第七章串行通信接口

第七章串行通信接口§7.5.1接口功能與數(shù)據(jù)傳輸方式一、接口功能

接口的功能是在系統(tǒng)總線和I/O設(shè)備之間傳輸信號，提供緩沖，滿足接口兩邊時序要求。尋址功能輸入輸出功能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能聯(lián)絡(luò)功能中斷管理功能復(fù)位功能可編程功能錯誤檢測功能二、數(shù)據(jù)傳送的方式數(shù)字信號的傳輸有并行傳輸和串行傳輸

并行傳輸是多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)可以同時傳輸，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。通常?位、16位或32位的數(shù)據(jù)寬度同時進(jìn)行傳輸。每一位都要有自己的數(shù)據(jù)傳輸線和發(fā)送接收器件，在時鐘脈沖的作用下數(shù)據(jù)從一端送往另一端。

串行通信是指在單根導(dǎo)線上將二進(jìn)制數(shù)據(jù)一位一位順序傳送，特別適合于遠(yuǎn)距離傳送。對于離計算機較近的外部設(shè)備如鼠標(biāo)、繪圖儀、終端等，也常常采用串行方式交換數(shù)據(jù)。

一、串行數(shù)據(jù)傳送方向串行通信中，數(shù)據(jù)通常是在二個站（點對點）之間進(jìn)行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可分成三種傳送模式:全雙工、半雙工、單工1.全雙工(FullDuplex）數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別由兩根可以在兩個不同的站點同時發(fā)送和接收的傳輸線進(jìn)行傳送，通信雙方都能在同一時刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作，選擇的傳送方式稱為全雙工制?！?.5.2串行傳送的幾個問題

特點：①每一端都有發(fā)送器和接收器②有二條傳送線應(yīng)用：交互式應(yīng)用，遠(yuǎn)程監(jiān)測控制發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器A站B站圖7.5.1全雙工方式示意圖2.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)，但不能同時收送數(shù)據(jù)，這樣的傳送方式就是半雙工（HalfDuplex）制，如圖所示。發(fā)送器接收器發(fā)送器接收器A站B站圖7.5.2半雙工方式示意圖特點：①每端需有一個收/發(fā)切換電子開關(guān)②因有切換，會產(chǎn)生時間延遲應(yīng)用：打印機串口，單向傳送設(shè)備，發(fā)送器→接收器二、信號的調(diào)制和解調(diào)計算機的通信是要求傳送數(shù)字信號，而在進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信時，線路往往是借用現(xiàn)有的公用網(wǎng)，但是，網(wǎng)是為音頻模擬信號的設(shè)計的。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，以適合在網(wǎng)上傳輸相應(yīng)的音頻信號，在接收時，需要進(jìn)行解調(diào)，還原成數(shù)字信號。計算機MODEMMODEM模擬信號數(shù)字信號數(shù)字信號CRT101010101010圖7.5.3調(diào)制電話線1.什么叫調(diào)制?

所調(diào)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。2.作用:

調(diào)制器(Modulator)是一個波形變換器,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010010010010最基本的調(diào)制方法有以下幾種：（1）調(diào)幅（AM）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3.調(diào)制方法:（2）調(diào)頻（FM）即載波頻率隨數(shù)字信號而變化“0”對應(yīng)”f1”“1”對應(yīng)“f2”(3)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f1f2FMAM0100110度180度PM4.發(fā)送時鐘和接收時鐘數(shù)據(jù)輸入寄存器輸入移位寄存器÷1，÷16，÷32數(shù)據(jù)輸出寄存器輸出移位寄存器÷1，÷16，÷32CLK(主時鐘)（串行數(shù)據(jù)輸入）輸入移位脈沖（串行數(shù)據(jù)輸出）輸出移位脈沖接收時鐘發(fā)送時鐘5.波特率因子F（時鐘頻率）＝波特率因子＊波特率波特率因子:數(shù)據(jù)傳輸率（波特率）與時鐘頻率之間的比例系數(shù).給定時鐘頻率，選擇不同的波特率因子可得到不同的波特率。例如：f=19.2kHz，若選波特率因子為16，則波特率為1200bps。若選定波特率因子和波特率，則相應(yīng)的確定了對時鐘頻率的要求。

