串行接口芯片8251.ppt

1、第三章 串行接口芯片8251,第一節(jié) 串行接口及通訊,第二節(jié) 可編程串行通訊接口8251A,第三章 串行接口芯片8251,一、串行接口,串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)化,硬件支持,傳送速率,為了避免并行通信存在的缺點(diǎn)， 可以采用串行通訊方式，在該方 式下，數(shù)據(jù)是按位傳送的。,二、通訊方式,第三章 串行接口芯片8251,1、串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)化：,為了便于通訊，串行通訊作了相 應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化，即規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)?格式。（實(shí)際上從串行接口實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)通訊到由計(jì)算機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)通訊，有 許多層次的標(biāo)準(zhǔn)，如現(xiàn)在INTELNET 的傳輸協(xié)議）。,第三章 串行接口芯片8251,基本的串行通訊有兩種類型： 1)同步通訊 2)異步通訊。,

2、同步通訊格式,同步字符,信息幀,校驗(yàn)字符,起始位 數(shù) 據(jù) 校驗(yàn)位 停止位(1,1.5,2位),5 8個(gè),字符,異步通訊格式,第三章 串行接口芯片8251,2、傳送速率：,串行通訊中規(guī)定，每秒傳送的位 數(shù)為波特率如：110，300，600，1200，1800，2400，4800，9600，19200標(biāo)準(zhǔn) 波特率。,第三章 串行接口芯片8251,3、硬件支持：,為實(shí)現(xiàn)串行通訊還必須有硬件 支持，即串行口接口的標(biāo)準(zhǔn)化。 最常用的是 RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)。,第三章 串行接口芯片8251,1）信號(hào)電平標(biāo)準(zhǔn)：,TTL與RS-232電平變換,接口,1489,1488,1489,1488,接口,TTL,TTL

3、,TTL,TTL,RS-232,RS-232,2）控制信號(hào)定義：,25芯插頭插座。,第三章 串行接口芯片8251,通訊方式：,1、 全雙I方式，半雙I方式： 通訊通道中，對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)與收兩個(gè)傳 輸方向采用不同的通路，該通訊方式為 全雙工方式。 若收與發(fā)兩個(gè)傳輸方向使用單一通 道，為半雙工方式。,第三章 串行接口芯片8251,2、 同步方式、異步方式： 將許多數(shù)據(jù)組成一個(gè)信息組（信 息幀），信息是一幀一幀發(fā)送的為同步 方式，用于大數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)距離傳送。 按字符一一傳送為異步方式。,3、差異： 1） 同步方式須雙方用一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行協(xié)調(diào)。 2） 異步方式雖也須約定一個(gè)時(shí)鐘作為每一位 的長(zhǎng)度，但無(wú)須將時(shí)鐘發(fā)送出

4、去。 3） 同步方式比異步方式效率高,第三章 串行接口芯片8251,可編程串行通訊接口8251A ：,一、基本性能,二、8251基本原理,四、8251的編程,五、編輯舉例,三、8251中的管腳信號(hào),第三章 串行接口芯片8251,基本性能：,1、可工作于同步方式（波特率 064K）；異步方式（019.2K） 2、在同步方式下，可自動(dòng)測(cè)檢同步 字符，還增加了奇偶校驗(yàn)。 3、異步方式下，可自動(dòng)形成起始位， 并可根據(jù)設(shè)定增加1，1.5，2個(gè)停 止位，并可提供一位奇偶檢驗(yàn)位。,8251基本原理：,1、編程結(jié)構(gòu),模式寄存器,同步字符寄存器,控制寄存器,同步字符寄存器,接收移位寄存器,數(shù)據(jù)輸入緩沖器,狀態(tài)寄

5、存器,發(fā)送移位寄存器,數(shù)據(jù)輸出緩沖器,v cc,+5v,GND,串行輸入,RxD,TxE,TxD,串行輸出,DSR,DTR,CTS,RTS,SYNDET,RxC,TxC,時(shí)鐘,C/D,CS,TxRDY,RxRDY,RD,WR,RESET,D7D0,CLK,第三章 串行接口芯片8251,接收移位寄存器（1個(gè)）： 從串行口進(jìn)入的串行數(shù)據(jù)，經(jīng) 寄存器移位處理后，變?yōu)?位并 行數(shù)據(jù)。,第三章 串行接口芯片8251,數(shù)據(jù)輸入緩沖寄存器（1個(gè)）： 處理后的8位并行數(shù)據(jù)存于該 寄存器，并將傳給CPU。,第三章 串行接口芯片8251,數(shù)據(jù)輸出緩沖寄存器（1個(gè)）：CPU將要輸出的數(shù)據(jù)送入該寄 存器。該寄存器與上

