微機(jī)原理與接口技術(shù)（第3版）課件 第10章 可編程串行通信接口芯片8251A

微機(jī)原理與接口技術(shù)第10章串行通信與可編程串行通信接口芯片8251A目錄10.1串行通信基礎(chǔ)10.2串行通信接口芯片8251A10.38251A應(yīng)用舉例3主要內(nèi)容10.1串行通信基礎(chǔ)串行通信方式數(shù)據(jù)傳輸方式信號傳輸方式串行接口標(biāo)準(zhǔn)4串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)并行通信：數(shù)據(jù)字符所有位同時(shí)傳輸，速度快、引線多、距離短。串行通信：數(shù)據(jù)各位在單根導(dǎo)線上一位一位的傳輸，速度慢、引線少、距離遠(yuǎn)。計(jì)算機(jī)RxDTxD計(jì)算機(jī)或外設(shè)RxDTxD計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或外設(shè)D0D7D0D75串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)串行通信的兩種基本工作方式計(jì)算機(jī)RXDTXD計(jì)算機(jī)或外設(shè)RXDTXD計(jì)算機(jī)是以并行的方式來處理數(shù)據(jù)的發(fā)送的數(shù)據(jù)是串行的發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行并行數(shù)據(jù)→串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。接收的數(shù)據(jù)是串行的接收數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行串行數(shù)據(jù)→并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。串行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送需要時(shí)鐘的控制。收發(fā)雙方的時(shí)鐘頻率必須相同，才能保證數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)恼_性。6串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)串行通信的兩種基本工作方式根據(jù)串行通信時(shí)，收發(fā)雙方的時(shí)鐘是否是同一個(gè)，可以分為：異步通信和同步通信。發(fā)送移位寄存器接收移位寄存器串行數(shù)據(jù)輸入串行數(shù)據(jù)輸出發(fā)送時(shí)鐘接收時(shí)鐘異步通信收發(fā)雙方時(shí)鐘頻率相同7串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)串行通信的兩種基本工作方式根據(jù)串行通信時(shí)，收發(fā)雙方的時(shí)鐘是否是同一個(gè)，可以分為：異步通信和同步通信。發(fā)送移位寄存器接收移位寄存器串行數(shù)據(jù)輸入串行數(shù)據(jù)輸出同步時(shí)鐘同步通信8串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)異步通信①每個(gè)字符總是以起始位開始(“0”)，以停止位(“1”)結(jié)束。②字符之間沒有時(shí)間間隔要求③字符后一位校驗(yàn)位（可沒有）D0D1…….DxD0……空閑位起始位數(shù)據(jù)位（5~8位）校驗(yàn)位停止位空閑位起始位第n+1個(gè)字符一幀第n個(gè)字符可以是1位,1.5位,2位奇校驗(yàn)：數(shù)據(jù)位加上這一位后，“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)個(gè)偶校驗(yàn)：數(shù)據(jù)位加上這一位后，“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)9串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)異步通信特點(diǎn)：是一個(gè)字符一個(gè)字符傳輸D0D1D2D3D4D5D6根據(jù)以上信號波形判斷：傳輸?shù)淖址鞘裁?？采用何種校驗(yàn)碼？D6D5D4D3D2D1D010

00101B(45H)

‘E’加上校驗(yàn)位，“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)個(gè)，因此是奇校驗(yàn)11000010111000空閑位起始位數(shù)據(jù)位低高停止位0校驗(yàn)位10串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)異步通信

W的ASCII碼是57H，即01010111B。采用偶校驗(yàn)，所以校驗(yàn)位為1。異步串行通信協(xié)議規(guī)定信息發(fā)送順序是低位在前，高位在后，因此起始位數(shù)據(jù)位校驗(yàn)位停止位011101010111

例11.1-1：異步串行通信，信息由1個(gè)起始位，2個(gè)停止位，1個(gè)校驗(yàn)位，和8個(gè)數(shù)據(jù)位組成，設(shè)傳送英文大寫字母W的ASCII碼(57H)且采用偶校驗(yàn)，請寫出此時(shí)傳送信息的幀格式。01111串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)

同步通信一次傳送若干個(gè)字符組成的數(shù)據(jù)塊，并且規(guī)定了10個(gè)特殊字符作為這個(gè)數(shù)據(jù)塊的開頭與結(jié)束標(biāo)志以及整個(gè)傳輸過程的控制信息。SYNSYNSOH標(biāo)題STX數(shù)據(jù)塊ETB/ETX塊校驗(yàn)數(shù)據(jù)格式（一幀）12串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)

