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第八章(3)串行接口8250

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第八章常见可编程接口芯片

第八章常见可编程接口芯片
第 8 章 常用可编程接口芯片
8.1 可编程并行接口8255A 8.2 可编程串行接口8251A 8.3 可编程计数器/定时器接口8253
8.1 可编程并行接口8255A
8.1.1 并行通信与并行接口概述 8.1.2 8255A的内部结构及引脚 8.1.3 8255A的控制字 8.1.4 8255A的工作方式 8.1.5 8255A应用举例
1. 8255A的内部结构：P201 结构可分为三部分：
与外部设备的接口部分：端口A、端口B、端口C 与CPU的接口部分：数据总线缓冲器
读/写控制逻辑 内部控制部分： A组、B组控制。
A组 控制
D7～D0
数据总 线缓冲
RD
WR A1
A0
读写控 制
B组 控制
RESET
CS
A口 8位
C口 高4 位
C口 低4 位
从8255看，需要4个连续的端口地址。
所以常用系统地址总线的A2、A1与8255的A1、A0相连。 这样，从系统总线看：
A2(A1) Aபைடு நூலகம்(A0) A0
0
0
0 选中端口A
0
1
0 选中端口B 4个连续的
1
0
0 选中端口C 偶地址
1
1
0 选中控制口
概括起来，8255的控制信号和传输动作的对应关系：
CS A1 A0 RD WR 0000 1 0010 1 0100 1 0001 0 0011 0 0101 0 0111 0 1 ×× × × 0110 1 0 ×× 1 1
2. 8255A的引脚 （1）与外设相连的引脚
PA7~PA0 A口的数据信号线 PB7~PB0 B口的数据信号线 PC7~PC0 C口的数据信号线 （2）与CPU相连的引脚 D7~D0：双向数据线，接8086的低8位数据总线。 RD：读信号线。有效时，表示CPU对8255进行读操作。 WR：写信号线。有效时，表示CPU对8255进行写操作。 CS：片选信号。有效时，该片8255被选中。 RESET：和系统的复位信号相连，复位时，所有内部寄 存器被清零，3个数据端口被设为输入端口。

第十九讲 可编程接口芯片及应用(8250A)(2)

第十九讲 可编程接口芯片及应用(8250A)(2)

第八章 可编程接口芯片及应用技术
4）具有独立的接收时钟输入引脚。 ）具有独立的接收时钟输入引脚。 5）有CPU发向调制解调器的信号，还有能接收 ） 发向调制解调器的信号， 发向调制解调器的信号 并记录由调制解调器发送到计算机的状态信息。 并记录由调制解调器发送到计算机的状态信息 。 可方便地与MODEM相连。 相连。 可方便地与 相连 6）具有带优先级排序的中断系统，有多种中断 ）具有带优先级排序的中断系统， 源。 7）具有可记录所有状态信息的状态寄存器和检 ） 查起始位出错的能力。 查起始位出错的能力。
图 6 33 传 输 线 控 制 寄 存 器 LCR LCR
的 0= 1= 0= 1= 00=5 01=6 10=7 11=8 1 (D4=1,D3=1, 0 , 0=1 1= 6~8 SOUT 2 的 5 1.5
的 控 制 字 格
, D4=0,D3=1, 1) 0= 1=
（DLAB） 0= RBR TBR IER 1= 存器 DLL DLH
第八章 可编程接口芯片及应用技术
第十九讲 7.3 可编程串行输入 输出接口芯片 可编程串行输入/输出接口芯片 输出接口芯片8250A
7.3.2 Intel 8250A
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第八章 可编程接口芯片及应用技术
7.3.2 Intel 8250A
1．主要功能 ． INS 8250的主要功能有： 的主要功能有： 的主要功能有 1）8250支持异步通信规程。 ） 支持异步通信规程。 支持异步通信规程 2）8250的异步通信的数据格式可由 ） 的异步通信的数据格式可由 用户编程选择。 用户编程选择。 3）内部具有可编程时钟产生电路。 ）内部具有可编程时钟产生电路。
AL，0EH ；7位字符，1位停止位，奇校验 ， 位字符， 位停止位 位停止位， 位字符 DX，AL ；写入 ， 写入LCR控制字 控制字 DX，2FCH ， AL，03H ， DX，AL ， DX，2F9H ；设定 ， 设定IER口地址 口地址 ；禁止一切中断 ；设定MCR口地址 设定 口地址 ；置MCR控制字 控制字

