平為高電平為3V15Vn低電平為低電平為3V15Vn實(shí)際常用實(shí)際常用12V或或15Vn標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)TTL電平電平n高電平：高電平：2.4V5Vn低電平：低電平：0V0.4V相互轉(zhuǎn)換相互轉(zhuǎn)換TTL電平電平RS-232C電平：電平：MC1488RS-232C電平電平TTL電平：電平：MC148923RS-232C與與TTL電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換nRS-232C用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠低電平表示邏輯

16、狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在器件連接，必須在RS-232C與與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。n常用的方法是用集成電路轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換，如：常用的方法是用集成電路轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換，如：nMC1488、SN75150芯片可完成芯片可完成TTLEIA電電平轉(zhuǎn)換平轉(zhuǎn)換nMC1489、SN75154芯片可實(shí)現(xiàn)芯片可實(shí)現(xiàn)EIATTL電電平轉(zhuǎn)換平轉(zhuǎn)換nMAX232芯片可完成芯片可完成TTLEIA雙向電平轉(zhuǎn)換雙向電平轉(zhuǎn)換信號(hào)地信號(hào)地TXD計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)接接口口RXDTXDRXD+12V-12V1488+12V-1

17、2V14881489+5V1489+5V235235DB9座座 頭頭計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)接接口口235235DB9頭頭 座座RS-232C電平電平(EIA電平電平)TTL電平電平TTL電平電平MAX232芯片實(shí)現(xiàn)的電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)的電平轉(zhuǎn)換nMAX232芯片內(nèi)部有電壓倍增和轉(zhuǎn)換電路，芯片內(nèi)部有電壓倍增和轉(zhuǎn)換電路，只要單一只要單一+5V電源電源,即可實(shí)現(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)TTL與與EIA電平電平之間的轉(zhuǎn)換之間的轉(zhuǎn)換R1OUTR2OUTT1OUTT2OUTT1INT2INR1INR2IN13451626151471381110129TTL輸出輸出TTL輸入輸入RS-232C輸出輸出RS-232C輸入輸入GNDVCC

18、V+V-TTL電平：電平：05VEIA電平電平:-10V+10VMAX23226主要內(nèi)容主要內(nèi)容8.1 并行通信與并行接口并行通信與并行接口8.2 可編程并行通信接口芯片可編程并行通信接口芯片8255A8.3 串行通信與串行接口串行通信與串行接口8.4 可編程串行通信接口芯片可編程串行通信接口芯片8251A8.5 可編程定時(shí)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口芯片計(jì)數(shù)器接口芯片82538.6 DMA控制器控制器8237A(自學(xué)自學(xué))8.7 小結(jié)小結(jié)8.4 可編程串行通信接口芯片可編程串行通信接口芯片8251An串行傳輸，需要并行到串行或串行到并行的串行傳輸，需要并行到串行或串行到并行的轉(zhuǎn)換，并按照傳輸協(xié)議發(fā)

19、送和接收每個(gè)字符轉(zhuǎn)換，并按照傳輸協(xié)議發(fā)送和接收每個(gè)字符（或數(shù)據(jù)塊）（或數(shù)據(jù)塊）n這些工作可由軟件實(shí)現(xiàn)，也可用硬件實(shí)現(xiàn)這些工作可由軟件實(shí)現(xiàn)，也可用硬件實(shí)現(xiàn)n通用異步接收發(fā)送器通用異步接收發(fā)送器UART是串行異步通信是串行異步通信的接口電路芯片的接口電路芯片n典型芯片如：典型芯片如：nIntel 8251，Zilog SIO，Motorola ACIAn后來(lái)使用后來(lái)使用NS165501. 串行數(shù)據(jù)的發(fā)送串行數(shù)據(jù)的發(fā)送并行數(shù)據(jù)并行數(shù)據(jù)加入起始位、加入起始位、校驗(yàn)位、停止位校驗(yàn)位、停止位串行數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù)CPU發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器發(fā)送移位寄存器發(fā)送移位寄存器同步控制同步控制8251SOUT0/1

