串行接口芯片8251.ppt

1、第三章 串行接口芯片8251,第一节 串行接口及通讯,第二节 可编程串行通讯接口8251A,第三章 串行接口芯片8251,一、串行接口,串行通讯的标准化,硬件支持,传送速率,为了避免并行通信存在的缺点， 可以采用串行通讯方式，在该方 式下，数据是按位传送的。,二、通讯方式,第三章 串行接口芯片8251,1、串行通讯的标准化：,为了便于通讯，串行通讯作了相 应的标准化，即规定了数据传输的 格式。（实际上从串行接口实现数 据通讯到由计算机组成网络通讯，有 许多层次的标准，如现在INTELNET 的传输协议）。,第三章 串行接口芯片8251,基本的串行通讯有两种类型： 1)同步通讯 2)异步通讯。,

2、同步通讯格式,同步字符,信息帧,校验字符,起始位 数 据 校验位 停止位(1,1.5,2位),5 8个,字符,异步通讯格式,第三章 串行接口芯片8251,2、传送速率：,串行通讯中规定，每秒传送的位 数为波特率如：110，300，600，1200，1800，2400，4800，9600，19200标准 波特率。,第三章 串行接口芯片8251,3、硬件支持：,为实现串行通讯还必须有硬件 支持，即串行口接口的标准化。 最常用的是 RS-232-C标准。,第三章 串行接口芯片8251,1）信号电平标准：,TTL与RS-232电平变换,接口,1489,1488,1489,1488,接口,TTL,TTL

3、,TTL,TTL,RS-232,RS-232,2）控制信号定义：,25芯插头插座。,第三章 串行接口芯片8251,通讯方式：,1、 全双I方式，半双I方式： 通讯通道中，对数据发与收两个传 输方向采用不同的通路，该通讯方式为 全双工方式。 若收与发两个传输方向使用单一通 道，为半双工方式。,第三章 串行接口芯片8251,2、 同步方式、异步方式： 将许多数据组成一个信息组（信 息帧），信息是一帧一帧发送的为同步 方式，用于大数据和远距离传送。 按字符一一传送为异步方式。,3、差异： 1） 同步方式须双方用一个时钟进行协调。 2） 异步方式虽也须约定一个时钟作为每一位 的长度，但无须将时钟发送出

4、去。 3） 同步方式比异步方式效率高,第三章 串行接口芯片8251,可编程串行通讯接口8251A ：,一、基本性能,二、8251基本原理,四、8251的编程,五、编辑举例,三、8251中的管脚信号,第三章 串行接口芯片8251,基本性能：,1、可工作于同步方式（波特率 064K）；异步方式（019.2K） 2、在同步方式下，可自动测检同步 字符，还增加了奇偶校验。 3、异步方式下，可自动形成起始位， 并可根据设定增加1，1.5，2个停 止位，并可提供一位奇偶检验位。,8251基本原理：,1、编程结构,模式寄存器,同步字符寄存器,控制寄存器,同步字符寄存器,接收移位寄存器,数据输入缓冲器,状态寄

5、存器,发送移位寄存器,数据输出缓冲器,v cc,+5v,GND,串行输入,RxD,TxE,TxD,串行输出,DSR,DTR,CTS,RTS,SYNDET,RxC,TxC,时钟,C/D,CS,TxRDY,RxRDY,RD,WR,RESET,D7D0,CLK,第三章 串行接口芯片8251,接收移位寄存器（1个）： 从串行口进入的串行数据，经 寄存器移位处理后，变为8位并 行数据。,第三章 串行接口芯片8251,数据输入缓冲寄存器（1个）： 处理后的8位并行数据存于该 寄存器，并将传给CPU。,第三章 串行接口芯片8251,数据输出缓冲寄存器（1个）：CPU将要输出的数据送入该寄 存器。该寄存器与上

