9第九章微机系统串行通信。格陵兰岛图勒空军基地
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31
第9章 微机系统串行通信
9.3.1 AH=00子功能
• 表7.10 AH=00的参数设置
返回本节
32
第9章 微机系统串行通信
9.3.2 AH=01/02子服务功能
• 表7.11 AH=01/02子服务功能
返回本节
33
第9章 微机系统串行通信
9.3.3 AH=03子服务功能
• 表7.12列出了AH=03子服务功能，该功能专 门用于读通信进程中的状态。在AH中返回线路状 态，在AL中返回MODEM状态。
8
第9章 微机系统串行通信
串行通信的类型
串行通讯可以分为两种类型：同步通讯、异步通讯 异步通讯 一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传 输，传输一个字符时，以起始位开始，然后传输字 符本身的各位，接着传输校验位，最后以停止位结 束该字符的传输。
一次传输的起始位、字符各位、校验位、停止位构 成一组完整的信息，称为帧（Frame）
半双工方式
只有1根数据线传送数据信号，通讯双方不能同时在两个方 向上传送。
数据
收发器
收发器
全双工方式
通讯双方能同时进行发送和接收操作
4
第9章 微机系统串行通信
传输速率 在串行通讯中，用波特率来描述数据的传输速率 波特率，即每秒钟传送的二进制位数，简写为bps
国际上规定了一个标准波特率系列： 110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、 14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、 56Kbps。
28
第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
通信线控制寄存器（3FBH/2FBH）: 用于指定异步串行通信的数据格式
29
第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
MODEM状态寄存器（3FEH/2FEH） 提供与DCE之间联络信号的状态信息
D7 D6 D5 D4 D3
D2 D1 D0
上次读取该寄存器后，D7~D4 位对应的引脚是否发生电平变化
第9章 微机系统串行通信
第9章 微机系统串行通信
一、串行通信基础 二、可编程串行异步通信接口芯片8250 三、可编程串行通信接口芯片8251
1
第9章 微机系统串行通信
一、串行通信基础
串行通信的概念 所谓串行通讯是指外设和计算机间使用一根数据信 号线一位一位地传输数据，每一位数据都占据一个 固定的时间长度。
大多数情况下，调制器和解调器合在一个装置中， 称为调制解调器——Modem
7
第9章 微机系统串行通信
信号的调制和解调 在数据通讯中，Modem起着传输信号的作用，是一种 数据通讯设备，简称DCE 接收设备和发送设备称为数据终端设备，简称DTE。 微机串行通信接口电路，如8250/8251为DTE。
11
第9章 微机系统串行通信
串行通信的类型 同步通讯
靠同步字符完成收发双方同步
多个字符成组传送，在每组信息的开始，加上同步 字符，字符组和同步字符以及需要的其他字符构成 一个信息帧
同步字符 字符1 字符2
……
数据块
字符n 校验字符
12
第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准 在串行通信中，DTE和DCE之间的连接要符合接口标准 计算机通信中使用最普遍的是RS-232C标准 PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口，使 用9针和25针连接器
01：发送保持器空；00：MODEM状态改变
26
第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
MODEM控制寄存器（3FCH/2FCH）
控制与MODEM的接口信号
00
0
D4 D3
D2 D1 D0
数据终端就绪，使DTR=0 请求发送，使RTS=0 使OUT1=0 使OUT2=0，允许发IRQ4中断请求 1：内部自环方式，用于自检 0：正常收发方式
8250通信编程
2. 查询方式通信编程 读线路状态寄存器3FDH查相应状态位（D0和D5位）
发送程序：
接收程序：
TR: MOV DX, 3FDH
RE: MOV DX, 3FDH
IN AL, DX
典型的串wk.baidu.com接口的结构
由于CPU与接口之间按并行方式传输，接口与外设之间按 串行方式传输，因此，在串行接口中，必须要有“接收移 位寄存器”（串→并）和“发送移位寄存器”（并→串）。20
第9章 微机系统串行通信
二、可编程串行异步通信接口芯片8250
8250的内部结构与引脚功能
21
第9章 微机系统串行通信
接收就绪（CTS=0） 数据就绪（DSR=0） 有振铃指示（RI=0） 接收线检测到载波信号（RLSD=0）
30
第9章 微机系统串行通信
9.3 串行端口的中断服务功能
