第10b章串行通信接口_更新

1、1 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)1010b b章章 串行通信接口串行通信接口深圳大學(xué)深圳大學(xué) 信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院2第第6b章章 串行通信接口串行通信接口教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 異步通信協(xié)議和異步通信協(xié)議和RS232C接口接口 8251串行通信接口芯片串行通信接口芯片3串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ) 串行通信：將數(shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位用一條串行通信：將數(shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位用一條信號線，一位一位順序傳送的方式信號線，一位一位順序傳送的方式 串行通信的優(yōu)勢：用于通信的線路少，因串行通信的優(yōu)勢：用于通信的線路少，因而在遠(yuǎn)距離通信時(shí)可以極大地降低成本而在遠(yuǎn)距離通信時(shí)可以極大地降低成本 串行通信適合于遠(yuǎn)距離數(shù)

2、據(jù)傳送，也常用串行通信適合于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送，也常用于速度要求不高的近距離數(shù)據(jù)傳送于速度要求不高的近距離數(shù)據(jù)傳送 串行通信分為串行通信分為2 2種類型：一種是種類型：一種是同步同步通信通信方式，另一種是方式，另一種是異步異步通信方式。通信方式。41. 異步通信異步通信 串行通信時(shí)的數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息都使串行通信時(shí)的數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息都使用同一根信號線傳送用同一根信號線傳送 收發(fā)雙方必須遵守共同的通信協(xié)議（通信收發(fā)雙方必須遵守共同的通信協(xié)議（通信規(guī)程），才能解決傳送速率、信息格式、規(guī)程），才能解決傳送速率、信息格式、位同步、字符同步、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等問題位同步、字符同步、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等問題 串行異步通信

3、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5起止式異步通信協(xié)議起止式異步通信協(xié)議 起始位每個(gè)字符開始傳送的標(biāo)志，起始位采用邏輯0電平起始位起始位校驗(yàn)位校驗(yàn)位停止位停止位空閑位空閑位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位低位低位高位高位字符字符0/10/1 0/10/10/10/10/10/11 10 01 11 11 1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)

4、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，表示沒有進(jìn)行傳送表示沒有進(jìn)行傳送6A：41H=1000001B 1 0 0 0 0 0 1 1 1 C：43H=1000011B 1 1 0 0 0 0 1 0 1 字符字符C的數(shù)據(jù)格式為：的數(shù)據(jù)格式為：例如：設(shè)異步通信數(shù)據(jù)格式為例如：設(shè)異步通信數(shù)據(jù)格式為7位數(shù)據(jù)、位數(shù)據(jù)、1位奇校驗(yàn)位奇校驗(yàn)和和1位停止位，則字符位停止位，則字符A的數(shù)據(jù)格式為：的數(shù)據(jù)格式為：79 ：39H=0111001B 1

5、0 0 1 1 1 0 1 1 練習(xí)：設(shè)異步通信數(shù)據(jù)格式為練習(xí)：設(shè)異步通信數(shù)據(jù)格式為7位數(shù)據(jù)、位數(shù)據(jù)、1位奇校驗(yàn)位奇校驗(yàn)和和1位停止位，則字符位停止位，則字符9的數(shù)據(jù)格式為：的數(shù)據(jù)格式為：比特率、波特率比特率、波特率(baudrate) 比特率：比特率作為串行傳輸中數(shù)據(jù)傳輸速度比特率：比特率作為串行傳輸中數(shù)據(jù)傳輸速度的測量單位，用每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)的位數(shù)的測量單位，用每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)的位數(shù)bit/s(位位/秒秒)來表示。來表示。 波特率：波特率是用來描述每秒鐘內(nèi)發(fā)生二進(jìn)波特率：波特率是用來描述每秒鐘內(nèi)發(fā)生二進(jìn)制信號的事件數(shù)，用來表示一個(gè)二進(jìn)制信號數(shù)據(jù)位的制信號的事件數(shù)，用來表示一個(gè)二進(jìn)制信號