6、一寄存器 地址相同。,第三章 串行接口芯片8251,发送移位寄存器（1个）：该寄 存器用移位方式，将上一个寄 存器传来的数据，变为串行数 据发送出去。,第三章 串行接口芯片8251,控制寄存器（1个）：用于 控制8251的工作，可编程设置。,第三章 串行接口芯片8251,状态寄存器（1个）：用于 提供8251的状态信息。,第三章 串行接口芯片8251,模式寄存器（1个）：可编程设 定8251的工作方式。 如：同步异步；接收发送字符格式等。 同步字符寄存器（2个）：用于容 纳同步方式中的同步字符。,第三章 串行接口芯片8251,CS：片选信号,第三章 串行接口芯片8251,D0 D7： 数据线,

7、第三章 串行接口芯片8251,RD、WR： 读、写信号,第三章 串行接口芯片8251,C / D：控制/数据信号，用于 区别送往8251的信息。,第三章 串行接口芯片8251,TXRDY：发送器准备好信号， 用 通知CPU，8251已准备好 发送一个字符，当8251获得CPU 数据后，该信号恢复为低，可 用于CPU查询或中断。,第三章 串行接口芯片8251,TXE：发送器空信号。用于表明 发送动作已完。,第三章 串行接口芯片8251,SYDENT：可用于同步或异步两个工作状态。,1）当8251设定为同步方式时，SYDENT为输出端， 当其为高电平表示已接收到传来的同步字符。 2）在外同步方式下

8、，SYDENT输入端，此时同步字 符由其它机构检测，当外部检测到同步字符以后， 从SYDENT会向8251输入一个正信号，通知已检 测到同步字符达到了同步。,为输出端，当8251收到一个全由0构成的字 符时，SYDENT输出高电平。 表明数据出了间断。,同步方式：,异步方式：,第三章 串行接口芯片8251,2、与外设信号的连接：,CPU,控制寄存器,状态寄存器,外 设,软件设置,DTR,RTS,CTS,DSR,TXRDY,软件查询,第三章 串行接口芯片8251,DTR：数据终端准备好信号， 是由8251发往外设的，CPU通 过命令使8251的该信号有效。 通知外设，CPU已准备就绪。,第三章

9、串行接口芯片8251,DSR：数据设备准备好信号。 由外设送给8251，有效时表明 外设数据已准备好。CPU可通 过状态寄存器，测量该信号。,第三章 串行接口芯片8251,RTs：请求发送信号。是8251 发给外设，有效时表明CPU已 准备好发送数据，CPU通过控 制寄存器来设定该信号。,第三章 串行接口芯片8251,CTS：清除RTS 信号。是外设对 RTS 的响应信号，当其有效时，8251才能执行发送操作。该信号 通过影响TXRDY来与CPU联络。,实际使用时，可根据需要选用， 但 CTS 必须为低，因为CTS 为 低将使TXRDY为高有效，CPU才 能向8251发送数据。,第三章 串行接

10、口芯片8251,TXRDY为高有效，CPU才能 向8251发送数据。,第三章 串行接口芯片8251,TXD：发送器数据信号端， 为8251串行数据出口,第三章 串行接口芯片8251,RXD：接收器数据信号端， 为8251串行数据入口。,第三章 串行接口芯片8251,TXC：用于控制发送字符速度。,第三章 串行接口芯片8251,RXC：用于控制接收字符速度。,第三章 串行接口芯片8251,CLK：时钟输入端。,要求 异步方式下：CLK 4.5倍波特率； RXC=波特率,TXC=1,16,64倍波特率 同步方式下：CLK 30倍波特率；RXC=TXC=波特率,8251,CLK时钟,RXC时钟：决定

