第九章 串行通信和接口芯片8251A

1、微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群9.1 串行通信的基本概念和串行通信的基本概念和EIA RS-232C接口接口9.2 可編程串行接口芯片可編程串行接口芯片8251A第第9章章 串行通信和接口芯片串行通信和接口芯片8251A微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 9.1 串行通信的基本概念和串行通信的基本概念和EIA RS-232C接口接口通信：通信：計(jì)算機(jī)與外

2、部的計(jì)算機(jī)與外部的信息交換信息交換統(tǒng)稱為通信。統(tǒng)稱為通信。分類：分類：基本的通信方式分為基本的通信方式分為并行通信并行通信與與串行通信串行通信兩種：兩種：并行通信：并行通信：是指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè)數(shù)據(jù)的是指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè)數(shù)據(jù)的各位同時(shí)進(jìn)行各位同時(shí)進(jìn)行傳送傳送。特點(diǎn)：特點(diǎn)：數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)各位同時(shí)傳輸各位同時(shí)傳輸，適用于短距離通信。，適用于短距離通信。串行通信：串行通信：是指利用是指利用一條傳輸線一條傳輸線將數(shù)據(jù)的各位將數(shù)據(jù)的各位一位位地順序進(jìn)行一位位地順序進(jìn)行傳送傳送。串行通信串行通信又可分為又可分為異步通信異步通信和和同步通信同步通信。特點(diǎn)：特點(diǎn)：通信線路簡單，利用電話或電報(bào)線路就可

3、實(shí)現(xiàn)通信，降低通信線路簡單，利用電話或電報(bào)線路就可實(shí)現(xiàn)通信，降低成本，適用于遠(yuǎn)距離通信。成本，適用于遠(yuǎn)距離通信。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群并行通信并行通信微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群串行通信串行通信微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高

4、群高群1、 數(shù)據(jù)傳送方向數(shù)據(jù)傳送方向 按按串行通信串行通信的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送方向，傳送方向，串行通信可分為串行通信可分為單工單工、半雙半雙工工、全雙工全雙工三種。三種。1. 單工傳送方式：單工傳送方式：只能進(jìn)行一個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送（兩條線：信只能進(jìn)行一個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送（兩條線：信息線、地線）。息線、地線）。電視系統(tǒng)電視系統(tǒng)和和調(diào)頻廣播系統(tǒng)調(diào)頻廣播系統(tǒng)都是單工的。都是單工的。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群2. 半雙工傳送方式：半雙工傳送方式：可以進(jìn)行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送（可以進(jìn)行

5、兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送（雙向雙向），但），但不能同時(shí)進(jìn)行雙向傳送不能同時(shí)進(jìn)行雙向傳送；某一時(shí)刻只能進(jìn)行一個(gè)方向的傳送（兩；某一時(shí)刻只能進(jìn)行一個(gè)方向的傳送（兩條線：信息線、地線）。條線：信息線、地線）。 比如：比如：對(duì)講機(jī)系統(tǒng)對(duì)講機(jī)系統(tǒng)。 半雙工半雙工 全雙工全雙工3. 全雙工傳送方式：全雙工傳送方式：可以可以同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送（雙（雙向）。（三條線：兩條信息線、一條地線）。向）。（三條線：兩條信息線、一條地線）。 比如比如電話系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編

6、程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群2、 串行傳輸?shù)膬煞N基本工作方式串行傳輸?shù)膬煞N基本工作方式 串行通信按串行通信按數(shù)據(jù)傳送的基本工作方式數(shù)據(jù)傳送的基本工作方式可分為可分為同步通信同步通信(SYNC)與與異步通信（異步通信（ASYNC）兩種方式。兩種方式。一、一、 異步通信異步通信1）異步通信：）異步通信：以一個(gè)字符為傳輸單位以一個(gè)字符為傳輸單位，通信中，通信中兩個(gè)字符間的時(shí)兩個(gè)字符間的時(shí)間間隔是不固定的間間隔是不固定的，然而在同一個(gè)字符中的兩個(gè)相鄰位代碼間，然而在同一個(gè)字符中的兩個(gè)相鄰位代碼間的時(shí)間間隔是固定的。的時(shí)間間隔是固定的。2）通信協(xié)議（通信規(guī)程）：）通信協(xié)議（通信

7、規(guī)程）：是通信雙方約定的一些規(guī)則。有了是通信雙方約定的一些規(guī)則。有了這些規(guī)則，接收方才能正確接收信息。這些規(guī)則，接收方才能正確接收信息。3）傳送一個(gè)字符的信息格式：）傳送一個(gè)字符的信息格式：規(guī)定有規(guī)定有起始位起始位、數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位、奇偶校奇偶校驗(yàn)位驗(yàn)位、停止位停止位等。等。4）幀：）幀：從起始位開始到停止位結(jié)束的所有信息稱為從起始位開始到停止位結(jié)束的所有信息稱為一幀信息一幀信息。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群起始位：起始位：先發(fā)出一個(gè)邏輯先發(fā)出一個(gè)邏輯”0”信號(hào)，表示傳輸字

8、符的開始。信號(hào)，表示傳輸字符的開始。數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位：緊接著起始位之后。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是緊接著起始位之后。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是5、6、7、8位，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用位，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用ASCII碼。碼。從最低位開始傳送從最低位開始傳送，靠，靠時(shí)鐘定位。時(shí)鐘定位。奇偶校驗(yàn)位：奇偶校驗(yàn)位：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗(yàn)偶校驗(yàn))或奇數(shù)或奇數(shù)(奇校驗(yàn)奇校驗(yàn))，以此來校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送的正確性。，以此來校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送的正確性。停止位：停止位：它是至少一個(gè)字符的它是至少一個(gè)字符的高電平高電平作為結(jié)束標(biāo)志?？梢允亲鳛榻Y(jié)束標(biāo)志?？梢允?位、位、1.5位