6、數(shù)據(jù)位的持續(xù)時(shí)間。持續(xù)時(shí)間。 數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率 在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，數(shù)字信號送到傳輸介質(zhì)之前要調(diào)制在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，數(shù)字信號送到傳輸介質(zhì)之前要調(diào)制為模擬信號，再用比特率來測量傳輸速度就不那么方便直觀為模擬信號，再用比特率來測量傳輸速度就不那么方便直觀了。因此引入波特率作為速率測量單位，即：了。因此引入波特率作為速率測量單位，即：波特率波特率1/二進(jìn)制位的持續(xù)時(shí)間二進(jìn)制位的持續(xù)時(shí)間比特率可以大于或等于波特率，假定用正脈沖表示比特率可以大于或等于波特率，假定用正脈沖表示“1”，負(fù)，負(fù)脈沖表示脈沖表示“0”，這時(shí)比特率就等于波特率。，這時(shí)比特率就等于波特率。假如假如每秒鐘要傳每秒鐘要傳輸輸10個(gè)數(shù)

7、據(jù)位，則其速率為個(gè)數(shù)據(jù)位，則其速率為l0波特；若發(fā)送到傳輸介質(zhì)，再波特；若發(fā)送到傳輸介質(zhì)，再把每位數(shù)據(jù)用把每位數(shù)據(jù)用10個(gè)脈沖來調(diào)制時(shí)，則比特率為個(gè)脈沖來調(diào)制時(shí)，則比特率為100b/s，即比即比特率可能大于波特率特率可能大于波特率。 一般來說，一般來說， 比特率就是波特率比特率就是波特率。10例：每秒鐘傳送例：每秒鐘傳送120個(gè)字符，而每個(gè)字符由個(gè)字符，而每個(gè)字符由10位數(shù)據(jù)位位數(shù)據(jù)位組成，則傳送的波特率為：組成，則傳送的波特率為： fd= 10120=1200 bit/s=1200波特波特或稱為或稱為1200 bps。標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：110/300/600/1200/1800/2400/4800

8、/9600/19200有時(shí)也用位周期（有時(shí)也用位周期（Td）來表示傳輸速度，表示每一位的）來表示傳輸速度，表示每一位的傳送時(shí)間，是波特率的倒數(shù)。傳送時(shí)間，是波特率的倒數(shù)。11發(fā)送時(shí)鐘與接收時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘與接收時(shí)鐘 異步通信中異步通信中，發(fā)送端和接收端各用一個(gè)時(shí)鐘來確定發(fā)送，發(fā)送端和接收端各用一個(gè)時(shí)鐘來確定發(fā)送和接收的速率，分別稱為發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘。和接收的速率，分別稱為發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘。這兩個(gè)時(shí)鐘的頻率這兩個(gè)時(shí)鐘的頻率fc和數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)傳輸速率fd的關(guān)系為：的關(guān)系為：fc = Kfd 其中其中K稱為稱為波特率因子波特率因子，取值可為，取值可為16、32或或64 一般在發(fā)送端是由發(fā)送時(shí)鐘

9、的一般在發(fā)送端是由發(fā)送時(shí)鐘的使送入移位寄存使送入移位寄存器的數(shù)據(jù)串行移位輸出。器的數(shù)據(jù)串行移位輸出。而接收端則是在接收時(shí)鐘的而接收端則是在接收時(shí)鐘的作用下將傳輸線上作用下將傳輸線上的數(shù)據(jù)逐位打入移位寄存器。的數(shù)據(jù)逐位打入移位寄存器。122. 同步通信同步通信 由一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘控制發(fā)送方和接收方由一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘控制發(fā)送方和接收方 以一個(gè)數(shù)據(jù)塊（幀）為傳輸單位，每個(gè)數(shù)據(jù)塊附以一個(gè)數(shù)據(jù)塊（幀）為傳輸單位，每個(gè)數(shù)據(jù)塊附加加1個(gè)或個(gè)或2個(gè)同步字符，最后以校驗(yàn)字符結(jié)束，字個(gè)同步字符，最后以校驗(yàn)字符結(jié)束，字符要一個(gè)接著一個(gè)傳送；沒有字符時(shí)，也要發(fā)送符要一個(gè)接著一個(gè)傳送；沒有字符時(shí)，也要發(fā)送專用的專用的“空閑