• 9.3.1 AH=00子功能 • 9.3.2 AH=01/02子服务功能 • 9.3.3 AH=03子服务功能 • 9.3.4 AH=04/05子服务功能
13
第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准
TxD RxD SG DSR DTR RTS CTS
DCD
RI
发送数据（DTEDCE）
接收数据（DCEDTE）
信号地
DCE就绪（DCEDTE）
DTE就绪（DTEDCE）
请求发送（DTEDCE）
清除发送（DCEDTE） DCE允许DTE发送,该信
号是对RTS信号的回答。
5
第9章 微机系统串行通信
传输速率
在串行通信中，无论收发都必须有时钟脉冲信号对传送 的数据进行定位和同步控制。接收时钟/发送时钟是波特 率的倍数——波特率因子。 例：波特率=9600bps，波特率因子=16，则 接收时钟和发送时钟频率=9600×16=153600Hz 波特率因子=16 ，表明16个时钟脉冲传送1位。
主串口(COM1)地址：3F8H~3FEH 辅串口(COM2)地址：2F8H~2FEH
发送保持寄存器（3F8H/2F8H）: 保存待发送的并行数据
接收缓冲寄存器（ 3F8H/2F8H）: 保存接收到的一个字符
23
第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
通信线状态寄存器（3FDH/2FDH） 该寄存器提供数据传输的状态信息，各位含义如下： D0位：接收数据准备好×接收缓冲器满）标志位。D0=1，表示 接收器已接收到一帧完整的数据，并以转换成并行数据，存入接 收缓冲寄存器。 D1位：溢出错标志位。D1=1，表示接收缓冲器中的字符未取走。 8250又接收到新输入的数据，造成前一数据被破坏。 D2位：奇偶错标志位。D2=1，表示接收到的数据有奇偶错。 D3位：帧错（接收格式错）标志位。D3=1，表示接收的数据没 有正确的停止位。 D4位：线路间断标志位。D4=1，表示收到长时间“0”信号（即 终止信号）。
24
第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
D5位：发送保持寄存器空闲标志位。D5=1，表示数据已从发送 保持寄存器转移到发送移位寄存器，发送保持寄存器空闲，CPU 可以写入新数据。当新数据送入发送保持寄存器后，D5置0。 D6位：发送移位寄存器空闲标志位。D6=1，表示一帧数据已发 送完毕。当下一个数据由发送保持寄存器移入发送移位寄存器时， 该位被置0。 D7位：恒为0。
“串行”是指外设与接口电路之间的信息传送方 式，CPU与接口之间仍按并行方式工作。
2
第9章 微机系统串行通信
信息传输的检错和纠错
•串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错 如何发现传输中的错误，叫检错。 发现错误后，如何消除错误，叫纠错
•最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符的各位之外，再传送1 位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。
奇校验：所有传送的数位（包含字符的各个数位和校验位）中，1 的个数为奇数 偶校验：所有传送的数位（包含字符的各个数位和校验位）中，1 的个数为偶数
奇偶校验能够检测出1位误码，但是不能纠错。
3
第9章 微机系统串行通信
串行数据传输方式
数据
发送器
接收器
单工方式
只允许数据按照一个固定的方向传送
数据
收发器
收发器
1. 初始化编程
数据格式为8位数据位，1位停止位，奇校验 MOV AL, 0BH ;00001011 MOV DX, 3FBH OUT DX, AL
8250的工作方式由MODEM控制寄存器设置 设置自环工作方式 MOV AL, 13H MOV DX, 3FCh OUT DX, AL
37
第9章 微机系统串行通信
数据载波检出（DCEDTE）
当本地DCE收到对方的DCE设备送来的载波信号时，使
DCD有效，通知DTE准备接收，并且由DCE将接收到的
载波信号解调为数字信号，经RxD线送给DTE。
振铃信号（DCEDTE）
当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号时，使该信号有
效，通知DTE已被呼叫。
14
第9章 微机系统串行通信
25
第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
中断允许寄存器（3F9H/2F9H）
00
0
0
D3
D2 D1
中断识别寄存器（3FAH/2FAH）
0
00
0
0
D2 D1
D0 允许接收缓冲器满中断 允许发送保持器空中断 允许接收数据出错中断 允许MODEM状态改变中断
D0
D0 0：有中断待处理；1：无中断待处理 D2~D1 11：接收数据错；10：接收缓冲器满
串行通信的接口标准 采用Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接
16
