第8章 串行通信接口

1、浙江工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院浙江工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧n鍵盤接口鍵盤接口l鍵盤的分類：按結(jié)構(gòu)、按接口、按編碼方式。l鍵盤的工作原理：線性鍵盤、矩陣鍵盤（行掃描法、行列反轉(zhuǎn)法、行列掃描法）。去抖和重鍵問題。n鼠標接口鼠標接口l鼠標的工作原理。l鼠標的分類。l鼠標的接口。l鼠標接口的編程。2內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧nLED接口接口lLED顯示器的結(jié)構(gòu)：七段、共陰極/共陽極。lLED顯示器的工作原理：靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示。n打印機接口打印機接口l打印機的組成與分類。l打印機接口標準：Centronics接口。l打印機接口的編程：直接編程、BOIS/DOS功能調(diào)用。n音頻設(shè)備接口音頻設(shè)備接口l音頻處理技

2、術(shù)：采樣、量化。l聲卡的組成和接口。34第八章第八章 串口通信接口串口通信接口可編程串口芯片8251A4串行通信協(xié)議2串行通信接口標準3PC 機中的串口應(yīng)用5串行通信基本概念1 8.1 串口通信基本概念串口通信基本概念5l并行傳送方式并行傳送方式以字長為單位進行傳送，用多根線一次傳送多位數(shù)據(jù)。特點特點：傳送速度快。但使用信號線多，成本高成本高；且信號線間電容會引起串擾串擾，不適合遠距離傳送。一般用于外設(shè)與微機間近距離近距離、大量和快速的傳輸。l串行傳送方式串行傳送方式通過一根一根線一位一位順序傳輸數(shù)據(jù)。缺點缺點：速度慢。但傳輸線少，成本低。適合于遠距離、低速率遠距離、低速率的數(shù)據(jù)傳輸。l單工方

3、式單工方式 只允許在一個方向上傳送數(shù)據(jù)。l半雙工方式半雙工方式 雙方均具備發(fā)送、接收能力，但同一時刻只能進行一個方向的傳送。l全雙工方式全雙工方式 收發(fā)雙方可同時進行雙向的數(shù)據(jù)傳送。6 (1) 串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式串行通信的數(shù)據(jù)傳送方式TRRTTTRRTRn比特率與波特率比特率與波特率l比特率：每秒傳送的二進制二進制位數(shù)，單位：bit/s。l波特率：每秒傳送的進制進制位數(shù)，單位：bout/s。l兩者的關(guān)系：比特率波特率比特率波特率log2N。例：傳16進制數(shù)時，比特率 = 4 波特率。計算機內(nèi)部均采用二進制，故比特率波特率。7 (2) 通信速率通信速率【例8-1】某通信系統(tǒng)每秒傳輸50個字符

4、，每個字符包含8位八進制八進制數(shù)，計算其比特率。 解：解： 比特率為 50831200bit/s。n收收/發(fā)時鐘與波特率因子發(fā)時鐘與波特率因子l串行通信時，收發(fā)雙方需用時鐘信號來同步同步。收/發(fā)時鐘直接決定了通信線路上的數(shù)據(jù)傳輸速率。l發(fā)送端在TxClk使數(shù)據(jù)送入移位寄存器移位寄存器串行輸出。l接收端在RxClk將傳輸線上的數(shù)據(jù)逐位打入移位寄存器。8國際上規(guī)定了標準的波特率系列標準的波特率系列，常用的標準值為110、300、600、2400、4800、9600和19200波特。l為提高抗干擾能力，往往用多個時鐘來用多個時鐘來調(diào)制調(diào)制一位二進制數(shù)。調(diào)制一位二進制數(shù)的時鐘個數(shù)稱為波特因波特因子子（

5、Factor）。l收/發(fā)時鐘頻率與波特率的關(guān)系為：TxClk/RxClk = Factor Baud.lFactor一般取1, 16, 32 或 64。異步通信時常取16；同步通信則必須1。 9n調(diào)制與解調(diào)l原因原因：數(shù)字信號包含很多直流和低頻成分，直接傳輸時會嚴重衰減衰減，從而在接收端產(chǎn)生嚴重畸變嚴重畸變和失真失真。l解決辦法解決辦法：發(fā)送方使用調(diào)制器調(diào)制器 (Modulator)，把要傳送的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合在線路上傳輸?shù)哪M信號。接收方則使用解調(diào)器解調(diào)器(Demodulator)將模擬信號還原為數(shù)字信號。l雙工和半雙工通信設(shè)備，既要發(fā)送數(shù)據(jù)又要接收數(shù)據(jù)，故可將調(diào)制器和解調(diào)器做在一起，形成