20、0/1 0/10/10/10/10/10/1雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu)保證數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送2. 串行數(shù)據(jù)的接收串行數(shù)據(jù)的接收并行數(shù)據(jù)并行數(shù)據(jù)檢測(cè)接收錯(cuò)誤檢測(cè)接收錯(cuò)誤刪除起始位、刪除起始位、校驗(yàn)位、停止位校驗(yàn)位、停止位串行數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù)CPU接收緩沖寄存器接收緩沖寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器同步控制同步控制8251SIN0/10/1 0/10/10/10/10/10/1雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu)雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu)保證數(shù)據(jù)的連續(xù)接收保證數(shù)據(jù)的連續(xù)接收3. 接收錯(cuò)誤的處理接收錯(cuò)誤的處理n奇偶錯(cuò)誤奇偶錯(cuò)誤PE（Parity Error）n若接收到的字符的若接收到的字符的“1”的個(gè)數(shù)不符合奇偶校驗(yàn)要求的個(gè)數(shù)不符合奇偶校驗(yàn)要

21、求n幀錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤FE（Frame Error）n若接收到的字符格式不符合規(guī)定（如缺少停止位）若接收到的字符格式不符合規(guī)定（如缺少停止位）n溢出錯(cuò)誤溢出錯(cuò)誤OE（Overrun Error）n若接收移位寄存器接收到一個(gè)數(shù)據(jù)，并送至輸入緩沖若接收移位寄存器接收到一個(gè)數(shù)據(jù)，并送至輸入緩沖器時(shí)，器時(shí)，CPU還未取走前一個(gè)數(shù)據(jù)，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出還未取走前一個(gè)數(shù)據(jù)，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出n若接收緩沖器的級(jí)數(shù)多，則溢出錯(cuò)誤的幾率就少若接收緩沖器的級(jí)數(shù)多，則溢出錯(cuò)誤的幾率就少4. 8251的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)送發(fā)送緩沖器緩沖器數(shù)據(jù)總數(shù)據(jù)總線緩沖線緩沖器器調(diào)制解調(diào)制解調(diào)控制調(diào)控制電路電路DB讀讀 / 寫(xiě)寫(xiě)邏輯邏輯R

22、ESETCLKRDWRC/DCSDSRDTRCTSRTS發(fā)送發(fā)送控制控制電路電路接收接收緩沖器緩沖器接收接收控制控制電路電路RxDTxDTxRDYTxETxCRxRDYRxCSYNDET82518251A A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖33接接 收收 器器 （ 概概 述述 ）n電路組成：電路組成：n接收緩沖器、接收移位寄存器（串接收緩沖器、接收移位寄存器（串-并轉(zhuǎn)換電路）、并轉(zhuǎn)換電路）、接收控制電路；接收控制電路；n有關(guān)接收工作：有關(guān)接收工作：n當(dāng)命令控制字中的當(dāng)命令控制字中的“允許接收允許接收”RXE和和“數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好備好”DTR有效時(shí)，接收器開(kāi)始監(jiān)視有效時(shí)，接收器開(kāi)始監(jiān)視RXD

23、上串行數(shù)上串行數(shù)據(jù)；據(jù)；n接收數(shù)據(jù)對(duì)接收數(shù)據(jù)對(duì)同步同步和和異步異步兩種方式采用不同的處理過(guò)兩種方式采用不同的處理過(guò)程，并將接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，存放程，并將接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，存放在接收緩沖器中；在接收緩沖器中；n接收緩沖器接收到數(shù)據(jù)，即設(shè)置接收緩沖器接收到數(shù)據(jù)，即設(shè)置“接收準(zhǔn)備接收準(zhǔn)備好好”RXRDY狀態(tài)信號(hào)狀態(tài)信號(hào)，通知，通知CPU讀取數(shù)據(jù)；讀取數(shù)據(jù)；34發(fā)送器（概述）發(fā)送器（概述）n電路組成：電路組成：n發(fā)送緩沖器、發(fā)送移位寄存器（并發(fā)送緩沖器、發(fā)送移位寄存器（并-串轉(zhuǎn)換電路）、串轉(zhuǎn)換電路）、發(fā)送控制電路；發(fā)送控制電路；n有關(guān)發(fā)送工作：有關(guān)發(fā)送工作：nTXRDY有效

