計(jì)算機(jī)原理：第五章數(shù)字量輸入輸出5of7

1、 1三、可編程串行接口Ins 82508250實(shí)現(xiàn)了起止式串行異步通信協(xié)議，支持全雙工通信：通信字符可選5、6、7、8位數(shù)據(jù)位停止位可選1、1.5、2位可選擇奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)、不校驗(yàn)或校驗(yàn)位強(qiáng)制為“1”/“0”具有奇偶校驗(yàn)錯(cuò)、幀錯(cuò)和溢出等錯(cuò)錯(cuò)誤檢測(cè)電路8250支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為509600bps8250內(nèi)部有10個(gè)可尋址的8位寄存器，分為3類：數(shù)據(jù)類，控制類，狀態(tài)類。串行傳輸，需要并行到串行和串行到并行的轉(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） 2CPU發(fā)送保持寄存器發(fā)送移位寄存器同步控制8250SOUT0/10/10/10/11. 串行數(shù)據(jù)的發(fā)送并行數(shù)據(jù)加入起始位、校驗(yàn)位、停止位

2、串行數(shù)據(jù)雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送 32. 串行數(shù)據(jù)的接收并行數(shù)據(jù)檢測(cè)接收錯(cuò)誤，刪除起始位、校驗(yàn)位、停止位串行數(shù)據(jù)CPU接收緩沖寄存器接收移位寄存器同步控制8250SIN0/10/10/10/1雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu),保證數(shù)據(jù)的連續(xù)接收 43. 接收錯(cuò)誤的處理奇偶錯(cuò)誤PE（Parity Error）若接收到的字符的“1”的個(gè)數(shù)不符合奇偶校驗(yàn)要求幀錯(cuò)誤FE（Frame Error）若接收到的字符格式不符合規(guī)定（如缺少停止位）溢出錯(cuò)誤OE（Overrun Error）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)，CPU還未取走前一個(gè)數(shù)據(jù)，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出若接收緩沖器的級(jí)數(shù)多，則溢出錯(cuò)誤的

3、幾率就少 54、 8250的引腳連接CPU的部分連接外設(shè)的部分注意：8250不是Intel公司的產(chǎn)品，所以該芯片引腳名稱與前面學(xué)習(xí)的8253、8255等Intel產(chǎn)品有所不同，但是引腳功能卻是類似的 6處理器接口引腳（1）數(shù)據(jù)線D0-D7：在CPU與8250之間交換信息地址線A0-A2：尋址8250內(nèi)部寄存器片選線：包括3個(gè)片選輸入信號(hào)CS0、CS1、CS21個(gè)片選輸出信號(hào)CSOUT。當(dāng)3個(gè)片選輸入都有效時(shí)，才選中8250芯片，同時(shí)CSOUT輸出高電平有效（作為選中此片的指示）。地址選通信號(hào)ADS：當(dāng)該信號(hào)低有效時(shí)，鎖存上述地址線和片選線的輸入狀態(tài)，保證讀寫期間的地址穩(wěn)定 7處理器接口引腳（2

4、）讀控制線數(shù)據(jù)輸入選通DISTR（高有效）和DISTR（低有效）中一個(gè)信號(hào)有效，CPU從8250內(nèi)部寄存器讀出數(shù)據(jù)相當(dāng)于I/O讀信號(hào)寫控制線數(shù)據(jù)輸出選通DOSTR（高有效）和DOSTR（低有效）中一個(gè)有效，CPU就將數(shù)據(jù)寫入8250內(nèi)部寄存器相當(dāng)于I/O寫信號(hào)8250讀寫控制信號(hào)有兩對(duì)，每對(duì)信號(hào)作用完全相同，只不過有效電平不同而己 8處理器接口引腳（3）驅(qū)動(dòng)器禁止信號(hào)DDIS：CPU從8250讀取數(shù)據(jù)時(shí)，DDIS引腳輸出低電平，用來禁止外部收發(fā)器對(duì)系統(tǒng)總線的驅(qū)動(dòng)；其他時(shí)間，DDIS為高電平主復(fù)位線MR：硬件復(fù)位信號(hào)中斷請(qǐng)求線INTRPT：8250有4級(jí)中斷、共10個(gè)中斷源，當(dāng)任一個(gè)未被屏蔽的中

