微机原理 第七章 串行通信接口技术.ppt
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微机原理与接口技术课件PPT
汇编语言的优点
汇编语言具有高效、可移植性、 可维护性等优点，适用于编写操 作系统、编译器等关键软件。
汇编语言的缺点
汇编语言编写复杂，容易出错， 且可移植性较差，需要针对不同 的计算机体系结构进行修改。
高级语言
01
高级语言的定义
高级语言是一种抽象程度更高的 编程语言，它使用更接近自然语 言的语法和语义。
实验提供参考。
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感谢您的观看
串行接口的数据传输速率比并行 接口慢，但只需要一根数据线， 因此成本较低。
03
串行接口的常见标准包括RS-232 、RS-422和USB。
04
中断控制器
中断控制器是微机中的一 种重要组件，它负责管理 计算机系统中断的处理。
中断控制器可以管理硬件 设备的中断请求，例如键 盘、鼠标和计时器等。
ABCD
并行接口通常用于连接打印机、磁盘驱动器等高速设备， 因为这些设备需要快速传输大量数据。
并行接口的常见标准包括ECP、EPP和USB。
串行接口
01
串行接口是一种数据传输方式， 它通过单个数据线逐位传输数据 。
02
串行接口通常用于连接鼠标、调 制解调器等低速设备，因为这些 设备不需要快速传输大量数据。
语音识别和图像处理
利用微机原理与接口技术，可以实现语音识 别和图像处理等功能，提高办公自动化水平 。
在家用电器中的应用
1 2 3
智能家居控制
微机原理与接口技术可以用于智能家居控制，实 现家用电器的远程控制和自动化控制。
电视和音响设备控制
通过微机原理与接口技术，可以实现电视和音响 设备的智能控制，提供更加便捷和智能的娱乐体 验。
计算机串行通信接口技术PPT教学课件
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
2020/12/10
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含义：SM0，SM1：串口工作方式选择位。 串行口操作方式选择见表3-1所示。 SM2：在方式2和3中，为多机通信控制位。如SM2=1， 则接收到第9位数据RB8为0时，不激活RI。在方式1时， 如SM2=1，则只有收到有效的停止位时才激活RI。在 方式0时，SM2=0。REN：允许串行接收位。允许接收 时，用软件置1，否则清0。 TB8：在方式2和3中，是发送的第9位数据。由软件置 位或复位，该位用于多机通信控制或奇偶位。
6
3.1.3 RS-232C的使用 RS-232C使用25脚D型接插件连接，在近程通信不需要
调制解调器的情况下，一般只用少量信号线。 若采用直接通信，通常只用TXD（2），RXD（3），
地（7）这三根线。如图3-6形成三线通信的连接形式。最 后应指出：与并行通信相比，串行通讯只需一对传送线， 在传送位数较多，距离较远时，例如在计算机网络中， 具有明显的优势。由于通信的数据是逐位传送的，其传 送速度较并行传送要慢。
第3章 计算机串行通信接口技术
3.1 串行通信基础 3.2 MCS-51的串行接口 3.3 其他常见串行通信接口 3.4 VB与串行通信
2020/12/10
1
3.1 串行通信基础
3.1.1 串行通信常用术语
1．通信方式
CPU与外界的信息交换称为通信 （Communication）。通信方式有并行和串行两种。并 行通信,通过并行接口来实现，数据的各位同时传送。 串行通信是通过串行口来实现，数据逐位顺序最基本的方式，异步通 信和同步通信。
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SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
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含义：SM0，SM1：串口工作方式选择位。 串行口操作方式选择见表3-1所示。 SM2：在方式2和3中，为多机通信控制位。如SM2=1， 则接收到第9位数据RB8为0时，不激活RI。在方式1时， 如SM2=1，则只有收到有效的停止位时才激活RI。在 方式0时，SM2=0。REN：允许串行接收位。允许接收 时，用软件置1，否则清0。 TB8：在方式2和3中，是发送的第9位数据。由软件置 位或复位，该位用于多机通信控制或奇偶位。
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3.1.3 RS-232C的使用 RS-232C使用25脚D型接插件连接，在近程通信不需要
