可编程串行接口芯片
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可编程串行通信接口芯片8251A
可编程串行通信接口芯片8251A可编程串行通信接口芯片8251A2010-05-25 15：058251 A是一个通用串行输入/输出接口，可用来将86系列CPU以同步或异步方式与外部设备进行串行通信。
它能将主机以并行方式输入的8位数据变换成逐位输出的串行信号；也能将串行输入数据变换成并行数据传送给处理机。
由于由接口芯片硬件完成串行通信的基本过程，从而大大减轻了CPU的负担，被广泛应用于长距离通信系统及计算机网络。
8251A是一个功能很强的全双工可编程串行通信接口，具有独立的双缓冲结构的接收和发送器，通过编程可以选择同步方式或者异步方式。
在同步方式下，既可以设定为内同步方式也可以设定为外同步方式，并可以在内同步方式时自动插入一个到两个同步字符。
传送字符的数据位可以定义为5~8位，波特率0~64K可选择。
在异步方式下，可以自动产生起始和停止位，并可以编程选择传送字符为5~8位之间的数据位以及1、1/2位之中的停止位，波特率0~19.2K可选择。
同步和异步方式都具有对奇偶错、覆盖错以及帧错误的检测能力。
一、8251A内部结构及功能图8.5.1为8251A结构框图。
作为常用的通信接口，和8255A类似，8251A 的结构也可以归纳为以下三个部分：第一部分是和CPU或者总线的接口部分，其中包括数据总线缓冲器、读/写控制逻辑。
数据总线缓冲器用来把8251A和系统数据总线相连，在CPU执行输入/输出指令期间，由数据总线缓冲器发送和接收数据，此外，控制字，命令字和状态信息也通过数据总线缓冲器传输，读/写控制逻辑电路用来配合数据总线缓冲器工作。
CPU通过数据总线缓冲器和读写控制逻辑向8251A写入工作方式和控制命令字，对芯片初始化；向8251A写入要发送字符的数据代码，送到发送缓冲器进行并行到串行的转换，并且将接收的、已转换成并行代码的接收缓冲器中的字符数据读入CPU。
第二部分是数据格式转换部分，包括发送缓冲器、并行数据到串行数据转换的发送移位器，接收缓冲器和串行数据到并行数据转换的接收移位器，以及发送控制电路和接收控制电路。
第十九讲 可编程接口芯片及应用(8250A)(2)
第八章 可编程接口芯片及应用技术
4）具有独立的接收时钟输入引脚。 ）具有独立的接收时钟输入引脚。 5）有CPU发向调制解调器的信号，还有能接收 ） 发向调制解调器的信号， 发向调制解调器的信号 并记录由调制解调器发送到计算机的状态信息。 并记录由调制解调器发送到计算机的状态信息 。 可方便地与MODEM相连。 相连。 可方便地与 相连 6）具有带优先级排序的中断系统，有多种中断 ）具有带优先级排序的中断系统， 源。 7）具有可记录所有状态信息的状态寄存器和检 ） 查起始位出错的能力。 查起始位出错的能力。
图 6 33 传 输 线 控 制 寄 存 器 LCR LCR
的 0= 1= 0= 1= 00=5 01=6 10=7 11=8 1 (D4=1,D3=1, 0 , 0=1 1= 6~8 SOUT 2 的 5 1.5
的 控 制 字 格
, D4=0,D3=1, 1) 0= 1=
（DLAB） 0= RBR TBR IER 1= 存器 DLL DLH
第八章 可编程接口芯片及应用技术
第十九讲 7.3 可编程串行输入 输出接口芯片 可编程串行输入/输出接口芯片 输出接口芯片8250A
7.3.2 Intel 8250A
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第八章 可编程接口芯片及应用技术
7.3.2 Intel 8250A
1．主要功能 ． INS 8250的主要功能有： 的主要功能有： 的主要功能有 1）8250支持异步通信规程。 ） 支持异步通信规程。 支持异步通信规程 2）8250的异步通信的数据格式可由 ） 的异步通信的数据格式可由 用户编程选择。 用户编程选择。 3）内部具有可编程时钟产生电路。 ）内部具有可编程时钟产生电路。
AL，0EH ；7位字符，1位停止位，奇校验 ， 位字符， 位停止位 位停止位， 位字符 DX，AL ；写入 ， 写入LCR控制字 控制字 DX，2FCH ， AL，03H ， DX，AL ， DX，2F9H ；设定 ， 设定IER口地址 口地址 ；禁止一切中断 ；设定MCR口地址 设定 口地址 ；置MCR控制字 控制字
串行通信和可编程串行接口芯片8251A
在8251a芯片与微处理器之间，数据线需要进行正确连接，确保数据传输的可靠 性和稳定性。
控制线的连接
控制线用于控制8251a芯片的工作方式和状态，如起始位、 停止位、波特率等。
控制线通常由微处理器通过编程设置，以实现串行通信的参 数配置和控制。
地址线的连接
地址线用于标识8251a芯片在系统中的地址，以便微处理 器能够正确寻址和访问。
02
movwf CR ; 将值写入CR寄存器
03 movlw 0x01 ; 设置IER寄存器，允许接收中断
初始化编程
movwf IER ; 将值写入IER寄存器
```ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据发送编程
01 发送步骤
02
将数据写入发送缓冲寄存器（THR）。
03
通过设置控制寄存器（CR）的发送使能位启动发送过
程。
数据发送编程
编程控制
通过编程控制8251A的工作模式、 波特率、数据位、停止位等参数， 实现灵活的串行通信功能。
感谢您的观看
THANKS
05 串行通信协议及8251a的 应用
RS-232C协议
定义
RS-232C是一种标准的串行通信协议，用于 连接计算机和其他设备。
特点
采用单端信号传输方式，具有高电平、低电 平两种逻辑状态，传输距离较近。
应用
常用于连接计算机和调制解调器、打印机等 低速设备。
RS-485协议
定义
RS-485是一种改进的串行通信协议，克服了RS-232C传输距离较 近的限制。
• 数据发送代码示例
数据发送编程
01
```
02
movlw 0x12 ; 要发送的数据是0x12
03
控制线的连接
控制线用于控制8251a芯片的工作方式和状态，如起始位、 停止位、波特率等。
控制线通常由微处理器通过编程设置，以实现串行通信的参 数配置和控制。
地址线的连接
地址线用于标识8251a芯片在系统中的地址，以便微处理 器能够正确寻址和访问。
02
movwf CR ; 将值写入CR寄存器
03 movlw 0x01 ; 设置IER寄存器，允许接收中断
初始化编程
movwf IER ; 将值写入IER寄存器
```ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据发送编程
01 发送步骤
02
将数据写入发送缓冲寄存器（THR）。
03
通过设置控制寄存器（CR）的发送使能位启动发送过
程。
数据发送编程
编程控制
通过编程控制8251A的工作模式、 波特率、数据位、停止位等参数， 实现灵活的串行通信功能。
感谢您的观看
THANKS
05 串行通信协议及8251a的 应用
RS-232C协议
定义