a7 8250串口

a7 8250串口
DB 88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,89H,7FH,0BFH,8FH END
线路控制寄存器（LCR）：
LCR用来设定通讯所需的一些基本参数。Bit7为1指定波特率因子寄 存器有效，为0则指定发送/接收及IER有效。Bit6置1会将发送端置为 0，这将会使接收端产生一个“间断”。Bit3-5用来设定是否使用奇偶
线路控制寄存器（LCR）：
校验以及奇偶校验的类型，Bit3=1时使用校验，Bit4为0则为奇校验， 1为偶校验，而Bit5则强制校验为1或0，并由Bit4决定具体为0或1。 Bit2用来设定停止位的长度，0表示1位停止位，为1则根据数据长度 的不同使用1.5-2位停止位。Bit0:1用来设定数据长度。
程序清单
ORG 39A0 PDATA EQU 8000H MSB EQU 8001H LINE EQU 8003H LSTAT EQU 8005H START：MOV SP，#50H；堆栈指针初始化 MOV A，#80H ；（A）=1000 0000B MOV DPTR， #LINE；通讯线控制寄存器地址送DPTR MOVX @DPTR, A;第七位为1,设置波特率 MOV A,#18H ;波特率为4800时的低8位值为18H MOV DPTR, #8000H; 由于DLAB=1,所以此时8000H为设置低8位波 ;特率地址 MOVX @DPTR , A;高波特率的低8位数据为18H MOV DPTR , #MSB;8001H送DPTR,送波特率的高8位地址给DPTR MOV A, #00H;波特率高8位数据为00H MOVX @DPTR ,A ;设波特率高8位数据为00H MOV A,#03H ;(A)=0000 0011B MOV DPTR,#LINE ; MOVX @DPTR, A ;字符码长充为8位,1位停止位 MOV A,#00H ;(A)=0000 0000B

第八章_微机系统中的常用可编程接口芯片

第八章_微机系统中的常用可编程接口芯片

0
0 1 1 1 1 × 0 1
1
1 0 0 0 0 × 1 1
0
0 0 0 0 0 1 0 0
B口数据总线
C口数据总线 数据总线 A口 数据总线 B口 数据总线 C口 数据总线控制寄存器 端口输出为”高阻” 非法 端口输出为”高阻”
输入
输出
禁止
8-17
8.1.3 应用方法及举例 1 应用方法 可编程接口芯片的应用首先是对其进行初 始化编程，即设置初始工作条件，包括选择接 口功能、工作方式、赋予初始参数等。 8255的初始化编程，是指向控制寄存器写 入相应的控制字以确定8255的工作方式和接口 功能，简称初始化。它的基础是根据应用需要 正确确定控制字。
8-18
1）8255的控制字 两种： 工作方式控制字，决定各端口工作方式和I/O 状态。
C口按位置位/复位控制字，将C口的任一位 置1或置0。
（1）工作方式控制字
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
8-19
8-20
D7：方式控制标志位，1有效，即表示是工作 方式控制字，若是0，表示是C口按位置位/复 位控制字。 D6 - D3 ：A组控制位。
A0、A1(端口选择) CS(片选) RD、WR(读/写控制)
8-15
3.内部控制部分
——A组和B组控制部件,它们根据CPU送来的控制 字控制8255的工作方式和输入/输出状态，也可以根据 CPU写入的控制字对C口的每一位实现按位置“1”或置 “0”控制。其中：
A组控制部件控制端口A和C口上半部 B组控制部件控制端口B和C口下半部 A组控制部件和B组控制部件实际上是同一个8位控制寄 存器：
8-31
方式0的应答式工作