调制解调器的情况下，一般只用少量信号线。 若采用直接通信，通常只用TXD（2），RXD（3），
地（7）这三根线。如图3-6形成三线通信的连接形式。最 后应指出：与并行通信相比，串行通讯只需一对传送线， 在传送位数较多，距离较远时，例如在计算机网络中， 具有明显的优势。由于通信的数据是逐位传送的，其传 送速度较并行传送要慢。
第3章 计算机串行通信接口技术
3.1 串行通信基础 3.2 MCS-51的串行接口 3.3 其他常见串行通信接口 3.4 VB与串行通信
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3.1 串行通信基础
3.1.1 串行通信常用术语
1．通信方式
CPU与外界的信息交换称为通信 （Communication）。通信方式有并行和串行两种。并 行通信,通过并行接口来实现，数据的各位同时传送。 串行通信是通过串行口来实现，数据逐位顺序最基本的方式，异步通 信和同步通信。
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《串行口通信技术》PPT课件
方式3同方式2几乎完全一样，只不过方式3的波特率是可 变的，其波特率的确定同方式1，由用户来确定。
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例1 已知8051的串行口采用方式1进行通信，晶振频率为
11.0592MHz，选用定时器T1作为波特率发生器，T1工作于方 式2，要求通信的波特率为9600，计算T1的初值。 设Smod=0, 计算T1的初值如下：
WAIT:JBC TI, CONT ；判发送完标志 SJMP WAIT
CONT:INC R0 DJNZ R2, LOOP ；发送16个数据
22
12 (256 X ) fosc
溢出率为溢出周期的倒数。则波特率的计算公式为：
波特率＝ 2SMOD
fosc
32 12 (256 X)
实际使用中，波特率是已知的。因此需要根据波特率的计算 公式求定时初值X。用户只需要把定时初值设置到定时器1，就 能得到所要求的波特率。
16
串行口工作方式2
方式2为11位为一帧的异步串行通信方式。其帧格式为1个起 始位、9个数据位和1个停止位。如下图所示。
位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H
位符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
6
SCON中各位说明如下：
1） SM0 、SM1——串行口工作方式选择
位 其状态组合和对应工作方式为：
SM0 SM1
工作方式
00
方式0
01
方式1
10
方式2
11
方式3
TRS: MOV SCON, #80H ；设置串行口工作方式2 MOV PCON, #80H ；波特率为fosc/32 MOV R0, #40H ；设置片内数据指针 MOV R2, #10H ；数据长度送R2
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例1 已知8051的串行口采用方式1进行通信，晶振频率为
11.0592MHz，选用定时器T1作为波特率发生器，T1工作于方 式2，要求通信的波特率为9600，计算T1的初值。 设Smod=0, 计算T1的初值如下：
WAIT:JBC TI, CONT ；判发送完标志 SJMP WAIT
CONT:INC R0 DJNZ R2, LOOP ；发送16个数据
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12 (256 X ) fosc
溢出率为溢出周期的倒数。则波特率的计算公式为：
波特率＝ 2SMOD
fosc
32 12 (256 X)
实际使用中，波特率是已知的。因此需要根据波特率的计算 公式求定时初值X。用户只需要把定时初值设置到定时器1，就 能得到所要求的波特率。
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串行口工作方式2
方式2为11位为一帧的异步串行通信方式。其帧格式为1个起 始位、9个数据位和1个停止位。如下图所示。
位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H
位符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
6
SCON中各位说明如下：
1） SM0 、SM1——串行口工作方式选择
位 其状态组合和对应工作方式为：
SM0 SM1
工作方式
00
方式0
01
方式1
10
方式2
11
方式3