24、時(shí)，有效時(shí)，CPU將并行數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器；將并行數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器；同時(shí)同時(shí)TXRDY變位無(wú)效。變位無(wú)效。n當(dāng)外設(shè)就緒后，發(fā)回有效的當(dāng)外設(shè)就緒后，發(fā)回有效的CTS#信號(hào)，若命令控信號(hào)，若命令控制字中的制字中的TXEN有效，則數(shù)據(jù)送入發(fā)送移位寄存器有效，則數(shù)據(jù)送入發(fā)送移位寄存器開(kāi)始發(fā)送，同時(shí)開(kāi)始發(fā)送，同時(shí)TXRDY有效。有效。n數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，TXE引腳有效；此時(shí)如果是半雙引腳有效；此時(shí)如果是半雙工通信，可以改變通信方向。工通信，可以改變通信方向。8251A的讀的讀/寫(xiě)控制真值表寫(xiě)控制真值表8251A規(guī)定：規(guī)定：復(fù)位后的第一個(gè)控制命令是復(fù)位后的第一個(gè)控制命令是方式選擇控制字方式

25、選擇控制字 5. 8251A5. 8251A的編程的編程1、方式選擇控制字、方式選擇控制字 8251A8251A芯片在工作前要先對(duì)其初始化，以確定其工作方式、芯片在工作前要先對(duì)其初始化，以確定其工作方式、字符格式、停止位個(gè)數(shù)、有無(wú)奇偶校驗(yàn)等等。字符格式、停止位個(gè)數(shù)、有無(wú)奇偶校驗(yàn)等等。8251A8251A有有3 3個(gè)控制個(gè)控制字：方式選擇控制字、操作命令控制字和狀態(tài)字。字：方式選擇控制字、操作命令控制字和狀態(tài)字。 方式選擇控制字決定方式選擇控制字決定8251A8251A是工作在異步方式還是同步方是工作在異步方式還是同步方式。在異步方式時(shí)，確定輸入時(shí)鐘和波特率之間的系數(shù)、數(shù)式。在異步方式時(shí)，確定輸

26、入時(shí)鐘和波特率之間的系數(shù)、數(shù)據(jù)位的位數(shù)、停止位的位數(shù)、有無(wú)奇偶校驗(yàn)等等；在同步方據(jù)位的位數(shù)、停止位的位數(shù)、有無(wú)奇偶校驗(yàn)等等；在同步方式時(shí)，是雙同步還是單同步，同步字符的個(gè)數(shù)等約定。式時(shí)，是雙同步還是單同步，同步字符的個(gè)數(shù)等約定。1、方式選擇控制字、方式選擇控制字S1S0EPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D0停止位停止位奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)字符長(zhǎng)度字符長(zhǎng)度波特率因子波特率因子（異步）（異步）00=無(wú)效無(wú)效01=1位位10=1.5位位11=2位位0=無(wú)校驗(yàn)無(wú)校驗(yàn) 01=奇校驗(yàn)奇校驗(yàn) 11=偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)00=5位位01=6位位10=7位位11=8位位01=1 異步異步10=16 異步

27、異步11=64 異步異步可區(qū)分同步和可區(qū)分同步和異步方式異步方式異步方式的方式選擇控制字異步方式的方式選擇控制字D1D000 同步方式的方式選擇控制字同步方式的方式選擇控制字 SCSESDEPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D0奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)字符長(zhǎng)度字符長(zhǎng)度000=2個(gè)同步字符個(gè)同步字符 1=1個(gè)同步字符個(gè)同步字符0=無(wú)校驗(yàn)無(wú)校驗(yàn) 01=奇校驗(yàn)奇校驗(yàn) 11=偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)00=5位位01=6位位10=7位位11=8位位0=內(nèi)同步內(nèi)同步1=外同步外同步1、方式選擇控制字、方式選擇控制字例例1：設(shè)：設(shè)8251A工作于異步方式，數(shù)據(jù)幀格式為：字符長(zhǎng)度工作于異步方式，數(shù)據(jù)幀格式為：字

28、符長(zhǎng)度8位，位，1位起始位，位起始位，2位停止位，奇校驗(yàn)，波特率因子是位停止位，奇校驗(yàn)，波特率因子是16，設(shè)，設(shè)8251A的端口地址為：的端口地址為：308H309H，則方式選擇控制字是：，則方式選擇控制字是：S1S0EPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D011011110MOV DX，309H ；8251A控制口控制口MOV AL，0DEH ；異步工作方式字；異步工作方式字OUT DX，AL計(jì)算機(jī)接口技術(shù)計(jì)算機(jī)接口技術(shù)例例2：設(shè)：設(shè)8251A工作于同步方式，數(shù)據(jù)幀格式為：字符長(zhǎng)度工作于同步方式，數(shù)據(jù)幀格式為：字符長(zhǎng)度8位，位，2個(gè)同步字符，內(nèi)同步，奇校驗(yàn)，設(shè)個(gè)同步字符，內(nèi)同