5、斷源有請(qǐng)求時(shí)，INTRPT均輸出高電平向CPU請(qǐng)求中斷 9PC/XT 中 COMi的中斷請(qǐng)求信號(hào)82508259INTRPTOUT2 IR4INT 10時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘輸入引腳XTAL1：8250的基準(zhǔn)工作時(shí)鐘時(shí)鐘輸出引腳XTAL2：基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的輸出端波特率輸出引腳BAUDOUT：基準(zhǔn)時(shí)鐘經(jīng)8250內(nèi)部波特率發(fā)生器分頻后產(chǎn)生發(fā)送時(shí)鐘接收時(shí)鐘引腳RCLK：接收外部提供的接收時(shí)鐘信號(hào)。若采用發(fā)送時(shí)鐘作為接收時(shí)鐘，則只要將RCLK引腳和BAUDOUT引腳直接相連 11串行異步接口引腳8250數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好DSR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTR發(fā)送數(shù)據(jù)SOUT接收數(shù)據(jù)SIN請(qǐng)求發(fā)送RTS允許發(fā)送CTS信號(hào)地GND載

6、波檢測(cè)RLSD振鈴指示RI9個(gè)最常用的信號(hào)8250 9個(gè)信號(hào)的名稱與RS232-C信號(hào)的名稱稍有不同 12輸出線OUT1和OUT2：兩個(gè)可由用戶定義用途的輸出信號(hào)由調(diào)制解調(diào)器控制寄存器的D2和D3位控制其輸出使用時(shí)，一般低電平有效，復(fù)位時(shí)恢復(fù)為高 13(一) 可編程串行接口Ins 8250 結(jié)構(gòu)P289圖5.53地址鎖存IOR 148250的寄存器8250內(nèi)部有9種可訪問的寄存器，其中，除數(shù)寄存器是16位的，占用兩個(gè)地址連續(xù)的8位端口內(nèi)部寄存器通過引腳A0-A2來進(jìn)行尋址；利用通信線路控制寄存器的最高位，即除數(shù)寄存器訪問位DLAB，來區(qū)別共用兩個(gè)端口地址的不同寄存器 DLAB=1，擬訪問除數(shù)寄

7、存器的高8位及低8位 DLAB=0 ，擬訪問其他控制或狀態(tài)寄存器 15(二) 寄存器及尋址 P289 表5.10A9A8A7A6 A5A4A3A2A1A0 DLAB(標(biāo)志位) 寄存器 000 0 寫發(fā)送寄存器/讀接受寄存器 000 1 除數(shù)寄存器低字節(jié) 001 1 除數(shù)寄存器高字節(jié) 001 0 中斷允許 010 中斷識(shí)別 011 線路控制 100 MODEM 控制 101 線路狀態(tài) 110 MODEM 狀態(tài)1111111 COM1 3F83FFH1011111 COM2 2F82FFHD7 為 DLAB 16(二) 寄存器及尋址 P289 表5.10注意： A2A1A0 = 011 時(shí) 訪問線

8、路控制寄存器 其D7位稱為 DLAB 除數(shù)標(biāo)志位 而當(dāng) DLAB = 1 時(shí) A2A1A0 = 000 時(shí) 訪問除數(shù)寄存器低字節(jié)A2A1A0 = 001 時(shí) 訪問除數(shù)寄存器高字節(jié)IMB PC/XT 系統(tǒng) 的兩個(gè)異步串行通信口COM1 地址 3F83FFH， COM2 地址 2F82FFH 178250內(nèi)部寄存器的地址DLABA2 A1 A0寄存器操作com1com200 0 0讀接收緩沖器/寫發(fā)送保持寄存器3F8+02F8+000 0 1中斷允許寄存器3F8+12F8+1*0 1 0中斷識(shí)別寄存器（只讀）3F8+22F8+2*0 1 1通信線路控制寄存器3F8+32F8+3*1 0 0調(diào)制解調(diào)

9、器控制寄存器3F8+42F8+4*1 0 1通信線路狀態(tài)寄存器3F8+52F8+5*1 1 0調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器3F8+6 2F8+6 *1 1 1不用3F8+72F8+7 10 0 0除數(shù)寄存器（低8位）3F8+02F8+010 0 1除數(shù)寄存器（高8位）3F8+12F8+1 18初始化順序(三) 編程分初始化及工作兩部分 191. 初始化步驟：置DLAB=1（線路控制寄存器D7 =1; COM13FBH）寫除數(shù)（分高(COM13F9)、 低(COM13F8)字節(jié)寫兩次）寫線路控制字（DLAB=0， 其余位控制數(shù)據(jù)格式）(三) 編程分初始化及工作兩部分 20除數(shù)寄存器除數(shù)寄存器保存設(shè)定的分

