微机接口第10章 串行通信8251A

1、微机原理与接口微机原理与接口第十章第十章 串行通信串行通信和可编程接口芯片和可编程接口芯片8251A了解串行通信的基本概念了解串行通信的基本概念掌握掌握82518251的实现串的实现串/ /并和并并和并/ /串转换的原理串转换的原理掌握掌握82518251的编程方法的编程方法了解串行通信的标准了解串行通信的标准学会使用学会使用82518251进行计算机串行通信进行计算机串行通信微机原理与接口微机原理与接口10.1 串行通信的基本概念（串行通信的基本概念（P356）TR微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念TTRRTRRT微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串

2、行通信的基本概念微机原理与接口微机原理与接口异步传输异步传输的时钟定时方法的时钟定时方法: :数据数据(61H)100011停停止止位位异步传输先发送低位异步传输先发送低位(LSB)发送方利用自己的内部时钟来决定什么时候发送每个位发送方利用自己的内部时钟来决定什么时候发送每个位接收方检测开始信号的下降沿，然后利用接收方检测开始信号的下降沿，然后利用它的内部时钟接收数据它的内部时钟接收数据00起起始始位位LSBMSB串行通信的基本概念串行通信的基本概念微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念微机原理与接口微机原理与接口同步传输同步传输的时钟定时方法的时钟定时方法 : :

3、数据（数据（61H）1位位1100001先发送高位先发送高位(MSB) 发送方在时钟信号的下降沿发送字节发送方在时钟信号的下降沿发送字节接收方在时钟信号的上升沿接收字节接收方在时钟信号的上升沿接收字节时钟时钟串行通信的基本概念串行通信的基本概念0同步通信的帧格式：同步通信的帧格式：同步传输需要定义一个帧的开同步传输需要定义一个帧的开始和结束。通常用始和结束。通常用1 1个同步字符个同步字符( (标志符标志符) )来表示。来表示。微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念同步字符同步字符 字符字符1 字符字符2 字符字符n 校验字符校验字符数据块数据块微机原理与接口微机原理

4、与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念循环冗余码循环冗余码/多项式编码多项式编码): 编码思想：编码思想：将将位串看成是系数为位串看成是系数为0或或 1的多项式。的多项式。多项式除以另一个多项式多项式除以另一个多项式G(x)，得，得到的余数多项式到的余数多项式R(x)就称为就称为CRC码码(或称为校验和或称为校验和)，而而G(x)则称为生

5、成多项式。则称为生成多项式。检错方式：检错方式：收发双方约定一个生成多项收发双方约定一个生成多项式式G(x)(其最高阶和最低阶系数必须为其最高阶和最低阶系数必须为1)，发送方在帧，发送方在帧的末尾加上校验和，使带校验和的帧的多项式能被的末尾加上校验和，使带校验和的帧的多项式能被G(x)整除；接收方收到后，用整除；接收方收到后，用G(x)，若有余数，若有余数，则传输有错。则传输有错。微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念:若若G(x)为为r 阶，原帧为阶，原帧为m位，其多项式为位，其多项式为M(x)，则在，则在原帧后面添加原帧后面添加r个个0，帧成为，帧成为m+r位，得

6、到多项式位，得到多项式2rM(x) 按按模模2除除法用法用2rM(x)除以除以G(x)：商：商Q(x)，余，余R(x)即即 2rM(x) = G(x)Q(x)+R(x) 按按模模2加法加法把把2rM(x)与余数与余数R(x)相加，结果就是要传相加，结果就是要传送的带校验和的帧的多项式送的带校验和的帧的多项式T(x) T(x) = 2rM(x) + R(x)实际上，实际上，T(x) = 2rM(x) + R(x) = G(x)Q(x) + R(x) + R(x) = G(x)Q(x) (模模2运算运算) =0 所以，若接收的所以，若接收的T(x)正确，则它肯定能被正确，则它肯定能被G(x)除尽。

7、除尽。微机原理与接口微机原理与接口串行通信的基本概念串行通信的基本概念: 可检出所有奇数个错可检出所有奇数个错 可检出所有单可检出所有单/ /双比特错双比特错 可检出所有可检出所有G(x)G(x)长度的突发错长度的突发错常用的生成多项式常用的生成多项式: CRC12 = x12+x11+x3+x2+1 CRC16 = x16+x12+x5+1 CRC32 =x32+x26+x23+x22+x16+x11+x10 +x8+x7+x5+x4+x2+x+1微机原理与接口微机原理与接口CRC码如要发送的数据为如要发送的数据为100100，生成多项式为，生成多项式为1101，则得到的余数为，则得到的余数