29、步，奇校驗(yàn)，設(shè)8251A的端口地址為：的端口地址為：308H309H，則方式選擇控制字是：，則方式選擇控制字是：S1S0EPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D000011100MOV DX，309H ；8251A控制口控制口MOV AL，1CH ；同步工作方式字；同步工作方式字OUT DX，AL2、操作命令控制字、操作命令控制字 操作命令控制字直接讓操作命令控制字直接讓8251A實(shí)現(xiàn)某種操作或進(jìn)入規(guī)定的實(shí)現(xiàn)某種操作或進(jìn)入規(guī)定的工作狀態(tài)，它只有在設(shè)定了方式選擇控制字后，才能由工作狀態(tài)，它只有在設(shè)定了方式選擇控制字后，才能由CPU寫(xiě)入。寫(xiě)入。TxETxE位位：發(fā)送允許位。：發(fā)送允

30、許位。TxE=1TxE=1允許發(fā)送，允許發(fā)送，TxE=0TxE=0禁止發(fā)送。該禁止發(fā)送。該位可以作為是否允許位可以作為是否允許TxDTxD線向外設(shè)串行發(fā)送數(shù)據(jù)。線向外設(shè)串行發(fā)送數(shù)據(jù)。RxERxE位位: :允許接收位。決定是否允許允許接收位。決定是否允許RxDRxD線接收外部輸入的串線接收外部輸入的串行數(shù)據(jù)。行數(shù)據(jù)。RxERxE=1,=1,允許接收；允許接收；RxERxE=0=0禁止接收。禁止接收。ERER位位：清除錯(cuò)誤標(biāo)志位。該位是針對(duì)狀態(tài)控制字的：清除錯(cuò)誤標(biāo)志位。該位是針對(duì)狀態(tài)控制字的D3D3、D4D4和和D5D5位進(jìn)行操作的。位進(jìn)行操作的。D3D3、D4D4、D5D5位分別表示奇偶錯(cuò)、幀錯(cuò)

31、和位分別表示奇偶錯(cuò)、幀錯(cuò)和溢出錯(cuò)。溢出錯(cuò)。ER=1ER=1，使錯(cuò)誤標(biāo)志位復(fù)位；，使錯(cuò)誤標(biāo)志位復(fù)位；ER=0ER=0，不復(fù)位。，不復(fù)位。IRIR位位：內(nèi)部復(fù)位信號(hào)。：內(nèi)部復(fù)位信號(hào)。IR=1IR=1，迫使，迫使8251A8251A復(fù)位，使復(fù)位，使8251A8251A回到接收方式選擇控制字的狀態(tài)?；氐浇邮辗绞竭x擇控制字的狀態(tài)。例例3：使：使8251內(nèi)部復(fù)位，并且復(fù)位出錯(cuò)標(biāo)志，允許接收，又允內(nèi)部復(fù)位，并且復(fù)位出錯(cuò)標(biāo)志，允許接收，又允許發(fā)送，則程序段為：許發(fā)送，則程序段為：EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEND7D6D5D4D3D2D1D0進(jìn)入進(jìn)入搜索搜索方式方式內(nèi)部?jī)?nèi)部復(fù)位復(fù)位發(fā)送發(fā)送請(qǐng)求請(qǐng)

32、求錯(cuò)誤錯(cuò)誤標(biāo)志標(biāo)志復(fù)位復(fù)位發(fā)送發(fā)送斷缺斷缺字符字符接收接收允許允許數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)終端終端準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好發(fā)送發(fā)送允許允許0100000040H 為為8251內(nèi)部復(fù)位命令內(nèi)部復(fù)位命令例例3：使：使8251內(nèi)部復(fù)位，并且復(fù)位出錯(cuò)標(biāo)志，允許接收，又允內(nèi)部復(fù)位，并且復(fù)位出錯(cuò)標(biāo)志，允許接收，又允許發(fā)送，則程序段為：許發(fā)送，則程序段為：EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEND7D6D5D4D3D2D1D0進(jìn)入進(jìn)入搜索搜索方式方式內(nèi)部?jī)?nèi)部復(fù)位復(fù)位發(fā)送發(fā)送請(qǐng)求請(qǐng)求錯(cuò)誤錯(cuò)誤標(biāo)志標(biāo)志復(fù)位復(fù)位發(fā)送發(fā)送斷缺斷缺字符字符接收接收允許允許數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)終端終端準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好發(fā)送發(fā)送允許允許00010101MOV DX，309H ；

