1、第十章 串行通信和可编程接口芯片8251A,10.1 串行通信的基本概念,串行通信是指数据一位一位地顺序传送的通信方式。,一、串行通信的两种基本工作方式, 通信双方须约定以何种速率进行数据的发送和接收（波特率）； 通信双方须约定采用何种数据格式(帧格式)，如果包含控制信息，其定义是什么；, 异步方式（同一字符内同步，字符间异步）,通信时在每个字符的起始位都重新校准内部时钟, 同步方式（位同步方式）,收方识别,二、 串行通信的数据传送方向（传输制式）,三、 信号调制与解调,数字信号频带宽，远距离通信在借助电话线传输时， 由于电话线只能传输30HZ3000HZ窄带宽的音频信号,故 须对数字信号的带
2、宽频率及波形加以变化，以适应电话 线的要求，这一方法称为信号调制与解调。,把数字信号变成模拟信号，称为调制；把模拟信号变成数字信号，称为解调。,调制方法(MODEM)：,频移键控（FSK） 用两种不同频率表示,相移键控（PSK） 利用相位差异区别信号, 传输速率,_每秒传输二进制信息的位数，常用波特率表示，单位: Bd 实际上它反应的是传送每一位信息所用时间的倒数计算公式：波特率 = 位数/字符字符/秒 如：10位/字符120字符/秒=1200位/秒=1200Bd； 则，每位信息所占用时间：1秒/1200=0.833毫秒,常用波特率：110、300、600、1200、2400、4800、960
3、0、19200；,通信时，可根据设定的波特率来确定发送和接收时钟频率,四、串行通信的物理标准,串行通信接口连接标准,RS-232C是目前较普遍的串行通信总线标准,通信距离一般在20M以内，最高速率19.2kpbs,采用的电平信号,与TTL电平不兼容，采用负逻辑：,USB是目前最普遍的串行通信总线标准,采用差分传送，即：+DATA和-DATA同时传送。,8251A是Intel系列的可编程串行接口芯片，它具有同步通信、异步通信的接收和发送功能。外观为28脚双列直插式封装，使用单一 +5V工作电压和单相时钟信号,10.2 可遍程串行接口8251A,一、8251A的基本性能和结构,基本性能,可用于同步
4、和异步传送； 在同步方式中，可以进行位、位、位或位字符操作，波特率为k。 异步方式中，同样可以进行位的操作，波特率为.2k； 可产生中止字符；可产生、个半或个数据位的停止位，可检查启动位自动检测和处理中止字符； 完全双工，有双缓冲器和接收器； 误差检测具有奇偶校验、溢出和错误等检测电路。,(2) 8251的内部结构和引脚特性, I/O缓冲器 用来和的数据总线D0D7相连，有个缓冲器 ：状态缓冲器 接收数据缓冲器 发送数据命令缓冲器,有个主要部件组成,二、 8251工作方式的建立,8251A在工作前须先要对其初始化编程设置，以确定其工作方式，工作方式包括：同步/异步、字符代码位数、校验方式、停止
5、位位数，同步方式下是内同步/外同步等。,工作方式控制字用于决定8251工作在异步方式还是同步方式；,操作命令控制字用于决定8251处于发送数据或接收数据状态；,状态控制字用于CPU读取，以判定8251当前的工作状态；,8251A控制字和状态字,8251编程的初始化,说明： 工作方式控制字和操作命令控制字使用同一个端口；所以需按一定顺序写入； 方式选择控制字必须跟在复位命令字之后；(复位命令可用硬件RESET或软件方法发送复位命令)； 复位后8251才可重新设置接收方式以选择命令字，改变工作方式完成其它传送任务。,工作方式控制字,S2,S1,EP,PEN,L2,L1,B2,B1,00：同步 01
6、：异步（X1） 10：异步（X16） 11：异步（X64）,00：数据位长度5位 01：数据位长度6位 10：数据位长度7位 11：数据位长度8位,0：奇校验 1：偶校验,0：不带奇偶校验 1：带奇偶校验,操作命令控制字,(发送或接收),1:允许发送,1:数据终端准备好，使DTR引脚输出低电平,MODEN用,1:允许接收,1: 发断缺字符(在TXD线上连续发空号0） 0：正常工作,1:清除错误标志,1:请求发送，使RTS引脚输出低电平，MODEN用,1:内部复位，使8251回到方式选择格式,1:启动搜索同步字符,MC1488,MC1489,1: 选中控制口 0：选中数据口,8251与CPU及外
7、设的连接,状态控制字,（判定当前工作状态）,（只用于异步方式）,三、8251A初始化编程举例, 异步方式初始化程序 为确保送方式字和命令字之前8251A已正确复位，应先向8251A的控制口连续写入3个全0，然后再向该端口送入一个使D6位等于1的复位控制字（40H），用软件命令使8251A可靠复位。,如 CLK的时钟信号为周期t，经过16个时钟周期（16t）后才能再写入第二个字。最简单的做法是在两次写操作之间插入几条指令，out指令本身要8个时钟周期。 如 MOV CX，02 ；4个时钟周期D0：LOOP D0 ；产生转移9个时钟，不产生转移5个时钟。,8251进行初始化的程序（端口地址：3F0
8、H，3F2H）MOV DX， 3F2H；控制口MOV AL， 00HOUT DX，AL；向控制口写入0MOV CX，02 ；延迟 D0：LOOP D0 OUT DX， AL MOV CX，02 ；延迟 D1：LOOP D1 OUT DX，AL MOV CX，02 ；延迟 D2：LOOP D2 MOV AL， 40H OUT DX，AL,MOV CX，02 ；延迟 D3：LOOP D3 MOV AL，01111010BOUT DX， AL MOV CX，02 ；延迟 D4：LOOP D4 MOV AL，00010101BOUT DX，AL,例1： 8251A工作于异步方式，波特系数为16，具有7
9、个数据位，一个停止位，有偶校验，端口地址为3F2H、3F0H，编写8251A的初始化程序段并将DATA中的20个字符发送出去。, ；先送三个0，再送40HMOV DX，3F2H；异步方式，7个数据位，1个停止位MOV AL，01111010B；偶校验，波特率系数16MOV AL，00010001B(00010101B)；清除错误标志OUT DX，AL；允许发送MOV BX，offset DATA；MOV CX，20；发送数据个数 A1： MOV DX，3F2H；读状态IN AL ，DX;TEST AL，01H;JZ A1,MOV DX，3F0H；送数据 MOV AL，BX; OUT DX，AL
10、; INC BX; LOOP A1., 同步方式初始化程序 先和异步方式一样，向控制口写入3个0和一个软件复位命令字（40H），接着向控制口写入方式字，然后往控制口送同步字符。,例2 8251A双同步方式，同步字符为16H，奇校验，7个数据位，编制8251A的初始化程序段。程序：,. ；先送三个0，再送40HMOV DX，3F2H；控制口MOV AL，00011000B；方式字：双同步，内同步，奇校验OUT DX，AL；7个数据位REVTIME ；延时MOV AL，16HOUT DX，AL；送入第一个同步字符REVTIMEOUT DX，AL；送入第二个同步字符REVTIMEMOV AL，10010101B；命令字：启动搜索同步字符，OUT DX，AL；错误标志复位，允许收发.,