1200＊16＝19200（時鐘頻率）→若外部時鐘電路的頻率F＝1MHz，需用8253分頻，試計算分頻系數(shù)（8253的計數(shù)初值）＝？8253計數(shù)初值＝時鐘頻率／(波特率＊波特率因子)8250外部的時鐘電路

÷1，÷16，…1MHzN分頻19.2KHz移位脈沖CLKOUT8253三、信息的檢錯與糾錯串行數(shù)據(jù)在傳輸過程中，由于干擾而引起誤碼是難免的，這直接影響通信系統(tǒng)的可靠性，對通信中的檢/糾錯能力是衡量一個通信系統(tǒng)的重要內(nèi)容。檢錯：如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯誤，稱為檢錯。糾錯：如何消除錯誤，稱為糾錯例：奇偶校驗檢錯方陣碼檢錯循環(huán)冗余碼（CRC）檢錯方陣碼檢錯技術(shù)：采用奇偶校驗與“檢驗和”的綜合。①7位編碼后附加1位奇偶位。②若干個字符組成一個數(shù)據(jù)塊列成方陣，列向按位相加產(chǎn)生一個單字節(jié)檢驗和附加到數(shù)據(jù)塊未尾。

110100100100000110101010111100111100001100001001奇偶位四、傳輸速率1.波特率：是指在串行通信中，在基本波傳輸?shù)那闆r下，每秒鐘傳送的二進(jìn)制脈沖的數(shù)目。用波特率表示：即1波特=bit/s（位/秒）常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率：110，300，1K，1.2K，2.4K，4.8K，9.6K，19.2K，56K2.字符速率：是指每秒所傳輸?shù)淖址麛?shù)，這個概念使用少。字符速率與波特率的關(guān)系：

1個字符：1個起始位+8個數(shù)據(jù)位+1個偶數(shù)位+2個終止位=12位如果波特率：12000

則字符速率：12000/12=1000字符/s§7.5.3串行通信的數(shù)據(jù)格式通信協(xié)議：是指通信雙方的一種約定，包括對數(shù)據(jù)格式、同步方式，傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式等問題作出統(tǒng)一規(guī)定。也稱通信控制規(guī)程。同步協(xié)議異步協(xié)議分類面向字符（characterOriented）面向比特（Bit）面向字節(jié)計數(shù)ISO（InternationalStandardOrganization）國際標(biāo)準(zhǔn)化組織。OSI（OpenSystemInterconnection）開放系統(tǒng)互連參考模型。一、起止式異步通信數(shù)據(jù)格式1.格式11000010111000空閑位起始位數(shù)據(jù)位0低高校驗位停止位應(yīng)用：早期電傳機①每個字符總是以起始位開始（“0”），以停止位（“1”）結(jié)束。②字符之間沒有時間間隔要求③字符后一位校驗位（可沒有）2.特點：是一個字符一個字符傳輸二、面向字符的同步通信格式1.功能：是一次傳送若干個字符組成的數(shù)據(jù)塊，并且規(guī)定了10個特殊字符作為這個數(shù)據(jù)塊的開頭與結(jié)束標(biāo)志以及整個傳輸過程的控制信息。2.數(shù)據(jù)格式（一幀）SYNSYNSOH標(biāo)題STX數(shù)據(jù)塊ETB/ETX塊校驗21同步通信與異步通信所有串行通信都需要一個時鐘信號來作為數(shù)據(jù)的定時參考。發(fā)送器和接收器用時鐘來決定何時發(fā)送和讀取每一個數(shù)據(jù)位。根據(jù)傳輸時采用的是統(tǒng)一時鐘還是本地局部時鐘，分為同步傳輸和異步傳輸兩種。同步傳輸用一個時鐘脈沖確定一個數(shù)據(jù)位,異步傳輸用多個時鐘脈沖確定一個數(shù)據(jù)位(如16個)同步傳輸以數(shù)據(jù)塊(當(dāng)作“位流”看待)為單位傳輸，異步傳輸以字符為單位傳輸，但都稱為幀(Frame)22同步通信的時鐘定時方法數(shù)據(jù)（62H）01100010同步傳輸先發(fā)送高位(MSB)發(fā)送方在時鐘信號的下降沿發(fā)送字節(jié)接收方在時鐘信號的上升沿接收字節(jié)時鐘（發(fā)送時鐘與接收時鐘完全同步）LSBMSB23異步通信的時鐘定時方法數(shù)據(jù)（62H）000011停止位異步傳輸先發(fā)送低位(LSB)發(fā)送方利用發(fā)送時鐘來決定發(fā)送每個位的時刻接收方檢測起始位的下降沿，并用它來同步接收時鐘，然后利用接收時鐘從每一位的中間接收該位1起始位LSBMSB0奇偶校驗位00/111接收/發(fā)送時鐘24異步通信時數(shù)據(jù)位的檢測發(fā)送/接收時鐘周期：Tc，數(shù)據(jù)位間隔：Td

