深圳大学微机原理与接口技术PPT第六章

1、第6章串行并行通信和接口技术、教育建议，本章中以8251A的功能构成为重点的8251A的构造8251A约束的初始化流8251A的编程方法8255A的构造8255A的2种控制字8255A的构造8255A的编程、6.1串行接口和串行通信、串行数据传输方式波特率和发送接收时钟串行通信的基本方式串行接口的任务、返回、控制总线、地址总线、数据总线、CPU、接口、外围设备1、外围设备2 CPU、串行接口、外围设备I、数据总线、地址总线、控制总线、等等，-，串行通信，一条线，CPU，并行接口，外围j， 数据总线、地址总线、控制总线、并行通信、多条线、串行：将数据分解为二进制比特，一条信号线、一位串行传输方式

2、，优点：通信使用的线路少，成本低，一个串行数据传输方式，全双工半双工单工，返回按钮。 半双工使用同一传输线接收和发送数据时，数据可以双向传输，但通信双方不能同时发送和接收数据。 这种传输方式是半双工(Half Duplex )制。 返回，在全双工和数据的发送接收被分流，分别通过两条不同的传输路径进行传输的情况下，通信双方能同时进行发送接收操作，这种传输方式是全双工控制。 在返回、2比特率和发送/接收时钟、波特率发送/接收时钟、返回和并行通信中，发送速度由每秒传输的字节(B/s )表示。 在串行通信中，传输速度以波特率表示。 所谓波特率是在单位时间内传输二进制数据的位数，单位是位/秒(b/s )

3、。 每秒传输的字符数(字符速率)和波特率被称为传输时钟，该时钟确定波特率、发送/接收时钟和发送端使用的数据位宽度。 在接收侧使用的测量每一比特输入数据比特宽度的时钟被称作接收时钟。 接收/发送时钟频率=n波特率(n=1，16，32， 64)n被称为波特率系数，在采用3串行通信的基本方式、异步通信同步通信、返回、异步通信、返回、异步方式通信的情况下，发送接收双方不需要以统一的时钟调整定时，异步通信的一个消息帧只有一个字符，开始位和停止位另外，在异步通信、图6.1标准的异步通信数据格式、同步通信、同步通信方式中，发送接收双方使用相同的时钟信号来决定定时，可以在一个信息帧中包括多个字符，在各信息帧的

4、开始中添加同步字符，在没有信息传输的情况下，必须填充上空的字符同步传输不允许间隙。 同步传输通过同步字符识别信息帧。 比较，在传输率相同的情况下，同步通信的信息比异步通信方式效率高。 在同步方式中，非数据信息的比例小，但在同步方式中，必须在传输数据的同时传输时钟信号。 此外，串行通信的传输速率，例1，异步传输过程：每个字符对应于开始位、7信息位、1奇偶校验位和1停止位，如果波特率为1 200bps，则每秒可传输的最大字符数为1 200/10=120个字符。 另外，例2 .同步传输：以1 200bps的波特率进行动作，将4个同步字符设为信息帧的头，但是如果不使用奇偶校验，则传输100个字符所花费

5、的时间为7(100 4)/1 200=0.606 7s，即，每秒可传输的字符数为100/0.606=。 可以看到，在相同的传输速率下，同步传输的实际字符传输速率比异步传输的实际字符传输速率高。4串行接口的任务，进行串并转换以实现串行数据格式的可靠性检查，实施接口和通信设备间的联系控制，返回，6.1.2串行接口， 串行接口部件的四个主要寄存器控制寄存器状态寄存器数据输入寄存器数据输出寄存器，6.1.2串行接口，可编程串行接口的典型结构， 6.2可编程串行接口8251A 6.2.1 8251A的基本性能6.2.2 8251A的基本操作原理6.2.3 8251A的外部信号6.2.4 8251A的初始