RS-232C是一种标准的串行通信协议，用于 连接计算机和其他设备。
特点
采用单端信号传输方式，具有高电平、低电 平两种逻辑状态，传输距离较近。
应用
常用于连接计算机和调制解调器、打印机等 低速设备。
RS-485协议
定义
RS-485是一种改进的串行通信协议，克服了RS-232C传输距离较 近的限制。
• 数据发送代码示例
数据发送编程
01
```
02
movlw 0x12 ; 要发送的数据是0x12
03
常用接口芯片及应用(3)
方法1：微机利用232C接口连接调制解调 器，用于实现通过电话线路的远距离通信
方法2：微机利用232C接口直接连接进行 短距离通信。不使用调制解调器。
3. RS-232C的电气特性
232C接口采用EIA电平
高电平为＋3V～＋15V 低电平为－3V～－15V 实际常用±12V或±15V
△CTS 位 1=CTS 引脚电平发生变化 △DSR 位 1=DSR 引脚电平发生变化 △ RI 位 1=RI 引脚电平发生变化
△RLSD 位 1=RLSD 引脚电平发生变化
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读取该状态字后，相应输入信号 已发生改变，从高变低或反之
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) 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 接收时钟引脚RCLK：接收外部提供的接收时钟
站B
半双工
站A
站B
单工
站A
站B
4. 调制解调器
调制（Modulating）
把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号
解调（Demodulating）
将电话线路的模拟信号转换为数字信号
调制解调器MODEM
具有调制和解调功能的器件合制在一个装置
二. 串行通信总线(串行接口标准)RS-232C
字符长 00=5 位 01=6 位 10=7 位 11=8 位
方法2：微机利用232C接口直接连接进行 短距离通信。不使用调制解调器。
3. RS-232C的电气特性
232C接口采用EIA电平
高电平为＋3V～＋15V 低电平为－3V～－15V 实际常用±12V或±15V
△CTS 位 1=CTS 引脚电平发生变化 △DSR 位 1=DSR 引脚电平发生变化 △ RI 位 1=RI 引脚电平发生变化
△RLSD 位 1=RLSD 引脚电平发生变化
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读取该状态字后，相应输入信号 已发生改变，从高变低或反之
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) 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 接收时钟引脚RCLK：接收外部提供的接收时钟
站B
半双工
站A
站B
单工
站A
站B
4. 调制解调器
调制（Modulating）
把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号
解调（Demodulating）
将电话线路的模拟信号转换为数字信号
调制解调器MODEM
具有调制和解调功能的器件合制在一个装置
二. 串行通信总线(串行接口标准)RS-232C
字符长 00=5 位 01=6 位 10=7 位 11=8 位
HD7279
序
BIT_COUNT DATA 07FH TIMER DATA 07EH TIMER1 DATA 07DH TEN DATA 07CH DATA_IN DATA 020H DATA_OUT DATA 021H
CS CLK DATA KEY
(2)．接收一字节子程序：（接收字符存于A中） STJS: MOV R7,#08H LP1: SETB P1.1 SETB P1.2 MOV R6,#02H LP2: DJNZ R6,LP2 MOV C, P1.2 RLC A CLR P1.1 MOV R6,#01H LP3: DJNZ R6,LP3 DJNZ R7,LP1 RET
D7 1 D6 0 D5 1 D4 0 D3 0 D2 0 D1 0 D0 0
与左移指令类似，但所做移动为自左向右（从第8位 向第1位）移动，移动后，最左边一位为空。 B．带有数据的指令 (1). 下载数据且按方式0译码
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
(2). 左移指令A1H
D7 1 D6 0 D5 1 D4 0 D3 0 D2 0 D1 0 D0 1
例如，原显示为:
4 2 5 2 L P 3 9
其中第2位‘3’和第4位‘L’为闪烁显示，
执行了左移指令后，显示变为:
2 5 2 L P 3 9
第2位‘9’和第4位‘P’为闪烁显示。
(3)．右移指令A0H
4．串行接口的时序图。 A、HD7279A的指令结构类型： (1)、不带数据的纯指令，指令的宽度为8个BIT。即微处 理器需发送8个CLK脉冲。 (2)、带有数据的指令，宽度为16个BIT，即微处理器需 发送16个CLK脉冲。 (3)、读取键盘数据指令，宽度为16个BIT，前8个为微处 理器发送到HD7279A的指令，后8个BIT为HD7279A返 回的键盘代码。执行此指令时，HD7279A的DATA端在 第9个CLK脉冲的上升沿变为输出状态，并与第16个 脉冲的下降沿恢复为输入状态，等待接收下一个指 令。 B、串行接口的时序图：
BIT_COUNT DATA 07FH TIMER DATA 07EH TIMER1 DATA 07DH TEN DATA 07CH DATA_IN DATA 020H DATA_OUT DATA 021H
CS CLK DATA KEY
(2)．接收一字节子程序：（接收字符存于A中） STJS: MOV R7,#08H LP1: SETB P1.1 SETB P1.2 MOV R6,#02H LP2: DJNZ R6,LP2 MOV C, P1.2 RLC A CLR P1.1 MOV R6,#01H LP3: DJNZ R6,LP3 DJNZ R7,LP1 RET
D7 1 D6 0 D5 1 D4 0 D3 0 D2 0 D1 0 D0 0
与左移指令类似，但所做移动为自左向右（从第8位 向第1位）移动，移动后，最左边一位为空。 B．带有数据的指令 (1). 下载数据且按方式0译码
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
(2). 左移指令A1H
D7 1 D6 0 D5 1 D4 0 D3 0 D2 0 D1 0 D0 1
例如，原显示为:
4 2 5 2 L P 3 9
其中第2位‘3’和第4位‘L’为闪烁显示，
执行了左移指令后，显示变为:
2 5 2 L P 3 9
第2位‘9’和第4位‘P’为闪烁显示。
(3)．右移指令A0H