33、8251A控制口控制口MOV AL，01000000B ；置；置D6=1，使內(nèi)部復(fù)位，使內(nèi)部復(fù)位OUT DX，AL . . ；寫(xiě)方式選擇控制字；寫(xiě)方式選擇控制字MOV AL，00010101B ；置；置D0=1，D2=1，允許接收和發(fā)送，允許接收和發(fā)送OUT DX，AL例例3：使：使8251內(nèi)部復(fù)位，并且復(fù)位出錯(cuò)標(biāo)志，允許接收，又允內(nèi)部復(fù)位，并且復(fù)位出錯(cuò)標(biāo)志，允許接收，又允許發(fā)送，則程序段為：許發(fā)送，則程序段為：3、狀態(tài)字、狀態(tài)字 CPU通過(guò)輸入指令讀取狀態(tài)字，了解通過(guò)輸入指令讀取狀態(tài)字，了解8251A傳送數(shù)據(jù)時(shí)所處傳送數(shù)據(jù)時(shí)所處的狀態(tài)，作出是否發(fā)出命令，是否繼續(xù)下一個(gè)數(shù)據(jù)傳送的決定。的狀態(tài)，

34、作出是否發(fā)出命令，是否繼續(xù)下一個(gè)數(shù)據(jù)傳送的決定。狀態(tài)字存放在狀態(tài)寄存器中，狀態(tài)字存放在狀態(tài)寄存器中，CPU只能讀狀態(tài)寄存器，而不能只能讀狀態(tài)寄存器，而不能對(duì)它寫(xiě)入內(nèi)容。對(duì)它寫(xiě)入內(nèi)容。D7D6D5D4D3D2D1D0DSRSYNDETFEOEPETXEMRXRDYTXRDY數(shù)傳數(shù)傳機(jī)就機(jī)就緒緒同步檢出同步檢出格格式式錯(cuò)錯(cuò)溢溢出出錯(cuò)錯(cuò)奇奇偶偶錯(cuò)錯(cuò)發(fā)送發(fā)送器空器空接收準(zhǔn)備接收準(zhǔn)備好好發(fā)送準(zhǔn)備發(fā)送準(zhǔn)備好好例例4：若查詢(xún)：若查詢(xún)8251A接收器是否準(zhǔn)備好，則用下列程序段：接收器是否準(zhǔn)備好，則用下列程序段：MOV DX，309H ；控制口；控制口L： IN AL，DX ；讀狀態(tài)字；讀狀態(tài)字 TEST AL

35、，02H ；查；查D1=1？（？（RXRDY=1?） JZ L ；未準(zhǔn)備好，則等待；未準(zhǔn)備好，則等待 MOV DX，308H ；數(shù)據(jù)口；數(shù)據(jù)口 例例5：檢查出錯(cuò)信息，則用下列程序段：檢查出錯(cuò)信息，則用下列程序段：MOV DX，309H ；控制口；控制口IN AL，DX TEST AL，38H ；檢查；檢查D5D4D3三位三位(FE，OE，PE)JNZ ERROR ；若其中有一位為；若其中有一位為1，則出錯(cuò)，則出錯(cuò) ERROR:6. 8251A與與CPU及外設(shè)的連接及外設(shè)的連接數(shù)據(jù)端口地址：數(shù)據(jù)端口地址：E0H控制端口地址：控制端口地址：E1HA1A0 RESET 寫(xiě)方式控制字寫(xiě)方式控制字 異步