Tc=Td/K，其中K稱為波特率因子（16，32，64）25異步通信的一般格式每個字符由起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位構(gòu)成。起始位和停止位用于字符的同步。從圖中可看出，這種格式是靠起始位和停止位來實現(xiàn)字符的界定或同步的，故稱為起止式協(xié)議。異步通信的信息格式如下邊的表所示注：表中位數(shù)的本質(zhì)含義是信號出現(xiàn)的時間，故可有分?jǐn)?shù)位，如1.5。例：傳送8位數(shù)據(jù)45H（0100,0101B），奇校驗，1個停止位，則信號線上的波形象圖所示那樣：異步通信的速率：若9600bps，每字符8位，1起始，1停止，無奇偶，則實際每字符傳送10位，則960字符/秒。起始位邏輯01位數(shù)據(jù)位邏輯0或15位、6位、7位、8位校驗位邏輯0或11位或無停止位邏輯11位，1.5位或2位空閑位邏輯1任意數(shù)量§7.5.4串行接口標(biāo)準(zhǔn)一、EIA-RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)

RS-232標(biāo)準(zhǔn)是美國EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會）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。1.電氣特性RS-232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電平具有更強的抗干擾性能。另外，使用MAX232電平轉(zhuǎn)換省電,可連接二對收/發(fā)線，只用單電源。2.機械特性1）連接器（Connector）常用二種：①DB-25型，25腳，只用9個信號（2個數(shù)據(jù)線，6個控制線，1個地址），如下圖所示。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②DB-9型9針，9針全用，如下圖。123456789DSRRTSCTSRIDCDRXDTXDDTRGNDDB-9型連接器2.電纜長度

RS-232直接連接的最大物理距離15M，通信速率<20Kbps。3.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4.信號線的連接1）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B機77223345620456202.遠(yuǎn)距離連接（>15m）1）需用MODEM和專用線2）需用2～9條信號線（在接口與MODEM之間）計算機接口調(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RS-232信號線的使用2 TxD 發(fā)送數(shù)據(jù) 3 RxD 接受數(shù)據(jù) 4 RTS 請求發(fā)送 5 CTS 允許發(fā)送 6 DSR 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好 20 DTR 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 7 GND 信號地串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232-C采用負(fù)邏輯，且信號電平與TTL不兼容串行接口芯片8250、8251均使用TTL電平，應(yīng)使用電平轉(zhuǎn)換電路與RS-232C連接器連接。MC1488：TTL電平→RS232電平（用于發(fā)送方）MC1489：TTL電平←RS232電平（用于接收方）串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)采用Modem(DCE)和網(wǎng)通信時的信號連接串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)采用專用線通訊時的信號連接串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)無Modem的標(biāo)準(zhǔn)連接串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)無Modem的最簡連接典型的串行接口的結(jié)構(gòu)由于CPU與接口之間按并行方式傳輸，接口與外設(shè)之間按串行方式傳輸，因此，在串行接口中，必須要有“接收移位寄存器”（串→并）和“發(fā)送移位寄存器”（并→串）。一、RS-422接口標(biāo)準(zhǔn)1.特點：（1）采用平衡發(fā)送器和差動接收器，由于是雙線傳輸，大大提高了抗共模干擾的能力。因為是兩條傳輸線的電位差決定邏輯電平AA′-BD′<-2V，表示“1”AA′-BD′>+2V，表示“0”（2）傳輸速率10Mbps（<15m時）