9、、位、2位的高電平。位的高電平。 空閑位：空閑位：處于處于邏輯邏輯“1”狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒有數(shù)據(jù)傳送。狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒有數(shù)據(jù)傳送。5） 異步通信的數(shù)據(jù)格式異步通信的數(shù)據(jù)格式微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群6）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：傳送效率低，有傳送效率低，有20%-30%的輔助信息（起始位、奇偶校驗(yàn)位、的輔助信息（起始位、奇偶校驗(yàn)位、停止位），傳送速率（波特率）低。停止位），傳送速率（波特率）低。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編

10、程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 二、二、 同步通信同步通信1） 同步通信：同步通信：以一個(gè)幀為傳輸單位，以一個(gè)幀為傳輸單位，每個(gè)幀中包含有多個(gè)字符每個(gè)幀中包含有多個(gè)字符。在通信過程中，在通信過程中，每個(gè)幀中字符間的時(shí)間間隔是相等的每個(gè)幀中字符間的時(shí)間間隔是相等的，而且，而且每個(gè)每個(gè)字符中字符中各各相鄰位間的時(shí)間間隔相鄰位間的時(shí)間間隔也是固定的。同步通信的數(shù)據(jù)格式也是固定的。同步通信的數(shù)據(jù)格式如下圖所示。如下圖所示。 2）同步通信的數(shù)據(jù)格式：）同步通信的數(shù)據(jù)格式：3）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：傳送效率高，一次傳送多個(gè)字符，傳送速率高，可傳送效率高，一次傳送多個(gè)

11、字符，傳送速率高，可達(dá)達(dá)500Kbps以上。以上。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群3、 串行傳送速率串行傳送速率波特率：波特率：表示表示每秒鐘傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)每秒鐘傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。是衡量數(shù)據(jù)傳送。是衡量數(shù)據(jù)傳送速率的指標(biāo)。速率的指標(biāo)。例如：例如：數(shù)據(jù)傳送速率為數(shù)據(jù)傳送速率為120字符字符/秒，而每一個(gè)字符為秒，而每一個(gè)字符為10位，則其位，則其傳送的波特率為傳送的波特率為101201200位位/秒秒1200波特（波特（bps）。）。 國際上規(guī)定的國際上規(guī)定的標(biāo)

12、準(zhǔn)波特率標(biāo)準(zhǔn)波特率為：為：110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、19200 bps（位（位/秒）。秒）。注：注：異步通信是異步通信是按字符傳輸按字符傳輸?shù)模邮赵O(shè)備在收到起始信號(hào)之后只的，接收設(shè)備在收到起始信號(hào)之后只要要在一個(gè)字符的傳輸時(shí)間內(nèi)在一個(gè)字符的傳輸時(shí)間內(nèi)能能和發(fā)送設(shè)備保持同步就能正確接收。和發(fā)送設(shè)備保持同步就能正確接收。下一個(gè)字符起始位的到來又使下一個(gè)字符起始位的到來又使同步重新校準(zhǔn)同步重新校準(zhǔn)。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群

13、4、 串行接口芯片串行接口芯片UART和和USART功能：功能：實(shí)現(xiàn)串實(shí)現(xiàn)串/并、并并、并/串轉(zhuǎn)換。串轉(zhuǎn)換。UART：通用通用異步異步收發(fā)器收發(fā)器USART：通用通用同步異步同步異步收發(fā)器，如收發(fā)器，如Intel 8251A。組成：組成：接收器、發(fā)送器和控制器。接收器、發(fā)送器和控制器。 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群1）發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘）發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘 為了保證為了保證發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)和和接收的數(shù)據(jù)接收的數(shù)據(jù)保持一致，串行通信中保持一致，串行通信中每每一位二進(jìn)制

14、數(shù)的一位二進(jìn)制數(shù)的持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間必須是固定的必須是固定的。因此，在發(fā)送端和接收。因此，在發(fā)送端和接收端必須有一個(gè)時(shí)鐘來定時(shí)，它們分別稱為端必須有一個(gè)時(shí)鐘來定時(shí)，它們分別稱為發(fā)送時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘和和接收時(shí)鐘接收時(shí)鐘。 發(fā)送時(shí)鐘：發(fā)送時(shí)鐘：并行的數(shù)據(jù)序列被送入并行的數(shù)據(jù)序列被送入移位寄存器移位寄存器，然后通過移，然后通過移位寄存器位寄存器由發(fā)送時(shí)鐘進(jìn)行移位由發(fā)送時(shí)鐘進(jìn)行移位（變成串行數(shù)據(jù)）輸出，數(shù)據(jù)位的（變成串行數(shù)據(jù)）輸出，數(shù)據(jù)位的時(shí)間間隔可由發(fā)送時(shí)鐘周期來劃分。時(shí)間間隔可由發(fā)送時(shí)鐘周期來劃分。 接收時(shí)鐘：接收時(shí)鐘：將串行數(shù)據(jù)序列將串行數(shù)據(jù)序列逐位移入移位寄存器逐位移入移位寄存器而裝配為并而裝配為并

15、行數(shù)據(jù)序列的過程。行數(shù)據(jù)序列的過程。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 發(fā)送器與接收器的結(jié)構(gòu)發(fā)送器與接收器的結(jié)構(gòu)發(fā)送緩沖器發(fā)送緩沖器接收緩沖器接收緩沖器并串變換寄存器并串變換寄存器串并變換寄存器串并變換寄存器.通信線路通信線路C P U發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)C P U接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù).發(fā)送發(fā)送時(shí)鐘時(shí)鐘接收接收時(shí)鐘時(shí)鐘接收接收控制控制發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器發(fā)送發(fā)送控制控制串行發(fā)送與接收的過程串行發(fā)送與接收的過程微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和