10、空閑”字符或者是同步字符字符或者是同步字符 同步通信的數(shù)據(jù)傳輸效率和傳輸速率較高，但硬同步通信的數(shù)據(jù)傳輸效率和傳輸速率較高，但硬件電路比較復(fù)雜件電路比較復(fù)雜 串行同步通信主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中串行同步通信主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中 最常使用高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議最常使用高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC同步字符同步字符數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)字符校驗(yàn)字符133. 傳輸制式傳輸制式全雙工全雙工站站A站站B站站A站站B站站A站站B半雙工半雙工單工單工144. 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 調(diào)制（調(diào)制（ModulatingModulating）把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電話線路傳送的模擬信號把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電話線路傳送的模擬信號 解

11、調(diào)（解調(diào)（DemodulatingDemodulating）將電話線路的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號將電話線路的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器MODEMMODEM具有調(diào)制和解調(diào)功能的器件合制在一個(gè)裝置具有調(diào)制和解調(diào)功能的器件合制在一個(gè)裝置15計(jì)算機(jī)AMODEMAMODEMB計(jì)算機(jī)B0 111100000 111100001010數(shù)字信號模擬信號數(shù)字信號電話線調(diào)制與解調(diào)過程調(diào)制與解調(diào)過程16串行接口標(biāo)準(zhǔn)串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C 美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA制定的制定的通用標(biāo)準(zhǔn)串行接口通用標(biāo)準(zhǔn)串行接口 1962年公布，年公布，1969年修訂年修訂 1987年年1月正式改名為月正

12、式改名為EIA-232D 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 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)（例如計(jì)算機(jī)）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備據(jù)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 可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，也可近距離連接兩臺(tái)微機(jī)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，也可近距離連接兩臺(tái)微機(jī) 屬于網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)中的最低層：物理層屬于網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)中的最低層：物理層17RS-232C的引腳定義的引腳定義 232C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 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，所以個(gè)信號，所以就有了就有了9針連接器針連接

13、器18RS-232C的引腳（的引腳（1） TxD：發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù) 串行數(shù)據(jù)的發(fā)送端串行數(shù)據(jù)的發(fā)送端 RxD：接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) 串行數(shù)據(jù)的接收端串行數(shù)據(jù)的接收端19RS-232C的引腳（的引腳（2） RTS：請求發(fā)送：請求發(fā)送 當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備好送出數(shù)據(jù)時(shí)，就發(fā)出有效的當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備好送出數(shù)據(jù)時(shí)，就發(fā)出有效的RTS信號，用于通知數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)信號，用于通知數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù) CTS：清除發(fā)送（允許發(fā)送）：清除發(fā)送（允許發(fā)送） 當(dāng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)終端設(shè)備的傳送數(shù)當(dāng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)終端設(shè)備的傳送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)出據(jù)時(shí)，發(fā)出CTS有效信號來響應(yīng)有效信號來響應(yīng)R

14、TS信號信號 RTS和和CTS是數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備間一是數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備間一對用于數(shù)據(jù)發(fā)送的聯(lián)絡(luò)信號對用于數(shù)據(jù)發(fā)送的聯(lián)絡(luò)信號20RS-232C的引腳（的引腳（3） DTR：數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 通常當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備一加電，該信號就有效，表明數(shù)通常當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備一加電，該信號就有效，表明數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備就緒據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備就緒 DSR：數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好 通常表示數(shù)據(jù)通信設(shè)備（即數(shù)據(jù)裝置）已接通電源連通常表示數(shù)據(jù)通信設(shè)備（即數(shù)據(jù)裝置）已接通電源連到通信線路上，并處在數(shù)據(jù)傳輸方式到通信線路上，并處在數(shù)據(jù)傳輸方式 DTR和和DSR也可用做數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)也可用

15、做數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備間的聯(lián)絡(luò)信號，例如應(yīng)答數(shù)據(jù)接收備間的聯(lián)絡(luò)信號，例如應(yīng)答數(shù)據(jù)接收21RS-232C的引腳（的引腳（4） GND：信號地信號地 為所有的信號提供一個(gè)公共的參考電平為所有的信號提供一個(gè)公共的參考電平 CD：載波檢測（載波檢測（DCD） 當(dāng)本地調(diào)制解調(diào)器接收到來自對方的載波信當(dāng)本地調(diào)制解調(diào)器接收到來自對方的載波信號時(shí)，該引腳向數(shù)據(jù)終端設(shè)備提供有效信號號時(shí)，該引腳向數(shù)據(jù)終端設(shè)備提供有效信號 RI：振鈴指示振鈴指示 當(dāng)調(diào)制解調(diào)器接收到對方的撥號信號期間，當(dāng)調(diào)制解調(diào)器接收到對方的撥號信號期間，該引腳信號作為電話鈴響的指示、保持有效該引腳信號作為電話鈴響的指示、保持有效22RS-2