90Kbps（<1200m時）2.連接MC3487MC3486BTTLRS-422A電平平衡發(fā)送器差動接收器B′AA′二RS-423接口標(biāo)準(zhǔn)1.連接：2.特點：①采用單端發(fā)送器和差動接收器，由于是差動接收器，提高了抗共模干擾能力。②數(shù)傳率：100Kbps/90m時

1Kbps/1200m時③邏輯“1”，4V～6V

邏輯“0”，-4V～-6VTTLRS-423A電平單端發(fā)送器差動接收器+-三、RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)1.特點：（1）兼容RS-422A，擴(kuò)展RS-422A的功能；（2）允許在電路中有多個發(fā)送器和允許一個發(fā)送器驅(qū)動多個接收器，多達(dá)32個收/發(fā)器；（3）抗干擾能力強，傳送距離遠(yuǎn)，傳輸速率高。數(shù)傳率：100Kbps<1.2Km不用MODEM9.6Kbps<15Km10Mbps<15mRS-422標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用平衡驅(qū)動差分接收電路,提高了數(shù)據(jù)傳輸速率(最大位速率為10Mb/s),增加了傳輸距離(最大傳輸距離1200m)。

RS-423標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用單端驅(qū)動差分接收電路,其電氣性能與RS-232C幾乎相同,并設(shè)計成可連接RS-232C和RS-422.它一端可與RS-422連接,另一端則可與RS-232C連接,提供了一種從舊技術(shù)到新技術(shù)過渡的手段.同時又提高位速率(最大為300Kb/s)和傳輸距離(最大為600m)。

因RS-485為半雙工的,當(dāng)用于多站互連時可節(jié)省信號線,便于高速、遠(yuǎn)距離傳送.許多智能儀器設(shè)備均配有RS-485總線接口,將它們聯(lián)網(wǎng)也十分方便。

§7.5.5串行通信接口任務(wù)一、串口的基本任務(wù)（1）進(jìn)行串，并轉(zhuǎn)換（2）實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)格式化（3）可靠性檢驗（4）實施接口與端口設(shè)備之間聯(lián)絡(luò)控制二、串口電路的組成內(nèi)部有四個寄存器：控制寄存器、狀態(tài)寄存器、數(shù)據(jù)輸入內(nèi)部有寄存器、數(shù)據(jù)輸出寄存器數(shù)據(jù)線聯(lián)絡(luò)信號線地址線與片選線串并轉(zhuǎn)換和并串轉(zhuǎn)換PC機常用可編程串行通信接口的芯片除了8251A以外，還有8250、PC16550等。和8251A相比，8250、PC16550不具備同步方式的傳送功能。但是，對異步通信的控制功能強于8251A。8250和PC16550都具有波特率發(fā)生器，從而可以對波特率進(jìn)行編程。和8251A相比，它們還具有全部控制調(diào)制解調(diào)器的信號，包括載波信號檢測DCD#和振鈴指示RI，因此就可以直接和調(diào)制解調(diào)器連接。而且它們和IntelCPU也完全兼容。7.5.3可編程串行接口8250/16550串行通信：數(shù)據(jù)被逐位順序傳送串行同步通信：每個字符及位都是同步串行異步通信：同一字符內(nèi)是同步的，而字符與字符之間不同步（異步）協(xié)議：通信收/發(fā)雙方必須共同遵守的基本通信規(guī)程協(xié)議內(nèi)容：一般包括收發(fā)雙方的同步方式、傳輸控制步驟、差錯檢驗方式、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)傳輸速率、通信報文格式及控制字符定義異步通信協(xié)議為使通信雙方確認(rèn)數(shù)據(jù)有效，在字符中設(shè)置起、止標(biāo)志位起始標(biāo)志位：每個字符前添加的一個“0”停止標(biāo)志位：每個字符后添加的若干個“1”字符之間的空隙用“1”填滿，此時的“1”稱為空閑位，“0”為空號、“1”為傳號基本功能：（1）每個字符的數(shù)據(jù)位數(shù)（5～8位），奇偶校驗（奇校驗、偶校驗或無奇偶校驗），及停止位數(shù)（1，1.5或2個）均可以自由選擇（2）內(nèi)裝可編程波特率發(fā)生器，可對輸入時鐘進(jìn)行1到（2^16-1）的分頻并產(chǎn)生16倍發(fā)送波特率的波特率輸出信號（）。具有獨立的接收器時鐘信號輸入。允許數(shù)據(jù)傳送波特率為50～96000B/S（3）收和發(fā)都具有雙重緩沖（4）具有優(yōu)先權(quán)中斷管理系統(tǒng)并提供對發(fā)送接收、錯誤和通信線路狀態(tài)的中斷檢測（5）提供通信線路和MODEM的全部狀態(tài)（6）能檢測假起始位（7）能產(chǎn)生和檢測中止符（8）具有自診斷測試功能