同步通信特定字符的定義：SYN：同步字符（Synchronous），表示一幀的開始；SOH：序始字符（StartofHeader），表示標(biāo)題的開始；標(biāo)題：包括原地址，目的地址，路由指示等信息；STX：文始字符（StartofText），表示正文開始。ETB/ETX：組終/文終字符（EndofText）、ETB（EndofTransmissionBlock）SYNSYNSOH標(biāo)題STX數(shù)據(jù)塊ETB/ETX塊校驗(yàn)13串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)

串行傳輸速率波特率表示每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，用波特率表示，即：1波特=bit/s（位/秒）字符速率是指每秒所傳輸?shù)淖址麛?shù)，這個(gè)概念使用少。14串行通信方式10.1串行通信基礎(chǔ)

串行傳輸速率字符速率與波特率的關(guān)系1個(gè)字符：1個(gè)起始位+8個(gè)數(shù)據(jù)位+1個(gè)校驗(yàn)位+2個(gè)終止位=12位如果字符速率：1000字符/s則波特率為：100012=12000bit/s

例：已知異步通信接口的幀格式由1個(gè)起始位，7個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)奇偶校驗(yàn)位和1個(gè)停止位組成。當(dāng)該接口每分鐘傳送3600個(gè)字符時(shí)，試計(jì)算其波特率。每幀字符共10位(1+7+1+1)

3600×10位/60秒=600位/s=600bit/s15主要內(nèi)容10.1串行通信基礎(chǔ)串行通信方式數(shù)據(jù)傳輸方式信號傳輸方式串行接口標(biāo)準(zhǔn)16數(shù)據(jù)傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)單工(SingleDuplex）

使用一根傳輸線，只能從A到B發(fā)送接收器發(fā)送器A站B站特點(diǎn)：①一端只有發(fā)送器，令一端只有接收器②只有一條傳送線應(yīng)用：遠(yuǎn)程控制、單向傳送設(shè)備

串行通信中，數(shù)據(jù)通常是在二個(gè)站（點(diǎn)對點(diǎn)）之間進(jìn)行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可分成三種傳輸方式17數(shù)據(jù)傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)半雙工(HalfDuplex)使用同一根傳輸線，既可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)收送數(shù)據(jù)發(fā)送器接收器發(fā)送器接收器A站B站特點(diǎn)：①每端需有一個(gè)收/發(fā)切換電子開關(guān)

②因有切換，會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲應(yīng)用：打印機(jī)串口，單向傳送設(shè)備，發(fā)送器→接收器18數(shù)據(jù)傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作全雙工(FullDuplex）發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器A站B站特點(diǎn)：①每一端都有發(fā)送器和接收器②有2條傳送線應(yīng)用：交互式應(yīng)用，遠(yuǎn)程監(jiān)測控制19主要內(nèi)容10.1串行通信基礎(chǔ)串行通信方式數(shù)據(jù)傳輸方式信號傳輸方式串行接口標(biāo)準(zhǔn)20信號傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)信號的調(diào)制與解調(diào)計(jì)算機(jī)通信是要求傳輸數(shù)字信號，而在進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信時(shí)，線路往往是借用現(xiàn)有的公用電話網(wǎng)，但是，電話網(wǎng)是為音頻模擬信號的設(shè)計(jì)的。一般為300～3400Hz，不適合于數(shù)據(jù)信號。因此需要對二進(jìn)制信號進(jìn)行調(diào)制，以適合在電話網(wǎng)上傳輸相應(yīng)的音頻信號，在接收時(shí)，需要進(jìn)行解調(diào)，還原成數(shù)字信號。21信號傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)信號的調(diào)制與解調(diào)計(jì)算機(jī)MODEMMODEM模擬信號數(shù)字信號數(shù)字信號CRT101010101010調(diào)制電話線22信號傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)信號的調(diào)制調(diào)制就是進(jìn)行波形變換?；蛘哒f進(jìn)行頻譜變換，就是將基帶數(shù)字信號的頻譜變換成適合于在模擬信道中傳輸?shù)念l譜。調(diào)制器是一個(gè)波形變換器,它將基帶數(shù)字的波形變換成適合于模擬信道傳輸?shù)牟ㄐ?。解調(diào)器是一個(gè)波形識別器,將模擬信號恢復(fù)成原來的數(shù)字信號。調(diào)制器解調(diào)器01001001001023信號傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)調(diào)制的方法調(diào)幅(AM)調(diào)頻(FM)調(diào)相(PM)即載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化.“1”對應(yīng)有載波