8、为001微机原理与接口微机原理与接口10.2 可编程串行通信接口芯片可编程串行通信接口芯片8251A（P361）微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251A数据总线数据总线缓冲器缓冲器读读/写写控制控制电路电路调制调制/解调解调控制电路控制电路内部总线内部总线发送发送缓冲器缓冲器并串并串转换转换接收接收缓冲器缓冲器串并串并转换转换发送发送控制电路控制电路接收接收控制电路控制电路D7D0RESETCLKC/DRDWRCSDSRDTRCTSRTSTXDTXRDYTXE TXCRXDRXRDYRXCSYNDET微机原理与接口微机原理与接口串行通信串行通信接口芯片接口芯片82

9、51A微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251A微机原理与接口微机原理与接口微机原理与接口微机原理与接口微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251A微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251AC/DRDWRCS操作操作0010CPU从从8251读数据读数据0100CPU向向8251写数据写数据1010CPU从从8251读状态字读状态字1100CPU向向8251写控制字写控制字微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251ARxDTxDDSRDTRCTSRTSRxCTxC8251AABDBCB异

10、步异步MODEM时钟时钟电话电话插座插座接电话线接电话线微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251ARxDTxDDSRDTRCTSRTSRxCTxC8251AABDBCB异步异步MODEM时钟时钟电话电话插座插座接电话线接电话线微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251ARxDTxDDSRDTRCTSRTSRxCTxC8251AABDBCB异步异步MODEM时钟时钟电话电话插座插座接电话线接电话线微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251A80868251RxDTxDRxCTxCCSC/DRDWRD7 D0WRRDA

11、1A2A0A3A4ABCG2BG2AG1A5A6A7M/IOY0D7 D0TxRDYRxRDY波特率波特率产生器产生器RS232C接口接口微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251A微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251A微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251A微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251A0:单字符单字符1:双字符双字符00：5位位00：6位位10：7位位11：8位位X0：无奇偶校验位：无奇偶校验位01：奇校验：奇校验11：偶校验：偶校验D7 D6 D5 D4 D3

12、D2 D1 D0 SCS ESD EP PEN L2 L1 0 0 0:内同步内同步1:外同步外同步微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251AD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 S2 S1 EP PEN L2 L1 B2 B1 00: 无效无效01: 1个停止位个停止位10: 1.5个停止位个停止位11: 2个停止位个停止位00：5位位00：6位位10：7位位11：8位位X0：无奇偶校验位：无奇偶校验位01：奇校验：奇校验11：偶校验：偶校验01:异步方式异步方式 110:异步方式异步方式 1611:异步方式异步方式 64微机原理与接口微机原理与接口串行

13、通信接口串行通信接口芯片芯片8251A1:允许发送允许发送0:禁止发送禁止发送1: 使使DTR引脚输出引脚输出低电平低电平1:允许接收允许接收0:禁止接收禁止接收1: 使使TxD线变低，发送空白字符线变低，发送空白字符0: 正常工作正常工作1:错误错误标志标志PE、OE、FE复位复位1:使使RTS引引脚输出脚输出低电平低电平1: 内部复位，内部复位，回到方式选择状态回到方式选择状态1: 启动搜索同步字符（内同步用）启动搜索同步字符（内同步用）D7D6D5D4D3D2D1D0EHIRRTSERSBRK RxE DTR TxEN微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251A

14、接收数据接收数据准备好准备好发送器发送器准备好准备好发送器空发送器空奇奇偶偶错错误误溢溢出出错错误误帧帧错错误误外外设设准准备备好好DSRSYNDET/BRKDETFE OE PE TxE RxRDY TxRDY与与引引脚脚含含义义相相同同微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251A微机原理与接口微机原理与接口微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251AMOV DX, 3F2H ; 控制口地址控制口地址MOV AL, 00H ; OUT DX, AL ； 向控制口输出一个向控制口输出一个0DELAY_TIME ; 延时，延时，16个时钟周期个

15、时钟周期OUT DX, AL ; 向控制口输出一个向控制口输出一个0DELAY_TIMEOUT DX, AL ; 向控制口输出一个向控制口输出一个0 DELAY_TIMEMOV AL, 40H ; 内部复位字内部复位字OUT DX, ALDELAY_TIMEMOV AL , 01111010B; 方式字方式字OUT DX, ALDELAY_TIMEMOV AL, 00010101B; 命令字命令字 ;允许发送；接收，清错误标志允许发送；接收，清错误标志OUT DX, AL微机原理与接口微机原理与接口串行通信接口串行通信接口芯片芯片8251A ; 送三个送三个0及复位字及复位字40H MOV D

