微机原理第八章--8251

校验选择 01：奇校验 11 ：偶校验 ×0 ：不校验
00 01 10 11 字符长度 00 —5位 01 —6位 10 —7位 11 —8位
同步方式 异步 1 异步 16 异步 64
波 特 率 因 子
例1：在某异步通信中，数据格式采用8位数据位，1位 起始位，2位停止位，奇校验，波特率因子是16，求 其方式命令字？将该方式命令字写入命令口，则程 序段为（假定命令口地址为309H）： MOV DX, 309H 方式命令字=？ MOV AL, 0DEH 11011110B=DEH OUT DX，AL 例2：在同步通信中，若帧数据格式为：字符长度8位， 双同步字符，内同步方式，奇校验，求其方式命令字？ 将其方式命令字写入命令口，则程序段为（假定命令口 地址为309H）： MOV DX, 309H 同步方式命令字=？ MOV AL, 1CH 00011100B=1CH OUT DX，AL
发送
（a）单工通信 发送
接收
发送 （b）半工通信
接收
发送 接收 图8-21
接收
发送
（c）全工通信 串行通信线路的三种连接方式
接收
串行通信的特点： 串行通信只要一条传输线，将数据逐位顺序传送； 通信成本低，速度慢，接口复杂。
8.4.2串行接口
并串变换寄存器 通信线路
……..
………...
串并变换寄存器
2、操作命令控制字：命令8251A进行某种操作（如发 送、接收、内部复位和检测同步字符等）或处于某种 工作状态（如DTR），以便接收或发送数据。
D7 EH D6 IR D5 RTS D4 ER D3 SBRK D2 RXE D1 DTR D0 TXEN
1：发送允许 0：不允许
1:使DTR引脚 = 0 1 ：接收允许 1 ：TXD送低电平（断开信号） 0 ：正常工作 1:使错误标志复位（状态寄存器） 1:使RTS引脚 = 0 1：软件复位（下一条命令是方式字）
1 、方式命令：指定通信方式、数据格式、传送速 率及停止位长度等。（分成4组，每组2位）
S2 S1 EP PEN L2
L1
B2
B1
异步（D1D0≠00） 同步（D1:D0)=00） ×0：内同步 ×1：外同步 0×：双SYN 1×：单SYN 00 无效 01, 1个停止位 10 ,1.5个停止位 11，2个停止位
D2 D3 RXD GND D4 D5 D6 D7 TXC WR CS C/D RD RXRDY
D1 D0 VCC RXC
DTR RTS DSR RESET CLK TXD TXEMPTY CTS SYNDET/ BRKDET TXRDY
图
8251引脚分布
8.5.2 8251A的控制字及其工作方式
与读/写控制电路的控制信号： ①RESET：高电平复位，等待对其初始化。 ②CLK：为芯片内有关电路工作提供时钟的输入端。 同步：该频率大于接收/发送器的时钟频率的30倍；异步：大于4.5倍。 ③ WR、RD 、C/D 、CS、 D0 ~ D7 发送 并/串 数据总线 TXD 缓冲器 转换 缓冲器 TXRDY 发送控制电 TXEMPTY 内 路 RESET TXC 部 总 CLK 读/写 线 C/D 控制逻辑 O 电路 RD O WR 接收 串/并 RXD O 缓冲器 转换 CS RXRDY O DSR RXC 接收控制电路 O 调制 DTR 解调 SYNDET O CTS 电路 O RTS
RXD
RXRDY RXC SYNDET
DTR CTS RTS
O
O
调制 解调 电路
接收控制电路
与接收器有关信号： ①RXD：数据接收端。RXD在时钟RXC上升沿采样信号。 ②RXRDY：接收器已准备好信号，表示已收到一个数据， 当CPU读数据后，RXRDY变为低电平。 ③SYNDET/BRKDET——双功能的检测信号，高电平有效。 内同步：收到一个或两个同步字符时，SYNDET输出高 电平。 外同步：当从SYNDET端收到同步字符，接收器开始接 收数据。 ④RXC：接收器时钟，由外部输入。若采用同步方式， 接收器时钟频率等于接收数据的频率；异步方式，用 软件设置波特率，TXC和RXC往往连接在一起。 对于异步方式，当RXD端口连续收到8个“0”信号， 则BRKDET变成高电平，表示当前处于数据断缺状态。
（2）面向比特型的数据格式：根据同步数据链 路控制规程（ SDLC ），面向比特型的数据以 帧为单位传输，每帧由6个部分组成。如下图：
帧
7EH 地址场 控制场 D0 D1 … DN CRC1 CRC2 7EH
开始 标志 图
数据 面向比特型的数据格式
结束 标志
在SDLC规程中，不允许在数据段和CRC段中出 现6个“1”，否则会误认为是结束标志。因此要求 在发送端进行检验，当连续出现5个“1”，则立即 插入一个“0”，接收端要将这个插入的“0”去掉， 恢复原来的数据。同步通信的效率比异步通信高。