第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准 采用专用线通讯时的信号连接
17
第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准 无Modem的标准连接
18
第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准 无Modem 的最简连接
19
第9章 微机系统串行通信
表7.12 AH=03子服务功能
返回本节
34
第9章 微机系统串行通信
9.3.4 AH=04/05子服务功能
• 表7.13 AH=04/05的扩展子服务功能
返回本节
35
第9章 微机系统串行通信
8250通信编程
1. 初始化编程 包括设置波特率、串行通信数据格式、工作方式
设波特率为9600，则除数为1843200/(9600*16)=12=000CH
MOV DX, 3FBH
MOV AL, 80H
;访问除数寄存器
OUT DX, AL
MOV DX, 3F8h
MOV AX, 000CH
OUT DX, AL
;除数的低8位写入3F8H
INC DX
MOV AL, AH
OUT DX, AL
;除数的高8位写入3F9H
36
第9章 微机系统串行通信
8250通信编程
27
第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
除数寄存器（高8位3F9H/2F9H，低8位3F8H/2F8H ） 8250使用1.8432MHz的基准时钟输入信号，通过内部分频产 生发送时钟频率和接收时钟频率。 波特率因子固定为16，所以 16*波特率=1843200/分频系数 分频系数即为除数 除数= 1843200/(16*波特率) 除数要由程序员分两次写入除数寄存器的高8位和低8位
串行通信的接口标准 RS-232-C采用负逻辑，且信号电平与TTL不兼容
串行接口芯片8250、8251 均使用TTL电平，应使用 电平转换电路与RS-232C 连接器连接。
MC1488：TTL电平 →RS232电平 （用于发送 方） MC1489：TTL电平 ←RS232电平 （用于接收 方）
15
第9章 微机系统串行通信
帧与帧之间可有任意个空闲位
9
第9章 微机系统串行通信
串行通信的类型 异步通讯
异步通讯的信息格式
起始位 数据位 校验位 停止位 空闲位
逻辑0 逻辑0或1 逻辑0或1 逻辑1 逻辑1
1位 5位、6位、7位、8位 1位或无 1位、1.5位或2位 任意数量
10
第9章 微机系统串行通信
串行通信的类型 异步通讯 例：传送8位数据45H（0100,0101B），奇校验，1 个停止位，则信号线上的波形为
二、可编程串行异步通信接口芯片8250
8250的内部结构与引脚功能
8250
INTRPT OUT2#
IR4 8259 INT CPU INTR
8250中断请求信号与CPU的连接
22
第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
8250内部有10个可寻址的寄存器，分为数据、控制、状态三组 8250有7个端口地址：
6
第9章 微机系统串行通信
信号的调制和解调
数字信号的频带宽，而普通通信线路频带较窄，如 电话线频带范围仅300~3400Hz
所以采用普通通信线路进行远程数据通信时，需要 在发送端用调制器（Modulator）把数字信号转换 为模拟信号，模拟信号经通信线路传送到接收方， 接收方再以解调器（Demodulator），把模拟信号 变为数字信号。
31
第9章 微机系统串行通信
9.3.1 AH=00子功能
• 表7.10 AH=00的参数设置
返回本节
32
第9章 微机系统串行通信
9.3.2 AH=01/02子服务功能
• 表7.11 AH=01/02子服务功能
返回本节
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第9章 微机系统串行通信
9.3.3 AH=03子服务功能
• 表7.12列出了AH=03子服务功能，该功能专 门用于读通信进程中的状态。在AH中返回线路状 态，在AL中返回MODEM状态。
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第9章 微机系统串行通信
串行通信的类型
串行通讯可以分为两种类型：同步通讯、异步通讯 异步通讯 一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传 输，传输一个字符时，以起始位开始，然后传输字 符本身的各位，接着传输校验位，最后以停止位结 束该字符的传输。
一次传输的起始位、字符各位、校验位、停止位构 成一组完整的信息，称为帧（Frame）
半双工方式
只有1根数据线传送数据信号，通讯双方不能同时在两个方 向上传送。
数据
收发器
收发器
全双工方式
通讯双方能同时进行发送和接收操作
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第9章 微机系统串行通信
传输速率 在串行通讯中，用波特率来描述数据的传输速率 波特率，即每秒钟传送的二进制位数，简写为bps