08-1串行通信接口8251

08-1串行通信接口8251
A站
发送器 接收器
B站
发送器 接收器
图8.2 半双工方式示意图
特点：①每端需有一个收/发切换电子开关 ②因有切换，会产生时间延迟 应用：打印机串口，单向传送设备，发送器→接收器
3.单工（Single Duplex）
使用一根传输线，只能从A到B发送 特点：①每一端都有发送器和接收器 ②有一条传送线 应用：远程控制、单向传送设备
①7位编码后附加1位奇偶位。
②若干个字符组成一个数据块列成方阵，列向接位相加产 生一个单字节检验和附加到数据块未尾。 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1
奇偶位
1 1 0 0 0 0 1
0 0 0 0 1 0 0 四、传输速率
数字信号 模拟信号 1 0 1 0 MODEM MODEM 数字信号
10 10 10 10
计算机 CRT
图8.3 调制电话线
1. 什么叫调制? 所调调制就是进行波形变换。或者说进行频谱变换，就 是将基带数字信号的频谱变换成适合于在模拟信道中传输的 频谱。 2. 作用: 调制器(Modulator)是一个波形变换器,它将基带数字的 波形变换成适合于模拟信道传输的波形。 解调器是一个波形识别器 , 将模拟信号恢复成原来的数 字信号。
010010
调制器
解调器
010010
3. 调制方法:
最基本的调制方法有以下几种： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化. “1”对应有载波 AM “0” 对应无载波 0 1 0 0 1 1
（2）调频（FM） FM 即载波频率随数字信号而变化 “0”对应”f1” “1”对应“f2” PM (3)调相（PM） 即载波初始相位随基带数字信号 而变化. “ 0”对应相位0度 “1”对应相位180度

第八章(1) 并行接口8255

第八章(1) 并行接口8255

方式1：带选通的输入方式
INTE：中断允许信号，可通过对C口的相应位按位置 位/复位来控制。INTE置位表示允许中断。

输入时： 允许中断：PC4(A口)=1，PC2(B口)=1 禁止中断：PC4(A口)=0，PC2(B口)=0 输出时： 允许中断：PC6(A口)=1，PC2(B口) =1 禁止中断：PC6(A口)=0，PC2(B口) =0
2.端口C按位置位/复位控制字 它可使端口C中的任何一位进行 置位或复位。 这两类控制字通过控制端口的最 高位即D7位为0或1来区别。方式选 择控制字的最高位为1，而端口C置 1/置0的控制字最高位为0。
端口C按位置位/复位控制字
注意：C口控制字虽然是对端口C操作，但应 写入到控制口地址，而不是写入到C数据口
8.1.4 8255A初始化编程

P226
8.1.5 8255A应用举例

P227 例 8－1 利用8255A作为简单的输入/输出接 口，实现同步传送。
例8－2 8255作为打印机接口，工作于方式0
打印机正在处理一个字符时，打印机忙信号BUSY=1， 否则，BUSY=0。向打印机送数前，应先查询打印机状 态，当BUSY=0时，可以向打印机送数。 当 STB 有效（负脉冲）时，把数据线的数据送入打 印机内。
8255A的控制字
例1：设 A、B、C数据口地址分别为60H、 61H、 62H、控制口端口地址 63H。A口方式0，输出、B口 方式0，输入，C口高4位输出，C口低4位输入。 MOV AL，10000011B OUT 63H，AL
例2： PC7置1，PC3置0
MOV DX，63H MOV AL，0000,1111B；PC7置1 OUT DX，AL MOV AL，0000,0110B；PC3置0 OUT DX，AL

微机原理与接口技术 第 8 章 并串行通信接口

微机原理与接口技术 第 8 章 并串行通信接口
MOV AL, 91H OUT 83H, AL ；写控制字91H
MOV AL, 0DH OUT 83H, AL MOV AL, 08H OUT 83H, AL
；PC6置1 ；PC4清0
8255的工作方式
8255有三种工作方式： 方式0 —— 基本输入/输出方式, 即直接（不需联络）数据传输。A, B, C端口均可为方式0的输入口或输出口使用。 方式1 —— 选通输入/输出方式, 即需联络的数据传输。方式1的输入或 输出, 均需要端口C提供固定的3位联络信号。 方式2 —— 双向传输方式。方式2相当于方式1的输入和输出组合, 需要 端口C提供固定的5位联络信号。
D7~D0
RD WR
A1 A0
RESET
CS
8255的内部结构
数据 总线 缓冲器
读/写 控制 பைடு நூலகம்辑
A组 控制
B组 控制
端口A
端口C （高4位）
端口C （低4位）
端口B
PA7~PA0 PC7~PC4 PC3~PC0 PB7~PB0
8255的引脚特性
◆8255与外设相连的有三个8位数据端口： 端口A（PA7~PA0）, 端口B（PB7~PB0）, 端口C（PC7~PC）。
8255读/写操作的控制逻辑
CS
RD
WR
A1
A0
传输操作说明
0
0
1
0
0 端口A→数据总线（输入）
0
0
1
0
1 端口B→数据总线（输入）
0
0
1
1
0 端口C→数据总线（输入）
0
0
1
1
1 非法状态
0
1
0
0