芯片引腳面向系統(tǒng)的引腳：D0～D7

雙向數(shù)據(jù)線。與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線DB相連接，用以傳送數(shù)據(jù)、控制信息和狀態(tài)信息。CS0，CS1，CS2

片選信號，當(dāng)它們同時有效時，該8250芯片被選中。CSOUT

片選輸出信號。當(dāng)8250的CS0、CS1和CS2同時有效時，CSOUT為高電平。MR

主復(fù)位信號，高電平有效。當(dāng)它有效時，除接收數(shù)據(jù)寄存器、發(fā)送保持寄存器、除數(shù)鎖存器外，其余寄存器的內(nèi)容均被清除

A0～A28250內(nèi)部寄存器的選擇信號。不同的編碼對應(yīng)于不同的寄存器。ADS

地址選通信號。有效時可將CS0，CS1，CS2及A0-A2鎖存于8250內(nèi)部。不需要鎖存時，ADS可直接接地。DISTR

讀選通信號。通常與系統(tǒng)總線的IOR信號相連接。DOSTR

寫選通信號。通常與系統(tǒng)總線的IOW信號相連接。INTR

中斷請求信號。當(dāng)允許8250中斷時，接收出錯、接收數(shù)據(jù)寄存器滿、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空以及MODEM的狀態(tài)均能夠產(chǎn)生有效的INTR信號。8250的引腳及功能(續(xù))面向通信設(shè)備的引腳信號SIN,SOUT:串行輸入/輸出端CTS,RTS,DTR,DSR:（同RS232標(biāo)準(zhǔn)中的信號）RLSD:即RS232C標(biāo)準(zhǔn)中的DCD信號RI:（同RS232標(biāo)準(zhǔn)中的信號）OUT1,OUT2:可由用戶編程確定其狀態(tài)的輸出端BAUDOUT:波特率信號輸出（頻率=fCLK/分頻值）XTAL1,XTAL2:接外部晶振，作為基準(zhǔn)時鐘fCLKRCLK:接收時鐘輸入（可直接與BAUDOUT相連）8250與8088系統(tǒng)的連接系統(tǒng)總線D7-D0DISTRDOSTRINTRMRA0A1A2ADSDISTRDOSTRCS2CS1CS0+5VCSD7-D0#IOR#IOWINTRRESETA0A1A2電平轉(zhuǎn)換/驅(qū)動器14881489到RS232接口XTAL1XTAL2BAUDOUTRCLK

SOUTSINRTSDTRDSRDCDCTSRI8250XTAL寄存器結(jié)構(gòu)接收緩沖器RBR發(fā)送保持寄存器THR傳輸線控制寄存器LCR傳輸線狀態(tài)寄存器LSR調(diào)制解調(diào)器控制寄存器MCR調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器MSR中斷使能寄存器IER中斷識別寄存器IIR分頻次數(shù)寄存器DLL及DLM思考：3條地址線如何編碼10個寄存器？8250的內(nèi)部寄存器（續(xù)）除數(shù)鎖存器（DLL，DLH）—BASE+0,1用來保存分頻系數(shù)，以獲得所需的波特率。波特率可以簡單地看成每秒傳送多少二進(jìn)制位PC機中基準(zhǔn)時鐘頻率fCLK=1.8432MHz，波特率因子K=16。所以，對于指定的波特率B