“0”對應(yīng)無載波AM01001124信號傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)調(diào)制的方法調(diào)幅(AM)調(diào)頻(FM)調(diào)相(PM)即載波頻率隨數(shù)字信號而變化

“0”對應(yīng)”f1”“1”對應(yīng)“f2”f1f2FM25信號傳輸方式10.1串行通信基礎(chǔ)調(diào)制的方法調(diào)幅(AM)調(diào)頻(FM)調(diào)相(PM)即載波初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化.“0”對應(yīng)相位0度

“1”對應(yīng)相位180度0度180度PM26主要內(nèi)容10.1串行通信基礎(chǔ)串行通信方式數(shù)據(jù)傳輸方式信號傳輸方式串行接口標(biāo)準(zhǔn)27串行接口標(biāo)準(zhǔn)10.1串行通信基礎(chǔ)RS-232C標(biāo)準(zhǔn)是美國EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）與BELL等公司一起開發(fā)的，1969年公布的通信協(xié)議，適合的數(shù)傳率：0～20Kbps。電氣特性RS-232C對電氣特性，邏輯電平和各種信號線的功能都作了規(guī)定。邏輯“1”=?3V～?15V

“0”=+3V～+15V注意與TTL電平的區(qū)別RS-232C標(biāo)準(zhǔn)28串行接口標(biāo)準(zhǔn)10.1串行通信基礎(chǔ)RS-232C標(biāo)準(zhǔn)RS-232與TTL邏輯電平不一樣，可用TTL/EIA電平轉(zhuǎn)換器進(jìn)行，如MC1488，MC1489IC。MC1488MC1489RS-232TTLEIA電平+15V+15VTTL+15V采用EIA電平比TTL電平具有更強(qiáng)的抗干擾性能。另外，MAX232省電可連接二對收/發(fā)線，只用單電源。29串行接口標(biāo)準(zhǔn)10.1串行通信基礎(chǔ)機(jī)械特性連接器①DB-25型，25腳，只用9個(gè)信號（2個(gè)數(shù)據(jù)線，6個(gè)控制線，1個(gè)地址），1234DB-25型連接器5678911132522201814發(fā)送電流（-）發(fā)送電流（+）DCDGNDDSRCTSRTSRXDTXD（-）接收電流（+）接收電流30串行接口標(biāo)準(zhǔn)10.1串行通信基礎(chǔ)機(jī)械特性連接器②DB-9型9針，9針全用123456789DSRRTSCTSRIDCDRXDTXDDTRGNDDB-9型連接器31串行接口標(biāo)準(zhǔn)10.1串行通信基礎(chǔ)電纜長度RS-232直接連接的最大物理距離15M，通信速率<20Kbps。RS-232C接口信號的定義25線：數(shù)據(jù)線4條

（2，3，14，16）控制線11條（4，5，6，8，12，13，19，

20，22，23）定時(shí)信號線3條（15，17，24）地線2條（1，7）備用5條（9，10，11，18，25）未定義1234DB-25型連接器5678911132522201814發(fā)送電流（-）發(fā)送電流（+）DCDGNDDSRCTSRTSRXDTXD（-）接收電流（+）接收電流32串行接口標(biāo)準(zhǔn)10.1串行通信基礎(chǔ)信號線連接近距離連接（<15m）只用3條線（發(fā)送線TXD，接收線RXD，信號地線）TXDRXDTXDRXDA機(jī)B機(jī)772233456204562033串行接口標(biāo)準(zhǔn)10.1串行通信基礎(chǔ)信號線連接遠(yuǎn)距離連接（>=15m）需用MODEM和專用電話線，需用2～9條信號線（在接口與MODEM之間）計(jì)算機(jī)接口調(diào)制解調(diào)器DCDRXDTXDRTSCTSSGDSR調(diào)制解調(diào)器DCDRXDTXDRTSCTSSGDSR終端專用電話線2┇┇2采用MODEM時(shí)RS-232C信號線的使用目錄10.1串行通信基礎(chǔ)10.2串行通信接口芯片8251A10.38251A應(yīng)用舉例35主要內(nèi)容10.2串行通信接口芯片8251A8251A概述8251A初始化編程368251A概述10.2串行通信接口芯片8251A