6、調(diào)調(diào)制解調(diào)器制解調(diào)器(Modem)。10 (3) 信號的調(diào)制與解調(diào)信號的調(diào)制與解調(diào)11n調(diào)制解調(diào)器類型l幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。12l一般采用頻移鍵控頻移鍵控(FSK)的方法。當信號為 1 時，開關(guān)1 閉合，開關(guān) 2 斷開，經(jīng)放大器輸出頻率1的信號；當信號為 0 時，開關(guān) 1 斷開，開關(guān) 2 閉合，經(jīng)放大器輸出頻率 2 的信號。13如何自動控制？如何自動控制？補充：電子開關(guān)控制方法補充：電子開關(guān)控制方法繼電器繼電器l定義：是一種當輸入量達到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式跳躍式變化的自動控制器件。l用途：能夠以較小電流控制大電流的導(dǎo)通和切斷較小電流控制大電流的導(dǎo)

7、通和切斷，相當于一種“自動開關(guān)”，在電路中起自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。l分類：普通、干簧管式繼電器14普通繼電器普通繼電器15干簧繼電器干簧繼電器l組成：干簧管+線圈。干簧管由2或3片鐵鎳臺金“舌舌” 簧片簧片構(gòu)成，舌簧片的觸點部分鍍有貴金屬（金、銠、鈀等），以使其接通后良好的導(dǎo)電性能。l舌簧片被密封密封在充有氮氣等惰性氣體的玻璃管內(nèi)，防外界塵埃、污染和腐蝕，可靠性高，壽命長。1617 l未通電時所處的狀態(tài)、外形展示18內(nèi)容概要內(nèi)容概要可編程串口芯片8251A4串行通信協(xié)議2串行通信接口標準3PC 機中的串口應(yīng)用5串行通信基本概念1l 數(shù)據(jù)傳送方式：單工、雙工、半雙工l 通信速率：比

8、特率、波特率l 信號的調(diào)制與解調(diào) 8.2 串口通信協(xié)議串口通信協(xié)議19l通信協(xié)議：為使通信能順利進行，數(shù)據(jù)收發(fā)雙方必須共同遵守的通信規(guī)程通信規(guī)程，稱為通信協(xié)議。l通信協(xié)議的基本內(nèi)容：波特率波特率：雙方約定的數(shù)據(jù)收/發(fā)速率。數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式：雙方約定的幀格式及控制信息的定義等。幀同步幀同步：接收方獲知一批數(shù)據(jù)開始和結(jié)束的方法。位同步位同步：接收方從數(shù)據(jù)流中正確采樣到每位數(shù)據(jù)的方法。差錯校驗方式差錯校驗方式：接收方判斷收到數(shù)據(jù)正確性的方法。l串行通信協(xié)議的分類：異步異步串行通信協(xié)議同步同步串行通信協(xié)議l特點特點以字符為單位以字符為單位進行信息傳送。字符間異步，字符內(nèi)各字符間異步，字符內(nèi)各位之間同步

9、位之間同步。字符與字符之間沒有嚴格的定時要求，其間隙任意。一旦開始傳輸一個字符，收發(fā)雙方必須按照約定的速率，在時鐘的作用下，一位一位地進行同步傳輸。l幀格式幀格式數(shù)據(jù)格式包括：同步信息同步信息（數(shù)據(jù)的開始與結(jié)束）、數(shù)數(shù)據(jù)信息據(jù)信息和校驗信息校驗信息。20 (1) 異步串行通信協(xié)議異步串行通信協(xié)議采用極性相反極性相反的起始位和停止位提供準確的時間基準。一次傳送1個字符個字符。具有信息校驗，可靠性高可靠性高。傳輸速率較慢，效率低效率低（ 80%）。一般用于數(shù)據(jù)量較小、傳輸率較低的場合。21可為任意可為任意多位多位起止式起止式的異步的異步串行通信串行通信【例8-2】異步傳輸 ASCII 碼，每個字符

10、 7 位 ，如果數(shù)據(jù)傳輸速率為240字符/秒，使用1位奇偶校驗位和1位停止位，問：(1) 波特率為多少？(2) 有效數(shù)據(jù)位傳輸率是多少？(3) 傳輸效率是多少？ 解題分析：解題分析： (1) 波特率：(1+7+1+1) 240 = 2400 bout/s (2) 有效數(shù)據(jù)位傳輸率：7240 = 1680 bout/s (3) 傳輸效率是：1680/2400=70% (7/10 = 70%)22【例8-3】某計算機采用異步串行通信方式，數(shù)據(jù)格式為：8位數(shù)據(jù)位，奇校驗奇校驗，2位停止位。試畫出傳送字符“A”時通信線路上的波形。l解題分析：解題分析： 字符A的ASCII碼為0100 0001，按照先

