第6章第2节

null6.2 可编程串行通信 接口8251A6.2 可编程串行通信 接口8251A 6.2 可编程串行通信接口 82516.2 可编程串行通信接口 8251一、 8251A的基本性能 二、 8251A的基本工作原理 三、 8251A的对外信号 四、 8251A的编程 五、 8251A的编程举例 六、 8251A的使用实例 6.2.1 8251A的基本性能6.2.1 8251A的基本性能异步传送时： 传输率为0～19.2K波特率 可以通过编程来确定字符和停止位的长度以及校验位 可以自动产生一个低电平的起始位同步传送时： 传输率为0～64K波特率 可通过编程指定1或2个同步字符 可自动插入和自动 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 指定的同步字符 并且8251具有自动检测奇偶错、帧错误、溢出错误的功能。6.2.2 8251A的基本工作原理 6.2.2 8251A的基本工作原理 1、 8251A的结构 2、 8251A的发送和接受 1、 8251A的结构1、 8251A的结构 编程结构 功能结构（1）、编程结构（1）、编程结构 数据输出寄存器 并行输入/串行输出移位寄存器（发送移位寄存器） 串行输入/并行输出移位寄存器（接收移位寄存器） 数据输入寄存器 8251内部有9个寄存器：（1）、编程结构（续1）（1）、编程结构（续1）（1）、编程结构（续2）（1）、编程结构（续2） 2个同步字符寄存器 状态寄存器 模式寄存器 控制寄存器null8251的编程结构（2）、功能结构（2）、功能结构（2）、功能结构（续1）（2）、功能结构（续1） （1）接收缓冲器 接收RxD输入线输入的串行数据，转换为并行数据 （2）接收控制电路 异步方式时，确定起始位 消除干扰 进行奇偶校验 检测停止位7个功能模块：2、功能结构（续2）2、功能结构（续2） （3）发送缓冲器 接收CPU的并行数据，转换为串行数据送输出线TxD输出 （4）发送控制电路 异步传送时，加起始位、校验位和停止位 同步传送时，插入同步字符和校验位2、功能结构（续3）2、功能结构（续3）（5）数据总线缓冲器 使8251与系统数据总线的低8位连接。 （6）读写控制逻辑电路 接收CPU送来的控制信号以控制8251内部各个功能部件。 （7）调制解调控制电路 在进行远程通信时，为使8251能与调制解调器直接相连，调制解调控制电路提供所需的控制联络信号，以便于8251和调制解调器的连接。2、 8251A的发送和接受2、 8251A的发送和接受 异步传送 异步接收 异步发送 同步传送 同步接收 同步发送（1）异步接收（1）异步接收检测RxD上是否为低电平的起始位 若是真正的起始位，则8251会在接收时钟的控制下，对其后出现的数据进行常规采样。一旦RxD出现低电平，8251开始计数， 计到该数位宽度的中间又去采样RxD，以确定是否真正的低电平的起始位。（1）异步接收（续1）（1）异步接收（续1）8251将采样得到的每一位数据送接收移位寄存器移位，进行奇偶校验、去掉停止位。8251送CPU一个RxRDY信号，通知CPU取走已接收到的数据。将数据并行送数据输入寄存器（若接收到的数据不够8位时，自动将高位补0）（2）异步发送 （2）异步发送 允许发送条件： 控制寄存器的D0＝1（TxEN发送允许位） CTS（清除发送请求信号）＝0 条件符合时，8251才能进行发送。 （2）异步发送（续1）（2）异步发送（续1）在输出时，以时钟频率的1/K的速率由TxD输出引脚一位一位串行发送出去。在发送时钟的控制下将数据从输出移位寄存器中输出，同时加上起始位、校验位和最后的停止位。CPU将数据送8251的数据输出寄存器，再送入输出移位寄存器。（3）同步接收（3）同步接收接收端可以通过两种方式来和发送端达到同步 内同步模式 外同步模式同步后，发送端和接收端就按照相同的时钟频率发送、接收数据。(3)同步接收 （续1）(3)同步接收 （续1）接收端按照接收时钟的频率，每个时钟信号的上升沿采样RxD上的数据，送到输入移位寄存器。当达到规定的数位时，将移位寄存器中的数据并行送到输入寄存器中，同时向CPU发出RxRDY信号，通知CPU取走数据。(3)同步接收 －内同步模式(3)同步接收 －内同步模式内同步模式 是靠接收端检测同步字符来达到同步。 若相等，则搜索到同步字符。 使同步检测信号SYNDET输出高电平，表示已达到同步。之后开始接收数据。若不等，则重复检测过程。接收端会将输入移位寄存器中接收到的数据与“同步字符寄存器”中的内容比较。(3)同步接收 －内同步模式(3)同步接收 －内同步模式若为双同步字符时： 接收端首先将收到的字符与第一个同步字符寄存器中的内容比较，若相等，则将接收到的下一个字符与第二个同步字符寄存器中的内容比较，若相等，则同步，发高电平的SYNDET。 