16、32C的引腳（的引腳（5） 保護(hù)地保護(hù)地（機(jī)殼地）（機(jī)殼地） 起屏蔽保護(hù)作用的接地端，一般應(yīng)參照設(shè)備起屏蔽保護(hù)作用的接地端，一般應(yīng)參照設(shè)備的使用規(guī)定，連接到設(shè)備的外殼或大地的使用規(guī)定，連接到設(shè)備的外殼或大地 TxC：發(fā)送器時(shí)鐘發(fā)送器時(shí)鐘 控制數(shù)據(jù)終端發(fā)送串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號控制數(shù)據(jù)終端發(fā)送串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號 RxC：接收器時(shí)鐘接收器時(shí)鐘 控制數(shù)據(jù)終端接收串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號控制數(shù)據(jù)終端接收串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號23RS-232C的連接的連接 微機(jī)利用微機(jī)利用232C接口接口連接調(diào)制解調(diào)器連接調(diào)制解調(diào)器，用于，用于實(shí)現(xiàn)通過電話線路的遠(yuǎn)距離通信實(shí)現(xiàn)通過電話線路的遠(yuǎn)距離通信 微機(jī)利用微機(jī)利用232C接口接口

17、直接連接直接連接進(jìn)行短距離通進(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，所以被稱為零調(diào)制解調(diào)器（稱為零調(diào)制解調(diào)器（Null Modem）連接）連接24連接調(diào)制解調(diào)器連接調(diào)制解調(diào)器電話線電話線MODEM微機(jī)微機(jī)2345678202223456782022MODEM23456782022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請求發(fā)送請求發(fā)送RTSRTS允許發(fā)送允許發(fā)送CTSCTS信號地信號地GNDGND載波檢測載波檢測CDCD振鈴指示振鈴指示RIRI微機(jī)微機(jī)23456

18、78202225不使用聯(lián)絡(luò)信號的不使用聯(lián)絡(luò)信號的3線相連方式線相連方式微機(jī)微機(jī)TxDRxDGND微機(jī)微機(jī)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有效有效也不需檢測也不需檢測CTS和和DSR是否有效是否有效 26“偽偽”使用聯(lián)絡(luò)信號的使用聯(lián)絡(luò)信號的3線相連方式線相連方式RTS和和CTS各自互接，各自互接，DTR和和DSR各自互接各自互接表明請求傳送總是允許、數(shù)據(jù)裝置總準(zhǔn)備好表明請求傳送總是允許、數(shù)據(jù)裝置總準(zhǔn)備好微機(jī)微機(jī)DSRDTRTxDRxDRTSCTSGND微機(jī)微機(jī)27使用聯(lián)絡(luò)信號的多線相連方式使用聯(lián)絡(luò)信號的多線相連方式通信比

19、較可靠通信比較可靠所用連線較多，不如前者經(jīng)濟(jì)所用連線較多，不如前者經(jīng)濟(jì)微機(jī)微機(jī)DSRDTRTxDRxDRTSCTSGND微機(jī)微機(jī)28RS-232C的電氣特性的電氣特性 232C接口采用接口采用EIA電平電平 高電平為高電平為 3V 15V 低電平為低電平為+3V+15V 實(shí)際常用實(shí)際常用12V或或15Vn計(jì)算機(jī)和終端一般采用計(jì)算機(jī)和終端一般采用TTL電電平標(biāo)準(zhǔn)平標(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29 RS-232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同，因以高低電平表示邏輯