第八章常用可编程通用接口芯片

第八章常用可编程通用接口芯片

作业： P311、 1、 2、
三、三种方式的功能及应用 1、方式0 基本功能基本单向I／O方式。 • A，B，C三个端口都可作8位输入／输出端口。 • C端口可作为两个4位端口（C口上，C口下）。 • 输出有锁存，使用时可理解为273；输入有三 态缓冲，使用时可理解为244。 • 此方式下，只要用IN／OUT指令即可读／写； 一般用于无条件传送方式。 • 此方式下，也可用于查询方式，A，B口为数 据口，C口的某些位作控制和状态信息。但值 得注意的是无固定联络线。
•
•
•P263例：8255的C口接8只LED，用置位复位字，使 8只LED轮流亮灭。设端口地址为380H－－383H。 硬件如下：
与系统 总线的 连接
MOV DX，383H 设方式控制字： MOV AL，80H C口方式0输出 OUT DX，AL MOV AL，1 ；PC0置位字 AGN：OUT DX，AL；PC0灯亮 MOV AH，11 LOOP ＄ ；延时 INT 21H AND AL，0FEH；复位字 INC AL OUT DX，AL ； 灯灭 POP AX ADD AL，3 ;指向下一位 JNZ AGN AND AL，0FH ;控制置位／ 复位字范围 PUSP AX
•如PC3置位： MOV DX，PORT3 ；控制端口 MOV AL，7 OUT DX，AL
• 如PC3复位：MOV DX，PORT3 MOV AL，6 OUT DX，AL C端口的按位置位复位字须跟在方式选择控 制字之后，所以，仅使用C口的按位置位复 位字时，也应先送一方式控制字。 8255的两个控制字是以D7位作为区别标志： D7＝1为方式控制字，D7＝0为置位复位字； 所以方式字≧80H，置位复位字＜80H。
•程序中，送置位字，则灯亮；送复位字，则灯灭。 由前一位的复位字到后一位的置位字之差为3，加3则 指向下一位。

第八章 常用可编程接口芯片8253

第八章 常用可编程接口芯片8253
第8章
8.2：可编程计数器/定时器
教学重点

8253的引脚及其与CPU的连接


8253的六种工作方式及控制命令字
8253的编程及在IBM PC系列机上的应用
8.2.0：定时器和计数器
定时控制在微机系统中具有极为重要的作用，计 数是许多过程控制领域常用的功能 它们都是由数字电路中的计数电路构成 ♠ 定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录 高精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间 隔 ♠ 计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的 脉冲信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知 外设的某种状态），常又称为计数器
方式0：计数结束中断
① 方式0 WR
② ④ 4
⑤
⑥
CLK
GATE 4 3 2 1 OUT 0
④ ① ⑥② ⑤ 计 数 设 计设 计 值 定 数 定 数 送 结计 过工 入 数 束 作 程 计 初 方 数 值 式 器
方式1：可编程单稳脉冲
④
①
方式1 WR CLK GATE ③ 4 3 2 1 0
②
写入控制字 写入计数初值 读取计数值
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1. 写入方式控制字
D7
D6
D5
D4
D3
D2
工作方式
D1
D0
数制
计数器
读写格式
00 01 10 11
计数器0 00 计数器1 01 计数器2 10 非法 11
000 计数器锁存命令方式0 0 二进制 001 只读写低字节 方式1 1 十进制 010 方式2 只读写高字节 011 方式3 先读写低字节 方式4 100 后读写高字节 方式5 101

串行通信接口8250

串行通信接口8250

+15V +15V
+15V
EIA电平 TTL MC1489 RS-232
TTL MC1488
采用EIA电平比TTL电平具有更强的抗干扰性能。
另外，MAX232省电可连接二对收/发线，只用单电源。 2.机械特性 1）连接器（Connector） 常用二种： ①DB-25型，25脚，只用9个信号（2个数据线，6个控制线，1个 地址），如下图所示。
计 算 机 口 TXD 2 RD X RTS ┇ CTS DSR SG DCD 调 制 解 调 器 调 制 解 专用电话线 调 器 TXD RXD RTS CTS DSR SG DCD 2
接
终
┇ 端
采用MODEM时RS-232信号线的使用
二、RS-422/RS-423接口标准 1.特点： （1）采用平衡发送器和差动接收器，由于是双线传输，大大提 高了抗共模干扰的能力。 因为是两条传输线的电位差决定逻辑电平 AA´-BD ´ <-2V，表示“1”
A站
发送器 接收器
B站
发送器 接收器
图6.2 半双工方式示意图
特点：①每端需有一个收/发切换电子开关 ②因有切换，会产生时间延迟 应用：打印机串口，单向传送设备，发送器→接收器
3.单工（Single Duplex）
使用一根传输线，只能从A到B发送 特点：①每一端都有发送器和接收器 ②有一条传送线 应用：远程控制、单向传送设备
13 11 发送电流（-） 9 发送电流（+） DCD 8 GND 7 DSR 6 CTS 5 RTS 4 RXD 3 2 TXD 1
25 （-）接收电流
22
20 18 （+）接收电流
②DB-9型 9针，9针全 用，如下图。