6、一寄存器 地址相同。,第三章 串行接口芯片8251,發(fā)送移位寄存器（1個(gè)）：該寄 存器用移位方式，將上一個(gè)寄 存器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，變?yōu)榇袛?shù) 據(jù)發(fā)送出去。,第三章 串行接口芯片8251,控制寄存器（1個(gè)）：用于 控制8251的工作，可編程設(shè)置。,第三章 串行接口芯片8251,狀態(tài)寄存器（1個(gè)）：用于 提供8251的狀態(tài)信息。,第三章 串行接口芯片8251,模式寄存器（1個(gè)）：可編程設(shè) 定8251的工作方式。 如：同步異步；接收發(fā)送字符格式等。 同步字符寄存器（2個(gè)）：用于容 納同步方式中的同步字符。,第三章 串行接口芯片8251,CS：片選信號(hào),第三章 串行接口芯片8251,D0 D7： 數(shù)據(jù)線,

7、第三章 串行接口芯片8251,RD、WR： 讀、寫信號(hào),第三章 串行接口芯片8251,C / D：控制/數(shù)據(jù)信號(hào)，用于 區(qū)別送往8251的信息。,第三章 串行接口芯片8251,TXRDY：發(fā)送器準(zhǔn)備好信號(hào)， 用 通知CPU，8251已準(zhǔn)備好 發(fā)送一個(gè)字符，當(dāng)8251獲得CPU 數(shù)據(jù)后，該信號(hào)恢復(fù)為低，可 用于CPU查詢或中斷。,第三章 串行接口芯片8251,TXE：發(fā)送器空信號(hào)。用于表明 發(fā)送動(dòng)作已完。,第三章 串行接口芯片8251,SYDENT：可用于同步或異步兩個(gè)工作狀態(tài)。,1）當(dāng)8251設(shè)定為同步方式時(shí)，SYDENT為輸出端， 當(dāng)其為高電平表示已接收到傳來(lái)的同步字符。 2）在外同步方式下

8、，SYDENT輸入端，此時(shí)同步字 符由其它機(jī)構(gòu)檢測(cè)，當(dāng)外部檢測(cè)到同步字符以后， 從SYDENT會(huì)向8251輸入一個(gè)正信號(hào)，通知已檢 測(cè)到同步字符達(dá)到了同步。,為輸出端，當(dāng)8251收到一個(gè)全由0構(gòu)成的字 符時(shí)，SYDENT輸出高電平。 表明數(shù)據(jù)出了間斷。,同步方式：,異步方式：,第三章 串行接口芯片8251,2、與外設(shè)信號(hào)的連接：,CPU,控制寄存器,狀態(tài)寄存器,外 設(shè),軟件設(shè)置,DTR,RTS,CTS,DSR,TXRDY,軟件查詢,第三章 串行接口芯片8251,DTR：數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好信號(hào)， 是由8251發(fā)往外設(shè)的，CPU通 過(guò)命令使8251的該信號(hào)有效。 通知外設(shè)，CPU已準(zhǔn)備就緒。,第三章

9、串行接口芯片8251,DSR：數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。 由外設(shè)送給8251，有效時(shí)表明 外設(shè)數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好。CPU可通 過(guò)狀態(tài)寄存器，測(cè)量該信號(hào)。,第三章 串行接口芯片8251,RTs：請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)。是8251 發(fā)給外設(shè)，有效時(shí)表明CPU已 準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)，CPU通過(guò)控 制寄存器來(lái)設(shè)定該信號(hào)。,第三章 串行接口芯片8251,CTS：清除RTS 信號(hào)。是外設(shè)對(duì) RTS 的響應(yīng)信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，8251才能執(zhí)行發(fā)送操作。該信號(hào) 通過(guò)影響TXRDY來(lái)與CPU聯(lián)絡(luò)。,實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)需要選用， 但 CTS 必須為低，因?yàn)镃TS 為 低將使TXRDY為高有效，CPU才 能向8251發(fā)送數(shù)據(jù)。,第三章 串行接

10、口芯片8251,TXRDY為高有效，CPU才能 向8251發(fā)送數(shù)據(jù)。,第三章 串行接口芯片8251,TXD：發(fā)送器數(shù)據(jù)信號(hào)端， 為8251串行數(shù)據(jù)出口,第三章 串行接口芯片8251,RXD：接收器數(shù)據(jù)信號(hào)端， 為8251串行數(shù)據(jù)入口。,第三章 串行接口芯片8251,TXC：用于控制發(fā)送字符速度。,第三章 串行接口芯片8251,RXC：用于控制接收字符速度。,第三章 串行接口芯片8251,CLK：時(shí)鐘輸入端。,要求 異步方式下：CLK 4.5倍波特率； RXC=波特率,TXC=1,16,64倍波特率 同步方式下：CLK 30倍波特率；RXC=TXC=波特率,8251,CLK時(shí)鐘,RXC時(shí)鐘：決定

