第九章可编程串行异步通信接口芯片8250

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节省传输线,这是显而易见的.尤其是在远程通信时,此特点尤为重 要.这也是串行通信的主要优点.
数据传送效率低.与并行通信比,这也这是显而易见的.这也是串行 通信的主要缺点.
如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输,这种传输方式 称为并行通信.并行通信时数据的各个位同时传送,可以字或字 节为单位并行进行. 其特点是:
间为高电平禁止外部收发器对系统 ❖ 接收移位寄存器
总线的驱动
❖ SIN:串行输入信号
❖ CSOUT:片选输出信号
❖ RCLK:接收时钟信号
❖ XTAL1、XTAL2:外部时钟端
❖ 波特率发生器
❖ BAUDOUT:波特率输出
2.内部结构

D0 ~ D7
据 总
线





CS0

CS1

CS2 O

A2 A1
0 TSRE THRE Байду номын сангаасI FE PE OE DR
1:接收数据就绪 1:溢出错 1:奇偶较验错 1:幀错误
1:正在传输中止符 1:发送缓冲器空 发送移位寄存器空
3、分频次数锁存器DLH和DLL 〔3F9H,3F8H 1.8432MHZ基准时钟,进行1 ~ 65535次分频后由BAUDOUT引脚输出的
三、8250的管脚与结构 1.管脚
D0
1
D1
2
D2
3
D3
4
D4
5
D5
6
D6
7
D7
8
R CLK
9
SIN
10
SO UT
11
C S0
12
C S1
13
C S2
14
B AUDOUT
15
X TAL 1
16
X TAL 2
17
D OST R
18
D OST R
19
G ND
20
40
VCC
39
RI
38
R LSD
37
D SR
❖ RI-:振铃指示信号 ❖ OUT1-:由用户编程指定的输出


DISTR、DISTR-:数据输入选通信 号

OUT2-:与OUT1一样,可以由用 户编程指定〔PC用
❖ DOSTR、DOSTR-:数据输出选通
信号 ❖ DDIS:驱动器禁止信号,在CPU从
8250读取数据时为低电平,其他时
❖ 发送移位寄存器 ❖ SOUT:串行输出信号
<5>除数锁存器〔波特率因子寄存器 该锁存器为16位,外部时钟被除数锁存器中的除数相 除,可以获得所得的波特率.如果外部时钟频率f已知,而 8250所要求的波特率F也已规定.那么,就可以由下式求 出除数锁存器应锁存的除数:
波特率因子=1.8432Mhz/〔1200*16=96 例如,当输入时钟频率为1.8432MHZ时,若要求使用 1200波特来传送数据,这时可算出锁存于除数锁存器的 除数应为96.在8250工作前首先要将除数写到除数锁 存器中,以便产生所希望的波特率.为了写入除数,首先 在通信控制寄存器中将D7置为1,而后就可以将16位除 数先低8位,后高8位写入除数锁存器中. 〔6中断允许寄存器 中断允许寄存器只用D0~D3这四位,每位的0或1编码 分别允许或禁止8250的四种中断源提出中断.在中断允 许字中,接收线路状态包括越限错、奇偶错、结构错、 间断等中断源引起的中断.而MODEM状态引起的中断 见下面对MODEM状态寄存器的解释.
2、 同步通信
同步通信依靠同步字符保持通信同步.
同步通信是由1~2个同步字符和多字节数 据位组成,同步字符作为起始位以触发同步时钟 开始发送或接收数据;多字节数据之间不允许 有空隙,每位占用的时间相等;空闲位需发送同 步字符.
同步通信传输速度较快,但要求有准确的时 钟来实现收发双方的严格同步,对硬件要求较高, 适用于成批数据传送.
<3>发送数据寄存器 这是一个8位的寄存器,发送数据时,处理器将数据写入 寄存器.只要发送移位寄存器空,该发送数据寄存器的 数据便会由8250硬件自动并行送到移位寄存器中,以便 串行移出.
<4>接收数据寄存器 是一个8位的寄存器,当8250接收到一个完整的字符时, 会将该字符由接收移位寄存器传送到接收数据寄存器. 处理器可直接由此寄存器读取数据.
端口地址
初始化顺序
1、通信线路控制器 < 011B PC机地址
3FBH
选择异步通信格式
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 表 示 正 常 收 发
D7 = 0 寻址TBR、RBR IER
D7 = 1寻址DLL、DHL
字符长
00:5位 01:6位 10:7位 11:8位
0:1个停止位
各数据位同时传输,传输速度快、效率高,多用在实时、快速的场 合.
并行传输的数据宽度可以是1-128位,甚至更宽,但是有多少数据 位就需要多少根数据线,因此传输的成本较高.
并行数据传输只适用于近距离的通信,通常传输距离小于30米.
计算机与外界信息交换称为通信. 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信:
3.波特率因子 波特率因子〔BRD是16位数,它与8250的数据 传输速率〔波特率有关.当使用8250的内部时 钟频率为1.8432MHz时,则波特率因子BRD与 波特率Baud之间的关系如下式所示: BRD=时钟频率/〔16×Baud. 例如,若要计算波特率为1200b/s的波特率除 数,则有: BDR=1843200/〔16×1200=0060H=96.
A0
ADS