16、可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群2）異步通信中的時(shí)鐘要求）異步通信中的時(shí)鐘要求 異步通信中，在起始位之后，接收時(shí)鐘異步通信中，在起始位之后，接收時(shí)鐘只要在接收這些位只要在接收這些位期間內(nèi)能夠和發(fā)送時(shí)鐘保持同步期間內(nèi)能夠和發(fā)送時(shí)鐘保持同步，就可以正確接收數(shù)據(jù)。所以：，就可以正確接收數(shù)據(jù)。所以：異步通信中，發(fā)送端和接收端可有自己獨(dú)立的時(shí)鐘。異步通信中，發(fā)送端和接收端可有自己獨(dú)立的時(shí)鐘。要求：要求：發(fā)送時(shí)鐘與接收時(shí)鐘的頻率發(fā)送時(shí)鐘與接收時(shí)鐘的頻率比比傳輸波特率傳輸波特率高出許多倍（如：高出許多倍（如：16、64），以保證），以保證準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)起始位準(zhǔn)確發(fā)

17、現(xiàn)起始位前沿，對(duì)每一位數(shù)據(jù)的采樣都前沿，對(duì)每一位數(shù)據(jù)的采樣都在該位的在該位的中間位置中間位置。發(fā)送時(shí)鐘、接收時(shí)鐘的頻率與波特率的關(guān)系為：發(fā)送時(shí)鐘、接收時(shí)鐘的頻率與波特率的關(guān)系為： 時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率=n波特率，波特率， 這時(shí)這時(shí)n可以是可以是1，16，64等。等。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 例如：用例如：用16倍時(shí)鐘發(fā)送一位數(shù)據(jù)，接收時(shí)鐘能在倍時(shí)鐘發(fā)送一位數(shù)據(jù)，接收時(shí)鐘能在一位數(shù)據(jù)周一位數(shù)據(jù)周期的期的1/16的時(shí)間內(nèi)決定出字符的開始，全部采樣是以的時(shí)間內(nèi)決定出字符的開始

18、，全部采樣是以16倍時(shí)鐘頻倍時(shí)鐘頻率為基礎(chǔ)的。率為基礎(chǔ)的。過程：過程：接收器在接收器在每個(gè)時(shí)鐘的上升沿每個(gè)時(shí)鐘的上升沿采樣數(shù)據(jù)輸入線，發(fā)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)輸入線，發(fā)現(xiàn)8個(gè)個(gè)“0”（起始位的一半）認(rèn)為是起始位（中點(diǎn)），以后（起始位的一半）認(rèn)為是起始位（中點(diǎn)），以后每隔每隔16個(gè)時(shí)鐘周個(gè)時(shí)鐘周期采樣一次期采樣一次數(shù)據(jù)（中點(diǎn)）。數(shù)據(jù)（中點(diǎn)）。 16T 啟動(dòng)位 啟動(dòng)檢測 采樣數(shù)據(jù) 確定已檢測到啟動(dòng)位 T DATA CLOCK 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群3）同步通信中的時(shí)鐘要求）同步通

19、信中的時(shí)鐘要求要求：要求：發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘精確同步精確同步。即發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘采。即發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘采用用統(tǒng)一的時(shí)鐘統(tǒng)一的時(shí)鐘，而不能采用獨(dú)立的局部時(shí)鐘。，而不能采用獨(dú)立的局部時(shí)鐘。方法：方法： 在發(fā)送端在發(fā)送端，利用編碼器，利用編碼器把發(fā)送的數(shù)據(jù)和發(fā)送時(shí)鐘組合在一起把發(fā)送的數(shù)據(jù)和發(fā)送時(shí)鐘組合在一起，通過傳輸線發(fā)送到接收端。一般使用通過傳輸線發(fā)送到接收端。一般使用曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼或或差分曼徹斯差分曼徹斯特編碼特編碼。 在接收端在接收端，利用解碼器從數(shù)據(jù)流中分離出接收時(shí)鐘。，利用解碼器從數(shù)據(jù)流中分離出接收時(shí)鐘。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第1

20、0章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 4、調(diào)制解調(diào)器、調(diào)制解調(diào)器定義：定義：能將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)（能將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)（調(diào)制調(diào)制）及將音頻信號(hào)恢）及將音頻信號(hào)恢復(fù)成數(shù)字信號(hào)（復(fù)成數(shù)字信號(hào)（解調(diào)解調(diào)）的器件稱為）的器件稱為調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。）。 將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬信號(hào)的過程稱為將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬信號(hào)的過程稱為調(diào)制調(diào)制，將模擬信號(hào)，將模擬信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)的過程稱為解調(diào)為數(shù)字信號(hào)的過程稱為解調(diào)解調(diào)。功能：功能：利用標(biāo)準(zhǔn)電話線（利用標(biāo)準(zhǔn)電話線（300Hz3000Hz）進(jìn)行傳送數(shù)字信號(hào)。）進(jìn)行傳送數(shù)字信號(hào)

21、。防止數(shù)據(jù)在傳送過程中產(chǎn)生的畸變。防止數(shù)據(jù)在傳送過程中產(chǎn)生的畸變。調(diào)制方法：調(diào)制方法：幅度調(diào)制（調(diào)幅）、頻率鍵移（調(diào)頻）、相位鍵移幅度調(diào)制（調(diào)幅）、頻率鍵移（調(diào)頻）、相位鍵移（調(diào)相）和多路載波（多元調(diào)制）（調(diào)相）和多路載波（多元調(diào)制） 。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群9.1.2 EIA RS-232C串行口串行口 RS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（Electronic Industry Association）制定的一種）制定的一種串行物理接口標(biāo)

22、準(zhǔn)串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文是英文“推薦標(biāo)推薦標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)”的縮寫的縮寫，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，為標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改次數(shù)。表示修改次數(shù)。RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有設(shè)有25條信號(hào)線條信號(hào)線。對(duì)于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)對(duì)于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒據(jù)傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。波特。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通

23、信距離將受此電容限制，例如，采用的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，的通信電纜時(shí)，最大通信距離為最大通信距離為15m；若每米電纜的電；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因?qū)賳味诵盘?hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此此一般用于一般用于20m以內(nèi)的通信以內(nèi)的通信。 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商