4．串行接口的时序图。 A、HD7279A的指令结构类型： (1)、不带数据的纯指令，指令的宽度为8个BIT。即微处 理器需发送8个CLK脉冲。 (2)、带有数据的指令，宽度为16个BIT，即微处理器需 发送16个CLK脉冲。 (3)、读取键盘数据指令，宽度为16个BIT，前8个为微处 理器发送到HD7279A的指令，后8个BIT为HD7279A返 回的键盘代码。执行此指令时，HD7279A的DATA端在 第9个CLK脉冲的上升沿变为输出状态，并与第16个 脉冲的下降沿恢复为输入状态，等待接收下一个指 令。 B、串行接口的时序图：
第7章 常用接口芯片
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结束
2. 8255的引脚功能 的引脚功能
8255芯片有 根 芯片有40根 芯片有 引脚， 引脚，各引脚信号 如图所示. 如图所示
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结束
7.1.3 8255 的工作方式
方式0： 方式 ：基本输入输出方式
适用于无条件传送和查询方式的接口电路
方式1： 方式 ：选通输入输出方式
2. 并行接口
无论是并行通信还是串行通信，就其I/O接口与CPU之间的通信而言，均 是以并行通信方式传送数据的。 并行通信由并行接口完成，它以字节（或字）为单位与I/O设备或被控对 象进行数据交换，以同步方式传输。如打印机接口，A/D、D/A转换器接 口，IEEE488接口，开关量接口，控制设备接口等。 从并行接口的电路结构来看，并行口有硬连线接口和可编程接口之分。 一个并行接口中包括状态信息、控制信息和数据信息，这些信息并行接 口中分别存放在状态寄存器、控制寄存器和数据缓冲寄存器中。
－18－ －
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结束
方式1输入联络信号 方式 输入联络信号
STB*——选通信号，低电平有效 选通信号， 选通信号
由外设提供的输入信号，当其有效时， 由外设提供的输入信号，当其有效时，将输入设备送来 的数据锁存至8255A的输入锁存器 的数据锁存至 的输入锁存器
IBF——输入缓冲器满信号，高电平有效 输入缓冲器满信号， 输入缓冲器满信号
－11－ －
目录 上页 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 I/O地址 地址 60H 61H 62H 63H 读操作RD* 读操作 读端口A 读端口 读端口B 读端口 读端口C 读端口 非法 写操作WR* 写操作 写端口A 写端口 写端口B 写端口 写端口C 写端口 写控制字
8251应用
接收时钟/发送时钟是波特率的倍数，称为波特率因子。
F（时钟频率）＝波特率因子ⅹ波特率
• 波特率因子：时钟频率与数据传输率（波特率） 之间的比例系数. 例如波特率因子为16，则16个时钟脉冲移位1次。 P93
无信号时，RxD端为高电平，一旦检测到RxD端为低电平， 则启动接收控制中的内部计数器，计数到半个数位传输时 间8个RxC，再次检测RxD引脚，若仍为低电平，则确认起 始位到来，之后，每隔16个RxC，进行一次采样。
•接收时钟RxC： 是接收器的工作时钟，它控制8251A接收字符的速度，在上 升沿采集串行输入线。在同步方式下， RxC的频率即为接 收数据的波特率；在异步方式下，该频率可为波特率的1倍、 16倍或者64倍。
•同步检测/断点检测SYNDET/BRKDET：
内同步和外同步的检测不能同时进行
内同步SYNDET作为输出，CPU执行一次读，该信号被 自动复位。
功能 从8251A读接收到的数据 从8251A读状态字 写发送数据到8251A 写命令字到8251A
（3）接收缓冲器和接收控制电路：
包括接收移位寄存器、串/并转换电路、接收数据 缓冲器和同步字符寄存器
CPU
接收数据缓冲器
接收移位寄存器 接收控制
同步字符寄 同步字符寄
存器
存器
RxD
0/1 0/1
0/1 0/1
同步字符（SYN1) 同步字符（SYN2)
数据（DATA)
字符1,字符2 …… 字符n 校验字符
数据块
6.1.4 串行通信的传送速率和收发时钟
收发时钟
6.1.4 串行通信的传送速率和收发时钟
串行接口完成的主要功能
1)完成串行数据的格式化 2) 实现串到并和并到串的转换 3) 进行可靠性检验 4) 实施接口与DCE之间的联络控制
可编程串行通信接口芯片8251A
• 1）在异步发送方式时，发送器为每个字符加上一个起始位，并按照规定加上奇偶 校验位以及1个、1.5个或者2个停止位。然后在发送时钟TXC的作用下，由TXD脚逐 位地串行发送出去。
• 2）在同步发送方式中，发送缓冲器在准备发送的数据前面先插入由初始化程序设 定的一个或两个同步字符，在数据中插入奇偶校验位。然后在发送时钟TXC的作用 下，将数据逐位地由TXD引脚发送出去。
能根据编程为每个字符设置1个、1.5个或2个停止位。 • （4）所有的输入输出电路都与TTL电平兼容。 • （5）全双工双缓冲的接收/发送器。
2
1.1 8251A内部逻辑与工作原理
• 8251A的结构框图如图1.1所示，可分五个主要部分：写控制逻辑电路和调制解调控制电路。
6
（3）接收缓冲器
• 1）在异步接收方式，当“允许接收”和“准备好接收数据”有效时，接收缓冲器 监视RXD线。在无字符传送时，RXD线上为高电平，当RXD线上出现低电平时，即 认为它是起始位，就启动接收控制电路中的一个内部计数器，计数脉冲就是8251A 的接收时钟脉冲RXC，当计数器计到一个数据位宽度的一半（若时钟脉冲频率为波 特率的16倍，则计数到第8个脉冲）时，又重新采样RXD线，若其仍为低电平，则 确认它为起始位，而不是噪声信号。
17
• 1．方式选择控制字：根据题意，方式选择控制字为00111000B（即38H），写入控 制端口，端口地址为91H。
• 2．命令控制字：设置为10010111B（即97H），使8251A进入同步字符检测，出错 标志复位，允许发送和接收，置引脚有效，写入控制端口，端口地址为91H。
• 3．同步字符：2个同步字符，均为3AH。 • 4．初始化程序：
9
1.3 8251A的控制字
• 2）在同步发送方式中，发送缓冲器在准备发送的数据前面先插入由初始化程序设 定的一个或两个同步字符，在数据中插入奇偶校验位。然后在发送时钟TXC的作用 下，将数据逐位地由TXD引脚发送出去。
能根据编程为每个字符设置1个、1.5个或2个停止位。 • （4）所有的输入输出电路都与TTL电平兼容。 • （5）全双工双缓冲的接收/发送器。
2
1.1 8251A内部逻辑与工作原理
• 8251A的结构框图如图1.1所示，可分五个主要部分：写控制逻辑电路和调制解调控制电路。
6
（3）接收缓冲器
• 1）在异步接收方式，当“允许接收”和“准备好接收数据”有效时，接收缓冲器 监视RXD线。在无字符传送时，RXD线上为高电平，当RXD线上出现低电平时，即 认为它是起始位，就启动接收控制电路中的一个内部计数器，计数脉冲就是8251A 的接收时钟脉冲RXC，当计数器计到一个数据位宽度的一半（若时钟脉冲频率为波 特率的16倍，则计数到第8个脉冲）时，又重新采样RXD线，若其仍为低电平，则 确认它为起始位，而不是噪声信号。