O
控 制
线
DISTR DISTR
逻 O辑
DOSTR
DOSTR
DDIS
MR
数据接收寄存器 数据发送寄存器
线路控制寄存器 线路状态寄存器
除数寄存器高位 除数寄存器低位
MODE控制寄存器 MODE状态寄存器
中断允许寄存器 中断识别寄存器
接收器控制逻辑 RCLK
接收移位寄存器 发送移位寄存器
SIN SOUT
<1>通信控制寄存器 该控制字主要决定在串行通信时所使用的数据格式,例 如数据位数、奇偶校验及停止位的多少.同时,特别注 意该控制字的D7.当我们需要读写除数锁存器时,必须 先将该寄存器的D7置1.而在读写其他寄存器时,又要使 其为0.
<2>通信状态寄存器 通信状态寄存器的作用在于通过其状态说明在通信过 程中8250接收和发送数据的情况.
❖ 选择与控制逻辑:
❖ RTS-:请求发送信号
❖ CS0、CS1、CS2-:输入片选信号 ❖ DTR-:数据终端准备好信号

A0、A1、A2:8250内部寄存器选 择信号
❖ ❖
DSR-:数据装置准备好信号 RLSD-:接收线路信号检测信号
❖ MR:主复位输入信号,高电平有效 ❖ ADS-:地址选通信号=AEN
〔8MODEM控制寄存器 这是一个8位的寄存器,用以控制MODEM或其他数字设备.
〔9MODEM状态寄存器 MODEM状态寄存器提供了与8250相连接的MODEM或其他外 设加到8250上的控制线的信号状态以及这些控制线的状态变化. 当由MODEM来的控制线变化时,MODEM状态寄存器的低4位 被相应的置1.再读此寄存器时,使这4位同时清零.
停止位
1:1.5个停止位<字符长5位> 2个停止位<字符长6 ~ 8位>
0:无校验位 1:有校验位 校验类型 0:奇校验, 1:偶校验
固定奇偶位,既当D4,D3 = 11时<偶校验>,D5 = 0 当D4,D3 = 01时<奇校验>,D5 = 1
2、通信状态寄存器 LSR 〔101 3FDH
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
异步通信对硬件要求较低,实现起来比较简单、灵活, 适用于数据的随机发送/接收,但因每个字节都要建立一 次同步,即每个字符都要额外附加两位,所以工作速度较 低,在单片机中主要采用异步通信方式.
帧格式,一个字符由四部分组成:起始位、数据位、奇偶校 验位和停止位.
停止位〔1停止位用来表征字符的结束.停止位可以是1位、1.5位 或2位.接收端收到停止位后,知道上一字符已传送完毕
9.2 8250简介 一、PC中的UART UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步接收/ 发送装置,UART是一个并行输入成为串行 输出的芯片,通常集成在主板上.
1.INS8250 2.PC16450/PC16550 带16字节的发送缓冲器和14字节的
我 的 电 脑 中 串 口 配 置
二、UART的简单应用 1.连线:RS232C接口标准,3线或7线连接方式 2.编程: 1自己编写初始化及接收发送程序 2调用BIOS编程:INT 14H 3调用DOS编程: INT 21H,调用号 03和04 4DOS下按照文件编程,文件名就是COM1:或COM2: 5WINDOWS下VB编程,用MSCOMM控件编程 6WINDOWS下VC编程,用类、控件,或者按文件编程. 7用开发包编程:有很多,可以从网上下载.
三、串行通信波特率
波特率bps<bit per second>定义: 每秒传输数据的位数,即:
1波特 = 1位/秒〔1bps 波特率的倒数即为每位传输所需的时间. 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特 率,否则无法成功地完成串行数据通信.
四 、串行通信的制式
串行通信按照数据传送方向可分为三种制 式:
并行通信是数据的各位同时发送或同时接收; 串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收.