11、接收波特率 RXD,TXC时钟：决定发送波特率 TXD,第三章 串行接口芯片8251,8251的编程：,1、8251初始化,3、控制寄存器方式字,4、状态寄存器格式,2、模式寄存器格式,第三章 串行接口芯片8251,8251初始化：,同前面一样，当8251与8086相连时 仍存在奇偶地址问题。因此一般将 与 相连。,当C/ D = 0 时：为8251的输入、输出 数据缓冲器,C/ D = 1 时： 为8251的控制状态 寄存器。,第三章 串行接口芯片8251,复位操作,输出模式字,输出第一个同步字符,输出第二个同步字符,同步方式,两个同步 字符？,传送数据,输出控制字,复位,完否,C/ D=A

12、1=1,C/ D=A1=1,C/ D=A1=1,C/ D=A1=0,C/ D=A1=1,N,N,Y,N,Y,Y,N,Y,第三章 串行接口芯片8251,2、模式寄存器格式：,S2 S1 EP PEN L2 L1 B2 B1,有否校验：,0：无,1：有,1：偶校验,0：奇校验,奇/偶校验,停止位,波特因子,数据位,00：无定义 00：5位 00：同步模式 01：一个停止位 01：6位 01：波特因子为1 10：1.5个停止位 10：7位 10：波特因子为16 11：2个停止位 11：8位 11：波特因子为64,异步模式,第三章 串行接口芯片8251,其中波特因子关系如下,TXC，RXC的时钟频率=

13、波特因子 波特率 例：若要求发送波特率为300，当 TXC 为4800 HZ时，可计算得 波特因子=16,4800=波特因子300,第三章 串行接口芯片8251,奇偶校验：0：奇 1： 偶,SCS ESD EP PEN L2 L1 0 0,同步字符数 同步方式 有否校验 数据数 同步方式,0：2个 0：内同步 0：无 00：5个 1：1个 1：外同步 1：有 01：6个 11：8个,10：7个,第三章 串行接口芯片8251,3、控制寄存器方式字：,EH TR RTS ER SBRK RXE DTR TXEN,TXEN：输出使能为1时，才能使数据由8251向外传送 DTR：与引脚 DTR 直接联

14、系，置1有效 RXE：输出使能为1时，才能使8251接收数据 SBRK：使TXD为低（即发送空白字符），置1有效 ER：使状态寄存器中的出错标志复位，置1有效 RTS：与引脚 RTS 有关。置1有效 IR：复位初始化 EH：用内同步模式，为1有效时，8251会对同步字符进行检索。,第三章 串行接口芯片8251,状态寄存器格式：,DSR SYDENT FE OB PE TXE RXRDY TXRDY,TXRDY：为1表明当前数据输出缓冲器为空。 RXRDY：为1表明8251接收到一个字符。 TXE：为1表明当前输出移位寄存器正处于等待处理 状态。 PE：为1时，奇/偶检验有错。 OB：超越错误

15、FE：帧格式错 SYNDET：与SYNDET有关,DSR：与DSR引脚有关,第三章 串行接口芯片8251,编辑举例：,8086 RD WR,CS C/D RD WR,译 码,1 0 0 1 0 0 1 0,A1,A0A15,A15 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0,1 0 0 1 0 0 0 0,数据：0050H,控制、状态： 0052H,C/ D,第三章 串行接口芯片8251,1、异步模式下的初始化：,MOV AL，01111，1010B 异步，波特因子16。 OUT 52H，AL 7个数据位，偶效验，2个停止位。 MOV AL，0011，0111B； 控制字，发送启动， 接收启动。 OUT 52H1AC,第三章 串行接口芯片8251,2、同步模式下的初始化：,MOV AL，0111，0100B； 同步模式，2个同 步字符，7数据位 OUT 52H，AL 偶效验。 MOV AL，16H OUT 52H，AL 2个同步字符均位16H OUT 52H，AL MOV AL，1001，0111B；发送启动接收启动。 OUT 52H，AL,第三章 串行接口芯片8251,3、利用状态字编程：,MOV AL，01111，1010B； 异步，波特因子 16，7个数据位。 OUT 52H，AL 2个停止位，偶效验。 MOV AL，0011，