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• 1．方式选择控制字：根据题意，方式选择控制字为00111000B（即38H），写入控 制端口，端口地址为91H。
• 2．命令控制字：设置为10010111B（即97H），使8251A进入同步字符检测，出错 标志复位，允许发送和接收，置引脚有效，写入控制端口，端口地址为91H。
• 3．同步字符：2个同步字符，均为3AH。 • 4．初始化程序：
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1.3 8251A的控制字
串行接口芯片
串行接口芯片
串行接口芯片是一种应用广泛的芯片，其主要功能是实现串行通信接口。
串行通信指的是数据在通信线上逐位传输的通信方式，与之相对的是并行通信，即数据同时在多根线上传输。
串行接口芯片常见的应用场景包括串行通信、网络通信、音视频传输等。
通过串行接口芯片，可以实现设备之间的数据交换和通信，为各种设备提供数据传输的基础支持。
串行接口芯片具有多种特点和优势。
首先，串行通信可以利用较少的通信线路，提高资源利用率。
相比之下，并行通信所需的通信线路较多，造成资源浪费。
其次，串行通信具有较好的传输稳定性和抗干扰能力，对于长距离传输和复杂环境下的数据传输更为适用。
再次，串行接口芯片多数采用数字信号处理，可以提供更高的数据传输速率和更稳定的通信质量。
串行接口芯片的工作原理是将输入的并行数据通过串行转换器转换为串行数据，在通信线上逐位传输，然后通过接收器将串行数据转换为并行数据输出。
串行转换器和接收器是串行接口芯片的核心部件，通过可编程的控制器进行控制和调节。
串行接口芯片的发展和应用推动了信息技术的快速发展。
随着互联网的普及和信息交流的增加，对于高速、稳定和高质量的数据传输要求越来越高。
串行接口芯片作为数据传输的重要组成部分，不断创新和提升，以适应不断变化的市场需求。
总之，串行接口芯片是一种应用广泛的技术，可以实现设备之
间的数据传输和通信。
它具有多种特点和优势，可以提供高速、稳定和高质量的数据传输。
随着信息技术的发展，串行接口芯片的应用领域将会更加广泛，带来更多的创新和便利。
第十章 串行通信
A机 2 TXD 3 RXD 7 2 3 7
B机 TXD RXD
4 5 6 20
4 5 6 20
2.远距离连接（>15m） 1）需用MODEM和专用电话线 2）需用2～9条信号线（在接口与MODEM之间）
计 算 机 口 TXD 2 RD X RTS ┇ CTS DSR SG DCD 调 制 解 调 器 调 制 解 调 器 TXD RXD RTS CTS DSR SG DCD 2 终 ┇ 端
三、RS-485接口标准 三、RS-485接口标准
1.特点： 1.特点： （1）兼容RS-422A，扩展RS-422A的功能； ）兼容RS-422A，扩展RS-422A的功能； （2）允许在电路中有多个发送器和允许一个发送器 驱动多个接收器，多达32个收/ 驱动多个接收器，多达32个收/发器； （3）搞干扰能力强，传送距离远，传输速率高。 数传率：100Kbps 数传率：100Kbps <1.2Km 不用MODEM 不用MODEM 9.6Kbps <15Km 10Mbps <15m
2、串行同步通讯：以数据块为信息单位传送。数据块内是同步的。
SYN SYN SOH 标题 STX
数据块 ETB/ETX 块校验
串行异步通信协议
1.格式 ①每个字符总是以起始位开始（“0”），以停止位（“1”）结 束。 ②字符之间没有时间间隔要求 ③字符后一位校验位（可没有）
1 0 1 0 0 起始位 0 低 数据位
3.全双工(Full Duplex） 数据的发送和接收分别由两根可以在两个不同的站点同 时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻 进行发送和接收操作，选择的传送方式称为全双工制。
A站 发送器 接收器
B站 发送器 接收器
串行通信和可编程接口芯片8251A
ABCD
发送数据
通过将数据写入到8251A的数据寄存器中，然 后启动发送过程。
错误检测与处理
在数据传输过程中，应进行错误检测，如奇偶校 验、帧错误等，并采取相应的处理措施。
使用8251A芯片进行数据传输的示例
设置参数
首先，配置8251A的寄存器以设置数据传输 参数，如数据格式、波特率等。
发送数据
将要发送的数据写入到8251A的数据寄存器 中，然后启动发送过程。
03 8251A芯片与串行通信的 结合
8251A芯片在串行通信中的作用
数据传输
8251A芯片作为串行通信接口， 能够实现数据在串行通道上的传 输，包括发送和接收。
协议转换
8251A芯片可以将并行数据转换 为串行数据，或者将串行数据转 换为并行数据，实现不同协议之 间的转换。
信号调制与解调
8251A芯片可以对信号进行调制 和解调，以适应不同的传输介质 和距离要求。
工业控制
02
03
智能仪表
在工业控制系统中，传感器和执 行器之间的通信通常使用串行通 信。
பைடு நூலகம்
智能仪表之间的通信通常使用串 行通信，例如通过RS-485总线进 行数据传输。
02 8251A芯片介绍
8251A芯片的特点
高度集成
01
8251A是一款高度集成的串行通信芯片，内部包含波特率生成
器、数据接收器和发送器等模块。
异常处理
在协议转换过程中，应处理可能出现的异常情况，如协议不匹配、 数据格式错误等。
05 8251A芯片的常见问题与 解决方案
8251A芯片无法正常工作的问题及解决方案
总结词
无法正常工作
详细描述
8251A芯片无法正常工作可能是由于电源问题、接口连接不良、芯 片损坏等原因。
串行接口芯片16550
2，线路状态寄存器（LSR：Line Status Register）：只读存储器， 用来向CPU提供数据接收和发送时的状态。这些状态可以被CPU查 询，也可以触发中断请求。 LSR格式
D7 ER 错误 标志 D6 D5 D4 BI 中止识别 指示 D3 FE 接收格式 错 D2 PE 接收奇 偶错 D1 OE 过载出 错 D0 DR 接收数据 准备
串行接口的基本结构如下（续）：
⑷ 输入缓冲寄存器：它从输入移位寄存器中接收并行数 据，然后由CPU取走。
⑸ 控制寄存器：它接收CPU送来的控制字，由控制字的 内容，决定通信时的传输方式以及数据格式等。例如采用 异步方式还是同步方式，数据字符的位数，有无奇偶校验， 是奇校验还是偶校验，停止位的位数等参数。 ⑹ 状态寄存器：状态寄存器中存放着接口的各种状态信 息，例如输出缓冲区是否空，输入字符是否准备好等。在 通信过程中，当符合某种状态时，接口中的状态检测逻辑 将状态寄存器的相应位置“1”，以便让CPU查询。
TEMT THRE 发送器 发送保 空 持寄存 器
0---
0---发
0---等 0--- 无中
止状态
0---正常
1---出错
0---正
常
0---正常 0---数据未
准备好
无错 送器不 待发送 误 空 器 1--FIFO 1---发 1---发 至少 送器空 送器就 绪 有一 个错 误
1---出错 1---出