TRS: MOV SCON, #80H ；设置串行口工作方式2 MOV PCON, #80H ；波特率为fosc/32 MOV R0, #40H ；设置片内数据指针 MOV R2, #10H ；数据长度送R2
串行通信接口技术优秀课件
位
空闲位
0 b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 P 1 1 1 0 b0 b1 …
数据发送顺序
图9-2 异步串行通信格式
在异步传送中，CPU与外部设备之间的通信遵循以下规定：
（1）字符格式。
字符格式是指字符的编码形式及其规定。例如，规定每个 串行字符由4个部分组成：1个起始位、5～8个数据位、1个奇偶 校验位以及1～2个停止位。
（2）传输速率。
传输速率是指每秒钟传送的二进制位数，通常称为波特率 （Band Rate）。国际上规定了标准波特率系列，最常用的标准 波特率是：110、300、600、1200、l800、2400、4800、9600、 115200/19200波特等。
（3）字符速率。
字符速率是指每秒钟传送的字符数，它与波 特率是两个相关但表达的意义不相同的概念。例如， 若异步通信的数据格式由1位起始位、8位数据位、1位 奇偶校验位、2位停止位组成，波特率为 9600b/s，则 每秒钟能够最多传送 9600/(1+8+1+2)＝800 个字符。
串行通信中，按照同一时刻数据流的方向可分为三种基本传送模式：单 工传送、半双工传送和全双工传送。
1．单工（simplex）方式 单工传送方式仅支持在一个方向上的数据传送。如图9-4（a）所示，由设
备A传送到设备B。即在这种传送模式中，A只作为发送器，B只作为接收器 ，反之不可。
2．半双工（Half-duplex）方式 半双工传送方式支持在设备A和设备B之间交替相互地传送数据。如图9-
显然，在这种通信方式中，数据块内各字节数据之间没有间 隔，传输效率高，但发送、接收双方必须保持同步(使用同一 时钟信号)，且数据块长度越大，对同步要求就越高。因此， 同步通信设备复杂(发送方能自动插入同步字符，接收方能自 动检测出同步字符，且发送、接收时钟相同，即除了数据线 、地址线外，还需要时钟信号线)，成本高，一般只用在高速 数字通信系统中。
微机原理与接口技术
发送控制信号线
RTS：请求发送，输出、高电平有效。当终端要发送 数据时，使该信号有效（高电平），向MODEM或外 设请求发送。
CTS：允许发送，输入、高电平有效。是对请求发送 信号RTS的响应信号。当MODEM或外设已准备好接 收终端传来的数据，使CTS信号有效，通知终端开始 沿发送数据线TXD发送数据。
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW
IOR DACK3
DRQ3 DACK1
DRQ1 DACK0 CLOCK
IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE
-5V OSC GND
7.2.2 RS-232总线
目前最常用的一种串行通信接口标准
电气特性
逻辑电平定义为负逻辑 1:低于-3V 0:高于3V
机械特性
RS-232C常用25线或9线D型插件作为数据终端设 备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间通信电缆 的连接器。
名称
次信道发送数据 发送时钟
次信道接收数据 接收时钟 未用
8位ISA
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW IOR DACK3 DRQ3 DACK1 DRQ1 DACK0 CLOCK IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE -5V OSC GND
外总线的种类也很多，常用的有三种
RTS：请求发送，输出、高电平有效。当终端要发送 数据时，使该信号有效（高电平），向MODEM或外 设请求发送。
CTS：允许发送，输入、高电平有效。是对请求发送 信号RTS的响应信号。当MODEM或外设已准备好接 收终端传来的数据，使CTS信号有效，通知终端开始 沿发送数据线TXD发送数据。
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW
IOR DACK3
DRQ3 DACK1
DRQ1 DACK0 CLOCK
IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE
-5V OSC GND
7.2.2 RS-232总线
目前最常用的一种串行通信接口标准
电气特性
逻辑电平定义为负逻辑 1:低于-3V 0:高于3V
机械特性