24、學(xué)院 高群高群1、邏輯電平、邏輯電平 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)采用EIA電平。電平。規(guī)定，在有負(fù)載時(shí)：規(guī)定，在有負(fù)載時(shí)：“1”的邏輯電平在的邏輯電平在-3V-15v之間之間“0”的邏輯電平在的邏輯電平在+3V+15V之間。之間。 由于由于EIA電平與電平與TTL電平完全不同電平完全不同，必須進(jìn)行相應(yīng)的，必須進(jìn)行相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)電平轉(zhuǎn)換換，可用，可用MAX232實(shí)現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換。 MAX232/233的電路結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)如下頁圖所示。如下頁圖所示。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山

25、東工商學(xué)院 高群高群微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 2、接插件規(guī)格、接插件規(guī)格 RS-232C是一種標(biāo)準(zhǔn)接口，是一種標(biāo)準(zhǔn)接口，D型插座，采用型插座，采用25芯引腳或芯引腳或9芯芯引腳的連接器，如下圖所示。引腳的連接器，如下圖所示。1131425DB-25針插頭針插頭1131425DB-25針插座針插座微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群3. 信號(hào)定義vRS

26、-232C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)25芯插件各引腳的信號(hào)名稱、功能等芯插件各引腳的信號(hào)名稱、功能等都做了具體規(guī)定，還有幾個(gè)引腳未定義或保留，見下都做了具體規(guī)定，還有幾個(gè)引腳未定義或保留，見下表，表，9芯接插件信號(hào)也列在表中。芯接插件信號(hào)也列在表中。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群電平轉(zhuǎn)換：RS232 TTL電平微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 9.2 可編程串行接口

27、芯片可編程串行接口芯片8251A 8251A是可編程的串行通信接口芯片，基本性能：是可編程的串行通信接口芯片，基本性能：1兩種工作方式：兩種工作方式：同步方式同步方式（波特率為（波特率為0 64Kbps），），異步方異步方式式（波特率為（波特率為019.2Kbps）。）。2同步方式：同步方式：數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位58bit/字符，可使用字符，可使用內(nèi)同步內(nèi)同步檢測或檢測或外同外同步步檢測，自動(dòng)插入同步字符。檢測，自動(dòng)插入同步字符。8251A也允許同步方式下增加奇也允許同步方式下增加奇/偶校驗(yàn)位進(jìn)行校驗(yàn)。偶校驗(yàn)位進(jìn)行校驗(yàn)。3異步方式：異步方式：數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位58bit/字符，字符，時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率為為傳輸

28、波特率傳輸波特率的的1、16或或64倍，用倍，用1位作為奇位作為奇/偶校驗(yàn)，偶校驗(yàn)，1個(gè)啟動(dòng)位，并能編程為個(gè)啟動(dòng)位，并能編程為1個(gè)、個(gè)、1.5個(gè)或個(gè)或2個(gè)停止位。可以自動(dòng)檢測和處理終止字符。個(gè)停止位?？梢宰詣?dòng)檢測和處理終止字符。 4全雙工的工作方式：全雙工的工作方式：其內(nèi)部提供具有雙緩沖器的發(fā)送器和其內(nèi)部提供具有雙緩沖器的發(fā)送器和接收器。接收器。5提供出錯(cuò)檢測：提供出錯(cuò)檢測：具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤三種校驗(yàn)電路。具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤三種校驗(yàn)電路。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群

29、高群 D7D0 RESET CLK C/D RD WR CS 內(nèi)部總線 數(shù)據(jù) 總線 緩沖器 發(fā)送 緩沖器 發(fā)送 控制 電路 接收 緩沖器 接收 控制 電路 調(diào)制解 調(diào)控制 電路 讀/寫 控制 電路 DSR DTR CTS RTS TxD TxRDY TxE TxC RxD RxRDY RxC SYNDET/BRKDET 9.2.1 8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 1數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器 數(shù)據(jù)總線緩沖器是數(shù)據(jù)總線緩沖

30、器是CPU與與8251A之間的數(shù)據(jù)接口。之間的數(shù)據(jù)接口。包含包含3個(gè)個(gè)8位的緩沖寄存器位的緩沖寄存器：兩個(gè)寄存器分別用來存放：兩個(gè)寄存器分別用來存放CPU要從要從8251A讀取的讀取的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)或或狀態(tài)狀態(tài)信息信息。一個(gè)寄存器用。一個(gè)寄存器用來存放來存放CPU向向8251A寫入的寫入的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)或或控制控制信息信息。 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 2. 接收器接收器 接收器由接收器由接收緩沖器接收緩沖器和和接收控制電路接收控制電路兩部分組成。接收移兩部分組成。接收移位寄存器

31、從位寄存器從RXD引腳引腳上接收串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后存入接上接收串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后存入接收緩沖器。收緩沖器。異步方式：異步方式：在在RXD線上檢測低電平，線上檢測低電平，將檢測到的低電平作為起將檢測到的低電平作為起始位始位， 8251A開始進(jìn)行采樣，完成字符裝配，并進(jìn)行奇偶校驗(yàn)開始進(jìn)行采樣，完成字符裝配，并進(jìn)行奇偶校驗(yàn)和去掉停止位，變成了并行數(shù)據(jù)后，送到數(shù)據(jù)輸入寄存器，同和去掉停止位，變成了并行數(shù)據(jù)后，送到數(shù)據(jù)輸入寄存器，同時(shí)發(fā)出時(shí)發(fā)出RXRDY信號(hào)信號(hào)送送CPU，表示已經(jīng)收到一個(gè)可用的數(shù)據(jù)表示已經(jīng)收到一個(gè)可用的數(shù)據(jù)。同步方式：同步方式：首先搜索同步字符首先搜索同步字符。8251A監(jiān)