国际上规定了一个标准波特率系列： 110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、 14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、 56Kbps。
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第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
通信线控制寄存器（3FBH/2FBH）: 用于指定异步串行通信的数据格式
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第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
MODEM状态寄存器（3FEH/2FEH） 提供与DCE之间联络信号的状态信息
D7 D6 D5 D4 D3
D2 D1 D0
上次读取该寄存器后，D7~D4 位对应的引脚是否发生电平变化
第9章 微机系统串行通信
第9章 微机系统串行通信
一、串行通信基础 二、可编程串行异步通信接口芯片8250 三、可编程串行通信接口芯片8251
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第9章 微机系统串行通信
一、串行通信基础
串行通信的概念 所谓串行通讯是指外设和计算机间使用一根数据信 号线一位一位地传输数据，每一位数据都占据一个 固定的时间长度。
大多数情况下，调制器和解调器合在一个装置中， 称为调制解调器——Modem
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第9章 微机系统串行通信
信号的调制和解调 在数据通讯中，Modem起着传输信号的作用，是一种 数据通讯设备，简称DCE 接收设备和发送设备称为数据终端设备，简称DTE。 微机串行通信接口电路，如8250/8251为DTE。
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第9章 微机系统串行通信
串行通信的类型 同步通讯
靠同步字符完成收发双方同步
多个字符成组传送，在每组信息的开始，加上同步 字符，字符组和同步字符以及需要的其他字符构成 一个信息帧
同步字符 字符1 字符2
……
数据块
字符n 校验字符
12
第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准 在串行通信中，DTE和DCE之间的连接要符合接口标准 计算机通信中使用最普遍的是RS-232C标准 PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口，使 用9针和25针连接器
01：发送保持器空；00：MODEM状态改变
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第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
MODEM控制寄存器（3FCH/2FCH）
控制与MODEM的接口信号
00
0
D4 D3
D2 D1 D0
数据终端就绪，使DTR=0 请求发送，使RTS=0 使OUT1=0 使OUT2=0，允许发IRQ4中断请求 1：内部自环方式，用于自检 0：正常收发方式
8250通信编程
2. 查询方式通信编程 读线路状态寄存器3FDH查相应状态位（D0和D5位）
发送程序：
接收程序：
TR: MOV DX, 3FDH
RE: MOV DX, 3FDH
IN AL, DX
典型的串wk.baidu.com接口的结构
由于CPU与接口之间按并行方式传输，接口与外设之间按 串行方式传输，因此，在串行接口中，必须要有“接收移 位寄存器”（串→并）和“发送移位寄存器”（并→串）。20
第9章 微机系统串行通信
二、可编程串行异步通信接口芯片8250
8250的内部结构与引脚功能
21
第9章 微机系统串行通信
接收就绪（CTS=0） 数据就绪（DSR=0） 有振铃指示（RI=0） 接收线检测到载波信号（RLSD=0）
30
第9章 微机系统串行通信
9.3 串行端口的中断服务功能
• 9.3.1 AH=00子功能 • 9.3.2 AH=01/02子服务功能 • 9.3.3 AH=03子服务功能 • 9.3.4 AH=04/05子服务功能
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第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准
TxD RxD SG DSR DTR RTS CTS
DCD
RI
发送数据（DTEDCE）
接收数据（DCEDTE）
信号地
DCE就绪（DCEDTE）
DTE就绪（DTEDCE）
请求发送（DTEDCE）
清除发送（DCEDTE） DCE允许DTE发送,该信
号是对RTS信号的回答。
