第11章 可編程串行接口芯片8251A

1、1 主要教學(xué)內(nèi)容主要教學(xué)內(nèi)容l串行通信概念和基本技術(shù)串行通信概念和基本技術(shù)l8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能l8251A初始化及應(yīng)用初始化及應(yīng)用lRS-232-C簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介l本章小結(jié)，思考及練習(xí)題解析本章小結(jié)，思考及練習(xí)題解析可編程串行接口芯片可編程串行接口芯片8251A8251A 第第11章章2 11.1 串行傳輸基本概念串行傳輸基本概念 11.1.1 串行通信概述串行通信概述（1）將數(shù)據(jù)一位一位順序傳送，只占用一）將數(shù)據(jù)一位一位順序傳送，只占用一條傳輸線。條傳輸線。（2）采用兩種方式）采用兩種方式l將將8位數(shù)據(jù)通道中的一位通過位數(shù)據(jù)通道中的一位通過軟件實(shí)現(xiàn)軟件實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳送；串行數(shù)據(jù)

2、傳送；l通過通過專用通信接口專用通信接口，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)傳送。串行數(shù)據(jù)傳送。 第第11章章3（3）數(shù)據(jù)傳送方式）數(shù)據(jù)傳送方式l串行通信通過一條信號(hào)線按順序進(jìn)串行通信通過一條信號(hào)線按順序進(jìn)行傳輸，發(fā)送信息和接收信息分時(shí)使行傳輸，發(fā)送信息和接收信息分時(shí)使用線路。用線路。l串行通信數(shù)據(jù)通常在兩個(gè)站間進(jìn)行串行通信數(shù)據(jù)通常在兩個(gè)站間進(jìn)行雙向傳送。雙向傳送。l分為分為單工、半雙工和全雙工單工、半雙工和全雙工傳送。傳送。 第第11章章4發(fā)送器接收器AB單工通信(a)發(fā)送器發(fā)送器AB半雙工通信接收器接收器(b)發(fā)送器接收器AB全雙工通信接收器發(fā)送器(c)圖圖 11-1 數(shù)據(jù)傳送方式

3、數(shù)據(jù)傳送方式 單工傳送：?jiǎn)喂魉停阂环桨l(fā)送，另一方發(fā)送，另一方接收數(shù)據(jù)一方接收數(shù)據(jù)半雙工傳送：半雙工傳送：雙方都能接收雙方都能接收或發(fā)送，但不或發(fā)送，但不能同時(shí)接收和能同時(shí)接收和發(fā)送發(fā)送 全雙工傳送：全雙工傳送：有兩條通路，有兩條通路，發(fā)送信息和接發(fā)送信息和接收信息可同時(shí)收信息可同時(shí)進(jìn)行進(jìn)行5（4 4）數(shù)據(jù)傳輸率）數(shù)據(jù)傳輸率 每秒傳輸字符的位數(shù)。用每秒傳輸字符的位數(shù)。用波特率波特率表示：表示： 110、300、600、1200、l800、2400、4800、9600和和19200波特。波特。 若異步串行通信數(shù)據(jù)傳送速率若異步串行通信數(shù)據(jù)傳送速率960字符字符/秒，秒，每個(gè)字符包括一個(gè)起始位、每

4、個(gè)字符包括一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)停止位，波特率為：停止位，波特率為：109609600波特波特 時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率n波特率波特率；n叫做波特率系數(shù)或叫做波特率系數(shù)或波特率因子，取值為波特率因子，取值為1、16、32或或64。6 （5）串行通信特點(diǎn)）串行通信特點(diǎn)l可節(jié)省傳輸線；可節(jié)省傳輸線；l傳輸速度較慢；傳輸速度較慢；l多用在批量數(shù)據(jù)、距離較長(zhǎng)的場(chǎng)合。多用在批量數(shù)據(jù)、距離較長(zhǎng)的場(chǎng)合。 （6）串行通信基本方式）串行通信基本方式l同步傳送同步傳送：發(fā)送方和接收方時(shí)鐘信號(hào)頻率：發(fā)送方和接收方時(shí)鐘信號(hào)頻率及相位始終保持一致。及相位始終保持一致。 l異步傳送異步傳送：通信中兩個(gè)字符間時(shí)