除數(shù)值=1843200/(B×16)=115200/B例如，通信速率為9600波特時，除數(shù)值=12。注意：寫除數(shù)前，必須把LCR的最高位(DL位)置1寄存器端口地址分配DLABA2A1A0被訪問的寄存器串口1的地址0000接收緩沖器RBR、發(fā)送緩沖器THR3F8H0001中斷允許寄存器IER3F9H×010中斷標(biāo)識寄存器（只讀）IIR3FAH×011傳輸線控制寄存器LCR3FBH×100Modem控制寄存器MCR3FCH×101傳輸線狀態(tài)寄存器LSR3FDH×110Modem狀態(tài)寄存器MSR3FEH1000除數(shù)寄存器（低字節(jié)）DLL3F8H1001除數(shù)寄存器（高字節(jié)）DLM3F9H線路控制寄存器LCR（BASE+3）D7D6D5D4D3D2D1D0XX0：校驗位無效001：奇校驗011：偶校驗101：校驗0111：校驗恒1校驗方式數(shù)據(jù)幀長00：5位01：6位10：7位11：8位設(shè)置簡斷1-強制間斷0-正常尋址識別1：分頻0：收發(fā)數(shù)據(jù)、中斷停止位1：1位半或2位0：1位停止位決定傳輸時的數(shù)據(jù)幀格式（通信雙方必須一致）SOUT強制為1