若第二个字符不等，则与第一个同步字符寄存器内容比较，重新开始搜索同步字符。(3)同步接收 －外同步模式(3)同步接收 －外同步模式外同步模式 同步字符的检测由外部其他部件来完成SYNDET信号要维持一个时钟周期，在下一个时钟周期8251的接收端开始采样RxD输入线上的数据。外部部件检测到同步字符后，通过SYNDET输入一个正跳变的信号，通知8251已经达到同步。(4)同步发送(4)同步发送允许发送条件： 控制寄存器的D0＝1（TxEN发送允许位） CTS（清除发送请求信号）＝0 条件符合时，8251才能进行发送。(4)同步发送 （续1）(4)同步发送 （续1）当8251无可发数据时，会自动在TxD输出线上输出同步字符来填满数据间的空隙。同时，根据程序的设置自动发送1～2个同步字符以及校验字符（可选的）。8251的发送端会按照发送时钟的频率，将输出移位寄存器中的数据，逐位从TxD引脚输出。6.2.3 8251A的对外信号6.2.3 8251A的对外信号 1、 和CPU之间的连接信号 2、 和外设之间的连接信号 三、8251的引脚信号三、8251的引脚信号分成连接CPU的部分和连接外设的部分 1、8251与CPU连接的信号 1、8251与CPU连接的信号D0～D7： 8位双向三态数据线 在CPU与8251之间交换信息，与低8位数据总线相连。 RESET：复位信号（输入） 通常将它与系统的复位线相连，当输入高有效时，8251的所有功能复位而处于空闲状态。 1、8251与CPU连接的信号（续1） 1、8251与CPU连接的信号（续1） 1、8251与CPU连接的信号（续2） 1、8251与CPU连接的信号（续2）四个联络信号 （1）TxRDY:发送器准备好（输出） 当8251允许发送且发送缓冲器为空时，8251就会发出高电平的TxRDY，通知CPU可以给8251发送数据了。可以作为中断请求信号送给CPU, CPU也可查询状态信息（D0位）得知发送缓冲器的状态。（2）TxE：发送器空（输出） 当发送器的并行到串行转换器空时，则输出有 效高电平。表示一个发送动作的完成。 1、8251与CPU连接的信号（续3） 1、8251与CPU连接的信号（续3）（3）RxRDY：接收器准备好（输出） 当为高有效时，表示已从输入线收到了一个字符数据，并转换为并行数据等待CPU读取。当CPU读取后，则变为低电平。送给CPU时可以作为中断请求信号或状态信号（D1位）。（4）SYNDET：同步检测信号（双向） 只用于同步方式。 8251工作于内同步模式时为输出，当8251搜索到同步字符时输出高电平。工作于外同步模式时为输入，外部部件输入一个正跳变的信号表示搜索到同步字符。 2、8251与外设连接的信号 2、8251与外设连接的信号数据信号 联络信号 时钟信号 2、8251与外设连接的信号 （续1） 2、8251与外设连接的信号 （续1）数据信号 （1）TxD：发送数据信号（输出） （2）RxD：接收数据信号（输入） 2、8251与外设连接的信号 （续2） 2、8251与外设连接的信号 （续2）两组联络信号 （1）DTR：数据终端准备好（输出） （2）DSR：数据设备准备好（输入） CPU通过设置控制寄存器的D1＝1使该信号输出低有效电平，当为有效低时表示CPU已准备好接收数据。 2、8251与外设连接的信号 （续3） 2、8251与外设连接的信号 （续3）控制寄存器 D1＝1状态寄存器 D7＝1 2、8251与外设连接的信号 （续4） 2、8251与外设连接的信号 （续4）（3）RTS：请求发送（输出） （4）CTS：清除请求发送（输入） 为有效低电平时，表示外设已准备好，8251可以为CPU发送数据了。 CPU通过设置控制寄存器的D5（RTS位）＝1使该信号输出低有效电平，当为有效低时表示CPU已准备好发送数据。 2、8251与外设连接的信号 （续5） 2、8251与外设连接的信号 （续5）控制寄存器 D5＝1控制寄存器 D0＝1发送缓冲器为空 2、8251与外设连接的信号 （续6） 2、8251与外设连接的信号 （续6）时钟信号 （1）TxC：发送时钟（输入） （2）RxC：接收时钟（输入） 接收数据时，在RxC的上升沿采样RxD串行输入的数据送入接收移位寄存器中。 发送数据时，由TxC的下降沿将发送移位寄存器中的数据逐位从TxD串行输出。TxC、RxC与波特率的关系： 同步方式时，时钟频率等于波特率 异步方式时，时钟频率为波特率的1、16、32或64倍 2、8251与外设连接的信号 （续7） 2、8251与外设连接的信号 （续7）时钟信号 （3）CLK：系统时钟（输入） 为8251内部提供工作时钟。 