DLAB 0 0 1 1 X X X X X X A2 A1 A0 被访问的寄存器 000 接收数据寄存器RBR（读）; 发送保持寄存器THR（写） 001 中断允许寄存器IER 000 波特率除数寄存器（低字节） 001 波特率除数寄存器（高字节） 010 011 100 101 110 111 中断识别寄存器IIR（只读）; FIFO控制器FCR（只写） 线路控制寄存器LCR MODEM控制寄存器MCR 线路状态寄存器LSR MODEM状态寄存器MSR 暂存
8251芯片
接收端初始化程序和接收控制程序
2、发送器DB 数据发送来自冲器工作过程 CPU执行输出指令， 并行数据→发送缓冲器。
发送缓冲器→发送移位寄 存器，向CPU提出中断
异 或 门 0
内部 CLK ÷
申请（TxRDY=1）。
波 特 率
TXD SOUT
内部产生起始、奇偶 检验、停止位，按约定 的波特率从TxD输出。 当数据全部输出结束， 在TXD发出连续低电平 (TxE=1)。
２．两台微型计算机通过8251A相 互通信的举例
分析：初始化程序由两部分组成： ⑴是将一方定义为发送器。发送 端CPU每查询到TXRDY有效，则 向8251A并行输出一个字节数据； ⑵是将对方定义为接收器。接收 端CPU每查询到RXRDY有效，则 从8251A输入一个字节数据，一直 进行到全部数据传送完毕为止。
M O D E M 波特率 发生器
电 话 线 接 口
RTS（Request to Send）数据终端向 MODEM发出请求表 示数据已准备好需 要发送
8251A
RxC TxC 数据终端设备DTE
电 CTS（Clear to Send） 话 MODEM回应终端, 线 若TxEN有效8251可
以发送数据，发送 结束CTS=“1”。
输出第一个同步字符 双同步 输出第二个同步字符
N
输出命令字 复位 传送数据
Y
N
输入状态字
N
传送完
Y
1. 8251复位 电源上电，8251自动进入复位状态，为了确保在送方式字 和命令字之前8251正确复位，可向8251的控制口连续写 入3个“0”，然后再写入一个复位控制字（40H），用软 件使8251可靠复位。 注：对8251的控制口进行一次写入操作，需有写恢复时间。 （写恢复时间一般为16个时钟周期） DELAY1： MOV CX，02H
串行接口芯片8251A课件
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06
8251A芯片应用案例
应用场景一：串行通讯系统
总结词
8251A芯片在串行通讯系统中发挥着关键作用，能够实现数据的高速传输和可靠通讯。
详细描述
在串行通讯系统中，8251A芯片作为主控制器与多个从设备进行数据交换。通过设置不同的波特率和数据位，可 以灵活地适应不同的通讯协议和传输速率。同时，8251A芯片还支持奇偶校验和流控制功能，提高了数据传输的 可靠性和稳定性。
串行接口芯片8251a课件
contents
目录
• 8251A芯片概述 • 8251A芯片工作原理 • 8251A芯片编程与控制 • 8251A芯片接口技术 • 8251A芯片调试与测试 • 8251A芯片应用案例
01
8251A芯片概述
芯片简介
8251A是Intel公司生产的一款可编程的串行接口芯片，用于实现计算机与外部设备 之间的串行通讯。
编程实例与演示
01
02
03
04
设置波特率
演示如何设置8251A的波特 率，以便控制数据传输速率。
数据发送与接收
演示如何通过8251A发送和 接收数据。
中断处理
演示如何处理8251A产生中 断的情况。
多机通讯
演示如何使用8251A实现多 机通讯。
04
8251A芯片接口技术
接口类型与规范
接口类型
8251A芯片支持同步和异步串行通讯 接口，包括RS-232、RS-422和RS485等类型。
在工业自动化领域，8251A芯片可以 用于实现计算机与机器人、传感器等 设备之间的通讯和控制。
数据采集与控制系统
在数据采集与控制系统中，8251A芯 片可以用于实现计算机与各种外表和 控制设备之间的通讯。
串行接口芯片8251
息帧），信息是一帧一帧发送的为同步 方式，用于大数据和远距离传送。
按字符一一传送为异步方式。
3、差异： 1） 同步方式须双方用一个时钟进行协调。 2） 异步方式虽也须约定一个时钟作为每一位
的长度，但无须将时钟发送出去。 3） 同步方式比异步方式效率高
第三章 串行接口芯片8251
可编程串行通讯接口8251A ：
第三章 串行接口芯片8251
基本的串行通讯有两种类型： 1)同步通讯 2)异步通讯。
同步字符 信息帧 同步通讯格式
校验字符
起始位 数
5 ~8个 字符
据 校验位 停止位(1,1.5,2位) 异步通讯格式
第三章 串行接口芯片8251
2、传送速率：
串行通讯中规定，每秒传送的位 数为波特率如：110，300，600，1200， 1800，2400，4800，9600，19200标准 波特率。
第三章 串行接口芯片8251
3、硬件支持：
为实现串行通讯还必须有硬件 支持，即串行口接口的标准化。 最常用的是 RS-232-C标准。
第三章 串行接口芯片8251
1）信号电平标准：
TTL
RS-232
1489
接口 TTL 1488 RS-232
TTL 1488
TTL 1489
TTL与RS-232电平变换
接口
2）控制信号定义：
25芯插头插座。
第三章 串行接口芯片8251
通讯方式：
1、 全双I方式，半双I方式： 通讯通道中，对数据发与收两个传
输方向采用不同的通路，该通讯方式为 全双工方式。
若收与发两个传输方向使用单一通 道，为半双工方式。
第三章 串行接口芯片8251
2、 同步方式、异步方式： 将许多数据组成一个信息组（信
按字符一一传送为异步方式。
3、差异： 1） 同步方式须双方用一个时钟进行协调。 2） 异步方式虽也须约定一个时钟作为每一位
的长度，但无须将时钟发送出去。 3） 同步方式比异步方式效率高
第三章 串行接口芯片8251
可编程串行通讯接口8251A ：
第三章 串行接口芯片8251
基本的串行通讯有两种类型： 1)同步通讯 2)异步通讯。
同步字符 信息帧 同步通讯格式
校验字符
起始位 数
5 ~8个 字符
据 校验位 停止位(1,1.5,2位) 异步通讯格式
第三章 串行接口芯片8251
2、传送速率：
串行通讯中规定，每秒传送的位 数为波特率如：110，300，600，1200， 1800，2400，4800，9600，19200标准 波特率。
第三章 串行接口芯片8251
3、硬件支持：
为实现串行通讯还必须有硬件 支持，即串行口接口的标准化。 最常用的是 RS-232-C标准。
第三章 串行接口芯片8251
1）信号电平标准：
TTL
RS-232
1489
接口 TTL 1488 RS-232
TTL 1488
TTL 1489
TTL与RS-232电平变换
接口
2）控制信号定义：
25芯插头插座。
第三章 串行接口芯片8251
通讯方式：
1、 全双I方式，半双I方式： 通讯通道中，对数据发与收两个传
输方向采用不同的通路，该通讯方式为 全双工方式。
若收与发两个传输方向使用单一通 道，为半双工方式。
第三章 串行接口芯片8251
2、 同步方式、异步方式： 将许多数据组成一个信息组（信
串行接口芯片8251A.