16、X, 3F2H ; 控制口地址控制口地址MOV AL , 00011000B; 方式字方式字OUT DX, ALDELAY_TIMEMOV AL, 16H ; 送第一个同步字符送第一个同步字符OUT DX, AL ;DELAY_TIMEOUT DX, AL ; 送第二个同步字符送第二个同步字符DELAY_TIMEMOV AL, 10010101B ; 命令字命令字OUT DX, AL微机原理与接口微机原理与接口10.3 EIA RS-232C串行口和串行口和8251应用举例应用举例EIA RS-232C串行口串行口 微机原理与接口微机原理与接口EIA RS-232C和和8251应用应用EIA

17、RS-232C串行口串行口 TTLTTL电平电平输输入入-12V-12VRS-232CRS-232C电平输出电平输出-12V-12V14891489TTLTTL电平电平输出输出RS-232CRS-232C电平输入电平输入MCMC14881488微机原理与接口微机原理与接口EIA RS-232C和和8251应用应用EIA RS-232C串行口串行口 131211109876543212524232221201918171615141.85英寸0.054英寸0.5英寸2.09英寸 阳: 1.58英寸阴:1.51英寸*微机原理与接口微机原理与接口EIA RS-232C和和8251应用应用EIA RS

18、-232C串行口串行口保护地发送数据接收数据请求发送清除发送数传机就绪信号地载波信号检测数据终端就绪振铃指示123456782022DCE123456782022DTETxDRxDRTSCTSDSRCSDTR微机原理与接口微机原理与接口EIA RS-232C和和8251应用应用二、二、8251A应用举例应用举例 p376):TxD80868251RxDRxCCSC/DRDWRD7 D0D7 D0WRRDA1A2A3A4ABCG2BG2AG1A5A6A7A8A9M/IOY4CLKCLK8253CSY5CLK0 OUT0TxCRS-232C4分频分频GND22331,71,78MHz2MHz微机原

19、理与接口微机原理与接口题目要求：设串行数据传输的波特率为题目要求：设串行数据传输的波特率为9600Bd，波特，波特率系数为率系数为16，8251A的端口地址为的端口地址为310H、312H，两两台计算机之间采用台计算机之间采用查询查询、异步、半双工通信，即发、异步、半双工通信，即发送端的送端的CPU一直查询一直查询TxRDY是否为有效的高电平，是否为有效的高电平，如为高则用如为高则用OUT向向8251输出一个字节。接收端的输出一个字节。接收端的 CPU不断检测不断检测RxRDY，如为高则数据已准备好，可，如为高则数据已准备好，可以以IN一个字节。一个字节。对接收端计算机，把接收到的数据存放到对

20、接收端计算机，把接收到的数据存放到BUFF_R开开始的内存始的内存微机原理与接口微机原理与接口EIA RS-232C和和8251应用应用. ;送三个送三个0及复位字及复位字40HBEGIN: MOV DX, 312H ; 控制口地址控制口地址 MOV AL, 7AH ; 方式字：异步方式字：异步,数据位数据位,停止位停止位 OUT DX, AL MOV CX, 02H ; 延时延时 D1: LOOP D1 MOV AL, 11H ; 命令字，清除三个错误标志且命令字，清除三个错误标志且 OUT DX, AL ;允许发送数据允许发送数据 MOV CX, 02H D2: LOOP D2 ;下面开始

21、发送数据下面开始发送数据 LEA DI, BUFF_T ; 发送数据的内存发送数据的内存 首址首址 MOV CX, COUNT_T ； 要发数据的个数要发数据的个数 二、二、8251A应用举例应用举例微机原理与接口微机原理与接口EIA RS-232C和和8251应用应用NEXT: MOV DX, 312H IN AL, DX ;发送数据前要判断状态发送数据前要判断状态 TEST AL, 01H ; TxRDY有效吗？有效吗？ JZ NEXT ;如果无效说明如果无效说明8251没有就绪没有就绪 MOV DX, 310H ; 数据口地址数据口地址 MOV AL, DI ; 取一个数据取一个数据 O

22、UT DX, AL ;向向8251输出一个数据输出一个数据 INC DI ;成功发送一个数据后，成功发送一个数据后， ;如果还没有发完则再读状态如果还没有发完则再读状态 DEC CX JNZ NEXT ;后两个语句可用后两个语句可用loop next替换替换二、二、8251A应用举例应用举例见见P377P377的后续程序的后续程序微机原理与接口微机原理与接口8251接收数据的程序见接收数据的程序见P377同样要掌握。同样要掌握。注意：发送前判断注意：发送前判断8251是否就绪是否就绪NEXT_T: IN AL, ControPort TEST AL, 01H JZ NEXT_T接收前要判断是否就绪，并且判断是否出错接收前要判断是否就绪，并且判断是否出错NEXT_R: IN AL, ControPort TEST AL, 02H JZ