32、測監(jiān)測RXD線，每當(dāng)線，每當(dāng)RXD線線上出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，接收下來并送入移位寄存器移位，上出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，接收下來并送入移位寄存器移位，與同與同步字符寄存器的內(nèi)容進(jìn)行比較步字符寄存器的內(nèi)容進(jìn)行比較，如果兩者不相等，則接收下一，如果兩者不相等，則接收下一位數(shù)據(jù)，并且重復(fù)上述比較過程。位數(shù)據(jù)，并且重復(fù)上述比較過程。當(dāng)兩個(gè)寄存器的內(nèi)容比較相當(dāng)兩個(gè)寄存器的內(nèi)容比較相等時(shí)等時(shí)，8251A的的同步檢測引腳同步檢測引腳SYNDET變?yōu)楦唠娖阶優(yōu)楦唠娖剑硎就?，表示同步字符已?jīng)找到，同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。字符已經(jīng)找到，同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。(內(nèi)同步內(nèi)同步，單字符同步方式單字符同步方式)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原

33、理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 如果采用如果采用內(nèi)同步內(nèi)同步雙字符同步方式雙字符同步方式，就要在測得一個(gè)同步字符，就要在測得一個(gè)同步字符后，后，再繼續(xù)檢測此后輸入移位寄存器的內(nèi)容是否與同步字符寄存再繼續(xù)檢測此后輸入移位寄存器的內(nèi)容是否與同步字符寄存器的內(nèi)容相同器的內(nèi)容相同。如果相同，則認(rèn)為同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。如果相同，則認(rèn)為同步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。 在在外同步外同步情況下，由外部電路檢測同步字符，外部電路檢測情況下，由外部電路檢測同步字符，外部電路檢測到同步字符后，就會(huì)向到同步字符后，就會(huì)向8251A的的同步輸入端同步輸入

34、端SYNDET發(fā)出一個(gè)發(fā)出一個(gè)高高電位電位來表示檢測到同步字符。來表示檢測到同步字符。 實(shí)現(xiàn)同步之后實(shí)現(xiàn)同步之后，接收器和發(fā)送器間就開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步傳，接收器和發(fā)送器間就開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步傳輸。這時(shí)，接收器利用時(shí)鐘信號(hào)對(duì)輸。這時(shí)，接收器利用時(shí)鐘信號(hào)對(duì)RXD線線進(jìn)行采樣，并把收到的進(jìn)行采樣，并把收到的數(shù)據(jù)位送到移位寄存器中。在數(shù)據(jù)位送到移位寄存器中。在RXRDY引腳引腳上發(fā)出一個(gè)信號(hào)，表上發(fā)出一個(gè)信號(hào)，表示收到了一個(gè)字符。示收到了一個(gè)字符。 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的接收速率接收速率由由RXC引腳輸入的引腳輸入的接收時(shí)鐘頻率接收時(shí)鐘頻率決定。決定。同步同步方式方式兩者相等；兩者相等；異步方式異步方式接收時(shí)鐘

35、頻率可以是接收速率的接收時(shí)鐘頻率可以是接收速率的1、16、64倍。倍。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 3. 發(fā)送器發(fā)送器 發(fā)送器由發(fā)送器由發(fā)送緩沖器發(fā)送緩沖器和和發(fā)送控制電路發(fā)送控制電路兩部分組成。兩部分組成。 采用采用異步方式時(shí)異步方式時(shí)，則由發(fā)送控制電路，則由發(fā)送控制電路自動(dòng)自動(dòng)在其首尾加上在其首尾加上起起始位、奇偶校驗(yàn)位始位、奇偶校驗(yàn)位和和停止位停止位，然后從起始位開始，經(jīng)移位寄存，然后從起始位開始，經(jīng)移位寄存器從器從數(shù)據(jù)輸出線數(shù)據(jù)輸出線TXD逐位串行輸出。逐位串行

36、輸出。發(fā)送速率發(fā)送速率取決于取決于TXC接的接的發(fā)送時(shí)鐘頻率發(fā)送時(shí)鐘頻率，可以，可以編程定義編程定義是發(fā)送速率的是發(fā)送速率的1、16、64倍。倍。 采用采用同步方式同步方式，則在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，發(fā)送器將，則在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，發(fā)送器將自動(dòng)送出自動(dòng)送出1個(gè)或個(gè)或2個(gè)同步字符個(gè)同步字符，然后才逐位串行輸出數(shù)據(jù)。，然后才逐位串行輸出數(shù)據(jù)。發(fā)送速率發(fā)送速率等于等于發(fā)送時(shí)鐘頻率發(fā)送時(shí)鐘頻率 如果如果CPU與與8251A之間采用之間采用中斷方式中斷方式交換信息，那么交換信息，那么TXRDY可作為向可作為向CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)，發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)，表示發(fā)送緩沖器表示發(fā)送緩沖器已空，可以接收已空，可以接收CPU

37、下一個(gè)數(shù)據(jù)下一個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)送器中的。當(dāng)發(fā)送器中的8位數(shù)據(jù)串行位數(shù)據(jù)串行發(fā)送完畢發(fā)送完畢時(shí)，由發(fā)送控制電路向時(shí)，由發(fā)送控制電路向CPU發(fā)出發(fā)出TXE有效有效高電平，表高電平，表示發(fā)送器發(fā)送結(jié)束，示發(fā)送器發(fā)送結(jié)束，發(fā)送移位寄存器已空發(fā)送移位寄存器已空。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群4讀讀/寫控制電路寫控制電路 讀讀/寫控制電路用來配合數(shù)據(jù)總線緩沖器的工作。功能如下：寫控制電路用來配合數(shù)據(jù)總線緩沖器的工作。功能如下：（1）寫控制信號(hào)寫控制信號(hào)WR，控制來自數(shù)據(jù)總線的，控制來自數(shù)