（Break符號）傳輸線狀態(tài)寄存器LSR（BASE+5）D7D6D5D4D3D2D1D00恒定值1：發(fā)送移位空1：發(fā)送緩沖空1：檢測到間斷1：幀錯1：奇偶校驗錯1：數(shù)據(jù)溢出錯誤1：接收數(shù)據(jù)就緒反映傳輸時的通信線狀態(tài)發(fā)送保持寄存器（THR）——BASE+0要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入此寄存器。當(dāng)發(fā)送移位寄存器TSR空時，THR中的內(nèi)容移入TSR被發(fā)送出去。只有THR空時，CPU才能寫入下一個要發(fā)送的數(shù)據(jù)接收緩沖寄存器（RBR）——BASE+0RSR收到一個完整的數(shù)據(jù)后，就將其送入RBR中。CPU可從RBR中讀取收到的數(shù)據(jù)。RBR只能緩沖一個數(shù)據(jù)，當(dāng)CPU未能及時取走上一個數(shù)據(jù)，下一個數(shù)據(jù)又送入RBR時，會產(chǎn)生溢出錯MODEM控制寄存器MCRBASE+4D7D6D5D4D3D2D1D01：自測試0：正常1：OUT2為低1：/OUT1為低1：/RTS為低1：/DTR為低恒為0產(chǎn)生RTS、DTR信號產(chǎn)生OUT1、OUT2信號設(shè)置循環(huán)自檢狀態(tài)Modem狀態(tài)寄存器（MSR）—BASE+6反映RS232接口的狀態(tài)△CTS△DSR△RI△RLSDCTSD7D6D5D4D3D2D1D0RLSDRIDSR反映4個引腳的當(dāng)前狀態(tài)（反相值）反映了自上次讀MSR后這4個引腳是否發(fā)生了變化(1＝發(fā)生了變化)MODEM控制狀態(tài)寄存器MSRD7D6D5D4D3D2D1D01：/RLSD變化過1：/RLSD為低0：/RLSD為高1：/RI為低0：/RI為高1：/RSR為低0：/DSR為高1：/CTS為低0：/CTS為高1：/RI變化過1：/DSR變化過1：/CTS變化過反映RS232接口的狀態(tài)中斷允許寄存器IERD7D6D5D4D3D2D1D01：允許MODEM中斷1：允許接收錯中斷1：允許發(fā)送中斷1：允許接收中斷恒為0決定哪類中斷可以產(chǎn)生（也可禁止所有中斷產(chǎn)生）中斷識別寄存器IIRD7D6D5D4D3D2D1D0中斷源有/無1：有中斷請求0：無中斷請求恒為000：MODE中斷01：發(fā)送中斷10：接收中斷11：數(shù)據(jù)錯中斷用于識別產(chǎn)生中斷的原因波特率發(fā)生器時鐘源頻率1.8432MHz時鐘頻率是數(shù)據(jù)傳送波特率的16倍分頻系數(shù)=1843200/（波特率*16）波特率與分頻系數(shù)對應(yīng)表波特率分頻器DLM（H）分頻器DLL（L）5009H00H7506H00H11004H17H15003H00H30001H80H60000HC0H120000H60H180000H40H240000H30H360000H20H480000H18H720000H10H960000H0CH1152000H0AH1920000H06H2304000H05H5760000H02H11520000H01H8250發(fā)送數(shù)據(jù)的工作過程1）CPU(數(shù)據(jù))→8250的THR；2）TSR移空時，THR→TSR，LSR中“數(shù)據(jù)發(fā)送保持寄存器空”狀態(tài)位置位；3）TSR根據(jù)LCR中規(guī)定的格式從低到高逐位發(fā)送數(shù)據(jù)；4）LSR中“數(shù)據(jù)發(fā)送保持寄存器空”狀態(tài)位可用來產(chǎn)生中斷，也可查詢該狀態(tài)位，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送。TSRTHR串行數(shù)據(jù)輸出并行數(shù)據(jù)LSRINTLCR數(shù)據(jù)狀態(tài)1)2)3)2)4)4)8250接收數(shù)據(jù)的工作過程1）SIN引腳上的串行數(shù)據(jù)逐位進(jìn)入RSR；2）RSR根據(jù)LSR中規(guī)定的數(shù)據(jù)位數(shù)確定是否收到了一個完整的數(shù)據(jù)，收到后將數(shù)據(jù)→RBR；3）RBR收到RSR的數(shù)據(jù)后，將LSR寄存器中“接收緩沖寄存器滿”的狀態(tài)位置位；4）LSR中“接收緩沖寄存器滿”狀態(tài)位可用來產(chǎn)生中斷，也可查詢該狀態(tài)位，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)接收。RSRRBR串行數(shù)據(jù)輸入并行數(shù)據(jù)LSRINTLCR數(shù)據(jù)狀態(tài)1)2)3)4)8250初始化及應(yīng)用編程8250的初始化流程使LCR的最高位＝1寫除數(shù)寄存器寫LCR寄存器，同時使LCR的最高位＝0寫MCR寄存器寫IER寄存器8250初始化8250串口芯片的初始化編程就是設(shè)置波特率、確定串行通信的數(shù)據(jù)幀格式、中斷的設(shè)置等。【例1】要求串行數(shù)據(jù)幀包含8位有效數(shù)據(jù)、1位停止位、采用奇校驗方式，請編寫滿足該要求的8250/16550的初始化程序根據(jù)線控寄存器LCR的約定，控制字為B，初始化程序如下：

MOV AL，00001011B ；控制字

MOV DX，3FBH ；線控寄存器端口地址

OUT DX，AL ；寫入控制字編寫設(shè)置波特率為9600的初始化程序。 根據(jù)公式計算，波特率為9600時，分頻值為000CH MOV AL，10000000B ；設(shè)置波特率時 ；要求特征位DLAB為1 MOV DX，3FBH ；線控寄存器端口地址

OUT DX，AL ；寫入特征位

MOV AL，0CH ；波特率分頻值低字節(jié)

MOV DX，3F8H ；分頻值低位端口地址

OUT DX，AL ；寫入分頻值低位

MOV AL，00H ；波特率分頻值高字節(jié)