11、低位后高位的順序。前面加1位起始位“0”，后加奇校驗位“1”和2位停止位“11”。231010l特點特點字符與字符間同步，字符內(nèi)各位之間也同步字符與字符間同步，字符內(nèi)各位之間也同步。不使用起始位和停止位來標識字符的開始和結(jié)束，而是用一串特定的二進制序列二進制序列（同步字符同步字符），來通知接收方串行數(shù)據(jù)的第一位何時到達。傳輸效率高，速度快，但其技術(shù)復(fù)雜，硬件開銷大硬件開銷大。一般用于高速數(shù)據(jù)傳輸場合。l分類分類面向字符面向字符的同步通信：一幀數(shù)據(jù)由若干個字符組成。面向比特面向比特的同步通信：一幀數(shù)據(jù)由任意位 bit 組成，主要用于二進制的傳輸。24 (2) 同步串行通信協(xié)議同步串行通信協(xié)議l面

12、向字符的同步通信面向字符的同步通信l數(shù)據(jù)塊由字符字符組成，字符連續(xù)，其間不留空隙。l要求收發(fā)雙方時鐘完全同頻同相同頻同相，不能有一點誤差。l近距離傳送時，可在傳輸線上增加一條時鐘線時鐘線，以確保收發(fā)雙方使用同一時鐘。遠距離傳送時，可通過 Modem 從數(shù)據(jù)流中提取同步信號提取同步信號。25l分類分類根據(jù)對同步信號的檢測方式，可分為：內(nèi)同步內(nèi)同步：對同步信號的檢測和同步控制在串行接口芯片內(nèi)部芯片內(nèi)部進行。單同步單同步：只有一個字節(jié)的同步字符。雙同步雙同步：有兩個字節(jié)的同步字符。外同步外同步：對同步信號的檢測在串行接口芯片的外部芯片的外部進行。當外部硬件電路檢測到同步字符時，向串行接口發(fā)一個同步信

13、號同步信號SYNC。串行接口收到同步信號后，立即開始接收信息。2627l典型的典型的面向字符面向字符的同步通信協(xié)議的同步通信協(xié)議IBM BSCBSC：Binary Synchronous Communication。一幀傳輸由若干字符若干字符組成，比異步起止式傳輸效率高。規(guī)定了10個通信控制字符個通信控制字符，作為數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束標志以及整個傳輸過程的控制信息，增強了通信控制能力和校驗功能。28幀格式29SYNSYNSOH標題STX數(shù)據(jù)塊ETB/ETX塊校驗l面向面向 比特比特的同步通信的同步通信l一幀數(shù)據(jù)可由任意位組成。l靠約定的位組合模式位組合模式來標志幀的開始和結(jié)束幀的開始和結(jié)束。30

14、8位位8位位8位位0位位16位位8位位01111110ACIFC01111110開始標志地址域控制域信息域校驗域結(jié)束標志l典型的典型的面向比特面向比特的同步通信協(xié)議的同步通信協(xié)議IBM的SDLC（同步同步數(shù)據(jù)鏈路控制，Synchronous Data Link Control）。ISO的HDLC（高級高級數(shù)據(jù)鏈路控制，High Level Data Link Control）。ANSI的ADCCP（高級數(shù)據(jù)通信控制規(guī)程高級數(shù)據(jù)通信控制規(guī)程，Advanced Data Communications Control Procedure）。31lSDLC/HDLC協(xié)議的幀格式協(xié)議的幀格式標志域標志域

15、：開始和結(jié)束標志，提供了每幀信息的邊界。標志字符為01111110。地址域地址域 (A: Address)：規(guī)定了與之通信的目標地址?？刂朴蚩刂朴?(C: Control)：規(guī)定了若干個命令。信息域信息域 (I: Information)：包含要傳送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)域為0時表示該幀為控制命令。幀校驗域幀校驗域 (FC: Frame Check)：采用16位CRC校驗。328位位8位位8位位0位位16位位8位位01111110ACIFC01111110開始標志地址域控制域信息域校驗域結(jié)束標志lSDLC/HDLC實際應(yīng)用時的實際應(yīng)用時的2個技術(shù)問題：個技術(shù)問題：“0”位插入位插入/刪除技術(shù)刪除技術(shù)：信