内部产生起始、奇偶 检验、停止位，按约定 的波特率从TxD输出。 当数据全部输出结束， 在TXD发出连续低电平 (TxE=1)。
停止位 1
奇偶位
发送移位寄存器
起始位
2. 8251A的引脚功能
8251A的引脚排列如下图所示
D2 D3 R XD GN D D4 D5 D6 D7 TXC WR CS C/D RD RXRDY
4. 发送/接收时钟
在异步串行通信中，发送端需要用一定频率的时钟 来决定发送每 l 位数据所占的时间长度（称为位宽 度），接收端也要用一定频率的时钟来测定每一位 输入数据的位宽度。 在进行串行通信时，根据传送的波特率来确定发送 时钟和接收时钟的频率。在异步传送中每发送一位 数据的时间长度由发送时钟决定，每接收一位数据 的时间长度由接收时钟决定，它们和波特率之间有 如下关系：时钟频率=n×波特率
(4)读/写控制逻辑信号
CS：片选信号，低电平有效。由CPU的IO/及地址信号经译码后供给。
C/D：控制/数据端。为高电平时CPU从数据总线读入的是状态信息；为低 电平时CPU读入的是数据。同样，C/D端为高电平时CPU写入的是命令； C/D为低电平时CPU输出数据。C/D与CPU的一条地址线相连。
（2）接收器 作用：接收器接收在RxD上的串行数据并按规定的 格式转换为并行数据，存放在接收数据缓冲器中。
工作过程：（异步方式）当8251允许接收并准备好接收数据时，监测RxD 端，当检测到起始位（低电平）后，使用16倍率的内部CLK，连续检测8 个0确认。然后按波特率移位、检测RXD，直至停止位。内部删除起始、 停止位 1 奇偶位 奇偶、停止位接收缓冲寄存器后，使 RxRDY 为高，向CPU提出中断申请。
西南交通大学微机原理与微机接口教案2016版
方式0的应用： 常使A端口和B端口作为8位数据的输入或输出口，使C口 的某些位作状态输入
第9章 可编程接口芯片
方式1： 三个数据端口分为A、B两组，分别称为A组控制和B组控制。 端口A、端口B作数据输入或输出口，端口C作为联络控制信 号，被分成两部分，一部分作为端口A和端口B的联络信号， 另一部分仍可作为基本的输入输出口。 A口、B口在作为输入和输出时的选通控制信号不同。
方式1主要用于中断控制方式下的输入输出 C口的8位除用作选通信号外，其余位可工作于方式0下， 作为输入或输出口
第9章 可编程接口芯片
1）方式1输入
方式1输入时序
第9章 可编程接口芯片
2）方式1输出
方式1输出时序
第9章 可编程接口芯片
方式2： 双向输入输出方式——可以既作为输入口，又作为输出口 只有A端口可工作在方式2下
方式2的应用： 用于可采用查询方式或中断控制方式 当A口工作于方式2时，B口可工作于方式1（此时C口 的所有位都用作选通控制信号的输入输出），也可工 作于方式0（此时C口的剩余位也可工作于方式0）
第9章 可编程接口芯片
当端A口方式2和端口B 方式1时，端口C各位 的功能如图所示，PC7 ～PC3作为端口A的联 络信号，PC2～PC0作为 端口B的联络信号。
并 口 C： 8根 引 脚 （ PC7~PC0）
第9章 可编程接口芯片
数据线：8根（D7~D0） 片内寄存器选择线：2根（A1，A0） 读/写信号线：2根（RD和WR） 片选信号线：1根（CS） 复位信号线：1根（RESET） 电编程接口芯片
3.8255内部端口的寻址
当端口A工作于方式2 ，端口B工作于方式0 时，PC7～PC3作为端口 A的联络信号，PC2～ PC0可工作于方式0。
第9章 可编程接口芯片
方式1： 三个数据端口分为A、B两组，分别称为A组控制和B组控制。 端口A、端口B作数据输入或输出口，端口C作为联络控制信 号，被分成两部分，一部分作为端口A和端口B的联络信号， 另一部分仍可作为基本的输入输出口。 A口、B口在作为输入和输出时的选通控制信号不同。
方式1主要用于中断控制方式下的输入输出 C口的8位除用作选通信号外，其余位可工作于方式0下， 作为输入或输出口
第9章 可编程接口芯片
1）方式1输入
方式1输入时序
第9章 可编程接口芯片
2）方式1输出
方式1输出时序
第9章 可编程接口芯片
方式2： 双向输入输出方式——可以既作为输入口，又作为输出口 只有A端口可工作在方式2下
方式2的应用： 用于可采用查询方式或中断控制方式 当A口工作于方式2时，B口可工作于方式1（此时C口 的所有位都用作选通控制信号的输入输出），也可工 作于方式0（此时C口的剩余位也可工作于方式0）
第9章 可编程接口芯片
当端A口方式2和端口B 方式1时，端口C各位 的功能如图所示，PC7 ～PC3作为端口A的联 络信号，PC2～PC0作为 端口B的联络信号。
并 口 C： 8根 引 脚 （ PC7~PC0）
第9章 可编程接口芯片
数据线：8根（D7~D0） 片内寄存器选择线：2根（A1，A0） 读/写信号线：2根（RD和WR） 片选信号线：1根（CS） 复位信号线：1根（RESET） 电编程接口芯片
3.8255内部端口的寻址
当端口A工作于方式2 ，端口B工作于方式0 时，PC7～PC3作为端口 A的联络信号，PC2～ PC0可工作于方式0。
8251A可编程串行接口芯片