INC DX ；分頻值高位端口地址

OUT DX，AL ；寫入分頻值高位例用BIOS功能初始化8250PC機有兩個串行接口：COM1(基地址3F8H),COM2(基地址2F8H)BIOS通過中斷14H提供串行通信功能功能0：初始化串行接口功能1：發(fā)送一個字符功能2：接收一個字符功能3：讀串行接口狀態(tài)INT14H僅提供了查詢方式的通信服務(wù)要使用中斷方式進(jìn)行發(fā)送和接收必須自行編程用BIOS功能初始化8250功能0（初始化）的入口參數(shù)為：AH=0AL=初始化參數(shù)DX=串口編號（0=COM1,1=COM2）初始化參數(shù)定義如下：D7D6D5D4D3D2D1D0波特率100＝1200101＝2400110＝4800111＝9600奇偶校驗x0＝無校驗01＝奇校驗11＝偶校驗數(shù)據(jù)位數(shù)00＝5位01＝6位10＝7位11＝8位停止位0＝1位1＝2位MOVAH,0MOVAL,初始化參數(shù)MOVDX,0INT14H8250的數(shù)據(jù)發(fā)送程序(查詢)LEASI,DATA_BUFFERMOVCX,DATA_BYTESL1:MOVDX,BASE+5;LSR地址

INAL,DXTESTAL,00100000B;THR空?JZL1LODSBMOVDX,BASE+0;THR地址

OUTDX,ALLOOPL1……THR空？輸出一個字節(jié)輸出完？NYYN8250的數(shù)據(jù)接收程序(查詢)LEADI,DATA_BUFFERMOVCX,DATA_BYTESL1:MOVDX,BASE+5;LSR地址

INAL,DXTESTAL,00011110B;有錯誤?JNZERRORTESTAL,00000001B;收到數(shù)據(jù)?JZL1MOVDX,BASE+0;RBR地址

INAL,DXSTOSBLOOPL1……有錯誤？讀入數(shù)據(jù)收到數(shù)據(jù)？NYYN錯誤處理接收完？NY用BIOS功能發(fā)送/接收數(shù)據(jù)通過COM1發(fā)送數(shù)據(jù)：

LEASI,DATA_BUFFERMOVCX,DATA_BYTESL1:MOVAH,1;功能1MOVDX,0;COM1LODSB;數(shù)據(jù)在AL中

INT14H;發(fā)送

LOOPL1……通過COM1接收數(shù)據(jù)：

LEADI,DATA_BUFFERMOVCX,DATA_BYTESL1:MOVAH,3;功能3MOVDX,0;COM1INT14H;讀接口狀態(tài)

TESTAH,00011110B;有錯誤?JNZERRORTESTAH,00000001B;有數(shù)據(jù)?JZL1MOVAH,2;功能2MOVDX,0;COM1INT14H;接收數(shù)據(jù)

STOSB;保存數(shù)據(jù)

LOOPL18250通信編程

對8250編制通信軟件時，首先應(yīng)對芯片初始化，然后按程序查詢或中斷方式實現(xiàn)通信。1.8250初始化 （1）設(shè)置波特率 （2）設(shè)置串行通信數(shù)據(jù)格式 （3）設(shè)置工作方式2.程序查詢方式通信編程3.用中斷方式編程 （1）初始化8259A中斷控制器 （2）設(shè)置中斷向量IR4

（3）設(shè)置允許/屏蔽位 （4）8250重新響應(yīng)中斷請求設(shè)置波特率例如，設(shè)波特率為9600，則波特率因子N=12

MOVDX，3FBH MOVAL，80H ；設(shè)置波特率

OUTDX，AL MOVDX，3F8H MOVAL，12 OUTDX，AL INCDX MOVAL，0 OUTDX，AL ；3F9H送01.8250初始化設(shè)置串行通信數(shù)據(jù)格式

例如，數(shù)據(jù)格式為8位，1位停止位，奇校驗。

MOVAL，0BH MOVDX，3FBH OUTDX，AL設(shè)置工作方式

（MODEM控制寄存器）無中斷：

MOVAL，3 ；OUT1、OUT2均為1 MOVDX，3FCH OUTDX，AL有中斷：

MOVAL，0BH ；OUT2為0，允許INTRT去申請中斷

MOVDX，3FCH OUTDX，AL循環(huán)測試：

MOVAL，13H MOVDX，3FCH OUTDX，AL2程序查詢方式通信編程

采用程序查詢方式工作時，CPU可以通過讀線路狀態(tài)寄存器（3FDH）查相應(yīng)狀態(tài)位（D0