5、間間隔不：通信中兩個(gè)字符間時(shí)間間隔不固定，在一個(gè)字符內(nèi)各位時(shí)間間隔固定。固定，在一個(gè)字符內(nèi)各位時(shí)間間隔固定。 7 11.1.2 信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)l 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器（Modem）是計(jì)算機(jī)在遠(yuǎn)程）是計(jì)算機(jī)在遠(yuǎn)程通訊中采用的輔助外部設(shè)備。通訊中采用的輔助外部設(shè)備。l 發(fā)送端發(fā)送端用調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信用調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。號(hào)。l 接收端接收端用解調(diào)器檢測(cè)從發(fā)送端送來的模擬用解調(diào)器檢測(cè)從發(fā)送端送來的模擬信號(hào)，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。信號(hào)，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。l 調(diào)制解調(diào)器在發(fā)送端相當(dāng)于調(diào)制解調(diào)器在發(fā)送端相當(dāng)于D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器，在接收端相當(dāng)于在接收端相當(dāng)于A/D轉(zhuǎn)換器

6、轉(zhuǎn)換器。 第第11章章811.2 串行接口芯片串行接口芯片8251A 11.2.1 8251A的基本性能的基本性能（1）工作在同步或異步通信方式下。）工作在同步或異步通信方式下。（2）同步方式時(shí)允許用單同步和雙同步）同步方式時(shí)允許用單同步和雙同步字符。數(shù)據(jù)位在字符。數(shù)據(jù)位在58位間進(jìn)行選擇。位間進(jìn)行選擇。第第11章章9（3）異步方式異步方式時(shí)數(shù)據(jù)位仍在時(shí)數(shù)據(jù)位仍在58位范圍內(nèi)位范圍內(nèi)選用，用選用，用1位作奇偶校驗(yàn)位或不設(shè)奇偶位。位作奇偶校驗(yàn)位或不設(shè)奇偶位。能自動(dòng)為每個(gè)數(shù)據(jù)增加能自動(dòng)為每個(gè)數(shù)據(jù)增加1位啟動(dòng)位及位啟動(dòng)位及1位、位、1.5位或位或2位停止位。位停止位。（4）有奇偶校驗(yàn)、幀校驗(yàn)和溢出校

7、驗(yàn)）有奇偶校驗(yàn)、幀校驗(yàn)和溢出校驗(yàn)3種種字符字符數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式。（5）與）與MODEM直接相連，接收和發(fā)送數(shù)直接相連，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)可存放在各自緩沖器中。據(jù)可存放在各自緩沖器中。第第11章章1011.2.2 8251A基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線讀/寫控制電路調(diào)制解調(diào)器發(fā)送緩沖器發(fā)送控制接收緩沖器接收控制。TxRDYTxDTxCTxEMPTYRxDRxRDYRxCSYNDET/BRKDET發(fā)送器接收器RTSCTSDTRDSRCSWRRDC/DCLKRESETDD70118251A引腳功能引腳功能123456789101112131428272625242322212019181716158

8、251AD0D1D2D3D4D5D6D7VCCRxDWRTxCGNDCSC/DRDRxRDYRxCDTRRTSDSRRESETCLKTxDTxEMPTYCTSSYNDETTxRDY圖圖11-6 8251A引腳排列圖引腳排列圖第第11章章12 11.2.3 8251A的編程控制的編程控制l8251A使用前須用程序?qū)ζ涔ぷ鳡顟B(tài)使用前須用程序?qū)ζ涔ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行設(shè)定：進(jìn)行設(shè)定：同步方式還是異步方式同步方式還是異步方式傳輸波特率傳輸波特率字符代碼位數(shù)字符代碼位數(shù)校驗(yàn)方式校驗(yàn)方式停止位位數(shù)等停止位位數(shù)等第第11章章13l8251A內(nèi)部?jī)?nèi)部控制字寄存器控制字寄存器用用于于8251A的的方式控制方式控制和和命令

9、控制命令控制；l8251A內(nèi)部?jī)?nèi)部狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器存放存放8251A狀態(tài)信息狀態(tài)信息。第第11章章14D7D6D5D4D3D2D1D0方式及波特率00: 同步*101: 異步*110: 異步*1611: 異步*64數(shù)據(jù)位數(shù)00: 501: 610: 711: 8校驗(yàn)方式*0: 不校驗(yàn)01: 奇校驗(yàn)11: 偶校驗(yàn) 00: 無效 01: 1位停止位 10: 1位半 11: 2位 *0: 內(nèi)同步 01: 雙同步字 11: 單同步字同步方式Y(jié)N圖圖11-8 8251A方式控制字的格式方式控制字的格式第第11章章15ENIRRTSSBRKRxEDTRTxENER進(jìn)入搜索方式1:進(jìn)行SYNC搜索內(nèi)部復(fù)