• CTS # ：允许传送，是输入信号，低电平有效。 允许传送，是输入信号，低电平有效。 通常是MODEM对8251A的信号的响应，当 的信号的响应， 通常是 对 的信号的响应 CTS#有效且工作命令字中的 有效且 位为1时 有效 工作命令字中的TxE位为 时 位为 8251A方可发送数据。 方可发送数据。 方可发送数据 • 如果在发送器工作过程中，TxE位变为 或 如果在发送器工作过程中， 位变为0或 位变为 CTS #变为无效，则发送器关闭之前要将已经 变为无效， 变为无效 写入的所有数据发送出去后才关闭。 写入的所有数据发送出去后才关闭。如果在最 后一个字符出现在串行数据流之前出现这种状 则最后一个字符将在CTS #变为有效和 况，则最后一个字符将在 变为有效和 TxE变为 时再发送一次。 变为1时再发送一次 变为 时再发送一次。
• CLK：工作时钟，由外部时钟源提供。为芯片 ：工作时钟， 外部时钟源提供。 提供 内部电路提供定时， 内部电路提供定时，并非发送或接收数据的时 在同步方式下， 的频率要大于接收器 钟。在同步方式下，CLK的频率要大于接收器 或发送器输入时钟(RxC或TxC)频率的 倍。 频率的30倍 或发送器输入时钟 或 频率的 在异步方式下， 在异步方式下，CLK的频率要大于接收器或发 的频率要大于接收器或发 送器输入时钟频率的4.5倍 另外， 送器输入时钟频率的 倍。另外，CLK的周 的周 期要在0.4µs到1.35µs范围内。 范围内。 期要在 到 范围内
• TxRDY(Transmitter Ready)：发送器准备好，输出， ：发送器准备好，输出， 高电平有效。当它有效时， 高电平有效。当它有效时，表示发送器已准备好接收 CPU送来的数据字符，通知 送来的数据字符， 可以向8251A发送数 送来的数据字符 通知CPU可以向 可以向 发送数 据。CPU向8251A写入了一个字符以后，TxRDY自 向 写入了一个字符以后， 自 写入了一个字符以后 动复位。在用查询方式时，此信号作为一个状态位， 动复位。在用查询方式时，此信号作为一个状态位， CPU可从状态寄存器的 位检测这个信号；在用中 可从状态寄存器的D0位检测这个信号 可从状态寄存器的 位检测这个信号； 断方式时，此信号作为中断请求信号。 断方式时，此信号作为中断请求信号。 • TxEMPTY(Transmitter Empty)：发送器空，输出， ：发送器空，输出， 高电平有效。当它有效时， 高电平有效。当它有效时，指示发送器中的数据已发 送出去，已经没有要发送的字符了。当8251A从CPU 送出去，已经没有要发送的字符了。 从 接收待发的字符后，自动复位。 接收待发的字符后，自动复位。TxEMPTY既然表示 既然表示 发送已经结束，这样在半双工方式中， 半双工方式中 发送已经结束，这样在半双工方式中，CPU就从它知 就从它知 道何时切换数据的传输方向，由发送转为接收。 道何时切换数据的传输方向，由发送转为接收。此信 号可从状态寄存器的D2位检测到 位检测到。 号可从状态寄存器的 位检测到。
485 芯片 参数
485 芯片参数485芯片是一种常见的集成电路芯片，广泛应用于各种电子设备中。
它具有许多优点和特性，使其成为现代电子技术中不可或缺的一部分。
本文将详细介绍485芯片的参数及其应用领域。
我们来看一下485芯片的主要参数。
485芯片是一种串行通信接口芯片，它使用差分信号进行通信，可以实现高速、远距离的数据传输。
它的工作电压范围广泛，通常为3.3V至5V，使其能够适应不同的系统需求。
此外，485芯片还具有较低的功耗和良好的抗干扰能力，能够在恶劣的环境条件下稳定工作。
它的通信速率可达到10Mbps以上，可以满足高速数据传输的需求。
此外，485芯片还支持多主机通信，可以实现多个设备之间的数据交换。
接下来，我们来看一下485芯片的应用领域。
由于485芯片具有高速、远距离传输和抗干扰能力强的特点，因此广泛应用于工业自动化控制系统中。
它可以用于工厂自动化、电力系统监控、楼宇自动化等领域，实现设备之间的数据交换和控制。
此外，485芯片还可以应用于智能家居系统中，实现各种设备的联网和智能控制。
它还可以用于电子仪器仪表、安防系统、交通信号控制等领域，提高系统的可靠性和稳定性。
在工业领域中，485芯片被广泛应用于PLC（可编程逻辑控制器）、变频器、传感器等设备中。
它可以实现设备之间的高速数据传输和远程控制，提高生产效率和质量。
在智能家居领域中，485芯片可以用于智能门锁、智能灯光、智能家电等设备中，实现设备之间的互联互通和智能控制。
在电子仪器仪表领域中，485芯片可以用于数据采集设备、温湿度传感器、电流电压传感器等设备中，实现数据的采集和处理。
在安防系统中，485芯片可以用于摄像头、报警器、门禁系统等设备中，实现设备之间的联动和远程监控。
在交通信号控制领域中，485芯片可以用于交通灯控制器、车载终端等设备中，实现交通信号的控制和数据交换。
485芯片是一种功能强大的集成电路芯片，具有高速、远距离传输和抗干扰能力强的特点。
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接收 过程
9.1 串行接口系统概述 9.1.1串行I/O接口
CPU
数据总线 收发器
中断请求
控制
信号
读
逻辑 写
状态 寄存器
控制 寄存器
数据输入寄存器
输入移位寄存器
输出移位寄存器
地址
译码
cs 数据输出寄存器
外部设备
联络信号
串行输入 接收时钟 发送时钟 串行输出
可编程串行接口芯片
6.1.2 串行通信基础
2. 发送/接收时钟（Txc /Rxc） 波特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以位/ 秒（b/s）表示，也称为数据位率。它是衡量串行通信 速率的重要指标。 收/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率，对于 收/发双方之间数据传输的同步有十分重要的作用。