RS-232C常用25线或9线D型插件作为数据终端设 备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间通信电缆 的连接器。
名称
次信道发送数据 发送时钟
次信道接收数据 接收时钟 未用
8位ISA
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW IOR DACK3 DRQ3 DACK1 DRQ1 DACK0 CLOCK IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE -5V OSC GND
外总线的种类也很多，常用的有三种
微机原理第七章 输入输出方法及常用接口电路
编程并行接口芯片8255A
二、 8255的内部结构
编程并行接口芯片8255A
三、8255的引脚功能
PA3 PA2 PA1 PA0 RD CS GND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PB0 PB1 PB2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC PB7 PB6 PB5 PB4 PB3
8251可编程通信接口
二、8251的结构和引脚特性
数据总线缓冲器
状态 缓冲器
发送数据/命 令缓冲器
接收数 据缓冲 器
RESET CLK C/D RD WR CS DTR DSR RTS CTS
读/写 控制电 路
发送器 P S
TxD
发送 控制 接收 控制 接收器 S P
TxRDY TxE TxC RxRDY SYN DET RxC RxD
输入/输出接口概述
五、 I/O接口的分类 通用接口 专用接口 串行接口 并行接口
编程并行接口芯片8255A
一、 8255A的主要特性
有3个8位并行数据I/O口PA、PB和PC口及1个8位控 制口CWR。 可编程设置方式0、方式1、方式2三种不同的工作方 式，用于无条件传送、查询传送和中断传送。 有两个控制字决定8255A的工作方式，通过编制初始 化程序，使用OUT指令从控制寄存器端口写入。有 一个状态字可供查询，使用IN指令从C端口读出。 提供兼容的TTL电平接口，原则上适用于需并行输入 输出的I/O设备。
微机原理与接口技术第7章2 8255
外设
STBA IBFA 与门 INTRA RD
PC2 PC1 PC0
STBB IBFB INTRB
RD
PC3
A口方式 输入与 口方式 输入时相应的联络信号 口方式1输入与 口方式1输入时相应的联络信号 输入与B口方式
方式1输入引脚：A端口
1
PA7~PA0
INTEA
表示外设已经准备好数据
1 2 3 4
2. 控制口（控制寄存器）： 位端口， 控制口（控制寄存器）： 位端口， ）：8位端口 无对外引脚，其内容决定A口 无对外引脚，其内容决定 口、B口、 口 C口的工作状态 输入或输出 和工作 口的工作状态(输入或输出 口的工作状态 输入或输出) 方式（ 方式（方式 0、1、2） 、 、 ）
3.A组、B组控制电路： 组 组控制电路： 组控制电路 分别控制A组 分别控制 组、B组的读写操作和工作 组的读写操作和工作 方式 端口A 端口A A组 端口C的高 位 端口 的高4位 的高 端口B 端口 B组 端口C的低 位 端口 的低4位 的低
5 35
10 30
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 25
21
连接外设端的引脚： 连接外设端的引脚： PA0~PA7 PB0~PB7 分别对应 A、B、C 、 、 三个端口
PC0~PC7 连接的引脚： 与CPU连接的引脚： 连接的引脚 RESET:与系统的复位 与系统的复位RESET端相连。高电平 端相连。 与系统的复位 端相连 有效信号，复位后， 有效信号，复位后，8255的A口、B口、C口均 的 口 口 口均 为输入状态
PC0
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU接收数据
STB (STroBe) 选通信号（低电平有效） 选通信号（低电平有效） 由外设发出，送给8255，作用是将外设送来的数据 由外设发出，送给 ， 锁存到8255的输入端口。 的输入端口。 锁存到 的输入端口 IBF (Input Buffer Full) 输入缓冲器满信号 8255A发出， 表示 发出， 缓冲器有一个数据没被CPU 发出 表示8255缓冲器有一个数据没被 缓冲器有一个数据没被 取走，外设可以此决定是否送下一个数据。 取走，外设可以此决定是否送下一个数据。 INTR (INTerrupt Request) 中断申请信号 (高电平有效） 高电平有效） 高电平有效 8255A发出，用来向 发出， 发出中断申请。 发出 用来向CPU发出中断申请。 发出中断申请 STB、IBF、INTE均为１时，8255自动发出 均为１ 自动发出INTR。 、 、 均为 自动发出 。 可实现CPU CPU与外设之间用中断方式进行数据传送 可实现CPU与外设之间用中断方式进行数据传送