16、息域中可能存在和標志字節(jié)01111110相同的字符，為了區(qū)別，發(fā)送端在發(fā)送除標志字節(jié)外的信息時，當遇到連續(xù)5個“1”時，就自動插入一個“0”。接收端若連續(xù)接收到5個“1”時，就自動刪除其后的一個“0”，恢復(fù)信息。SDLC/HDLC異常結(jié)束異常結(jié)束：發(fā)送過程若出現(xiàn)錯誤，用異常結(jié)束字符使本幀作廢。在HDLC規(guī)程中，失效字符為7個連續(xù)的個連續(xù)的“1”，在SDLC中為8個連續(xù)的個連續(xù)的“1”。異常結(jié)束字符中不使用“0”位插入/刪除技術(shù)。338位位8位位8位位0位位16位位8位位01111110ACIFC01111110開始標志地址域控制域信息域校驗域結(jié)束標志34內(nèi)容概要內(nèi)容概要可編程串口芯片8251A

17、4串行通信協(xié)議2串行通信接口標準3PC 機中的串口應(yīng)用5串行通信基本概念1l 異步異步串行通信協(xié)議（起止式）l 同步同步串行通信協(xié)議：內(nèi)同步、外同步 8.3 串口通信接口標準串口通信接口標準35l常用的串行通信接口標準常用的串行通信接口標準RS-232C標準標準：最常用的標準，是基礎(chǔ)。全稱：EIA-RS-232C標準 (Electronic Industrial Associate-Recommended Standard-232C)。由美國電子工業(yè)協(xié)會 (EIA) 于1969年頒布。最初用于遠距離通信。適合數(shù)據(jù)速率在020Kb/s范圍內(nèi)通信。RS-422A標準RS-485標準l數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)

18、據(jù)終端設(shè)備DTE(Data Terminal Equipment)：通常指計算機或I/O設(shè)備。代表數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源和目的地目的地。l數(shù)據(jù)通信設(shè)備數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE(Data Communication Equipment)：又稱數(shù)據(jù)裝置(Data Set)，通常為Modem。作用作用：使數(shù)使數(shù)據(jù)符合線路要求據(jù)符合線路要求。36 (1) RS-232C標準的設(shè)備類型標準的設(shè)備類型串行通信系統(tǒng)串行通信系統(tǒng) RS-232C標準規(guī)定了22根根控制信號線，實際常常只用到39根，多采用9針針或25針針的D型頭來連接。37 (2) RS-232C標準的信號功能標準的信號功能38DB-25型連接器DB-9型連接器

19、實際異步通信時，只實際異步通信時，只需需9個信號個信號：2個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù)信號、信號、6個控制個控制信號、信號、1個信號地線個信號地線。n信號線含義信號線含義(從從數(shù)據(jù)終端角度數(shù)據(jù)終端角度來定義來定義)：TxD：串行數(shù)據(jù)發(fā)送端，輸出。RxD：串行數(shù)據(jù)接收端，輸入。RTS：請求發(fā)送信號請求發(fā)送信號，輸出。為高時表示終端要向Modem或其它通信設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。CTS：清除發(fā)送信號清除發(fā)送信號，輸入。是對RTS的響應(yīng)。當當Modem或外設(shè)準備好接收或外設(shè)準備好接收來自終端的數(shù)據(jù)時，該信號有效。DTR：終端準備就緒信號，輸出。為高時表明終端準備好終端準備好接收接收來自Modem或外設(shè)的數(shù)據(jù)。DSR：數(shù)據(jù)裝置

20、準備就緒信號，輸入。為高時表明Modem或外設(shè)準備好發(fā)送數(shù)據(jù)或外設(shè)準備好發(fā)送數(shù)據(jù)。DCD：接收信號檢測接收信號檢測，輸入。為高時表明Modem收到通信線路另一端Modem送來的正常載波信號。RI：振鈴提示振鈴提示，輸入。當高時表明Modem收到交換臺送來的振鈴信號。39lRS-232C電平：負邏輯邏輯“1”：-3V -15V邏輯“0”：+3V +15VlTTL電平：正邏輯邏輯“1”： 2.4V邏輯“0”： 15米時米時）41 (4) RS-232C的連接方式的連接方式l不使用Modem時（距離 15米時米時）42nRS-422A接口標準：傳輸距離更遠接口標準：傳輸距離更遠l平衡方式傳輸：發(fā)送端

21、平衡發(fā)送，接收端差分接收。l兩條傳輸線間的電位差決定電平值：AA-BB 200mV表示邏輯“1”；AA-BB 200mV 表示邏輯“0”。l最大傳輸率：10Mbps；傳輸距離：15m(10Mbps) 1200m(90Kbps)。43 (5) 其它串行通信標準其它串行通信標準lRS-422A平衡式接口電路44四路差動線路驅(qū)動器四路差動線路驅(qū)動器 具有三態(tài)輸出的四路差動線路接收器具有三態(tài)輸出的四路差動線路接收器 nRS-485接口標準接口標準l是一種多發(fā)送器多發(fā)送器、平衡式傳輸?shù)拇薪涌跇藴?。與RS-422A 兼容，但擴充了RS-422A的功能。l采用差分發(fā)送和差分接收差分發(fā)送和差分接收，抗干擾能