8251A的主要功能

能以同步方式或異步方式進(jìn)行工作

工作于同步方式時(shí)，每個(gè)字符可定義為5~8位，可以加奇偶校驗(yàn)，能自動(dòng)檢測同步字符

異步工作方式下，字符可選5~8位，可加奇偶校驗(yàn)位，發(fā)送時(shí)，自動(dòng)為每個(gè)字符添加1個(gè)起始位，并提供編程選擇1位、1位半和2位停止位。

具有出錯(cuò)檢測方式：奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤等檢測電路

串行通信是全雙工，雙緩沖的接收/發(fā)送器378251A概述10.2串行通信接口芯片8251A

8251A的引腳

D1D0VCCRxCDTRRTSDSRRESETCLKTxDTxEMPTYCTSSYDENT/BRKDETTxRDY8251A28272625242322212019181716151234567891011121314D2D3RxDGNDD4D5D6D7TxCWRCSC/DRDRxRDY8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A38狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀/寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS發(fā)送器接收器數(shù)據(jù)總線緩沖器

8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A39狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀/寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS發(fā)送器接收器CPU用IN指令從此讀取狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息存放CPU用OUT指令向8251A寫入的數(shù)據(jù)和命令8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A40狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀/寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS發(fā)送器接收數(shù)據(jù)的速率取決于時(shí)鐘輸入端RxC的時(shí)鐘頻率4111.2.18251A概述接收時(shí)鐘

在接收數(shù)據(jù)時(shí)，接收器在接收時(shí)鐘的有效沿作用下對接收數(shù)據(jù)按位采樣，并按位串行移入移位寄存器。

其頻率將直接影響設(shè)備接收數(shù)據(jù)的速度

對于同步方式，RxC端輸入的時(shí)鐘頻率應(yīng)等于接收數(shù)據(jù)的波特率。

對于異步方式，RxC端輸入的時(shí)鐘頻率可由軟件定義是波特率的1倍、16倍或64倍。波特率因子8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A4211.2.18251A概述接收時(shí)鐘12345678910111213141516123456789接收數(shù)據(jù)起始位16TD0=116T若接收時(shí)鐘是波特率的16倍，以異步通信為例進(jìn)行說明00116T8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A43狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS發(fā)送器01011110D0D1……7AHRxD引腳上接收串行數(shù)據(jù)。8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A44狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS發(fā)送器7AHRxRDY輸出高電平,用于通知CPU,8251已從外部接收一個(gè)字符,等待送到CPU去?？勺鳛橹袛嗾埱笮盘?，或者供CPU查詢。INAL,

數(shù)據(jù)端口8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A45狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDETRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS發(fā)送器內(nèi)同步方式：將從RxD引腳上接收到的數(shù)據(jù)放入接收移位寄存器，與同步字符寄存器內(nèi)的字符進(jìn)行比較。同步字符寄存器06H01100000D0D1……06H兩者相同，則將SYNDET引腳置為高電平。表示已同步。18251A概述10.2串行通信接口芯片8251A46狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDETRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS外同步方式：由外部檢測電路來檢測同步字符。檢測到同步字符后，從同步輸入端SYNDET輸入一個(gè)高電平，通知8251A，當(dāng)前已檢測到同步字符。發(fā)送器8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A47狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYBRKDETRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS發(fā)送器異步方式下,該引腳為斷點(diǎn)監(jiān)測端,輸出。當(dāng)RxD連續(xù)收到2個(gè)全0數(shù)字位組成的字符時(shí),該引腳輸出高電平,表示無數(shù)據(jù)接收.8251A復(fù)位或RxD接收到“1”信號時(shí),該引腳復(fù)位成低電平.可作狀態(tài)位供CPU查詢8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A48狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器接收控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS發(fā)送器接收器發(fā)送數(shù)據(jù)的速率取決于時(shí)鐘輸入端TxC的時(shí)鐘頻率波特率因子4911.2.18251A概述發(fā)送時(shí)鐘

在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送器在發(fā)送時(shí)鐘的有效沿作用下將移位寄存器的數(shù)據(jù)按位移位串行輸出

其頻率將直接影響設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速度

對于同步方式，TxC端輸入的時(shí)鐘頻率應(yīng)等于發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率。

對于異步方式，TxC端輸入的時(shí)鐘頻率可由軟件定義是波特率的1倍、16倍或64倍。8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A50狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并→串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器發(fā)送控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS接收器當(dāng)允許8251A發(fā)送數(shù)據(jù),且發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器為空,TxRDY有效。表示發(fā)送緩沖器準(zhǔn)備好從CPU接收一個(gè)數(shù)據(jù).可作為中斷請求信號或狀態(tài)查詢信號空OUT