CLK与TxC、RxC关系： 同步方式时，CLK的频率大于接收/发送时钟频率的30倍 异步方式时，CLK的频率大于接收/发送时钟频率的4.5倍6.2.4 8251A的编程6.2.4 8251A的编程 1、 8251A的初始化 2、 模式寄存器的格式 3、 控制寄存器的格式 4、 状态寄存器的格式四、8251的编程四、8251的编程控制类寄存器的格式 8251的初始化 8251编程举例1、控制类寄存器的格式1、控制类寄存器的格式模式寄存器格式状态寄存器格式控制寄存器格式模式寄存器模式寄存器返回控制寄存器控制寄存器返回状态寄存器状态寄存器D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0返回2、8251的初始化2、8251的初始化系统复位初始化流程图6.2.5 8251A的编程举例6.2.5 8251A的编程举例 1、 异步模式 2、 同步模式 3、 利用状态字 3、8251编程举例3、8251编程举例8251和外设的连接 8251和调制解调器的连接 编程举例3、8251编程举例（续1）3、8251编程举例（续1）8251和外设的连接CPU8251 外设D7～D0译码器CSAB A1RxRDYTxRDYCLKTxCRxCTxD RxD 3、8251编程举例（续2）3、8251编程举例（续2）8251和调制解调器的连接异步传送方式3、8251编程举例（续3）3、8251编程举例（续3）8251和调制解调器的连接同步传送方式 1、异步方式 1、异步方式编程举例 （1）8251在异步方式时的初始化编程。 要求传输时的格式为7个数据位、 2个停止位、 1个偶校验位、 K＝16 。设8251的奇地址端口为42H。 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ： 模式字：1 1 1 1 1 0 1 0 ＝ FAH3、8251编程举例 (续 5)3、8251编程举例 (续 5)控制字：3、8251编程举例 (续 6)3、8251编程举例 (续 6) 初始化程序为： MOV AL， 0FAH OUT 42H， AL ；先写入模式字 MOV AL， 37H OUT 42H， AL ；再写入控制字 …… ；数据传输 2、同步方式 2、同步方式（2）8251在同步方式时的初始化编程。 要求传输时的格式为7个数据位、同步字符2个16H、内同步模式、校验方式为偶校验。设8251的奇地址端口为42H。分析： 模式字：0 0 1 1 1 0 0 0 ＝ 38H3、8251编程举例 (续 8)3、8251编程举例 (续 8)控制字：3、8251编程举例 (续 9)3、8251编程举例 (续 9) 初始化程序为： MOV AL， 38H OUT 42H， AL ；先写入模式字 MOV AL， 16H OUT 42H， AL ；再写入2个同步字符均为16H OUT 42H， AL MOV AL， 0B7H OUT 42H， AL ；最后写入控制字 …… ；数据传输3、8251编程举例 (续 10)3、8251编程举例 (续 10)（3）某外设采用查询方式通过8251向CPU输入80个字符，并将这些字符送到字符缓冲区。8251的端口地址为40H和42H，要求工作在异步方式：传输格式为7个数据位、 2个停止位、 1个偶校验位、 K＝16 。分析： 流程图3、8251编程举例 (续 11)3、8251编程举例 (续 11)写入模式字写入控制字读状态字D1＝1？输入1个字符错误？出错处理NYYN 流程图FAH清除出错标志D4＝1 发送允许D0＝1 接收允许D2＝1 请求发送D5＝1 接收准备好D1＝1 其余控制位＝0 37H状态位D1（RxRDY）： 接收准备好状态位D3、D4、D5：是否为13、8251编程举例 (续 12)3、8251编程举例 (续 12) 程序为： MOV AL， 0FAH OUT 42H， AL ；先写入模式字 MOV AL， 37H OUT 42H， AL ；再写入控制字 MOV DI， 0 MOV CX，80 ；设置循环传送次数80 3、8251编程举例 (续 13)3、8251编程举例 (续 13)BEGIN： IN AL，42H ；读入状态字 TEST AL， 02H ；测试D1＝1？ JZ BEGIN IN AL， 40H ；D1＝1，数据输入寄存器中已有数据 MOV BX， OFFSET BUFFER MOV [BX＋DI] ，AL INC DI IN AL，42H ；读入状态字 TEST AL ，38H ；测试D3、D4、D5 JNZ ERROR LOOP BEGIN JMP EXIT ERROR：… EXIT： …3、8251编程举例 (续 14)3、8251编程举例 (续 14)（4）使用实例 课本P245