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调制和解调
长距离通信时，常需要利用电话线路，它的频带则只有 300Hz～3400Hz。为了通过电话线路传输数字信号，必须先 把数字信号转换为适合在电话线路上传送的模拟信号，这就 是调制；经过电话线路传输后，在接收端再将模拟信号转换 为数字信号，这就是解调。
调制方法 ： 移频键控（FSK） 移相键控PSK 振幅键控（ASK）
（4）输出线
OUT1*和OUT2*：
两个一般用途的输出信号 由调制解调器控制寄存器的D2和D3使其输出
低电平有效信号 复位使其恢复为高
8250的寄存器及编程方法
8250内部有10个可访问的寄存器，除数 寄存器是16位的，占用两个连续的8位端 口
内部寄存器用引脚A0～A2来寻址；同时还 要利用通信线路控制寄存器的最高位，即 除数寄存器访问位DLAB的0和1两种状态， 来区别公用1个端口地址所访问的两个寄 存器
串行通信的基本概念
1. 数据传送方向
单工方式
站A
站B
半双工方式 站A
站B
全双工方式 站A
站B
2. 串行通信的两种基本方式
（1）异步通信及其协议
所谓的异步通信，是指通信中两个字符的时间间 隔是不固定的，而同一字符中的相邻代码间时间 间隔是固定的
串行异步通信以字符为单位进行传输，用 起始位表示字符的开始，用停止位表示字 符结束，其通信协议是起止式异步通信协 议
MOV DX ，3FCH
；MCR的地址
MOV AL，00010011B ；LOOP位置“1”
OUT DX，AL
Байду номын сангаас
（6）MODEM状态寄存器MSR(3FEH)
反映4个控制输入信号的当前状态及其变化 MSR高4位中某位为1，说明相应输入信号当前
为低有效，否则为高电平 MSR低4位中某位为1，则说明从上次CPU读取
提供串行异步通信的当前状态 供CPU读取和处理
（5）MODEM控制寄存器MCR(3FCH)
0 0 0 LOOP OUT2 OUT1 RTS DTR
为1使为O为1使U为1T使O12使U8为*2T引R5110T使脚*为S引D为*循引脚T低R环脚为*工引为低作脚低方为式低 否则否为否则高否则为则为高否为正则高常为工高作方式
0 1 0 中断识别寄存器 0 1 1 线路控制寄存器 1 0 0 MODEM控制寄存器 1 0 1 线路状态寄存器 1 1 0 MODEM状态寄存器
（1） 发送保持寄存器THR (3F8H) ：“写”
CPU
发送保持寄存器
发送移位寄存器
SOUT
同步控制 8250
包含将要串行发送的并行数据
载波检测RLSD* 振铃指示RI*
（3）时钟信号
时钟输入引脚XTAL1：8250的基准工作时钟 时钟输出引脚XTAL2：基准时钟信号的输出端 波特率输出引脚BAUDOUT*：基准时钟经8250
内部波特率发生器分频后产生发送时钟，为波特 率16倍 接收时钟引脚RCLK：接收外部提供的接收时钟 信号；若采用发送时钟作为接收时钟，则只要将 RCLK引脚和BAUDOUT*引脚直接相连
串行通信时的数据、控制和状态信息都使 用同一根信号线传送
收发双方必须遵守共同的通信协议（通信 规程），才能解决传送速率、信息格式、 位同步、字符同步、数据校验等问题
（2）同步通信及其协议 同步通信以一个数据块为传输单位，每个数据块附 加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束
同步通信协议有多种，常用的有面向比特的高级数据链 路控制协议HDLC（High-Level Data Link Control）。IBM系 列微机中常用的同步数据链路控制协议SDLC（Synchronous Data Link Control）则是HDLC的子集
适配器地址
3F8H
8250内部寄存器端口地址
DLAB A2A1A0
访问寄存器名称
接收数据寄存器（读）
0 0 0 0 发送保持寄存器（写）
3F9H 3F8H 3F9H
0 0 0 1 中断允许寄存器 1 0 0 0 波特率除数锁存寄存器（低字节） 1 0 0 1 波特率除数锁存寄存器（高字节）
3FAH 3FBH 3FCH 3FDH 3FEH
CS1、CS2*和一个片选输出信号CSOUT。3个片 选 输 入 都 有 效 时 ， 才 选 中 8250 芯 片 ， 同 时 CSOUT输出高电平有效。 地址选通信号ADS*：当该信号低有效时，锁存 上述地址线和片选线的输入状态，保证读写期间 的地址稳定