數(shù)據(jù)端口,AL

72H1當(dāng)CPU向8251A發(fā)送一個(gè)并行數(shù)據(jù)后，變成低電平08251A概述10.2串行通信接口芯片8251A51狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并→串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串并轉(zhuǎn)換接收緩沖器發(fā)送控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS接收器發(fā)送器空信號,有效時(shí)表示并->串轉(zhuǎn)換器空,無數(shù)據(jù)可向外發(fā)送.當(dāng)8251A從CPU接收到1個(gè)數(shù)據(jù)后變低。72H018251A概述10.2串行通信接口芯片8251A52狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并→串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串→并轉(zhuǎn)換接收緩沖器發(fā)送控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS有效時(shí),8251A進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待對芯片進(jìn)行初始化編程時(shí)鐘信號用來產(chǎn)生8251A內(nèi)部的定時(shí)信號.同步方式下CLK需比RxC和TxC大30倍,異步方式下要大4.5倍?？刂?數(shù)據(jù)信號，輸入=1，表示數(shù)據(jù)總線傳送的是控制信息或狀態(tài)字(控制端口)；=0，傳送的是數(shù)據(jù)信息(數(shù)據(jù)端口)5311.2.18251A概述8251A概述10.2串行通信接口芯片8251ACSC/DRDWR功能00000011010110108251A數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線

（讀數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)總線→8251A數(shù)據(jù)

（寫數(shù)據(jù)）8251A狀態(tài)字→數(shù)據(jù)總線（讀狀態(tài)）數(shù)據(jù)總線→8251A控制字（寫命令）1XXX8251A總線浮空（無操作）讀/寫控制信號組合與8251A操作的對應(yīng)關(guān)系11.2.18251A概述8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A54狀態(tài)緩沖器接收數(shù)據(jù)緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器D7~D0讀寫控制邏輯調(diào)制/解調(diào)控制發(fā)送移位寄存器并→串轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器發(fā)送控制電路接收移位寄存器串→并轉(zhuǎn)換接收緩沖器發(fā)送控制電路TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYSYNDET/BDRXCDTRDSRRTSCTS

RESETCLKC/DRDWRCS5511.2.18251A概述數(shù)據(jù)終端用于收發(fā)數(shù)據(jù)的終端和計(jì)算機(jī)DTE數(shù)據(jù)通信設(shè)備通常MODEM和其它用于遠(yuǎn)距離發(fā)送串行數(shù)據(jù)的設(shè)備統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE。11.2.18251A概述8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A5611.2.18251A概述當(dāng)終端和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信時(shí)，可用8251A作為遠(yuǎn)距離通信接口芯片，并需要與調(diào)制解調(diào)器連接，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電話線傳輸數(shù)據(jù)。TXDRXDDTRDSRRTSCTSRXCTXC異步MODEM波特率產(chǎn)生器電話線接口ABDBCB8251電話線數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好

8251A完成初始化并做好接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作后,向MODEM發(fā)出有效的DTR信號，告知MODEM數(shù)據(jù)終端已準(zhǔn)備好?？捎密浖x。11.2.18251A概述8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A5711.2.18251A概述TXDRXDDTRDSRRTSCTSRXCTXC異步MODEM波特率產(chǎn)生器電話線接口ABDBCB8251電話線數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好是DTR的應(yīng)答信號。有效時(shí)表示MODEM已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)。CPU可以查詢其狀態(tài)。11.2.18251A概述當(dāng)終端和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信時(shí)，可用8251A作為遠(yuǎn)距離通信接口芯片，并需要與調(diào)制解調(diào)器連接，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電話線傳輸數(shù)據(jù)。11.2.18251A概述8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A5811.2.18251A概述TXDRXDDTRDSRRTSCTSRXCTXC異步MODEM波特率產(chǎn)生器電話線接口ABDBCB8251電話線請求發(fā)送信號有效時(shí)表示計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)終端已準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，需要發(fā)送，該信號向MODEM發(fā)出請求。可用軟件定義11.2.18251A概述當(dāng)終端和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信時(shí)，可用8251A作為遠(yuǎn)距離通信接口芯片，并需要與調(diào)制解調(diào)器連接，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電話線傳輸數(shù)據(jù)。11.2.18251A概述8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A5911.2.18251A概述TXDRXDDTRDSRRTSCTSRXCTXC異步MODEM波特率產(chǎn)生器電話線接口ABDBCB8251電話線清除發(fā)送信號是MODEM對RTS的應(yīng)答信號MODEM做好了發(fā)送串行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，就向終端發(fā)送此信號。11.2.18251A概述當(dāng)終端和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信時(shí)，可用8251A作為遠(yuǎn)距離通信接口芯片，并需要與調(diào)制解調(diào)器連接，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電話線傳輸數(shù)據(jù)。11.2.18251A概述8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A11.2.18251A概述11.2.18251A概述11.2.18251A概述8251A概述10.2串行通信接口芯片8251A60