10、頻系數(shù)分頻系數(shù)基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率（16比特率）起 始 位時(shí)鐘（RCLK）數(shù)據(jù)線（SIN）T16 T16 T8 T 21寫除數(shù)寄存器 高/低 字節(jié)波特率與除數(shù)的關(guān)系 (P292 表5.11) 波特率 高字節(jié) 低字節(jié) 50 09 00 . 1800 00 40 2000 00 3A .時(shí)鐘頻率除以除數(shù)寄存器數(shù)得數(shù)據(jù)發(fā)送器的工作頻率，再除以16即得波特率 22寫線路控制字（DLAB=0， 其余位控制數(shù)據(jù)格式，P291圖5.55）(地址：COM13FBH）= 有附加位,奇偶校驗(yàn)位恒為1= 有附加位,奇偶校驗(yàn)位恒為0 23線路控制寄存器LCRDLABSBRK SBP EPS PENSTBWLS1 WLS0寄存

11、器選擇0 正常值1 除數(shù)寄存器中止字符0 無作用，即正常發(fā)送1 發(fā)送中止字符，Sout保持為0校驗(yàn)位設(shè)置*0 無校驗(yàn)位001 設(shè)置奇校驗(yàn)011 設(shè)置偶校驗(yàn)101 有附加位(奇偶校驗(yàn)位為1)111 有附加位(奇偶校驗(yàn)位為0)停止位個(gè)數(shù)0 1位1 1.5位（數(shù)據(jù)位為5位時(shí)）1 2位（數(shù)據(jù)位為68位時(shí)）數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)00 5位01 6位10 7位11 8位指定串行異步通信的字符格式D5 D4 D3D2D1 D0D6D7 24寫MODEM控制寄存器 （確定聯(lián)絡(luò)信號(hào)，P292圖5.57） 若用中斷須置OUT21(地址：COM13FCH） 25為1使8250為循環(huán)工作方式否則為正常工作方式調(diào)制解調(diào)器控制寄存器

12、MCR設(shè)置8250與數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間聯(lián)絡(luò)應(yīng)答的輸出信號(hào)0 0 0LOOP OUT2OUT1RTS DTR為1使OUT2引腳為低，否則為高 為1使OUT1引腳為低，否則為高 為1使RTS引腳為低，否則為高 為1使DTR引腳為低，否則為高 D0D1D2D4D7 D5D3 26寫中斷允許寄存器 （中斷邏輯，P293圖5.59 ）(地址：COM13F9H） 27中斷識(shí)別寄存器 P294圖5.60 (地址：COM13FAH）MODEM狀態(tài)寄存器 P293圖5.56 (地址：COM13FEH） 284級(jí)中斷（ 4個(gè)優(yōu)先級(jí)、10個(gè)源）接收線路狀態(tài)中斷奇偶錯(cuò)溢出錯(cuò)幀錯(cuò)收到中止字符接收器數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好中斷發(fā)送保持寄

13、存器空中斷調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)中斷清除發(fā)送狀態(tài)改變數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好狀態(tài)改變振鈴接通變成斷開接收線路信號(hào)檢測(cè)狀態(tài)改變優(yōu)先權(quán)高優(yōu)先權(quán)低 29中斷允許寄存器IER8250設(shè)計(jì)有4級(jí)中斷和2個(gè)中斷寄存器4級(jí)中斷指優(yōu)先權(quán)的等級(jí)為4級(jí)，它是按照串行通信過程中事件的緊迫程度安排的、是固定的用戶可利用中斷允許或禁止進(jìn)行控制，中斷允許寄存器的低4位控制8250這4級(jí)中斷是否被允許某位為1，則對(duì)應(yīng)的中斷被允許否則，被禁止 30中斷識(shí)別寄存器IIR保存正在請(qǐng)求中斷的優(yōu)先權(quán)最高的中斷級(jí)別編碼0 0 0 0 0ID1 ID0IP0 有中斷1 無中斷標(biāo)識(shí)哪一級(jí)有中斷ID1 ID0優(yōu)先權(quán)中斷類型1 11 00 10 01234 接