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第9章 微机系统串行通信
传输速率
在串行通信中，无论收发都必须有时钟脉冲信号对传送 的数据进行定位和同步控制。接收时钟/发送时钟是波特 率的倍数——波特率因子。 例：波特率=9600bps，波特率因子=16，则 接收时钟和发送时钟频率=9600×16=153600Hz 波特率因子=16 ，表明16个时钟脉冲传送1位。
主串口(COM1)地址：3F8H~3FEH 辅串口(COM2)地址：2F8H~2FEH
发送保持寄存器（3F8H/2F8H）: 保存待发送的并行数据
接收缓冲寄存器（ 3F8H/2F8H）: 保存接收到的一个字符
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第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
通信线状态寄存器（3FDH/2FDH） 该寄存器提供数据传输的状态信息，各位含义如下： D0位：接收数据准备好×接收缓冲器满）标志位。D0=1，表示 接收器已接收到一帧完整的数据，并以转换成并行数据，存入接 收缓冲寄存器。 D1位：溢出错标志位。D1=1，表示接收缓冲器中的字符未取走。 8250又接收到新输入的数据，造成前一数据被破坏。 D2位：奇偶错标志位。D2=1，表示接收到的数据有奇偶错。 D3位：帧错（接收格式错）标志位。D3=1，表示接收的数据没 有正确的停止位。 D4位：线路间断标志位。D4=1，表示收到长时间“0”信号（即 终止信号）。
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第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
D5位：发送保持寄存器空闲标志位。D5=1，表示数据已从发送 保持寄存器转移到发送移位寄存器，发送保持寄存器空闲，CPU 可以写入新数据。当新数据送入发送保持寄存器后，D5置0。 D6位：发送移位寄存器空闲标志位。D6=1，表示一帧数据已发 送完毕。当下一个数据由发送保持寄存器移入发送移位寄存器时， 该位被置0。 D7位：恒为0。
“串行”是指外设与接口电路之间的信息传送方 式，CPU与接口之间仍按并行方式工作。
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第9章 微机系统串行通信
信息传输的检错和纠错
•串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错 如何发现传输中的错误，叫检错。 发现错误后，如何消除错误，叫纠错
•最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符的各位之外，再传送1 位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。
奇校验：所有传送的数位（包含字符的各个数位和校验位）中，1 的个数为奇数 偶校验：所有传送的数位（包含字符的各个数位和校验位）中，1 的个数为偶数
奇偶校验能够检测出1位误码，但是不能纠错。
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第9章 微机系统串行通信
串行数据传输方式
数据
发送器
接收器
单工方式
只允许数据按照一个固定的方向传送
数据
收发器
收发器
1. 初始化编程
数据格式为8位数据位，1位停止位，奇校验 MOV AL, 0BH ;00001011 MOV DX, 3FBH OUT DX, AL
8250的工作方式由MODEM控制寄存器设置 设置自环工作方式 MOV AL, 13H MOV DX, 3FCh OUT DX, AL
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第9章 微机系统串行通信
数据载波检出（DCEDTE）
当本地DCE收到对方的DCE设备送来的载波信号时，使
DCD有效，通知DTE准备接收，并且由DCE将接收到的
载波信号解调为数字信号，经RxD线送给DTE。
振铃信号（DCEDTE）
当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号时，使该信号有
效，通知DTE已被呼叫。
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第9章 微机系统串行通信
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第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
中断允许寄存器（3F9H/2F9H）
00
0
0
D3
D2 D1
中断识别寄存器（3FAH/2FAH）
0
00
0
0
D2 D1
D0 允许接收缓冲器满中断 允许发送保持器空中断 允许接收数据出错中断 允许MODEM状态改变中断
D0