（1）处理器接口引脚（2）
读控制线
数据输入选通DISTR（高有效）和DISTR*（低有效） 有一个信号有效，CPU从8250内部寄存器读出数据
该状态字后，相应输入信号已发生改变，从高变 低或反之 MCR低4位任一位置1，均产生调制解调器状态 中断，当CPU读取该寄存器或复位后，低4位被 清零
（7）中断允许寄存器IER （3F9H）
8250设计有2个中断寄存器和4级中断 4级中断的优先权，是按照串行通信过程中
事件的紧迫程度安排的、是固定不变的 用户可利用中断允许或禁止进行控制 中断允许寄存器的低4位控制8250这4级中
寄存器选中择止字符
0 1
正除常数值寄01符存无发器作送用校×位0中01验×止0位字设设无置置校奇停011 校验12止1.位位5位位（个（数数数据据位位为为6～数0015010位8据位67时5位位位位时）个）数
验
11 8位
011 设置偶校验
指定串行异1110步11 校通校验验信位位的为为0字1 符格式
例 ： 通 信 线 路 控 制 寄 存 器 （ LCR ） 的 编 程 ， 设置发送数据字长为8位，2位停止位，偶校 验，其程序段为：
MOV DX，3FBH
；LCR的地址
MOV AL， 00011111B ；LCR内容数
；据格式参数
OUT DX，AL
（4）通信线路状态寄存器LSR（3FDH)
0 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
（1） 接收缓冲寄存器RBR (3F8H) ：“读”
CPU
接收缓冲寄存器
接收移位寄存器
SIN
同步控制 8250
存放串行接收后转换成并行的数据
（2）波特率除数寄存器BRD(3F8H,3F9H)
数据线 （SIN）
时钟 （RCLK）
16 T 起始位
8T
T 16 T
除数寄存器保存设定的分频系数 BRD＝基准时钟频率÷（16×波特率）
主复位线MR：硬件复位信号RESET 中断请求线INTRPT：8250有4级共10个中
断源，当任一个未被屏蔽的中断源有请求 时，INTRPT输出高电平向CPU请求中断
（2）面向外设引脚信号
8250
发送数据SOUT 接收数据SIN 请求发送RTS* 允许发送CTS*
数据装置准备好DSR*
数据终端准备好DTR* 信号地GND
为1为，1为表，1为示表，1为发示表，1为送发示表，1移为送正示表，位1保在出示表，寄持传现出示表存寄输帧现出示器存中错奇现接空器止误偶溢收；空字错出数，符错据缓冲器收到 当数当据CP由U发将送字保符一持写个寄入数存发据器送，移保既入持接收数据准备好； 发送寄移存位器寄后存，器该当时位C，为PU该0读位走为数0 据后，该位为0
8250的基本功能： 全双工、双缓冲器接收和发送 15种波特率，50-9600bps 可编程的异步通信格式 提供奇偶、溢出和帧校验等错误检测 片内具有优先权中断控制逻辑
8250的内部结构
8250芯片引脚定义与功能
（1）面向CPU一侧的引脚（1）
数据线D7 ～ D0 ：在CPU与8250之间交换信息 地址线A0～A2：寻址8250内部寄存器 片选线：8250设计了3个片选输入信号CS0、
断是否被允许
某位为1，则对应的中断被允许 否则，被禁止
8. 中断识别IIR（3FAH）
0 0 0 0 0 ID1 ID0 IP
0 有中断 1 无中断
ID1ID0 11 10 01 00
优先权
1 2 3 4
中断类型 接收线路状态 接收数据准备好 发送保持寄存器空 调制解调器状态
保存正在请求中断的优先权最高 的中断级别编码
（2） 发送/接收时钟
发送/接收时钟频率与波特率之间的关系为： 发送/接收时钟频率=n发送/接收波特率
其中n称为波特因子，一般n=1，16，32，64
例：要求传输速率为1200 bps 当选择n=16时，表明一位数字信号中有16个时 钟脉冲，故发送/接收时钟频率为：
120016=19.2kHz
4. 信号的调制解调
相当于I/O读信号
写控制线
数据输出选通DOSTR（高有效）和DOSTR*（低有 效）有一个有效，CPU就将数据写入8250内部寄存器
相当于I/O写信号
8250读写控制信号有两对，每对信号作用完全相 同，只不过有效电平不同而己
（1）处理器接口引脚（3）
驱动器禁止信号DDIS：CPU从8250读取数 据时，DDIS引脚输出低电平，用来禁止外 部收发器对系统总线的驱动；其它时间， DDIS为高电平
设置8250与数据通信设备之间 联络应答的输出信号
例 ： 要 使 MCR 的 DTR ， RTS 有 效 ， OUT1 ， OUT2以及LOOP无效，则编程如下：
MOV DX，3FCH
；MCR的地址，
MOV AL，00000011B ；MCR的控制字
OUT DX，AL
例：要对8250通过自发自收进行诊断，则程序 为:
例 ： 计 算 波 特 率 为 1200bps 的 波 特 率 除 数。
当使用UART的内部时钟为 1.8432MHz 时（或由外部通过XTAL1引脚输入），
BRD=1843200/（16×1200）=0060H
长距离通信时，常需要利用电话线路，它的频带则只有 300Hz～3400Hz。为了通过电话线路传输数字信号，必须先 把数字信号转换为适合在电话线路上传送的模拟信号，这就 是调制；经过电话线路传输后，在接收端再将模拟信号转换 为数字信号，这就是解调。
调制方法 ： 移频键控（FSK） 移相键控PSK 振幅键控（ASK）
（4）输出线
OUT1*和OUT2*：
两个一般用途的输出信号 由调制解调器控制寄存器的D2和D3使其输出
低电平有效信号 复位使其恢复为高
8250的寄存器及编程方法
8250内部有10个可访问的寄存器，除数 寄存器是16位的，占用两个连续的8位端 口
内部寄存器用引脚A0～A2来寻址；同时还 要利用通信线路控制寄存器的最高位，即 除数寄存器访问位DLAB的0和1两种状态， 来区别公用1个端口地址所访问的两个寄 存器
串行通信的基本概念
1. 数据传送方向
单工方式
站A
站B
半双工方式 站A
站B
全双工方式 站A
站B
2. 串行通信的两种基本方式
（1）异步通信及其协议
所谓的异步通信，是指通信中两个字符的时间间 隔是不固定的，而同一字符中的相邻代码间时间 间隔是固定的
串行异步通信以字符为单位进行传输，用 起始位表示字符的开始，用停止位表示字 符结束，其通信协议是起止式异步通信协 议
MOV DX ，3FCH
；MCR的地址
MOV AL，00010011B ；LOOP位置“1”
OUT DX，AL
Байду номын сангаас
（6）MODEM状态寄存器MSR(3FEH)
反映4个控制输入信号的当前状态及其变化 MSR高4位中某位为1，说明相应输入信号当前
为低有效，否则为高电平 MSR低4位中某位为1，则说明从上次CPU读取
提供串行异步通信的当前状态 供CPU读取和处理
（5）MODEM控制寄存器MCR(3FCH)
0 0 0 LOOP OUT2 OUT1 RTS DTR
为1使为O为1使U为1T使O12使U8为*2T引R5110T使脚*为S引D为*循引脚T低R环脚为*工引为低作脚低方为式低 否则否为否则高否则为则为高否为正则高常为工高作方式
0 1 0 中断识别寄存器 0 1 1 线路控制寄存器 1 0 0 MODEM控制寄存器 1 0 1 线路状态寄存器 1 1 0 MODEM状态寄存器
（1） 发送保持寄存器THR (3F8H) ：“写”
CPU
发送保持寄存器
发送移位寄存器
SOUT
同步控制 8250
包含将要串行发送的并行数据
载波检测RLSD* 振铃指示RI*
（3）时钟信号
时钟输入引脚XTAL1：8250的基准工作时钟 时钟输出引脚XTAL2：基准时钟信号的输出端 波特率输出引脚BAUDOUT*：基准时钟经8250
内部波特率发生器分频后产生发送时钟，为波特 率16倍 接收时钟引脚RCLK：接收外部提供的接收时钟 信号；若采用发送时钟作为接收时钟，则只要将 RCLK引脚和BAUDOUT*引脚直接相连
串行通信时的数据、控制和状态信息都使 用同一根信号线传送
收发双方必须遵守共同的通信协议（通信 规程），才能解决传送速率、信息格式、 位同步、字符同步、数据校验等问题
（2）同步通信及其协议 同步通信以一个数据块为传输单位，每个数据块附 加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束
同步通信协议有多种，常用的有面向比特的高级数据链 路控制协议HDLC（High-Level Data Link Control）。IBM系 列微机中常用的同步数据链路控制协议SDLC（Synchronous Data Link Control）则是HDLC的子集
适配器地址
3F8H
8250内部寄存器端口地址
DLAB A2A1A0
访问寄存器名称
接收数据寄存器（读）
0 0 0 0 发送保持寄存器（写）
3F9H 3F8H 3F9H
0 0 0 1 中断允许寄存器 1 0 0 0 波特率除数锁存寄存器（低字节） 1 0 0 1 波特率除数锁存寄存器（高字节）
3FAH 3FBH 3FCH 3FDH 3FEH
CS1、CS2*和一个片选输出信号CSOUT。3个片 选 输 入 都 有 效 时 ， 才 选 中 8250 芯 片 ， 同 时 CSOUT输出高电平有效。 地址选通信号ADS*：当该信号低有效时，锁存 上述地址线和片选线的输入状态，保证读写期间 的地址稳定
（1）处理器接口引脚（2）
读控制线
数据输入选通DISTR（高有效）和DISTR*（低有效） 有一个信号有效，CPU从8250内部寄存器读出数据