38、據(jù)總線的數(shù)據(jù)或控制字?jǐn)?shù)據(jù)或控制字寫入寫入8251A；（2）讀控制信號(hào)讀控制信號(hào)RD，控制，控制數(shù)據(jù)或狀態(tài)字?jǐn)?shù)據(jù)或狀態(tài)字從從8251A送數(shù)據(jù)總線；送數(shù)據(jù)總線； （3）控制控制/數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)C/D，高電平高電平時(shí)讀時(shí)讀/寫的為寫的為控制字或狀態(tài)字控制字或狀態(tài)字；低電平低電平時(shí)讀時(shí)讀/寫的為寫的為數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。相當(dāng)于芯片內(nèi)部端口選擇相當(dāng)于芯片內(nèi)部端口選擇（接（接CPU的低的低位地址線）位地址線）。與讀、寫控制信號(hào)配合工作（。與讀、寫控制信號(hào)配合工作（P365表表101）。）。 （4）時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)CLK完成完成8251A的內(nèi)部定時(shí)，要比接收時(shí)鐘和發(fā)送的內(nèi)部定時(shí)，要比接收時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘頻率高；時(shí)鐘頻

39、率高； （5）復(fù)位信號(hào)復(fù)位信號(hào)RESET，使，使8251A處于復(fù)位狀態(tài)。處于復(fù)位狀態(tài)。片選片選CS。5. 調(diào)制解調(diào)控制電路調(diào)制解調(diào)控制電路（P366） 調(diào)制解調(diào)控制電路用來簡化調(diào)制解調(diào)控制電路用來簡化8251A和調(diào)制解調(diào)器的連接。和調(diào)制解調(diào)器的連接。 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群8251A8251A的調(diào)制解調(diào)控制電路與調(diào)制解調(diào)器的連接的調(diào)制解調(diào)控制電路與調(diào)制解調(diào)器的連接8251A波 特 率產(chǎn) 生 器電話線接 口異 步MODEM電話線控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線TxCRxCR

40、TSCTSDTRDSRTxDRxD微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群8251A的引腳的引腳123456789101112131428272625242322212019181716158251AD1D0VccRxCDTRRTSDSRRESETCLKTxDTxEMPTYCTSSYNDET/BRKDETTxRDYD2D3RxDGNDD4D5D6D7TxCWRCSC/DRDRxRDY微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編

41、程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 1. 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線D7 - D0：8位，三態(tài)，雙向數(shù)據(jù)線，位，三態(tài)，雙向數(shù)據(jù)線，與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連。傳輸與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連。傳輸CPU對(duì)對(duì)8251A的的編程命編程命令字令字和和8251A送往送往CPU的的狀態(tài)信息狀態(tài)信息及及發(fā)送、接收的數(shù)發(fā)送、接收的數(shù)據(jù)據(jù)。 2. 讀讀/寫控制信號(hào)寫控制信號(hào) ：CS、WR、RD、C/D（控制（控制/數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)，用來據(jù)信號(hào)，用來區(qū)分當(dāng)前讀區(qū)分當(dāng)前讀/寫的是寫的是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)還是還是控制控制信息或信息或狀態(tài)狀態(tài)信息信息。該信號(hào)也可看作是。該信號(hào)也可看作是8251A數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)口/控制口控制口的的選擇信號(hào)選擇

42、信號(hào) ） 。 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入端口和數(shù)據(jù)輸出端口合用同一個(gè)地址輸入端口和數(shù)據(jù)輸出端口合用同一個(gè)地址（C/D=0），而），而狀態(tài)狀態(tài)端口和端口和控制控制端口合用同一個(gè)地址端口合用同一個(gè)地址（C/D=1） 。 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 3. 收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號(hào)：收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號(hào)： TXRDY：發(fā)送器準(zhǔn)備好信號(hào)發(fā)送器準(zhǔn)備好信號(hào)，用來通知，用來通知CPU，8251A已準(zhǔn)已準(zhǔn)備好從備好從CPU接收一個(gè)字符接收一個(gè)字符, TXRDY可用來作為可用來作為中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求信號(hào)。信號(hào)。 TXE：發(fā)

43、送器空信號(hào)發(fā)送器空信號(hào)，TXE為高電平時(shí)有效，用來表示此時(shí)為高電平時(shí)有效，用來表示此時(shí)8251A發(fā)送器中并行到串行轉(zhuǎn)換器空，說明發(fā)送器中并行到串行轉(zhuǎn)換器空，說明一個(gè)發(fā)送動(dòng)作已完一個(gè)發(fā)送動(dòng)作已完成成。 RXRDY：接收器準(zhǔn)備好信號(hào)接收器準(zhǔn)備好信號(hào)，用來表示當(dāng)前，用來表示當(dāng)前8251A已經(jīng)從已經(jīng)從外部設(shè)備或調(diào)制解調(diào)器外部設(shè)備或調(diào)制解調(diào)器接收到一個(gè)字符接收到一個(gè)字符，等待，等待CPU來取走。因來取走。因此，在中斷方式時(shí)，此，在中斷方式時(shí)，RXRDY可用來作為可用來作為中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求信號(hào)；在查詢信號(hào)；在查詢方式時(shí)，方式時(shí)，RXRDY可用來作為查詢信號(hào)?？捎脕碜鳛椴樵冃盘?hào)。 SYNDET：同步檢測信號(hào)

44、，只用于同步方式。同步檢測信號(hào)，只用于同步方式。 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 4. 調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào) DTR：數(shù)據(jù)終端數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好信號(hào)，通知外部設(shè)備，準(zhǔn)備好信號(hào)，通知外部設(shè)備，CPU當(dāng)前已經(jīng)準(zhǔn)當(dāng)前已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。備就緒。DSR：數(shù)據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)，表示當(dāng)前外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好。準(zhǔn)備好信號(hào)，表示當(dāng)前外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好。RTS：請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)，表示請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)，表示CPU已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送。已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送。CTS ：允許發(fā)送信號(hào)，是對(duì)允許發(fā)送信號(hào)，是對(duì)RTS的