D7~D0A7A6A5A4M/IOA3A2A0A1RESETRDWR&8086111G1G2AG2BCBAY01D7~D0CS8251AC/DRESETRDWRTXRDYTXERXRDYBRKDETTXDRXDRXCTXCRS-232C接口外設(shè)波特率產(chǎn)生器8251A與CPU之間的連線A7A6A5A4A3A2A1A0111100X0(F0H)F0H0：F0H1：F2H8251A與外設(shè)的連線000與CPU的收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號61主要內(nèi)容10.2串行通信接口芯片8251A8251A概述8251A初始化編程628251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A模式字S1S0EPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D0停止位奇偶校驗(yàn)字符長度波特因子（異步）00=無效01=1位10=1.5位11=2位×0=無校驗(yàn)01=奇校驗(yàn)11=偶校驗(yàn)00=5位01=6位10=7位11=8位01=×1異步10=×16－11=×64－可區(qū)分同步和異步方式異步方式的模式字D1D0≠00

638251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A模式字波特率因子：RxC和TxC與波特率之間的關(guān)系收發(fā)時(shí)鐘頻率=收發(fā)波特率×波特率系數(shù)若收發(fā)時(shí)鐘頻率為19200，波特率系數(shù)為16，則收發(fā)波特率為19200/16=1200。

若8251A以9600波特的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，波特率因子為16，發(fā)送時(shí)鐘TxC的頻率是多少？fTxC=9600×

16648251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A模式字SCSESDEPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D0奇偶校驗(yàn)字符長度000=雙同步1=單同步×0=無校驗(yàn)01=奇校驗(yàn)11=偶校驗(yàn)00=5位01=6位10=7位11=8位同步方式的模式字0=內(nèi)同步1=外同步658251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A模式字

例：異步通信中，若幀數(shù)據(jù)格式為：字符長度8位，1位起始位，2位停止位，奇校驗(yàn)，波特率因子是16，則工作字是：S1S0EPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D011011110MOV DX，04C2H；8251A控制/狀態(tài)端口地址MOV AL，0DEH；異步模式字OUT DX，AL668251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A模式字

例：同步通信中，若幀數(shù)據(jù)格式為：字符長度8位，雙同步字符，內(nèi)同步方式，奇校驗(yàn)，則工作字是：SCSESDEPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D000011100MOV DX，04C2H；8251A控制/狀態(tài)端口地址MOV AL，1CH；同步模式字OUT DX，AL678251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A

命令字用于確定8251A的操作，使其進(jìn)行某種操作或工作狀態(tài)，以便接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。67EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEND7D6D5D4D3D2D1D0進(jìn)入搜索方式內(nèi)部復(fù)位發(fā)送請求錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位發(fā)中止字符接收允許數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好發(fā)送允許D7=1啟動(dòng)同步字符搜索D4=1復(fù)位PE,OE,FED0=1,允許發(fā)送

=0,禁止發(fā)送D2=1,允許接收

=0,禁止接收D3=1,使TxD線變低，發(fā)中止字符(空號)D3=0,正常操作D1=1,已準(zhǔn)備好使DTR引腳輸出低電平D1=1,請求發(fā)送使RTS引腳輸出低電平D6=1,內(nèi)部復(fù)位,使8251A回到方式選擇格式688251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A

8251A編程流程68復(fù)位操作輸出模式字異步方式輸出第1個(gè)同步字雙同步輸出第2個(gè)同步字輸出命令字NYYN復(fù)位NY傳送數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)字有錯(cuò)Y出錯(cuò)處理N傳送完NY結(jié)束初始化流程698251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A