20、狀態(tài)的規(guī)定不同，因此必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。常用的芯片為：此必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。常用的芯片為： MC1488：將：將TTL電平轉(zhuǎn)換為電平轉(zhuǎn)換為RS232C電平。電平。 MC1489：將：將RS232C 電平轉(zhuǎn)換為電平轉(zhuǎn)換為TTL電平。電平。30通用異步接收發(fā)送器通用異步接收發(fā)送器8251 串行傳輸，需要并行到串行和串行到并行串行傳輸，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)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）字符（或數(shù)據(jù)塊） 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) 通用同步通用同步/異步接收發(fā)送器異步接收發(fā)送器UART是串行同是串

21、行同步步/異步通信的接口電路芯片異步通信的接口電路芯片 IBM PC/XT機(jī)的機(jī)的UART芯片是芯片是INS 8250 后來使用后來使用NS1655031接口接口8251MC1489MC1488TTL輸入輸入TTL輸出輸出RS232C輸入輸入RS232C輸出輸出0.3V+3V+15V3.0V-3V- -15V注意：接口的輸入和輸出均為注意：接口的輸入和輸出均為TTL電平，與電平，與RS232C標(biāo)準(zhǔn)不符，需要加電平轉(zhuǎn)換電路。標(biāo)準(zhǔn)不符，需要加電平轉(zhuǎn)換電路。328251的引腳圖的引腳圖33同步字符寄存器 1同步字符寄存器 2方式寄存器狀態(tài)寄存器控制寄存器數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制邏輯RESETCLKC

22、/DRDWRCS調(diào)制/解調(diào) 器控 制邏 輯DSRDTRCTSRTS發(fā)送緩沖器發(fā)送移位寄存器數(shù)據(jù)輸出寄存器接收緩沖器接收移位寄存器數(shù)據(jù)輸入寄存器計(jì)數(shù)器發(fā)送控制器計(jì)數(shù)器接收控制器D7D0內(nèi)部數(shù)據(jù)總線TXDTXRDYTXETXCRXDRXRDYRXCSYNDET 8251的結(jié)構(gòu)框圖的結(jié)構(gòu)框圖34奇地址奇地址偶地址偶地址C/D（A0）RD WR功能功能 0 0 1 CPU從從8251A輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù) 0 1 0 CPU向向8251A輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù) 1 0 1 CPU讀讀8251A的狀態(tài)的狀態(tài) 1 1 0 CPU向向8251A寫控制命令寫控制命令在在IBM-PC機(jī)中，串行通信口的地址（保留）機(jī)中，串

23、行通信口的地址（保留）口口1：3F8H3FFH口口2：2F8H2FFH358251的編程的編程方式選擇控制字方式選擇控制字工作命令控制字工作命令控制字狀態(tài)字狀態(tài)字初始化流程初始化流程 控制字是在方式選擇控制字之后寫入，用來控控制字是在方式選擇控制字之后寫入，用來控制制8251A的工作，使其處于規(guī)定的狀態(tài)以及準(zhǔn)備的工作，使其處于規(guī)定的狀態(tài)以及準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，可進(jìn)行多次寫入操作?？刂谱职l(fā)送或接收數(shù)據(jù)，可進(jìn)行多次寫入操作?？刂谱趾头绞阶止灿靡粋€(gè)奇地址端口，且又無特征標(biāo)志，和方式字共用一個(gè)奇地址端口，且又無特征標(biāo)志，8251A是根據(jù)寫入的先后順序來加以區(qū)分的，即是根據(jù)寫入的先后順序來加以區(qū)分的，即

24、先寫入的是方式字，后寫入的是控制字。先寫入的是方式字，后寫入的是控制字。36D7D6D5D4D3D2D1D0字符長度字符長度00：5位位01： 6位位10： 7位位11： 8位位波特率系數(shù)波特率系數(shù)00：同步方式：同步方式01：異步：異步 X 110：異步：異步 X1611：異步：異步 X64奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)X0：無校驗(yàn)：無校驗(yàn)01：奇校驗(yàn)：奇校驗(yàn)11：偶校驗(yàn)：偶校驗(yàn)SYN?同步控制同步控制X0：內(nèi)同步：內(nèi)同步X1： 外同步外同步0X： 兩同步字符兩同步字符1X： 單同步字符單同步字符Y幀控制幀控制00：不確定：不確定01： 1停止位停止位10： 1.5停止位停止位11： 2停止位停止位N方式