（b）双同步
数据字节1 数据字节2 … 数据字节N CRC1 CRC2 （c）外同步 面向字符型同步通信数据格式
帧
帧
图
单同步：传送数据之前，先传送一个同步 字符“SYNC”，接收端检测到同步字符 后，开始接收数据。 双同步：两个同步字符“SYNC”，其后， 接着是数据。 外同步：用一条专用控制线来传送同步字 符，使接收方与发送方实现同步。
1：进入SYN 搜索方式
例 3 ：若要使 8251A 内部复位，假定命令口地址 为309H，则程序段为： MOV DX,309H ;8251命令口 MOV AL,40H ；置D6=1，使内部复位。 OUT DX，AL
例 4 ：异步通信时，允许接收，同时允许发送， 则程序段为（命令口地址为309H）： MOV DX,309H ；8251命令口 MOV AL,05H ；D2=1，D0=1，允许接收和发送。 OUT DX，AL
O O O O O
接收 串/并 缓冲器 转换
RXD RXRDY RXC SYNDET
DTR CTS RTS
O
调制 解调 电路
接收控制电路
图 8251A内部结构流程图
与发送器有关信号： ①TXD：发送数据。在时钟TXC的下降沿发送数据。 ②TXC：发送器时钟信号，输入。 ③ TXRDY：发送器已准备好信号。表示发送数据缓 冲存储器空。 ④ TXEMPTY：发送器空闲标志。表示发送移位寄存 器已空。
波特率与发送/接收时钟的关系为: 收/发时钟 b/ s = n
n：波特率因子,(可取 1, 16, 64)
1．异步通信方式
异步通信的数据格式是以一组不定“位数” 数组成。第 1 位起始位，低电平；接着传送若 干个数据位，先发低位，后发高位；最后是停 止位，宽度可以是 1 位， 1.5 位或 2 位；在两个 数据组之间可有空闲。其数据格式如图所示。 标准波特率： 300，600，900，1200，2400，4800，9600，19200。
RXD
RXRDY RXC SYNDET
DTR CTS RTS
O
O
调制 解调 电路
接收控制电路
4、读/写控制和调制控制： 读/写控制电路用来接收一系列的控制信号， 并向其内部各功能部件发出有关的控制信号。
与读/写控制电路的控制信号： ①RESET：高电平复位，等待对其初始化。 ②CLK：为芯片内有关电路工作提供时钟的输入端。 同步：该频率大于接收/发送器的时钟频率的30倍；异步： 大于4.5倍。 ③ WR、RD 、C/D 、CS、
5 、调制 / 解调控制电路：当远距离串行通信时， 发送时，MODEN将数字信号转换成模拟信号；接 收时，MODEN将模拟信号转换为数字信号。 与MODEN的控制信号 ①DTR（Data Terninal Ready）：向MODEN输出， CPU已准备好，工作命令字的D1置‘1’变为有效。 ②DSR（Data Set Ready）：由MODEN输入，表 示MODEN已准备好，CPU通过读状态寄存器的D7 位检测该信号。 ③RTS（Request To Send）：通知MODEN，CPU 准备好发送，工作命令字的D5置‘1’变为有效。 ④CTS（Clear To Send）：当有效时，表示 8251A方可发送数据。
8.5 可编程串行接口芯片8251A
INTEL 8251A 是一个通用串行输入 / 输出 接口，可以同步方式（或异步方式）与外设 进行串行通信。广泛应用于长距离通信系统 及计算机网络。 8.5.1 8251A芯片内部结构及其功能 8251A由发送器、接收器、数据缓冲存储器、 读/写控制电路及调制/解调控制电路等5部分组 成，如图所示。
2、接收器：外部通信数据从RXD端，逐位进入接收移位 寄存器中。
D0 ~ D7
数据总线 缓冲器
发送 并/串 缓冲器 转换 内 部 总 线 发送控制电 路
TXD
TXRDY TXEMPTY TXC
RESET CLK C/D RD WR CS
DSR
O O
读/写 控制逻辑 O 电路
O O
接收 串/并 缓冲器 转换
8．4
串行通信及串行接口
8.4.1 串行通信线路的工作方式 串行通信指的是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。 串行通信线路有如下3种方式： （1）单工通信：它只允许一个方向传输数据。 （2）半双工通信：它允许两个方向传输数据， 但不能同时传输，只能交替进行。 （3）全双工通信：它允许两个方向同时进行数 据传输。单工、半双工、全双工通信如下图所 示。
3.状态字：报告8251A何时才能开始发送或接收，以及接收数据 有无错误。状态位为 1 ，表示有效。在读状态期间， 8251A 将自 动禁止改变状态位。
D7 DSR D6 SYN D5 FE D4 OE D3 PE D2 TXE D1 D0 RXRDY TXRDY
5~8数据位 空闲