22、力強。l傳輸距離：在沒有Modem的情況下使用雙絞線直接連接時，傳輸距離為15m (10Mbps) 1200m(100Kbps) 。l采用共線結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多個收發(fā)器共用一條傳輸線多個收發(fā)器共用一條傳輸線的多點應(yīng)用。允許在平衡電纜上連接32對收發(fā)器，能實現(xiàn)多點對點的通信，容易聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)。4546內(nèi)容概要內(nèi)容概要可編程串口芯片8251A4串行通信協(xié)議2串行通信接口標準3PC 機中的串口應(yīng)用5串行通信基本概念1l RS-232C標準的設(shè)備類型l RS-232C標準的信號功能l RS-232C標準的電平特性l RS-232C標準的連接方式l 其它串口標準：RS-422A/RS-485 8.4 可

23、編程串口芯片可編程串口芯片8251A47lIntel 8251A是一款可編程的通用同步通用同步/異步接收發(fā)送器異步接收發(fā)送器(USART：Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter)。l基本性能：基本性能：可工作在同步同步或異步異步方式。同步方式時，波特率為064Kbout/s。字符58位可選，支持內(nèi)、外同步，可自動插入同步字符自動插入同步字符。異步方式時，波特率為019.2Kbout/s。字符58位可選，波特率因子波特率因子可選為1，16，64。具有獨立的發(fā)送器和接收器，能以單工、半雙工和全雙工方式進行通信。提供基本

24、的控制信號，能方便地與與Modem相連相連。48 (1) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)49l數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器8位三態(tài)雙向緩沖區(qū)，用于在CPU與8251之間傳送數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息。l讀讀/寫控制邏輯寫控制邏輯對CS, RD, WR, C/D等信號進行譯碼，以確定8251的操作。50l調(diào)制解調(diào)器控制調(diào)制解調(diào)器控制遠距離遠距離通信時，提供與Modem聯(lián)絡(luò)的信號。近距離近距離串行通信時，提供與外設(shè)聯(lián)絡(luò)的信號。51l發(fā)送器發(fā)送器發(fā)送緩沖器發(fā)送緩沖器 + 發(fā)送移位寄存器發(fā)送移位寄存器 + 發(fā)送控制電路發(fā)送控制電路。發(fā)送控制電路用來控制和管理發(fā)送過程。在其控制下，發(fā)送緩沖器將來自CPU的并行數(shù)據(jù)串行化，通

25、過TxD發(fā)送出去。異步異步方式：控制電路在數(shù)據(jù)幀中加上起始、校驗和停止位起始、校驗和停止位。同步同步方式：控制電路在數(shù)據(jù)幀中插入同步字符和校驗位同步字符和校驗位。 同步方式發(fā)送過程中，兩字符間不允許有間隔。若CPU未及時提供新字符，則控制電路自動補上同步字符自動補上同步字符。52l接收器接收器接收緩沖器接收緩沖器 + 接收移位寄存器接收移位寄存器 + 接收控制電路接收控制電路。接收控制電路用來控制和管理接收過程。在其管理下，接收器從RxD上接收串行數(shù)據(jù)，并行化后存入接收緩沖器。異步異步方式：8251監(jiān)視RxD線。當發(fā)現(xiàn)時，開始接收一幀數(shù)據(jù)。經(jīng)校驗后剔除起始位和停止位剔除起始位和停止位等，將有效

26、信息轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)存入接收緩沖器。同步同步方式：8251監(jiān)視RxD線，依次對數(shù)據(jù)移位。每收到一位，都將接收寄存器與同步字符比較與同步字符比較。若不等，則移入下一位繼續(xù)比較；若相等，則表示搜索到同步字符，SYNDET=1。這時在RxC的同步下移位RxD上的數(shù)據(jù)，并將其組裝成并行數(shù)據(jù)，送入接收緩沖器。53 (2) 外部引腳外部引腳l28引腳的DIP封裝。l信號分為4組：發(fā)送器信號接收器信號讀寫控制邏輯信號Modem控制信號54TxRDY: 發(fā)送器準備就發(fā)送器準備就緒緒。為1表CPUCPU可寫入可寫入新的數(shù)據(jù)新的數(shù)據(jù)?？勺髦袛嗾埱笮盘?。TxEmpty: 發(fā)送器空發(fā)送器空閑閑。為1表發(fā)送移位寄存器為空