并行通信优点:传送速度快 缺点:不便长距离传送
串行通信优点:便于长距离传送 缺点:传送速度较慢
二、异步通信和同步通信
串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信.
1、异步通信
异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步.
异步通信数据传送按帧传输,一帧数据包含起始位、 数据位、校验位和停止位.
发送器控制逻辑
XTAL1 XTAL2
波特率发生器 控制逻辑 控制逻辑
BAUD OUT
RTS CTS DTR DSR
RLSD RI
OUT1 OUT2
INTRPT
3. 连接
PC / XT异步通信适配器电路
四、寄存器与BPS 1.地址分配及其复用
3根地址信号线:A2 A1 A0 8个地址,7个可用,10个可编程物理端口,复用. 2.10个寄存器及其每位的作用
〔7中断标志寄存器 中断标志寄存器为8位,高五位为0,只用低三位来实现8250的中 断标志.8250有四个中断源,在8250内不按排优先级的顺序为: 最高优先极为接收器线路状态中断,包括越限、奇偶错、结构错、 间断等. 读通信状态寄存器可使此中断复位. 下一优先级是接收寄存器满中断.读接收寄存器可复位此中断. 再下一优先级为发送数据寄存器空中断.写发送数据寄存器克使 这一中断复位. 最高优先级为MODEM状态中断,包括发送结束、数传机准备好、 振铃指示、接收线路信号检测等为MODEM状态中断源.读 MODEM状态寄存器可复位该中断.
第九章 可编程串行异步通信接口芯 片8250
9.1 串行通讯概述 9.2 8250简介 9.3 8250应用举例
9.1 串行通讯概述
一、串并行通讯
串行通信是指使用一条数据线,将数据一位一位地依次传输,每一 位数据占据一个固定的时间长度.其只需要少数几条线就可以 在系统间交换信息,特别使用于计算机与计算机、计算机与外 设之间的远距离通信. 其特点是:
1、单工制式〔Simplex 单工制式是指甲乙双方通信时只能单
向传送数据,发送方和接收方固定.
2、半双工制式〔Half Duplex
半双工制式是指通信双方都具有发 送器和接收器,既可发送也可接收,但不 能同时接收和发送,发送时不能接收,接 收时不能发送.
3、全双工制式〔Full Duplex
全双工制式是指通信双方均设有发送器和 接收器,并且信道划分为发送信道和接收信道, 因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接 收数据,发送时能接收,接收时也能发送.
36
C TS
35
MR
34
OUT 1
33
D TR
32
R TS
31
O UT
30
IN TR
29
NC
28
A0
27
A1
26
A2
25
A DS
24
C SOU T
23
D D IS
22
D IST R
21
D IST R
管脚信号说明
❖ 数据总线缓冲器:D0~D7:双向 ❖ MODEM控制逻辑:
数据线
❖ CTS-:清除发送信号
六、调制解调器
计算机内的信息是由"0"和"1"组成数字信号,而在线上传递的 却只能是模拟电信号.于是,当两台计算机要通过线进行数据 传输时,就需要一个设备负责数模的转换.这个数模转换器就 是Modem.计算机在发送数据时,先由Modem把数字信号转 换为相应的模拟信号,这个过程称为"调制".经过调制的信号 通过载波传送到另一台计算机之前,也要经由接收方的 Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号,这 个过程称为"解调".正是通过间这样一个"调制"与"解调"的 数模转换过程,从而实现了两台计算机远程通讯.
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