D0 0：有中断待处理；1：无中断待处理 D2~D1 11：接收数据错；10：接收缓冲器满
串行通信的接口标准 采用Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接
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第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准 采用专用线通讯时的信号连接
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第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准 无Modem的标准连接
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第9章 微机系统串行通信
串行通信的接口标准 无Modem 的最简连接
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第9章 微机系统串行通信
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第9章 微机系统串行通信
9.3.4 AH=04/05子服务功能
• 表7.13 AH=04/05的扩展子服务功能
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第9章 微机系统串行通信
8250通信编程
1. 初始化编程 包括设置波特率、串行通信数据格式、工作方式
设波特率为9600，则除数为1843200/(9600*16)=12=000CH
MOV DX, 3FBH
MOV AL, 80H
;访问除数寄存器
OUT DX, AL
MOV DX, 3F8h
MOV AX, 000CH
OUT DX, AL
;除数的低8位写入3F8H
INC DX
MOV AL, AH
OUT DX, AL
;除数的高8位写入3F9H
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第9章 微机系统串行通信
8250通信编程
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第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
除数寄存器（高8位3F9H/2F9H，低8位3F8H/2F8H ） 8250使用1.8432MHz的基准时钟输入信号，通过内部分频产 生发送时钟频率和接收时钟频率。 波特率因子固定为16，所以 16*波特率=1843200/分频系数 分频系数即为除数 除数= 1843200/(16*波特率) 除数要由程序员分两次写入除数寄存器的高8位和低8位
串行通信的接口标准 RS-232-C采用负逻辑，且信号电平与TTL不兼容
串行接口芯片8250、8251 均使用TTL电平，应使用 电平转换电路与RS-232C 连接器连接。
MC1488：TTL电平 →RS232电平 （用于发送 方） MC1489：TTL电平 ←RS232电平 （用于接收 方）
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第9章 微机系统串行通信
帧与帧之间可有任意个空闲位
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第9章 微机系统串行通信
串行通信的类型 异步通讯
异步通讯的信息格式
起始位 数据位 校验位 停止位 空闲位
逻辑0 逻辑0或1 逻辑0或1 逻辑1 逻辑1
1位 5位、6位、7位、8位 1位或无 1位、1.5位或2位 任意数量
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第9章 微机系统串行通信
串行通信的类型 异步通讯 例：传送8位数据45H（0100,0101B），奇校验，1 个停止位，则信号线上的波形为
二、可编程串行异步通信接口芯片8250
8250的内部结构与引脚功能
8250
INTRPT OUT2#
IR4 8259 INT CPU INTR
8250中断请求信号与CPU的连接
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第9章 微机系统串行通信
8250的内部寄存器
8250内部有10个可寻址的寄存器，分为数据、控制、状态三组 8250有7个端口地址：
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第9章 微机系统串行通信
信号的调制和解调
数字信号的频带宽，而普通通信线路频带较窄，如 电话线频带范围仅300~3400Hz
所以采用普通通信线路进行远程数据通信时，需要 在发送端用调制器（Modulator）把数字信号转换 为模拟信号，模拟信号经通信线路传送到接收方， 接收方再以解调器（Demodulator），把模拟信号 变为数字信号。