25、選擇控制字格式方式選擇控制字格式37例：假設(shè)例：假設(shè)8251占用的端口地址為占用的端口地址為80H和和81H，規(guī)定其串，規(guī)定其串行傳送行傳送8位數(shù)據(jù)位，位數(shù)據(jù)位， 采用采用偶校驗(yàn)，一個(gè)停止位，波特率偶校驗(yàn)，一個(gè)停止位，波特率因子因子為為16，請寫出，請寫出8251的方式字并送入控制端口：的方式字并送入控制端口： MOV AL,7EH OUT 81H,AL38EHIRRTSERSBRK RXEDTR TXEN發(fā)送允許發(fā)送允許0：屏蔽：屏蔽1：允許：允許操作命令控制字格式操作命令控制字格式接收允許接收允許0：屏蔽：屏蔽1：允許：允許數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好1:迫使迫使DTR輸出低輸出低送中止字

26、符送中止字符1:迫使迫使TXD輸出低輸出低0：正常工作：正常工作錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位1:全部錯(cuò)誤標(biāo)全部錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位志復(fù)位請求發(fā)送請求發(fā)送1:迫使迫使RTS輸出低輸出低內(nèi)部復(fù)位內(nèi)部復(fù)位1:返回方式指令格式返回方式指令格式外部搜索方式外部搜索方式1:啟動(dòng)搜索同啟動(dòng)搜索同步字符步字符39DSRSYNDETFEOEPETXERXRDY TXRDY與引腳與引腳TXRDY有差別有差別狀態(tài)字格式狀態(tài)字格式奇偶錯(cuò)誤奇偶錯(cuò)誤溢出錯(cuò)誤溢出錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤（僅異步）幀錯(cuò)誤（僅異步）與與8251的同名引腳同定義的同名引腳同定義408251的初始化編程的初始化編程在對在對8251A進(jìn)行初始化時(shí)，必須遵守以下的三個(gè)規(guī)進(jìn)行初

27、始化時(shí)，必須遵守以下的三個(gè)規(guī)定：定：（1）芯片復(fù)位后，第一次給奇地址端口寫入的是）芯片復(fù)位后，第一次給奇地址端口寫入的是 模式字。模式字。（2）如規(guī)定為同步模式，那么，接下來往奇地址）如規(guī)定為同步模式，那么，接下來往奇地址端口寫入的是同步字符。如果是雙同步，則先后兩端口寫入的是同步字符。如果是雙同步，則先后兩次寫入同步字符。次寫入同步字符。（3）接下來，只要不是復(fù)位命令，）接下來，只要不是復(fù)位命令，CPU給奇地址給奇地址寫入的是控制字，給偶地址端口寫入的是要發(fā)送的寫入的是控制字，給偶地址端口寫入的是要發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。41425 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例例例 利用利用8251A實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)距

28、離通信實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)距離通信 設(shè)采用半雙工查詢方式，異步傳送，一方定義為發(fā)送設(shè)采用半雙工查詢方式，異步傳送，一方定義為發(fā)送器，另一方為接收器。當(dāng)發(fā)送端器，另一方為接收器。當(dāng)發(fā)送端CPU查詢到查詢到TxRDY有有效時(shí)，向效時(shí)，向825lA并行輸出一字節(jié)數(shù)據(jù)；接收端并行輸出一字節(jié)數(shù)據(jù)；接收端CPU每查每查詢到詢到RxRDY有效，則從有效，則從8251A并行輸入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，并行輸入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，一直進(jìn)行到全部數(shù)據(jù)傳送完為止。一直進(jìn)行到全部數(shù)據(jù)傳送完為止。 43EHIRRTSERSBRK RXEDTR TXEN發(fā)送允許發(fā)送允許0：屏蔽：屏蔽1：允許：允許操作命令控制字格式操作命令控制字格式接