微型计算机原理 chapter8 常用接口芯片

微型计算机原理 chapter8 常用接口芯片

三、定时计数器的原理框图
数据 控制寄存器 RD
CLK
初始值寄存器
WR
GATE
计数器 地址 译码 。
CS
A0 计数输出寄存器
OUT
四、可编程定时计数器8253
1、外部引脚和内部结构
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 RD WR A0 A1 CS 1 2 3 4 5 6 7 8 22 23 19 20 21 9 11 10 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2 地 VCC
特点：
（1）GATE：计数过程中，GATE始终为1；若GATE=0，则终止计数且 OUT端马上变高，待恢复GATE=1时，产生硬件启动，立即启动新值。
（2）写新值：计数过程中写新值，不影响当前半周期计数，在当前半周 期结束时启用新初值。
2、8253的工作方式
方式4 —— 软件触发选通 （软件启动，不自动重复）
1、计数过程的启动方式； 2、OUT端的输出波形； 3、更新计数初值的影响； 4、自动重复功能； 5、GATE的控制作用。
2、8253的工作方式
方式0—— 计数结束产生中断 （软件启动）
此方式下，写入控制字后，输出端OUT以低电平作为初 始电平，并一直保持，在计数值到达0时变为高电平，直到 写入新的计数值。
（硬件启动，不自动重复）
写入控制字后，OUT变高。 由GATE的上升沿使计数开始。当计数 结束时，由OUT端输出宽度为一个时钟周期的负脉冲。
2、8253的工作方式
8253工作方式小结
1、输出波形：方式0写入控制字后输出低电平，直到计数 结束。其余方式下，写入控制字后输出高电平。方式2、4、 5都是输出一个时钟周期宽度的负脉冲。方式1输出宽度为N 个时钟周期的负脉冲。 2、启动方式：任何一种方式都只能在写入计数初值后才能 开始计数。方式0、2、3、4在写入计数初值后，立即启动 计数；方式1、5需要外部GATE信号触发启动计数。 3、是否重复：方式2、3是连续重复计数；其余方式下都是 一次计数。

微机原理与接口技术 第8章

微机原理与接口技术 第8章
微机原理与接口技术
第8章
微型计算机常用接口和接口芯片
目录 CONTENTS
8.1
微型计算机接口概述
8.2
可编程并行接口芯片8255A
8.3
可编程串行接口芯片8251A
8.4
可编程定时器/计数器接口芯片8253A
3
引子
计算机接口是实现计算机与外部设备之间信息交换的桥梁，它在微机系统的设计和应用过程中 起着极其重要的作用。本章从应用角度出发，首先介绍计算机接口的相关知识，然后重点讲述 典型微型计算机接口芯片8255A，8251A和8253A的外部引脚、内部结构、工作方式及编程方式。
（2）波特率
• 波特率是指单位时间内信号电平变化 的次数，它反映的是数据信号对载波 的调制速率。常用的标准波特率为110， 300，600，1200，1800，2400，4800， 9600和19200。其中，如果数据未进行 压缩，由于传送数据时除传送数据信 息外，还需传送校验位等信息，故波 特率要高于数据传输率；如果数据进 行了压缩，则数据传输率要高于波特 率。
2 数据传送速率
（1）数据传输率
• 数据传输率是指单位时间内传输二进 制代码的有效位数，其单位为bit/s或 bps（位/秒）。数据传输率越高，要 求传输通道的频带越宽。
• 例如，在某串行通信中，每秒可以传 送600个字符，每传送一个字符需要8 位，则数据传输率为：600字符/秒×8 位/字符＝4800位/秒。
RS-232C引脚定义
8.2 可编程并行接口芯片8255A
8.2.1 8255A的引脚及功能
8255A是40引脚的双列直插式芯片。
读信号，输入，用于控制数据流的读出， 低电平有效。该信号有效时，表示允许 CPU 从 8255A 端 口 中 读 取 数 据 或 状 态 信 息。