10、位1:8251A復(fù)位請(qǐng)求發(fā)送1:迫使RTS輸出0出錯(cuò)復(fù)位1:復(fù)位錯(cuò)誤標(biāo)志發(fā)送允許1:允許 0:禁止數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好1:迫使DTR輸出0接收允許1:允許 0:禁止發(fā)送斷點(diǎn)字符1:迫使TxD為0D7D6D5D4D3D2D1D0圖圖11-9 8251A命令控制字的格式命令控制字的格式16DSR SYNDETFETxERxRDYTxRDYOED7D6D5D4D3D2D1D0PE同引腳定義奇偶錯(cuò)溢出錯(cuò)幀出錯(cuò)圖圖11-10 8251A狀態(tài)字的格式狀態(tài)字的格式第第11章章1711.2.4 8251A的的初始化和編程應(yīng)用初始化和編程應(yīng)用 設(shè) 置 方 式 8 2 5 1 A 初 始 化 輸 出 方 式 指 令 異

11、 步 輸 出 第 一 個(gè) 同 步 字 符 單 同 步 字 符 ？ 輸 出 第 二 個(gè) 同 步 字 符 ？ 輸 出 命 令 指 令 有 復(fù) 位 命 令 ？ 傳 輸 數(shù) 據(jù) 完 成 ？ Y N N Y Y Y N N 第第11章章18【例例11.1】8251A控制口地址控制口地址301H，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)口地址口地址300H，按要求對(duì)，按要求對(duì)8251A初始化。初始化。（1）異步工作方式，波特率系數(shù)）異步工作方式，波特率系數(shù)64，偶校，偶校驗(yàn)，總字符長(zhǎng)度驗(yàn)，總字符長(zhǎng)度10（1位起始位，位起始位，8位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)，1位停止位）；位停止位）；（2）允許接收和發(fā)送，使錯(cuò)誤位全部復(fù)位；）允許接收和發(fā)送，使錯(cuò)誤位

12、全部復(fù)位；（3）查詢）查詢8251A狀態(tài)字，接收準(zhǔn)備就緒時(shí)狀態(tài)字，接收準(zhǔn)備就緒時(shí)從從8251A輸入數(shù)據(jù)，否則等待。輸入數(shù)據(jù)，否則等待。第第11章章19程序段如下：程序段如下： MOV DX,301H ;控制口地址控制口地址 MOV AL,01111111B ;方式控制字方式控制字7FH OUT DX,AL ;寫工作方式控制字寫工作方式控制字 MOV AL,00010101B ;命令控制字命令控制字15H OUT DX,AL ;寫操作命令控制字寫操作命令控制字LP:IN AL,DX ;讀狀態(tài)控制字讀狀態(tài)控制字 AND AL,02H ;檢查檢查RxRDY是否為是否為1 JZ LP ; RxRDY1

13、 接收未準(zhǔn)備就緒，等待接收未準(zhǔn)備就緒，等待 MOV DX,300H IN AL,DX ;否則輸入數(shù)據(jù)否則輸入數(shù)據(jù)208251A與與CPU及外設(shè)的連接：及外設(shè)的連接：218251A和和CPU的通信方式：的通信方式：可采用查詢方式和中斷方式?？刹捎貌樵兎绞胶椭袛喾绞健＃?）查詢方式：）查詢方式：發(fā)送數(shù)據(jù)的程序在初始發(fā)送數(shù)據(jù)的程序在初始化程序之后。化程序之后。【例例11.2】用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)。設(shè)要用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)。設(shè)要發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)在發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)在TABLE開始的數(shù)據(jù)區(qū)，開始的數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)放在BX中，數(shù)據(jù)端口地址中，數(shù)據(jù)端口地址04A0H，控制控制/狀態(tài)寄存器端口地址狀態(tài)寄存器端口地址

14、04A2H。22發(fā)送數(shù)據(jù)程序段：發(fā)送數(shù)據(jù)程序段：START:MOV DX,04A2H LEA SI,TABLEWAIT:IN AL,DX TEST AL,04AH ;檢查發(fā)送寄存器是否空檢查發(fā)送寄存器是否空 JZ WAIT ;若為空若為空,則繼續(xù)等待則繼續(xù)等待 PUSH DX MOV DX,04A0H LODSB OUT DX,AL ;否則發(fā)送一個(gè)字節(jié)否則發(fā)送一個(gè)字節(jié) POP DX DEC BX MOV DX,04A2H JNZ WAIT23【例例11.3】接收數(shù)據(jù)程序。設(shè)接收后數(shù)據(jù)送接收數(shù)據(jù)程序。設(shè)接收后數(shù)據(jù)送DATA開開始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。8251A各寄存器地址安排同上。各寄存器地

