《微机原理与应用教学资料》第十章：串行通信和8251a.ppt

1 第十章 串行通信和8251A 10 1串行通信的基本概念10 28251A 电气学院学习部资料库 2 10 1串行通信的基本概念 一 串行 并行通信1 并行通信例 8255特点 各位同时传送优 数据传输速度快适合 数据量大 短距离2 串行通信特点 数据逐位传送优 传输线少 成本 适合 长距离 要求串行通信的外设 例 MODEM 二 串行通信的方向数据在两个设备之间传送 按传送方向分 图10 11 单工 数据单向A B2 半双工 数据双向 不同时 A B例 对讲机3 全双工 数据双向 同时 A B例 电话 电气学院学习部资料库 3 三 串行通信的两个基本工作方式协调收发端的工作1 异步方式例传送数据0110010异步串行数据发送格式特点 不发送数据时 空闲状态 数据信号线为高电平 字符 起始位 数据位 5 8位 校验位 停止位 1 2位 例 字符ASC 编码 数据位占7位 两个字符之间的间隔任意 双方可用不同时钟 接近 电气学院学习部资料库 4 2 同步方式 不发送数据 空闲状态 数据 同步字符 数据字符 特殊字符 使收发双方同步 一个字符接一个字符 同步传输不允许有间隙 在没有信息要传输时 要填上空字符双方 同一时钟 传输效率高 电气学院学习部资料库 5 四 串行传送速率1 波特率 Bd 每秒钟所传送数据的位数2 常用的波特率为110 300 600 1200 2400 4800 9600 19200例 已知波特率为1200异步传输 每个字符包括1个起始位 7个数据位 1个校验位 1个停止位 则每秒钟能传送的最大字符数 1200 10 120个同步传输 用4个同步字符 每个字符7个数据位 则每秒钟能传送的最大字符数X 167个 X 4 7 1200 电气学院学习部资料库 6 3 串行通信的物理标准 RS 232 C标准 电特性 负逻辑电平 15V 3V 1 3V 15V 0 需电平转换 RS 232 C TTL电平 接口特性 D型25针接口或D型9针 适用条件 波特率 20KBd距离 15m五 串行接口芯片目的 进行串并行变换电路图UART 通用异步收发器 仅用于异步通信USART 通用同步异步收发器 异步 同步通信 例 8251A六 调制解调器电话线只能传送300 3000hz的音频信号幅度调制图10 5频率键移调制图10 6 电气学院学习部资料库 7 硬件UART电路图 RXD 串行通信过程 电气学院学习部资料库 8 10 2可编程串行通信接口芯片8251A 两个口控制口同步方式 内同步数据口外同步异步方式一 8251A的内部结构和外部引脚图10 71 数据总线缓冲器包括状态缓冲器 接收数据缓冲器 发送数据 命令D7 D0 连系统的数据总线2 接收缓冲器和控制电路 接收缓冲器 接收移位寄存器 串 并变换电路 同步字符寄存器 电气学院学习部资料库 9 有关引脚 RxD 接收数据 RxRDY 接收数据准备好 输出 高电平有效有效时 表示8251A已收到一个字符 作为中断方式 中断请求查询方式 状态信号等待CPU取走 当CPU取走字符后 自动复位 SYNDET BRKDET 同步检测 断点检测输入或输出同步方式 SYNDET 同步检测内同步 输出信号 1 表示达到同步外同步 输入信号异步方式 BRKDET 断点检测 输出 1 表示当前线路上无数据可读 电气学院学习部资料库 10 RxC 接收时钟 外部输入决定8251A接收数据的速率波特率系数 收发时钟频率 收发波特率 波特率系数 同步方式 波特率系数 1异步方式 波特率系数 1 16 64由软件定义 接收过程 CPU发出允许接受数据命令后 接受缓冲器监视RxD端异步 当RxD端出现低电平 若波特率系数为16 在第8个脉冲时 若仍为低电平 则确认为一个数据的起始位 以后每隔16个脉冲 采样一位数据 同步 检测同步字符串行数据由RxD端送入接收移位寄存器 由串 并变换电路 生成并行数据 经内部总线送数据总线缓冲器 使RxRDY输出高电平 通知CPU取数据 数据总线缓冲器并行读入CPU 电气学院学习部资料库 11 3 发送数据缓冲器和控制电路有关信号 TxD 发送数据 输出 TxRDY 发送器准备好 输出 高电平有效 有效时 表示8251A准备好 允许CPU并行送数据至8251A可供查询或用作中断请求信号 TxE transmitterEmpty 发送器空 输出 高电平有效有效时 表示缓冲器中无数据可发送异步 输出空闲位同步 输出同步字符 TxC 发送时钟 输入决定8251A的发送速率 电气学院学习部资料库 12 4 读 写控制电路 RESET 复位信号 输入 高电平有效 CLK 时钟信号 输入 作用 产生8251A内部的定时信号CLK频率 TxC RxC频率要求 同步方式 30倍异步方式 4 5倍 RD WR 读写信号 CS 片选信号 接74LS138输出 C D 控制 数据信号 输入 地址线片内选址 0 输入 输出数据口发送 接收缓冲器共享一个地址1 控制口 状态口命令 状态缓冲器共享一个地址两个地址 电气学院学习部资料库 13 5 调制解调器控制电路当终端与远程计算机之间进行通行时 需要远程通信 8251A MODEM 标准电话线 图10 10 DTR 数据终端准备好 L输出 MODEM DSR 数据装置准备好 L输入 MODEMMODEM终端 CPU RTS 请求发送信号 输出 MODEM CTS 清除发送信号 输入 MODEM终端MODEM 电气学院学习部资料库 14 6 8251A和CPU及外设的连接图10 11 8251A与CPU之间的连接D7 D0 CS C D RESET RD WR收发联络信号TxRDY TxE RxRDY BRKDET 8251A与外设RXD TXD RS 232 C接口RxC Tx