27、。RxRDY: 接收器就緒接收器就緒。若已接已接收到數(shù)據(jù)并將其變?yōu)椴⑿袝r收到數(shù)據(jù)并將其變?yōu)椴⑿袝r，RxRDY變高，通知CPU來取數(shù)據(jù)?？勺髦袛嗾埱笮盘?。SYNDET: 同步檢測信同步檢測信號號。內(nèi)同步時，輸出。外同步時輸入。55l發(fā)送器引腳發(fā)送器引腳TxRDY：發(fā)送器準備就緒。為1時CPU可將數(shù)據(jù)寫可將數(shù)據(jù)寫入入8251A。中斷方式時，可作為中斷請求信號。TxC：發(fā)送時鐘。同步方式下， 其頻率等于等于發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率；在異步方式下， 其頻率是發(fā)送波特率的1、16或或64倍倍，具體的倍數(shù)可編程設(shè)定。TxD：數(shù)據(jù)發(fā)送端，輸出串行數(shù)據(jù)。TxEMPTY：發(fā)送器空。為1表發(fā)送移位寄存器空移位寄存器空。5

28、6l接收器引腳接收器引腳RxD：數(shù)據(jù)接收端，用來接收外部輸入的數(shù)據(jù)。RxC：接收時鐘，輸入。同步方式下，其頻率等于等于接收數(shù)據(jù)的波特率；異步方式下，其頻率是接收波特率的1、16或64倍。57SYNDET/BRKDET：同步檢測/間斷檢測信號。 同步方式下，用于同步檢測同步檢測 (SYNDET)。內(nèi)同步時，8251內(nèi)部搜索到同步字符時，SYNDET輸出輸出1。外同步時，外部電路找到同步字符后，向SYNDET引腳引腳輸入輸入高電平高電平，則8251開始接收數(shù)據(jù)。 異步方式下，用于間斷檢測間斷檢測 (BRKDET)。為1表示收到對方發(fā)來的間斷碼間斷碼。RxRDY：接收器準備好信號。當接收緩沖器接收到

29、串行數(shù)據(jù)且并行化后接收到串行數(shù)據(jù)且并行化后，RxRDY=1，通知CPU讀取數(shù)據(jù)。CPU讀取后，RxRDY變?yōu)?。中斷方式時，該信號可作為中斷請求信號。58l讀讀/寫控制邏輯引腳寫控制邏輯引腳Reset：復(fù)位。使線路處于空閑狀態(tài)。CLK：時鐘輸入。同步方式：頻率要大于波特率的30倍倍；異步方式：頻率要大于波特率的4.5倍倍。CS、RD、WR：RD 有效時，CPU讀取接收緩沖器的數(shù)據(jù)；WR有效時，CPU將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器。C/D：控制/數(shù)據(jù)信號，輸入。當C/D = 1時，數(shù)據(jù)總線上傳送的是控制字、命令字或控制字、命令字或狀態(tài)字狀態(tài)字。當C/D = 0時，數(shù)據(jù)總線上傳送的是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。59lMode

30、m控制信號引腳控制信號引腳RTS：請求請求發(fā)送信號，輸出。有效時，表CPU已準備好發(fā)送數(shù)據(jù)。CTS：清除清除發(fā)送信號，輸入。它是RTS的應(yīng)答信號，有效時表Modem或外設(shè)已做好接收數(shù)據(jù)準備。DTR：數(shù)據(jù)終端就緒數(shù)據(jù)終端就緒信號，輸出。有效時，表示CPU 準備好進行數(shù)據(jù)接收接收。DSR：數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)裝置就緒裝置就緒信號，輸入。它是DTR的應(yīng)答信號，有效時表Modem或外設(shè)已準備好發(fā)送數(shù)據(jù)已準備好發(fā)送數(shù)據(jù)。60 (3) 8251編程編程l8251A內(nèi)部有2個命令字和1個狀態(tài)字。方式命令字方式命令字：指定8251A的通信方式通信方式 (同步、異步)及其約定的數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)幀格式。初始化初始化時使用。操作

31、命令字操作命令字： 指定8251A進行何種操作何種操作(發(fā)送、接收、內(nèi)部復(fù)位等)； 設(shè)置某種工作狀態(tài)設(shè)置某種工作狀態(tài)，以便接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。狀態(tài)字狀態(tài)字：報告8251A何時何時可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以及接收的數(shù)據(jù)有無錯誤有無錯誤。61n方式命令字方式命令字1: 奇偶校驗奇偶校驗0: 不用不用S2S1EPPENL2L1B1B0D7D6D5D4D3D2D1D000: 同步方式同步方式01: 異步異步 (1)10: 異步異步 (16)11: 異步異步 (64)00: 長度長度5位位01: 6位位10: 7位位11: 8位位1: 偶校驗偶校驗0: 奇校驗奇校驗同步方式：同步方式：SYN/內(nèi)內(nèi)/外外00: 2