该状态字后，相应输入信号已发生改变，从高变 低或反之 MCR低4位任一位置1，均产生调制解调器状态 中断，当CPU读取该寄存器或复位后，低4位被 清零
（7）中断允许寄存器IER （3F9H）
8250设计有2个中断寄存器和4级中断 4级中断的优先权，是按照串行通信过程中
事件的紧迫程度安排的、是固定不变的 用户可利用中断允许或禁止进行控制 中断允许寄存器的低4位控制8250这4级中
寄存器选中择止字符
0 1
正除常数值寄01符存无发器作送用校×位0中01验×止0位字设设无置置校奇停011 校验12止1.位位5位位（个（数数数据据位位为为6～数0015010位8据位67时5位位位位时）个）数
验
11 8位
011 设置偶校验
指定串行异1110步11 校通校验验信位位的为为0字1 符格式
例 ： 通 信 线 路 控 制 寄 存 器 （ LCR ） 的 编 程 ， 设置发送数据字长为8位，2位停止位，偶校 验，其程序段为：
MOV DX，3FBH
；LCR的地址
MOV AL， 00011111B ；LCR内容数
；据格式参数
OUT DX，AL
（4）通信线路状态寄存器LSR（3FDH)
0 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
（1） 接收缓冲寄存器RBR (3F8H) ：“读”
CPU
接收缓冲寄存器
接收移位寄存器
SIN
同步控制 8250
存放串行接收后转换成并行的数据
（2）波特率除数寄存器BRD(3F8H,3F9H)
数据线 （SIN）
时钟 （RCLK）
16 T 起始位
8T
T 16 T
除数寄存器保存设定的分频系数 BRD＝基准时钟频率÷（16×波特率）
主复位线MR：硬件复位信号RESET 中断请求线INTRPT：8250有4级共10个中
断源，当任一个未被屏蔽的中断源有请求 时，INTRPT输出高电平向CPU请求中断
（2）面向外设引脚信号
8250
发送数据SOUT 接收数据SIN 请求发送RTS* 允许发送CTS*
数据装置准备好DSR*
数据终端准备好DTR* 信号地GND
为1为，1为表，1为示表，1为发示表，1为送发示表，1移为送正示表，位1保在出示表，寄持传现出示表存寄输帧现出示器存中错奇现接空器止误偶溢收；空字错出数，符错据缓冲器收到 当数当据CP由U发将送字保符一持写个寄入数存发据器送，移保既入持接收数据准备好； 发送寄移存位器寄后存，器该当时位C，为PU该0读位走为数0 据后，该位为0
8250的基本功能： 全双工、双缓冲器接收和发送 15种波特率，50-9600bps 可编程的异步通信格式 提供奇偶、溢出和帧校验等错误检测 片内具有优先权中断控制逻辑
8250的内部结构
8250芯片引脚定义与功能
（1）面向CPU一侧的引脚（1）
数据线D7 ～ D0 ：在CPU与8250之间交换信息 地址线A0～A2：寻址8250内部寄存器 片选线：8250设计了3个片选输入信号CS0、
断是否被允许
某位为1，则对应的中断被允许 否则，被禁止
8. 中断识别IIR（3FAH）
0 0 0 0 0 ID1 ID0 IP
0 有中断 1 无中断
ID1ID0 11 10 01 00
优先权
1 2 3 4
中断类型 接收线路状态 接收数据准备好 发送保持寄存器空 调制解调器状态
保存正在请求中断的优先权最高 的中断级别编码
（2） 发送/接收时钟
发送/接收时钟频率与波特率之间的关系为： 发送/接收时钟频率=n发送/接收波特率
其中n称为波特因子，一般n=1，16，32，64
例：要求传输速率为1200 bps 当选择n=16时，表明一位数字信号中有16个时 钟脉冲，故发送/接收时钟频率为：
120016=19.2kHz
4. 信号的调制解调
相当于I/O读信号
写控制线
数据输出选通DOSTR（高有效）和DOSTR*（低有 效）有一个有效，CPU就将数据写入8250内部寄存器
相当于I/O写信号
8250读写控制信号有两对，每对信号作用完全相 同，只不过有效电平不同而己
（1）处理器接口引脚（3）
驱动器禁止信号DDIS：CPU从8250读取数 据时，DDIS引脚输出低电平，用来禁止外 部收发器对系统总线的驱动；其它时间， DDIS为高电平
设置8250与数据通信设备之间 联络应答的输出信号
例 ： 要 使 MCR 的 DTR ， RTS 有 效 ， OUT1 ， OUT2以及LOOP无效，则编程如下：
MOV DX，3FCH
；MCR的地址，
MOV AL，00000011B ；MCR的控制字
OUT DX，AL
例：要对8250通过自发自收进行诊断，则程序 为:
例 ： 计 算 波 特 率 为 1200bps 的 波 特 率 除 数。
当使用UART的内部时钟为 1.8432MHz 时（或由外部通过XTAL1引脚输入），
BRD=1843200/（16×1200）=0060H