45、響應(yīng)，由外設(shè)送往的響應(yīng)，由外設(shè)送往8251A。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 5. 數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)TXD：發(fā)送器數(shù)據(jù)輸出信號(hào)發(fā)送器數(shù)據(jù)輸出信號(hào)。當(dāng)。當(dāng)CPU送往送往8251A的并行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)的并行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)變?yōu)榇袛?shù)據(jù)后，通過變?yōu)榇袛?shù)據(jù)后，通過TXD送往外設(shè)。送往外設(shè)。RXD：接收器數(shù)據(jù)輸入信號(hào)接收器數(shù)據(jù)輸入信號(hào)。用來接收外設(shè)送來的串行數(shù)據(jù)，。用來接收外設(shè)送來的串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)進(jìn)入8251A后被轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿蟹绞健：蟊晦D(zhuǎn)變?yōu)椴⑿蟹绞健?6. 時(shí)鐘、電源和地時(shí)鐘、

46、電源和地 8251A除了與除了與CPU及外設(shè)的連接信號(hào)外，還有電源端、地端及外設(shè)的連接信號(hào)外，還有電源端、地端和和3個(gè)時(shí)鐘端。個(gè)時(shí)鐘端。CLK：時(shí)鐘輸入，用來產(chǎn)生時(shí)鐘輸入，用來產(chǎn)生8251A器件的器件的內(nèi)部時(shí)序內(nèi)部時(shí)序。 同步方式下同步方式下，大于，大于收發(fā)時(shí)鐘收發(fā)時(shí)鐘的的30倍，倍， 異步方式下異步方式下，則要大于，則要大于收發(fā)時(shí)鐘收發(fā)時(shí)鐘的的4.5倍。倍。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群TXC：發(fā)送時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘輸入，用來控制發(fā)送字符的速度。輸入，用來控制發(fā)送字符的速度。

47、同步方式同步方式下，下，TXC的頻率的頻率等于等于字符傳輸?shù)淖址麄鬏數(shù)牟ㄌ芈什ㄌ芈?，異步方式異步方式下，下，TXC的頻率的頻率可以為字符傳輸可以為字符傳輸波特率波特率的的1倍、倍、16倍倍或者或者64倍倍。RXC：接收時(shí)鐘接收時(shí)鐘輸入，用來控制接收字符的速度，和輸入，用來控制接收字符的速度，和TXC一樣。一樣。 在實(shí)際使用時(shí)，在實(shí)際使用時(shí)，RXC和和TXC往往連在一起，往往連在一起，由同一個(gè)外部由同一個(gè)外部時(shí)鐘來提供時(shí)鐘來提供，CLK則由另一個(gè)頻率較高的外部時(shí)鐘來提供。則由另一個(gè)頻率較高的外部時(shí)鐘來提供。VCC 、GND ：電源輸入、地。電源輸入、地。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接

48、口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 9.2.2 8251A的編程的編程 8251A是一個(gè)可編程的多功能芯片，在使用時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行是一個(gè)可編程的多功能芯片，在使用時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行初初始化編程始化編程，用以確定，用以確定工作方式工作方式、命令命令、波特率波特率、字符格式字符格式、同同步字符步字符等。編程的內(nèi)容包括兩大方面：等。編程的內(nèi)容包括兩大方面：（1）由）由CPU發(fā)給發(fā)給8251A的控制字，即的控制字，即方式選擇控制字方式選擇控制字和和操作命令操作命令控制字控制字；共用一個(gè)端口地址共用一個(gè)端口地址(C/D=1)，按順序

49、寫入，按順序?qū)懭?。異步方式：異步方式：在在方式選擇控制字方式選擇控制字寫入后，緊接著必須寫入寫入后，緊接著必須寫入操作命令操作命令控制字控制字。同步方式：同步方式：在在方式選擇控制字方式選擇控制字寫入后，寫入后，先完成先完成同步字符同步字符的寫入的寫入，緊接著必須寫入緊接著必須寫入操作命令控制字操作命令控制字。（2）由）由8251A向向CPU送出的狀態(tài)字。送出的狀態(tài)字。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 復(fù)位操作 輸出方式字 輸出第一個(gè)同步字符 輸出第二個(gè)同步字符 同步方式

50、雙同步 輸出命令字 復(fù)位 傳送數(shù)據(jù) 傳送完 N Y N Y Y N Y N 有錯(cuò) 輸入狀態(tài)字 出錯(cuò)處理 N Y 結(jié) 束 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群方式選擇控制字方式選擇控制字S2 S1 EP PEN L2 L1 B2 B101 異步方式 110 異步方式 1611 異步方式 6400 字符長度為 5 位01 字符長度為 6 位10 字符長度為 7 位11 字符長度為 8 位x0 無奇偶校驗(yàn)位01 奇校驗(yàn)11 偶校驗(yàn)00 無效01 1 個(gè)停止位10 1.5 個(gè)停止位11

51、 2 個(gè)停止位(a) 異步方式SCS ESD EP PEN L2 L1 0 0與異步方式相同1 SYNDET 為輸入(外同步)0 SYNDET 為輸出(內(nèi)同步)1 單字符同步0 雙字符同步(b) 同步方式微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群2操作命令控制字（控制字）操作命令控制字（控制字） EH IR RTS ER SBRK RxE DTR TxEN 1 啟動(dòng)搜索同步字符 1 內(nèi)部復(fù)位，使 8251A回到方式選擇格式 1 使 RTS 引腳輸出低電平 1 使錯(cuò)誤標(biāo)志 PE、OE、

52、FE 均復(fù)位 1 使 TxD 線變低，發(fā)送空白字符 0 正常工作 1 允許接收 0 禁止接收 1 允許發(fā)送 0 禁止發(fā)送 1 使 DTR 引腳輸出低電平 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群3. 3. 狀態(tài)字狀態(tài)字 狀態(tài)字狀態(tài)字是是8251A 在發(fā)送或接收的過程中產(chǎn)生的在發(fā)送或接收的過程中產(chǎn)生的，并存放在，并存放在狀態(tài)寄存器中，狀態(tài)寄存器的某一位置狀態(tài)寄存器中，狀態(tài)寄存器的某一位置1，表示有效。，表示有效。FE、OE、PE均由操作均由操作命令控制字命令控制字的的D4（ER）位置