32、個個SYN，內(nèi)同步，內(nèi)同步01: 2個個SYN，外同步，外同步10: 1個個SYN，內(nèi)同步，內(nèi)同步11: 1個個SYN，外同步，外同步異步方式：異步方式：停止位停止位00: 無效無效01: 1個停止位個停止位10: 1.5個停止位個停止位11: 2個停止位個停止位【例8-3】某異步通信的數(shù)據(jù)格式為：1位起始位，2位停止位，奇校驗，8位數(shù)據(jù)，波特率因子為16。設(shè)8251A控制端口地址為309H，試寫出初始化代碼段。 62MOV DX，309H MOV AL， 11 01 11 10B ；異步方式字OUT DX，AL【例8-4】某同步通信的數(shù)據(jù)格式為：雙同步字符、內(nèi)同步方式，奇校驗，字符長度8位。

33、設(shè)8251A地址端口為309H，試寫出初始化代碼段。 MOV DX，309H MOV AL， 00 01 11 00B ；同步方式字OUT DX，AL63n操作命令字操作命令字EHIRRTSERSBRKRxEDTRTxEND7D6D5D4D3D2D1D0發(fā)送允許發(fā)送允許1: 允許允許0: 禁止禁止1: 數(shù)據(jù)終端準數(shù)據(jù)終端準備就緒備就緒(使使DTR有效有效)接收允許接收允許1: 允許允許0: 禁止禁止送間斷字符送間斷字符1: TxD為低為低0: 正常工作正常工作1: 錯誤標錯誤標志復(fù)位志復(fù)位1: 請求發(fā)送請求發(fā)送(使使RTS有效有效)1: 內(nèi)部復(fù)內(nèi)部復(fù)位，回到位，回到初始狀態(tài)初始狀態(tài)1: 啟動搜

34、索同啟動搜索同步字符步字符【例8-5】要使8251A內(nèi)部復(fù)位，請寫出代碼段。(設(shè)8251地址端口為309H ) 64MOV DX，309H MOV AL， 0100 0000B ；內(nèi)部復(fù)位OUT DX， AL【例8-6】某異步通信，若同時允許發(fā)送和接收。試寫出代碼段。(設(shè)8251地址端口為309H ) MOV DX，309H MOV AL， 0000 0101B ；允許發(fā)送和接收OUT DX， AL65n狀態(tài)字：狀態(tài)字：存放在狀態(tài)寄存器中，供 CPU 讀取。發(fā)送緩沖發(fā)送緩沖器就緒器就緒奇偶奇偶校驗錯校驗錯溢出錯溢出錯校驗錯校驗錯無停止無停止數(shù)據(jù)裝置數(shù)據(jù)裝置準備好準備好和相應(yīng)引腳的和相應(yīng)引腳的定

35、義完全相同定義完全相同【例8-6】串行通信中，發(fā)送時需查詢發(fā)送器發(fā)送器是否準備好。其程序段為： 66L：MOV DX，309H IN AL， DX TEST AL， 01H；查詢發(fā)送器是否準備好 JZ L；未準備好則繼續(xù)查詢【例8-7】串行通信中，接收時需查詢接收器接收器是否準備好。其程序段為： L：MOV DX，309H IN AL， DX TEST AL， 02H；查詢發(fā)送器是否準備好 JZ L；未準備好則繼續(xù)查詢67n8251A初始化編程初始化編程l8251A的方式命令字和操作命令字寫入同一控制同一控制端口端口地址，采用順序?qū)懭敕樞驅(qū)懭敕ā系統(tǒng)復(fù)位后，必須先寫入方式命令字先寫入方式命

36、令字，再寫入操再寫入操作命令字作命令字。68l編程順序l接通電源時硬件硬件自動復(fù)位自動復(fù)位。l為確保寫方式字和命令字之前已正確復(fù)位，應(yīng)向8251A控制口連連續(xù)寫入續(xù)寫入3個個0，然后再寫入復(fù)位字寫入復(fù)位字(D6=1) ?！纠?-8】已知串行通信中， 8251為同步傳送，有2個同步字符，內(nèi)同步，偶校驗，7位數(shù)據(jù)位，同步字符為16H 。設(shè)8251控制口地址為1F2H，試寫出初始化程序段。 69 MOV DX，1F2H；控制口地址 MOV BL，3 ；設(shè)置發(fā)送0的次數(shù) MOV AL，00HLL： OUT DX，AL ；連續(xù)發(fā)送3個0 DEC BL JNZ LL MOV AL，40H ；送復(fù)位命令字