36、？異步？ 輸入第一個(gè)同步字符輸入第一個(gè)同步字符 單同步？單同步？ 輸入第二個(gè)同步字符輸入第二個(gè)同步字符 寫(xiě)操作命令字寫(xiě)操作命令字 RESET？ 串行傳送數(shù)據(jù)串行傳送數(shù)據(jù) 完成？完成？ No No NoNoY Y Y Y8251A的初始化編程初始化的步驟是：初始化的步驟是：向控制端口向控制端口按按順序?qū)懭敕绞竭x擇控制字（順序?qū)懭敕绞竭x擇控制字（再接再接著向控制口寫(xiě)入一個(gè)或兩個(gè)同步著向控制口寫(xiě)入一個(gè)或兩個(gè)同步字符）字符） 、命令控制字。、命令控制字。每向控制每向控制口寫(xiě)一次需要手動(dòng)延時(shí)以提供寫(xiě)口寫(xiě)一次需要手動(dòng)延時(shí)以提供寫(xiě)恢復(fù)時(shí)間?；謴?fù)時(shí)間。應(yīng)用電路應(yīng)用電路例：例：8251A的波特率為的波特率為24

37、00，波特率系數(shù)為，波特率系數(shù)為16，異步方式、，異步方式、8位位數(shù)據(jù)、無(wú)校驗(yàn)位，一個(gè)停止位；假設(shè)數(shù)據(jù)端口地址為數(shù)據(jù)、無(wú)校驗(yàn)位，一個(gè)停止位；假設(shè)數(shù)據(jù)端口地址為0E0H，控制端口地址為控制端口地址為0E1H。 1、方式選擇控制字、方式選擇控制字S1S0EPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D0停止位停止位奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)字符長(zhǎng)度字符長(zhǎng)度波特率因子波特率因子（異步）（異步）00=無(wú)效無(wú)效01=1位位10=1.5位位11=2位位0=無(wú)校驗(yàn)無(wú)校驗(yàn) 01=奇校驗(yàn)奇校驗(yàn) 11=偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)00=5位位01=6位位10=7位位11=8位位01=1 異步異步10=16 異步異步11=64 異步

38、異步可區(qū)分同步和可區(qū)分同步和異步方式異步方式異步方式的方式選擇控制字異步方式的方式選擇控制字D1D000 初始化程序：初始化程序：設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)已放入設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)已放入AH中，數(shù)據(jù)輸出程中，數(shù)據(jù)輸出程序如下：序如下： WAIT： IN AL，0E1H ;狀態(tài)字狀態(tài)字 TEST AL，01H ;TXRDY？ JZ WAIT MOV AL，AH OUT 0E0H, AL MOV AL,00H ;復(fù)位復(fù)位 OUT 0E1H，AL CALL DELAY OUT 0E1H，AL ;復(fù)位復(fù)位 CALL DELAY OUT 0E1H，AL ;復(fù)位復(fù)位 CALL DELAY MOV AL,40H ;復(fù)位復(fù)位 OUT

39、 0E1H，AL ;復(fù)位復(fù)位 CALL DELAY MOV AL, 01001110B ;方式字方式字 OUT 0E1H,AL MOV AL, 00100111B; 命令字，啟動(dòng)發(fā)送器和接收器命令字，啟動(dòng)發(fā)送器和接收器 OUT 0E1H,AL10.2.3 8251與與CPU的數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)交換采用查詢(xún)方式，在數(shù)據(jù)交換前應(yīng)讀取狀態(tài)寄存器。采用查詢(xún)方式，在數(shù)據(jù)交換前應(yīng)讀取狀態(tài)寄存器。狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器D0=1，CPU可以向可以向8251數(shù)據(jù)端口寫(xiě)入數(shù)數(shù)據(jù)端口寫(xiě)入數(shù)據(jù)，完成串行數(shù)據(jù)的發(fā)送據(jù)，完成串行數(shù)據(jù)的發(fā)送；狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器D1=1，CPU可以從可以從8251數(shù)據(jù)端口讀出數(shù)數(shù)據(jù)端口讀出數(shù)據(jù)，完成一幀數(shù)據(jù)的接收據(jù)，完成一幀數(shù)據(jù)的接收。8251沒(méi)有沒(méi)有單獨(dú)的中斷請(qǐng)求引腳：?jiǎn)为?dú)的中斷請(qǐng)求引腳： TxRDY引腳可以作為發(fā)送中斷請(qǐng)求引腳可以作為發(fā)送中斷請(qǐng)求 RxRDY引腳可以作為接收中斷請(qǐng)求引腳可以作為接收中斷請(qǐng)求 收發(fā)均采用中斷