15、址安排同上。RECV:MOV SI,OFFSET DATA MOV DX,04A2HWAIT:IN AL,DX ;讀入狀態(tài)寄存器讀入狀態(tài)寄存器 TEST AL,38H ;檢查是否有任何錯(cuò)誤產(chǎn)生檢查是否有任何錯(cuò)誤產(chǎn)生 JNZ ERROR ;有有,轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理 TEST AL,01H ;否則檢查數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好否則檢查數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好 JZ WAIT ;未準(zhǔn)備好未準(zhǔn)備好,繼續(xù)等待檢測(cè)繼續(xù)等待檢測(cè) MOV DX,04A0H IN AL,DX ;否則接收一個(gè)字節(jié)否則接收一個(gè)字節(jié) AND AL,7FH ;保留低保留低7位位 MOV SI,AL ;送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū) INC SI MOV DX,

16、04A2H JMP WAIT24（2）中斷方式：）中斷方式：用中斷方式可實(shí)現(xiàn)用中斷方式可實(shí)現(xiàn)8251A和和CPU串行通信。串行通信?！纠?1.4】系統(tǒng)以查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)，以中斷方式系統(tǒng)以查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)，以中斷方式接收數(shù)據(jù)。波特率系數(shù)接收數(shù)據(jù)。波特率系數(shù)16，1位停止位，位停止位，7位數(shù)位數(shù)據(jù)位，奇校驗(yàn)。據(jù)位，奇校驗(yàn)。程序段如下。程序段如下。 MOV DX,04A2H MOV AL,01011010B ;寫方式控制字寫方式控制字5AH OUT DX,AL MOV AL,14H ;寫操作命令控制字寫操作命令控制字 OUT DX,AL 完成對(duì)完成對(duì)8251A初始化后，接收端可進(jìn)行其他工初始化后，

17、接收端可進(jìn)行其他工作，接收到一個(gè)字符后自動(dòng)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。作，接收到一個(gè)字符后自動(dòng)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。25【例例11.5】中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)RECIVE:PUSH AX PUSH BX PUSH DX PUSH DS MOV DX,04A2H IN AL,DX MOV AH,AL ;保存接收狀態(tài)保存接收狀態(tài) MOV DX,04A0H IN AL,DX ;讀入接收到的數(shù)據(jù)讀入接收到的數(shù)據(jù) AND AL,7FH TEST AH,38H ;檢查有無錯(cuò)誤產(chǎn)生檢查有無錯(cuò)誤產(chǎn)生 JZ SAVAD MOV AL,? ;出錯(cuò)的數(shù)據(jù)用出錯(cuò)的數(shù)據(jù)用?代替代替26SAVAD:MOV DX,SEG BU

18、FFER MOV DS,DX MOV BX,OFFSET BUFFER MOV BX,AL ;存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù) MOV AL,20H OUT 20H,AL ;將將EOI命令發(fā)給命令發(fā)給8259 POP DS POP DX POP BX POP AX STI IRET27 11.3 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232ClRS-232C是是EIA（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）串口（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）串口標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)（RS-推薦標(biāo)準(zhǔn)，推薦標(biāo)準(zhǔn)，232-標(biāo)識(shí)號(hào)，標(biāo)識(shí)號(hào)，C-修修改次數(shù)）。改次數(shù)）。l串口常用是連接鼠標(biāo)和調(diào)制解調(diào)器，稱串口常用是連接鼠標(biāo)和調(diào)制解調(diào)器，稱異步通信適配器接口異步通信適配器接口。第第11章章28 l串口插座分串口插座分9針或針或25針。串口賦予專針。串口賦予專門設(shè)備名門設(shè)備名COM1和和COM2。lRS-232C在遠(yuǎn)距離通信中連接數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)距離通信中連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備。也可用于終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備。也可用于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或設(shè)備間近距離串行連接。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或設(shè)備間近距離串行連接。 第第11章章291.RS-232C引腳引腳 RS-232C接口有接口有9針、針、25針等規(guī)格。針等規(guī)格。 （a）25腳排列圖腳排