6、化程序设计6.2.5 8251A应用例，返回，6.2.1 8251A 同步方法自动检测5、6、7或8位代表字符的同步字符并允许奇偶校验。 在异步方案中，字符用5、6、7、8比特表示，并且1比特可以用作奇偶校验。 可以增加1个开始位，可以增加1个、1.5个或2个停止位。 8251A的管脚功能、6.2.2 8251A的基本工作原理、8251A的功能结构、6.2.2 8251A的基本工作原理、8251A的功能结构、8251A由7个模块构成：接收缓冲器接收控制电路发送缓冲器发送控制电路数据总线缓冲器读写控制解调控制电路，8251A的非同步方式，8251A的同步方式，2个同步方式内同步：发现同步字符后，

7、SYNDET管脚输出高电平。 外部同步： SYNDET端子的发送者在高电平维持1个接收时钟周期，确认外部同步完成。 另外，6.2.3 8251A的外部信号、8251A和CPU间的连接信号8251A和外部设备间的连接信号、1. 8251A和CPU间的连接信号、(1)在芯片选择信号CS#为低电平的情况下，在选择8251A的CS#为高电平的情况下，8251A的数据线(2)数据信号D7D0连接到系统的数据总线，可以传送数据、状态及控制信息。 (3)读/写控制信号RD#是读取信号。 WR#是写信号。 C/D#是控制/数据信号。 如果从CPU接收到一个字符，则TXRDY处于低电平，该字符对应于从6.2.3

8、 8251A接收到的外部信号、C/D#、RD#、WR#的编码。 TXE发射机空信号RXRDY接收机准备信号SYNDET同步检测信号：内同步输出； 外部同步输入，6.2.3 8251A的外部信号，8251A和CPU之间的连接信号芯片选择信号数据信号读取/写入控制信号收发联络信号，图6.6 8251A和CPU和外围设备的连接关系，2. 8251A和外部设备的连接信号(1)联络信号DTR#数据数据装置准备信号的两个信号连接到接收器，DTR#被发送到外围设备，可以由控制寄存器的位设置DTR#和DSR#被外围设备发送到8251A，并且可以被反映在状态寄存器的相应位中。 RTS#请求发送信号CTS#清除请

9、求发送信号的两个信号连接发送机。 RTS#由8251A发送到外围设备，CTS#由外围设备发送到8251A，从而影响TXRDY。(2)数据信号TXD发送机数据信号端子RXD接收机数据信号端子，(3)其他信号TXC#发送机时钟信号端子RXC#接收机时钟信号端子CLK内部时钟信号端子，6.2.4 8251A的编程1， 8251A初始化8251A初始化的约定：如果是将复位后最初写入的值作为模式字的同步模式，则接下来同步字符无论是同步模式还是非同步模式，都将奇数地址端口写入的值作为控制字，将偶数地址端口写入的值作为数据， 图6.7 8251A初始化流程图、6.2.4 8251A编程2、模式寄存器的格式、

10、图6.8 8251A模式寄存器的格式(a )异步模式； (b )同步模式、6.2.4 8251A的编程3、控制寄存器的格式、6.2.4 8251A的编程4、状态寄存器的格式、6.2.5 8251A的编程例1、1， 8251A和调制解调器连接的示例，图6.11 8251A和调制解调器连接(a )异步模式(b )同步模式，单片机串行的大部分使用TTL级标准(可以直接连接到PIC的计算机串行)，其逻辑1级为5V，逻辑0 计算机串行端口使用RS232C的等级标准，逻辑1等级为-3V-12V，逻辑0等级为3V- 12V。 因为两者的电平范围相当不同，所以连接需要电平转换电路。 6.2.5 8251A编程

11、示例2，异步模式下的初始化程序示例MOV AL、0FAH OUT 42H、AL MOV AL、37H OUT 42H、AL、6.2.5 8251A编程示例3，同步模式下的初始化程序示例MOV AL AL MOV AL，16h out 42h，AL MOV AL，97H OUT 42H，AL，6.2.5 8251A程序示例4，以状态字编程的示例MOV AL，0FAH OUT 42H，AL MOV AL，35H OUT 42H 0 MOV CX，80 begin : in al 42h测试al，02H JZ BEGIN IN AL，40H MOV DX，OFFSET BUFFER MOV DX D