29、收允許接收允許0：屏蔽：屏蔽1：允許：允許數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好1:迫使迫使DTR輸出低輸出低送中止字符送中止字符1:迫使迫使TXD輸出低輸出低0：正常工作：正常工作錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位1:全部錯(cuò)誤標(biāo)全部錯(cuò)誤標(biāo)志復(fù)位志復(fù)位請求發(fā)送請求發(fā)送1:迫使迫使RTS輸出低輸出低內(nèi)部復(fù)位內(nèi)部復(fù)位1:返回方式指令格式返回方式指令格式外部搜索方式外部搜索方式1:啟動(dòng)搜索同啟動(dòng)搜索同步字符步字符44DSRSYNDETFEOEPETXERXRDY TXRDY與引腳與引腳TXRDY有差別有差別狀態(tài)字格式狀態(tài)字格式奇偶錯(cuò)誤奇偶錯(cuò)誤溢出錯(cuò)誤溢出錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤（僅異步）幀錯(cuò)誤（僅異步）與與8251的同名引腳同定義的

30、同名引腳同定義45設(shè)發(fā)送端設(shè)發(fā)送端8251A數(shù)據(jù)口地址為數(shù)據(jù)口地址為 TDATA，控制口狀態(tài)口地址為，控制口狀態(tài)口地址為 TCONT，發(fā)送數(shù)據(jù)塊首地址為，發(fā)送數(shù)據(jù)塊首地址為TBUFF，字節(jié)數(shù)為，字節(jié)數(shù)為80 STT： MOV DX，TCONT ；將；將825lA定義為異步方式，定義為異步方式，8位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)，l位位 MOV AL，7FH ; 停止位，偶校驗(yàn)，波特率系數(shù)停止位，偶校驗(yàn)，波特率系數(shù)64 OUT DX，AL MOV AL，1lH ；允許發(fā)送；允許發(fā)送 OUT DX，AL MOV DI，TBUFF ；發(fā)送數(shù)據(jù)塊首地址送；發(fā)送數(shù)據(jù)塊首地址送DI MOV CX，80 ；計(jì)數(shù)器賦初值；計(jì)數(shù)

31、器賦初值NEXT：MOV DX，TCONT ；讀取狀態(tài)字；讀取狀態(tài)字 IN AL，DX AND AL，0lH ；TxRDY有效否？有效否？ JZ NEXT ；無效，繼續(xù)等待；無效，繼續(xù)等待 MOV DX，TDATA ；有效，向；有效，向8251A輸出一字節(jié)數(shù)據(jù)輸出一字節(jié)數(shù)據(jù) MOV AL，DI OUT DX，AL INC DI ；修改指針；修改指針 LOOP NEXT HLT46設(shè)接收端設(shè)接收端8251A數(shù)據(jù)口地址為數(shù)據(jù)口地址為RDATA，控制口狀態(tài)口地址為，控制口狀態(tài)口地址為RCONT，接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址為，接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址為RBUFFSRR： MOV DX，RCONT ；送方式選擇控

32、制字；送方式選擇控制字 MOV AL，7FH OUT DX，AL MOV AL，04H ；允許接收；允許接收 OUT DX，AL MOV DI，RBUFF ；接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址送；接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址送DI MOV CX，80 ；計(jì)數(shù)器賦初值；計(jì)數(shù)器賦初值COMT：MOV DX，RCONT ；讀取狀態(tài)字；讀取狀態(tài)字 IN AL，DX TEST AL，02H ；RxRDY有效否有效否？ JZ COMT ；無效，繼續(xù)等待；無效，繼續(xù)等待 AND AL，38H ；有效，查詢；有效，查詢接收過程有無錯(cuò)誤接收過程有無錯(cuò)誤？ JNZ ERR ；有錯(cuò)，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理程序；有錯(cuò)，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理程序 MOV DX，RDATA ；無錯(cuò)，輸入一字節(jié)數(shù)據(jù)；無錯(cuò)，輸入一字節(jié)數(shù)據(jù) IN AL， DX MOV DI，AL INC DI ；修改指針；修改指針 LOOP COMT HLTERR： 6 6 BIOS串行通信口功能串行通信口功能 （P教材教材131） IBM-PCIBM-PC及其兼容機(jī)提供了一種有較強(qiáng)的硬件依賴性，但卻比及其兼容機(jī)提供了一種有較強(qiáng)的硬件依賴性，但卻比較靈活的串行口較靈活的串行口I/OI/O的方法，即通過的方法，即通過INT 14HINT 14H調(diào)用調(diào)用ROM BIOSROM BIOS串行串行通信口中斷服務(wù)程序。該中斷服務(wù)程序包括將串行口