8251A編程流程69在傳送數(shù)據(jù)過程中，若需要改變傳送方式，則必須寫入使8251A內(nèi)部復(fù)位的命令字，然后再重新寫入新的模式字和命令字。注意8251A在工作過程中，允許用IN指令讀取8251A的狀態(tài)字，用于了解8251A的當(dāng)前工作狀態(tài)，以便控制CPU與8251A之間的數(shù)據(jù)交換。約定雙方的通信方式，數(shù)據(jù)格式，傳送速率確定8251A的實(shí)際操作，迫使8251A進(jìn)行某種操作或工作狀態(tài)，以便接收或發(fā)送數(shù)據(jù)8251A執(zhí)行命令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送后的狀態(tài)字存放在狀態(tài)寄存器中，CPU通過讀出狀態(tài)字進(jìn)行分析和判斷，以決定下一步的操作。708251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A70EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEND7D6D5D4D3D2D1D0進(jìn)入搜索方式內(nèi)部復(fù)位發(fā)送請求錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位發(fā)中止字符接收允許數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好發(fā)送允許

例：使8251A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：0100000040H為8251A內(nèi)部復(fù)位命令718251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A71EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEND7D6D5D4D3D2D1D0進(jìn)入搜索方式內(nèi)部復(fù)位發(fā)送請求錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位發(fā)中止字符接收允許數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好發(fā)送允許

例：使8251A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：00010101728251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A72

例：使8251A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：MOV DX，04C2H；8251A控制/狀態(tài)端口地址MOVAL，01000000B ；置D6=1，使內(nèi)部復(fù)位OUTDX，AL；---------------------------------寫命令字MOVAL，00010101B ；置D0=1，D2=1，允許接收和發(fā)送OUTDX，AL738251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A

狀態(tài)字8251A執(zhí)行命令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送后的狀態(tài)字存放在狀態(tài)寄存器中，CPU通過讀出狀態(tài)字進(jìn)行分析和判斷，以決定下一步的操作。73DSRSYNDETFEOEPETXERXRDYTXRDYD7D6D5D4D3D2D1D0數(shù)據(jù)裝置就緒同步檢出格式錯(cuò)溢出錯(cuò)奇偶錯(cuò)發(fā)送器空接收準(zhǔn)備好發(fā)送準(zhǔn)備好與引腳定義相同與引腳的不同見p267748251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A

狀態(tài)字74

例：若查詢8251A接收器是否準(zhǔn)備好，則用下列程序

MOV DX，04C2H；8251A控制/狀態(tài)端口地址L： IN AL，DX ；讀狀態(tài)字

TESTAL，02H ；查D1=1？（RXRDY=1?）

JZ L ；未準(zhǔn)備好，則等待

MOVDX，04C0H；數(shù)據(jù)口

……（奇地址）（偶地址）758251A初始化編程10.2串行通信接口芯片8251A

狀態(tài)字75

例：檢查出錯(cuò)信息，則用下列程序段

MOV DX，04C2H；8251A控制/狀態(tài)端口地址IN AL，DX TESTAL，38H ；檢查D5D4D3三位(FE，OE，PE) JNZERROR ；若其中有一位為1，則出錯(cuò) ……ERROR:（奇地址）DSRSYNDETFEOEPETXERXRDYTXRDYD7D6D5D4D3D2D1D000111000目錄10.1串行通信基礎(chǔ)10.2串行通信接口芯片8251A10.38251A應(yīng)用舉例77主要內(nèi)容10.38251A應(yīng)用舉例案例：雙機(jī)通信案例：簡易交通燈控制系統(tǒng)V5.08251A在自動(dòng)氣象站中的應(yīng)用78案例：雙機(jī)通信10.38251A應(yīng)用舉例

例：甲機(jī)和乙機(jī)采用異步通信，甲機(jī)重復(fù)輸出字符串“ILoveChina！”，乙機(jī)接收。設(shè)波特率因子為1，無校驗(yàn)位，1個(gè)停止位，8個(gè)數(shù)據(jù)位。S1S0EPPENL1L0B1B0D7D6D5D4D3D2D1D001001101模式字甲機(jī)01001101乙機(jī)79案例：雙機(jī)通信10.38251A應(yīng)用舉例

例：甲機(jī)和乙機(jī)采用異步通信，甲機(jī)重復(fù)輸出字符串“ILoveChina！”，乙機(jī)接收。設(shè)波特率因子為1，無校驗(yàn)位，1個(gè)停止位，8個(gè)數(shù)據(jù)位。命令字EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEND7D6D5D4D3D2D1D0進(jìn)入搜索方式內(nèi)部復(fù)位發(fā)送請求錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位發(fā)中止字符接收允許數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好發(fā)送允許甲機(jī)00010101