37、OUT DX，AL70MOV AL，38H ；方式命令字方式命令字：2個同步字符，內(nèi)同步，OUT DX，AL ；偶校驗，7位數(shù)據(jù)位MOV AL，16H ；第1個同步字符同步字符，同步字符為16H OUT DX，AL OUT DX，AL ；第2個同步字符同步字符，同步字符為16HMOV AL，15H ；操作命令字操作命令字：錯誤復(fù)位、允許發(fā)送、OUT DX，AL ；允許接收【例8-9】已知某系統(tǒng)使用 8251異步串行通信，波特因子為64，偶校驗，1位停止位，7位數(shù)據(jù)位。8251與外設(shè)有握手信號，采用查詢方式傳送。CPU地址線的A1接8251的C/D端， 8251兩個端口地址為1F2H和1F0H，

38、試編寫發(fā)送字符A的程序段。71 MOV DX，1F2H；控制口地址 MOV BL，3 ；設(shè)置發(fā)送0的次數(shù) MOV AL，00HLL： OUT DX，AL ；連續(xù)發(fā)送3個0 DEC BL JNZ LL MOV AL，40H ；送復(fù)位命令字 OUT DX，AL72MOV AL，7BH ；方式字方式字：異步，波特因子64，偶校驗，MOV DX，AL ；1位停止位，7位數(shù)據(jù)位MOV AL，11H ；操作命令字操作命令字：允許發(fā)送、錯誤復(fù)位OUT DX，AL ；WAIT：IN AL，DX ；讀取狀態(tài)字TEST AL，01HJZ WAIT ；TxRDY=0，則繼續(xù)等待MOV DX，1F0H ；發(fā)送數(shù)據(jù)到數(shù)

39、據(jù)端口MOV AL，AOUT DX，AL【例8-10】設(shè)A、B兩臺PC機利用8251通過RS-232串口進行通信。要求將A機內(nèi)存緩沖區(qū)Tx_buf的100個字符發(fā)送到通信線上，B機接收線路上的字符，存放至接收緩沖區(qū)Rx_buf中。設(shè)兩機之間采用查詢方式異步傳送，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，奇校驗，波特率因子為16。8251兩端口地址為1F0H和1F2H，CPU地址線A1接其C/D引腳。試編程實現(xiàn)以上串行傳輸過程。7374近距離通信時，不使用Modem，多采用三線零調(diào)制法三線零調(diào)制法MC1488：TTL RS232MC1489：TTL RS232CPU的CLK經(jīng)過8253分頻得到TxCLK和RxCL

40、KA機的發(fā)送程序：75 MOV DX，1F2H；控制口地址 MOV BL，3 ；設(shè)置發(fā)送0的次數(shù) MOV AL，00HLL： OUT DX，AL ；連續(xù)發(fā)送3個0 DEC BL JNZ LL MOV AL，40H ；復(fù)位命令字 OUT DX，AL MOV AL，5EH ；方式字方式字：異步，8位數(shù)據(jù)，1位 OUT DX，AL ；停止位，奇校驗，波特因子16 MOV AL，11H ；操作命令字操作命令字：允許發(fā)送，錯誤復(fù)位 OUT DX，AL76 LEA SI, Tx_buf；發(fā)送緩沖區(qū)首址送SI MOV CX，100；設(shè)置計數(shù)初值WAIT1：MOV DX，1F2H IN AL，DX；讀取狀態(tài)字

41、 TEST AL，01H JZ WAIT1；發(fā)送器未就緒，則繼續(xù)等待 MOV AL， SI MOV DX，1F0H；發(fā)送字符 OUT DX， AL INC SI LOOP WAIT1；未發(fā)送完100個字符，則繼續(xù)B機的接收程序：77 MOV DX，1F2H；控制口地址 MOV BL，3 ；設(shè)置發(fā)送0的次數(shù) MOV AL，00HLL： OUT DX，AL ；連續(xù)發(fā)送3個0 DEC BL JNZ LL MOV AL，40H ；復(fù)位命令字 OUT DX，AL MOV AL，5EH ；方式字方式字：異步，8位數(shù)據(jù)，1位 OUT DX，AL ；停止位，奇校驗，波特因子16 MOV AL，14H ；操作命令字操作命令字：允許接收，錯誤復(fù)位 OUT DX，AL78 LEA DI, Rx_buf；接收緩沖區(qū)首址送DI MOV CX，100；設(shè)置計數(shù)初值WAIT2：MOV DX，1F2H IN AL， DX；讀取狀態(tài)字 TEST AL，02H JZ WAIT2；接收緩沖器未就緒，繼續(xù)等待 TEST AL，38H；檢查是否有錯檢查是否有錯 JNZ ERROR MOV DX，1F0H；接收字符 IN AL， DX MOV DI，AL INC DI LOOP WAIT2；未接收完100個字符，則繼續(xù)79內(nèi)容概要內(nèi)容