14、收線路狀態(tài)中斷 接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好中斷 發(fā)送保持寄存器空中斷 調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)中斷D0D1D2D7-D3 31調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器MSRdCTSdRSLDCTS DSR RI dDSR dRIRLSDD0D1D2D3D4D5D6D7高4位中某位為1，說明相應(yīng)輸入信號(hào)當(dāng)前為低電平有效低4位中某位為1，則說明從上次CPU讀取該狀態(tài)字后，相應(yīng)輸入信號(hào)已發(fā)生改變，從高變低或反之MSR反映4個(gè)控制輸入信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)及其變化MSR低4位中任一位置1，均將產(chǎn)生調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)中斷，當(dāng)CPU讀取該寄存器或復(fù)位后，低4位被清零 32 例（P296) MOV DX, 3FBH ; COM1 線路控制寄存器 MOV AL,

15、 80H ；DLAB = 1 OUT DX, AL MOV DX, 3F9H ； 除數(shù)高字節(jié) MOV AL, 0 OUT DX, AL初始化編程例 33 MOV DX, 3F8H ; 除數(shù)低字節(jié) MOV AL, 30H OUT DX, AL ; 0030H-波特率2400 MOV DX, 3FBH ; 線路控制寄存器 MOV AL, 1AH ; 00011010B ；數(shù)據(jù)位長(zhǎng)7，停止位長(zhǎng)1，偶校驗(yàn) OUT DX, AL MOV DX, 3FCH ; MODEM 控制寄存器 34 2. 工作編程（查詢方式通信） 數(shù)據(jù)的發(fā)送與讀?。?MOV DX, 3F8H ; COM1 發(fā)送/接受R OUT D

16、X, AL ;發(fā)送數(shù)據(jù) snt-R IN AL, DX ;讀取數(shù)據(jù) rec-R 線路狀態(tài)的信息采集： MOV DX, 3FDH ; COM1 線路狀態(tài) IN AL, DX 35接收緩沖寄存器RBR存放串行接收后轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)CPU接收緩沖寄存器接收移位寄存器同步控制8250SIN 36保持寄存器THR包含將要串行發(fā)送的并行數(shù)據(jù) CPU發(fā)送保持寄存器發(fā)送移位寄存器同步控制8250SOUT 37 數(shù)據(jù)讀取條件：接受數(shù)據(jù)就緒 數(shù)據(jù)有錯(cuò)則進(jìn)行數(shù)據(jù)有錯(cuò)處理 數(shù)據(jù)發(fā)送條件：發(fā)送寄存器空 以上信息從線路寄存器 （COM1, 由3FDH端口讀?。┑玫?38線路狀態(tài)寄存器 P291圖5.56(地址：COM13

17、FDH）接受移位寄存器收全時(shí) D0 = 1出錯(cuò)時(shí)，D1D4的相應(yīng)位為1 39通信線路狀態(tài)寄存器LSR0TSRE THRE BI FEPEOE DR為1，表示發(fā)送移位寄存器空；當(dāng)數(shù)據(jù)由發(fā)送保持寄存器移入發(fā)送移位寄存器時(shí)，該位為0提供串行異步通信的當(dāng)前狀態(tài)供CPU讀取和處理為1，表示發(fā)送保持寄存器空，當(dāng)CPU將字符寫入發(fā)送保持寄存器后，該位為0為1，表示正在傳輸中止字符為1，表示出現(xiàn)幀錯(cuò)誤為1，表示出現(xiàn)奇偶錯(cuò)為1，表示出現(xiàn)溢出錯(cuò)為1，表示接收數(shù)據(jù)緩沖器收到一個(gè)數(shù)據(jù)，既接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好；當(dāng)CPU讀走數(shù)據(jù)后，該位為0D0D1D2D3D4D5D6D7 40 例P297 程序 WAIT_FOR: mov dx, 3fdH ; 線路狀態(tài)R in al, dx ; test al, 1eH ; P291圖5.56 jne ERROR ; 非零轉(zhuǎn)移 test al, 1 ; 檢查是否收到數(shù)據(jù) jnz RECEIVE ; 轉(zhuǎn)接收（非零轉(zhuǎn)移） 41 test al, 20H ; 檢查可否發(fā)送數(shù)據(jù) jz WAIT_FOR ; 重新檢查 mov dx, 3f8H ; 發(fā)送寄存器 mov al, cl ; 字符 out dx, al