允許發(fā)送和接收，15H（也可以允許只發(fā)送，11H）（程序略）80案例：雙機(jī)通信10.38251A應(yīng)用舉例

例：甲機(jī)和乙機(jī)采用異步通信，甲機(jī)重復(fù)輸出字符串“ILoveChina！”，乙機(jī)接收。設(shè)波特率因子為1，無校驗(yàn)位，1個(gè)停止位，8個(gè)數(shù)據(jù)位。命令字EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEND7D6D5D4D3D2D1D0進(jìn)入搜索方式內(nèi)部復(fù)位發(fā)送請求錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位發(fā)中止字符接收允許數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好發(fā)送允許乙機(jī)00010101

允許發(fā)送和接收，15H（也可以允許只接收，14H）（程序略）81主要內(nèi)容10.38251A應(yīng)用舉例案例：雙機(jī)通信案例：簡易交通燈控制系統(tǒng)V5.08251A在自動(dòng)氣象站中的應(yīng)用82案例：簡易交通燈控制系統(tǒng)V5.010.38251A應(yīng)用舉例

簡易交通燈控制系統(tǒng)V5.0，利用8251A把當(dāng)前路口的通行情況發(fā)送出去。8251A的模式字、命令字的設(shè)置與雙機(jī)通信案例一致(程序略)在系統(tǒng)V4.0的基礎(chǔ)上增加了8251A在主程序中增加對8251A的初始化在主程序循環(huán)發(fā)送當(dāng)前通信的方向和信號燈配時(shí)情況83案例：簡易交通燈控制系統(tǒng)V5.010.38251A應(yīng)用舉例

簡易交通燈控制系統(tǒng)V5.0，利用8251A把當(dāng)前路口的通行情況發(fā)送出去。84主要內(nèi)容10.38251A應(yīng)用舉例案例：雙機(jī)通信案例：簡易交通燈控制系統(tǒng)V5.08251A在自動(dòng)氣象站中的應(yīng)用858251A在自動(dòng)氣象站中的應(yīng)用10.38251A應(yīng)用舉例通過8251A實(shí)現(xiàn)自動(dòng)氣象站與上位機(jī)通信，把溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量、太陽輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。

其中每個(gè)氣象要素各占1個(gè)字節(jié)，上位機(jī)接收這7個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、打印等

8251A工作在異步模式下，8位數(shù)據(jù)，1位停止位，偶校驗(yàn)，波特率系數(shù)為64

控制/狀態(tài)端口和數(shù)據(jù)端口地址為04C2H和04C0H。分析：自動(dòng)氣象站把測量數(shù)據(jù)按順序排好，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)空間內(nèi)，通過查詢方式發(fā)送給上位機(jī)。

868251A在自動(dòng)氣象站中的應(yīng)用10.38251A應(yīng)用舉例

當(dāng)氣象站接收到上位機(jī)發(fā)送的‘#030CGG’的時(shí)候，就開始執(zhí)行發(fā)送程序，上位機(jī)依次接收這7個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，當(dāng)接收到7個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)，則停止接收。

接收程序中進(jìn)行偶校驗(yàn)，如出錯(cuò)，則轉(zhuǎn)到出錯(cuò)處理程序。分析：通過8251A實(shí)現(xiàn)自動(dòng)氣象站與上位機(jī)通信，把溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量、太陽輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。

其中每個(gè)氣象要素各占1個(gè)字節(jié)，上位機(jī)接收這7個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、打印等

878251A在自動(dòng)氣象站中的應(yīng)用10.38251A應(yīng)用舉例氣象站程序流程圖開始8251A初始化收到#030CGG？NY發(fā)送數(shù)據(jù)TxRDY?NY發(fā)送氣象要素?cái)?shù)據(jù)發(fā)送7字節(jié)?NY結(jié)束888251A在自動(dòng)氣象站中的應(yīng)用10.38251A應(yīng)用舉例DATA SEGMENT

RBUFFER DB10DUP(?) ;接收緩沖區(qū)

SBUFFER DB10DUP(?) ;發(fā)送緩沖區(qū)，存放各個(gè)氣象要素

STRIN DB‘#030CGG’ CTRL8251 EQU 04C2H DATA8251 EQU 04C0H ;定義8251A的端口地址DATA ENDSCODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA

ORG1300H ;定義起始地址START:MOVAX,DATA

MOVDS,AX【氣象站程序】898251A在自動(dòng)氣象站中的應(yīng)用10.38251A應(yīng)用舉例MOVAL,7FH