一般在发送端是由发送时钟的下降沿使送入移位寄存器 的数据串行移位输出。而接收端则是在接收时钟的上升 沿作用下将传输线上的数据逐位打入移位寄存器。
可编程串行接口芯片
6.1 串行接口系统概述
6.1.1 串行I/O接口 6.1.2 串行通信基础 6.1.3 串行通信协议
可编程串行接口芯片
6.1.1串行I/O接口
串行通信方式 异步方式 串行异步接口 通用异步收发器 同步方式 串行同步接口 通用同步收发器
可编程串行接口芯片
6.1.1串行I/O接口
⑶ 输入移位寄存器：它以接收时钟的速率把出现在 串行数据输入线上的数据逐位移入，当数据装满后， 并行送往输入缓冲寄存器，即将串行数据转换成并 行数据。
可编程串行接口芯片
串行接口的基本结构如下（续）：
⑷ 输入缓冲寄存器：它从输入移位寄存器中接收并行数 据，然后由CPU取走。
⑸ 控制寄存器：它接收CPU送来的控制字，由控制字的 内容，决定通信时的传输方式以及数据格式等。例如采用 异步方式还是同步方式，数据字符的位数，有无奇偶校验， 是奇校验还是偶校验，停止位的位数等参数。
⑹ 状态寄存器：状态寄存器中存放着接口的各种状态信 息，例如输出缓冲区是否空，输入字符是否准备好等。在 通信过程中，当符合某种状态时，接口中的状态检测逻辑 将状态寄存器的相应位置可编“程1串”行，接口以芯片便让CPU查询。
6.1.1串行I/O接口源自三、串行接口的工作过程发送 数据
串行接口将CPU送来的并行数据转换成串行数 据，并对有效数据“包装”，即加上起始位、产 生奇偶校验位和停止位，再发送出去。
第6章 可编程串行接口芯片16550
6.1 串行接口系统概述 6.2 可编程串行接口芯片16550
可编程串行接口芯片
6.1 串行接口系统概述
串行通信方式用于远程通信。
数据在单条传输线上，一位接一位地按顺序传送 的方式称为串行通信。串行通信主要优点是节省 通信线路，但具有数据传输效率低的特点。因此， 串行通信适合于远距离传送，可以从几米到数千 公里。对于长距离、低速率的通信，串行通信往 往是唯一的选择。
一、串行接口的基本功能
串行接口与输入输出设备之间以串行方式传送数据， 与CPU之间以并行方式传送数据。
CPU 并行
串行 接口
串行
外部 设备
可编程串行接口芯片
6.1.1串行I/O接口
串行接口的基本功能如下：
功能1 实现串行和并行数据格式之间的转换。
功能2 实现数据缓冲功能。 功能3 控制功能。接收CPU的命令，输出接口的状 态等。
1 （Baud）=1 bit/s
传送一个二进制位所需的时间为位时间,用Td表示。位时间与波特 率的关系是Td=1/B
可编程串行接口芯片
6.1.2 串行通信基础
2. 发送/接收时钟（Txc /Rxc）
发送数据时数，据 总发线 送器在 收发器
发送时钟作用下,将“发 送移位寄存器”的数中据断 请按求
状态 寄存器
采样重复进行，直至采样到停止位。
接收控制逻辑对接收的数据进行格式检查，若不
正确，则将状态寄存器中的相应位置“1”；若正确， 则将有效数据位并行传送到输入缓冲器。
然后，将状态寄存器中的“接收数据准备好”位置
“1”；若接口处于中断允许状态，则还向CPU发出 中断请求信号。CPU可以通过查询或中断方式读取 输入缓冲寄存器中可的编程有串行效接口数芯片据。
一、数据传输率 数据传输率是指单位时间内传输的信息量，
可用比特率和波特率来表示。
1. 波特率（Baud）
⑴比特率：比特率是指每秒传输的二进制位数，单位为bit/s （ bps）表示。
⑵ 波特率：波特率是指每秒传输的符号数，若每个符号所含的信息 量为1比特，则波特率等于比特率。单位为Baud。
在计算机中,一个符号的含义为高低电平,它们分别代表逻辑1和逻辑 0,所以每个符号所含的信息为1位,因此在计算机通信中,常将比特率 称为波特率,即
可编程串行接口芯片
6.1.1串行I/O接口
二、串行接口的基本结构
可编程串行接口芯片
串行接口的基本结构如下：
⑴ 输出缓冲寄存器：接收CPU从数据总线上送来的 并行数据，并加以保存。
⑵ 输出移位寄存器：它接收从输出缓冲器送来的并行 数据，以发送时钟的速率把数据逐位移出，即将并行 数据转换为串行数据输出。
控制 寄存器
数据输入寄存器
位串行移位输控 制出； 信号
读
逻辑
接受数据时，接受器写在
输入移位寄存器
接收时钟作用下,对来 自通信线上的串行数据
输出移位寄存器
按位串行移入地译 址码“接收移 位寄存器”。
cs
数据输出寄存器
可编程串行接口芯片
联络信号
串行输入 接收时钟 发送时钟 串行输出
6.1.2 串行通信基础
口可以接收CPU写入下一个有效数据。
在输出移位寄存器中。由发送控制逻辑对有效数 据进行“包装”，即加上起始位、奇偶校验位和停 止位。
经包装后的数据由输出移位寄存器按选定的传输 率逐位移出，变成串行数据发送到串行输出线上 去。
可编程串行接口芯片
6.1.1串行I/O接口
接 收 过 程
接收控制电路不断地监视串行数据输入线上的电 平，一旦出现持续一个位周期的低电平（异步方式 下），则开始采样有效数据位，并使数据进入输入 移位寄存器。
发送
CPU
串行 接口
外部 设备
接收 数据
接收
串行接口将串行输入的数据转换成并行数据，同样要对有 效数据进行处理（去掉起始位、校验位和停止位）和奇偶 校验，然后等待CPU取走。
可编程串行接口芯片
6.1.1串行I/O接口
发 送
有效数据由CPU写入接口中的输出缓冲寄存器， 再送到输出移位寄存器。
过 同时将状态寄存器中的“发送准备好”位置“1”， 程 并发出中断请求信号（用中断方式时），表示接