53、）位置1來復(fù)位。出錯(cuò)狀態(tài)置來復(fù)位。出錯(cuò)狀態(tài)置位，只指明錯(cuò)誤，不禁止位，只指明錯(cuò)誤，不禁止8251A的操作。的操作。 DSR SYNDET/BRKDET FE OE PE TxE RxRDY TxRDY 數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好 幀錯(cuò)誤（只用于異步方式） 溢出錯(cuò)誤 奇偶錯(cuò)誤 同引腳含義 發(fā)送器準(zhǔn)備好 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群4. 8251A的初始化的初始化（1）寫入寫入方式選擇控制方式選擇控制字后，馬上進(jìn)入字后，馬上進(jìn)入操作命令控制字操作命令控制字狀態(tài)，再狀態(tài)，再寫入的即為命令

54、字。寫入的即為命令字。（同步方式時(shí)，兩者之間要寫入同步字符同步方式時(shí)，兩者之間要寫入同步字符）（2） 8251A處于命令控制字狀態(tài)時(shí)，只有將處于命令控制字狀態(tài)時(shí)，只有將8251A命令字的命令字的D6位位置置1（IR=1）（）（內(nèi)部復(fù)位內(nèi)部復(fù)位），才能），才能回到方式選擇控制字狀態(tài)回到方式選擇控制字狀態(tài)。（3） 8251A初始化初始化時(shí)，為了保證時(shí)，為了保證8251A處于方式選擇控制字狀態(tài)處于方式選擇控制字狀態(tài)（即已經(jīng)正確復(fù)位即已經(jīng)正確復(fù)位），應(yīng)），應(yīng)首先向控制口寫入首先向控制口寫入3次次0，再寫入一個(gè)帶再寫入一個(gè)帶內(nèi)部復(fù)位（內(nèi)部復(fù)位（IR=1）的命令字（）的命令字（40H），），使使8251A

55、完全無誤地進(jìn)入完全無誤地進(jìn)入方式選擇控制字狀態(tài)，寫入方式選擇控制字。方式選擇控制字狀態(tài)，寫入方式選擇控制字。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群例如：例如：設(shè)設(shè)8251的口地址為的口地址為308H、30AH，則初始化編程為：，則初始化編程為： MOV AL，00H MOV CX，03H MOV DX，30AH ;命令、狀態(tài)口地址命令、狀態(tài)口地址 AA：OUT DX，AL LOOP AA MOV AL，40H OUT DX，AL ；送復(fù)位命令字，使；送復(fù)位命令字，使8051復(fù)位復(fù)

56、位 寫入方式選擇控制字寫入方式選擇控制字 （同步方式的同步字符）（同步方式的同步字符） 寫入操作命令控制字寫入操作命令控制字微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群1、8251A與與CPU、外設(shè)之間的連接、外設(shè)之間的連接D7D0A7A6A5A474LS138D7D0M/IOA3A2A0A18086RESETRDWRRESETRDWRC/DTxRDYTxERxRDYBRKDETG1 Y0G2AG2BCBACS8251ARxDTxDRxCTxCRS-232C接 口波特率產(chǎn)生器外設(shè)9.2

57、.3 8251A應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群 8251A的的C/D與與8086的連接：的連接： 8086的的低低8位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)總是讀寫于偶地址單元或端口。的數(shù)據(jù)總是讀寫于偶地址單元或端口。通常情況下，通常情況下，8位接口芯片連在位接口芯片連在8086的低的低8位數(shù)據(jù)總線上，則位數(shù)據(jù)總線上，則8位位接口芯片的端口地址必須都是偶地址（接口芯片的端口地址必須都是偶地址（A0=0）。所以，）。所以， 8位接位接口芯片與口芯片與8086的數(shù)據(jù)總線連接

58、完后，的數(shù)據(jù)總線連接完后， A0的值就固定了，不能更的值就固定了，不能更改。改。 8088是準(zhǔn)是準(zhǔn)16位機(jī)，外部只有位機(jī)，外部只有8位數(shù)據(jù)總線，不存在位數(shù)據(jù)總線，不存在8086的問的問題。題。8251A的的C/D與與8086的連接：的連接： C/D用于選擇用于選擇8251A內(nèi)部的端口，連內(nèi)部的端口，連接到接到8086的的A1上，上，8086 的的A0應(yīng)與數(shù)據(jù)總線的接法配合。應(yīng)與數(shù)據(jù)總線的接法配合。接收控制接收控制/數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)C/D，高電平時(shí)為控制字或狀態(tài)字；低電平時(shí)，高電平時(shí)為控制字或狀態(tài)字；低電平時(shí)為數(shù)據(jù)。為數(shù)據(jù)。相當(dāng)于芯片內(nèi)部端口選擇相當(dāng)于芯片內(nèi)部端口選擇。微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微

59、型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群2、兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)通過、兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)通過8251A相互通信相互通信 通過通過8251A實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)相互通信的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的兩臺(tái)微型計(jì)算機(jī)相互通信的系統(tǒng)連接簡化框圖如下。這時(shí)，利用兩片連接簡化框圖如下。這時(shí)，利用兩片8251A通過標(biāo)準(zhǔn)串行接口通過標(biāo)準(zhǔn)串行接口RS-232C實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)8086微機(jī)之間的串行通信，可采用異步或同步微機(jī)之間的串行通信，可采用異步或同步工作方式。工作方式。 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第第10章章 串行通信和可編程接口芯片串行通信和可編程接口芯片8251A山東工商學(xué)院山東工商學(xué)院 高群高群分析：分析：設(shè)系統(tǒng)采用設(shè)系統(tǒng)采用查詢方式查詢方式控制傳輸過程，異步傳送?？刂苽鬏斶^程，異步傳送。初始化程序由兩部分組成：初始化程序由兩部分組成：（1）將一方定義為將一方定義為發(fā)送器發(fā)送器。發(fā)送端發(fā)送端CPU每查詢到每查詢到TXRDY有效，有效，則向則向8251A并行輸出