12、I，alcidiinal，42h测试al， 38 hjnzerrorloopbeginjmpexiterror : callerr _ out exit :-、6.2.6 8251A的使用示例、将8251A复位作为CRT接口的实例的方法一般是、6.2.6 8251A的使用示例、INIT: XOR AX、AX MOV CX、0003 MOV DX、00 dahi out1:调用1移动、40h调用kkk mov al、 4eh call kkk mov al 27h call kkkkkk:out dx，AL PUSH CX MOV CX，0002 ABC: LOOP ABC POP CX RET

13、，6.2.6 8251A的使用示例，向CRT输出字符的示例CHAROUT: MOV DX， 0 dah state:in AL dx测试AL，01 JZ STATE MOV DX，0D8H POP AX OUT DX，al，例5，例6， 例5对于串行通信，发送程序需要检查状态字D0的位置是1还是TxRDY=1，该程序段是L: MOV DX，309H IN AL，DX AND AL，01H JZ L， 示例6对于串行通信，接收程序需要检查状态字的D1位是否为1，即RxRDY=1，其程序段为L1:MOV DX，309H IN AL，DX AND AL，02H JZ L1 将8251A定义为异步传输

14、方案，波特率系数为64，采用奇偶校验、1位停止位、7位数据位。 将8251A数据端口地址设为04A0H，将控制端口地址设为04A2H。 MOV DX，04A2H MOV AL，7BH； 写入方式控制字OUT DX、AL MOV AL、14H； 写入控制字OUT DX，AL WAIT: IN AL，DX； 读入的状态字AND AL，02H JZ WAIT； 输入用于检查RxRDY是否为1 MOV DX，04A0H IN AL，DX的数据，并返回该数据，创建一个程序以使示例8，8251 a发送数据。 将8251A定义为异步传输方案，并且波特率系数为64。 采用奇偶校验、1位停止位、7位数据位。 8

15、251A与外围设备持有握手信号并以查询方式发送数据。 将8251A数据端口地址设为04A0H，将控制端口地址设为04A2H。MOV DX，04A2H MOV AL，7BH； 写入方式控制字OUT DX、AL MOV AL、31H； 写入控制字OUT DX，AL WAIT:IN AL，DX； 读入的状态字AND AL，01H； 检查TxRDY是否为1 JZ WAIT MOV DX，04A0H MOV AL，36H所输出的数据被发送给AL OUT DX，al并被返回，例子9，生成接收数据的初始化程序。 8251A采用同步传输方案，要求2个同步字符、内同步、奇偶校验、7比特的数据位和同步字符为16H

16、。 将8251A数据端口地址设为04A0H，将控制端口地址设为04A2H。 MOV DX、04A2H； 控制端口地址是传送DX MOV AL、38H的写入方式控制字MOV DX、AL MOV AL、16H； 同步字符进给AL OUT DX、AL OUT DX、AL； 输入两个同步字符MOV AL，96H写入操作控制字OUT DX，al，返回，8251A应用程序示例，例如在102台微机之间进行双机器串行通信硬件连接和软件编程中实现8251A 在a、b两台微机间进行串行通信，a机发送，b机接收。 要求将在a设备上开发的应用程序(其长度为2DH )转发到b设备。 在异步方式中，字符长度为8位，停止位为2位，波特率系数为64，未选中，波特率为4800。 在CPU和8251A之间以查询方式交换数据。 端口地址的分配是：命令/状态端口309H和数据端口308H。 1 .因为是分析、近距离传送，所以可以不使用调制解调器而直接相互连接。 同时由于采用了查询方式，收发程序只需检查收发准备好的状态位置在哪里，就在准备好的时候收发1字节。 2 .设计，(1)硬件连接(2)软件编程，发送