11、接收波特率 RXD,TXC時(shí)鐘：決定發(fā)送波特率 TXD,第三章 串行接口芯片8251,8251的編程：,1、8251初始化,3、控制寄存器方式字,4、狀態(tài)寄存器格式,2、模式寄存器格式,第三章 串行接口芯片8251,8251初始化：,同前面一樣，當(dāng)8251與8086相連時(shí) 仍存在奇偶地址問(wèn)題。因此一般將 與 相連。,當(dāng)C/ D = 0 時(shí)：為8251的輸入、輸出 數(shù)據(jù)緩沖器,C/ D = 1 時(shí)： 為8251的控制狀態(tài) 寄存器。,第三章 串行接口芯片8251,復(fù)位操作,輸出模式字,輸出第一個(gè)同步字符,輸出第二個(gè)同步字符,同步方式,兩個(gè)同步 字符？,傳送數(shù)據(jù),輸出控制字,復(fù)位,完否,C/ D=A

12、1=1,C/ D=A1=1,C/ D=A1=1,C/ D=A1=0,C/ D=A1=1,N,N,Y,N,Y,Y,N,Y,第三章 串行接口芯片8251,2、模式寄存器格式：,S2 S1 EP PEN L2 L1 B2 B1,有否校驗(yàn)：,0：無(wú),1：有,1：偶校驗(yàn),0：奇校驗(yàn),奇/偶校驗(yàn),停止位,波特因子,數(shù)據(jù)位,00：無(wú)定義 00：5位 00：同步模式 01：一個(gè)停止位 01：6位 01：波特因子為1 10：1.5個(gè)停止位 10：7位 10：波特因子為16 11：2個(gè)停止位 11：8位 11：波特因子為64,異步模式,第三章 串行接口芯片8251,其中波特因子關(guān)系如下,TXC，RXC的時(shí)鐘頻率=

13、波特因子 波特率 例：若要求發(fā)送波特率為300，當(dāng) TXC 為4800 HZ時(shí)，可計(jì)算得 波特因子=16,4800=波特因子300,第三章 串行接口芯片8251,奇偶校驗(yàn)：0：奇 1： 偶,SCS ESD EP PEN L2 L1 0 0,同步字符數(shù) 同步方式 有否校驗(yàn) 數(shù)據(jù)數(shù) 同步方式,0：2個(gè) 0：內(nèi)同步 0：無(wú) 00：5個(gè) 1：1個(gè) 1：外同步 1：有 01：6個(gè) 11：8個(gè),10：7個(gè),第三章 串行接口芯片8251,3、控制寄存器方式字：,EH TR RTS ER SBRK RXE DTR TXEN,TXEN：輸出使能為1時(shí)，才能使數(shù)據(jù)由8251向外傳送 DTR：與引腳 DTR 直接聯(lián)

14、系，置1有效 RXE：輸出使能為1時(shí)，才能使8251接收數(shù)據(jù) SBRK：使TXD為低（即發(fā)送空白字符），置1有效 ER：使?fàn)顟B(tài)寄存器中的出錯(cuò)標(biāo)志復(fù)位，置1有效 RTS：與引腳 RTS 有關(guān)。置1有效 IR：復(fù)位初始化 EH：用內(nèi)同步模式，為1有效時(shí)，8251會(huì)對(duì)同步字符進(jìn)行檢索。,第三章 串行接口芯片8251,狀態(tài)寄存器格式：,DSR SYDENT FE OB PE TXE RXRDY TXRDY,TXRDY：為1表明當(dāng)前數(shù)據(jù)輸出緩沖器為空。 RXRDY：為1表明8251接收到一個(gè)字符。 TXE：為1表明當(dāng)前輸出移位寄存器正處于等待處理 狀態(tài)。 PE：為1時(shí)，奇/偶檢驗(yàn)有錯(cuò)。 OB：超越錯(cuò)誤

15、FE：幀格式錯(cuò) SYNDET：與SYNDET有關(guān),DSR：與DSR引腳有關(guān),第三章 串行接口芯片8251,編輯舉例：,8086 RD WR,CS C/D RD WR,譯 碼,1 0 0 1 0 0 1 0,A1,A0A15,A15 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0,1 0 0 1 0 0 0 0,數(shù)據(jù)：0050H,控制、狀態(tài)： 0052H,C/ D,第三章 串行接口芯片8251,1、異步模式下的初始化：,MOV AL，01111，1010B 異步，波特因子16。 OUT 52H，AL 7個(gè)數(shù)據(jù)位，偶效驗(yàn)，2個(gè)停止位。 MOV AL，0011，0111B； 控制字，發(fā)送啟動(dòng)， 接收啟動(dòng)。 OUT 52H1AC,第三章 串行接口芯片8251,2、同步模式下的初始化：,MOV AL，0111，0100B； 同步模式，2個(gè)同 步字符，7數(shù)據(jù)位 OUT 52H，AL 偶效驗(yàn)。 MOV AL，16H OUT 52H，AL 2個(gè)同步字符均位16H OUT 52H，AL MOV AL，1001，0111B；發(fā)送啟動(dòng)接收啟動(dòng)。 OUT 52H，AL,第三章 串行接口芯片8251,3、利用狀態(tài)字編程：,MOV AL，01111，1010B； 異步，波特因子 16，7個(gè)數(shù)據(jù)位。 OUT 52H，AL 2個(gè)停止位，偶效驗(yàn)。 MOV AL，0011，