第八章 可编程并行接口

第八章 可编程并行接口

二、8255A引脚说明 二、8255A引脚说明
PB0~PB2 PC0~PC3 PC7~PC4 A0
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9
GND A1
8 7
PA0~PA3
RD CS
6 5 4
ห้องสมุดไป่ตู้
3
2
1
8255A
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
2. 端口C置1/置0控制字： 端口C 1/置 控制字：
2. 端口C置1/置0控制字： 端口C 1/置 控制字：
例如：编制一程序段，将端口 的 例如：编制一程序段，将端口C的PC2置0， 置 ， PC3置1。设控制口的地址为 置 。设控制口的地址为63H MOV AL,04H; 0000 0100 将端口 的PC2置0的控制字 将端口C的 置 的控制字 OUT 63H,AL
第一节 并行接口与串行接口简介
计算机与外设交换信息的过程中： 计算机与外设交换信息的过程中：
– 并行通信：多位数据通过多条数据线同时 并行通信： 传送。 传送。 – 串行通信：多位数据通过同一条数据线按 串行通信： 位传送。 位传送。
与串行通信相比，在相同传输率下，并行通信的信息实 与串行通信相比，在相同传输率下， 际传输速度快、信息率高。 际传输速度快、信息率高。但并行通信比串行通信所用电缆 随着距离的增加，电缆的开销会成为突出的问题。所以， 多，随着距离的增加，电缆的开销会成为突出的问题。所以， 并行通信总是用在数据传输率要求较高， 并行通信总是用在数据传输率要求较高，而传输距离较短的 场合。 场合。
实现并行通信的接口就是并行接口。 实现并行通信的接口就是并行接口。 并行接口是在多根数据线上，以字节/ 并行接口是在多根数据线上，以字节/字为 单位与I/O设备交换数据 设备交换数据。 单位与I/O设备交换数据。
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VCC RI RLSD DSR CTS MR OUT1 DTR RTS OUT INTR NC A0 A1 A2 ADS CSOUT DDIS DISTR DISTR
~ ~ 同步字符 数据 数据 ~ ~ 数据 校验 同步字符
2. 异步通信——通信双方使用各自的时钟


串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一根 信号线传送 收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程）：

传送速率 信息格式 位同步 帧同步 数据校验 错误处理


串行异步通信以字符为单位进行传输 数据格式：起止式异步通信协议
8.3 串行通信接口

学习重点


异步通信协议和RS232C接口 8250的结构和功能
8.3.1 串行通信基础

串行通信：用一根信号线将数据逐位顺序 传送 串行通信的优势：通信线路少，在远距离 通信时可以极大地降低成本；适合于远距 离数据传送，也常用于速度要求不高的近 距离数据传送

串行通信的种类：
3. 数据传输方式
4. 远距离传输和调制解调器



串行数据的远传 提高电平摆幅——RS232-C标准 采用平衡式传输——RS422/RS485 采用电流信号——20mA电流环 利用电话线和声频信号——调制/解调 调制（Modulating）和解调（Demodulating） 把数字信号转换为电话线路上可传送的模拟信号 将电话线路上的模拟信号转换为数字信号 调制解调器（MODEM） 具有调制和解调功能的联合装置
3、 RS-232C的连接

微机利用232C接口连接调制解调器，用于实现 通过电话线路的远距离通信
3、 RS-232C的连接

微机利用232C接口直接连接进行短距离通信。 这种连接不使用调制解调器，所以被称为零调 制解调器（Null Modem）连接
4、 RS-232C的电气特性

232C接口采用EIA电平（负逻辑）

DLAB=1，拟访问除数寄存器的高8位及低8位 DLAB=0 ，拟访问其他控制或状态寄存器
8250内部寄存器的地址
DLAB A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 0 1 0 * 0 1 1 * 1 0 0 * 1 0 1 * 1 1 0 * 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 寄存器操作 读接收缓冲器/写发送保持寄存器 中断允许寄存器 中断识别寄存器（只读） 通信线路控制寄存器 调制解调器控制寄存器 通信线路状态寄存器 调制解调器状态寄存器 不用 除数寄存器（低8位） 除数寄存器（高8位） com1 3F8+0 3F8+1 3F8+2 3F8+3 3F8+4 3F8+5 3F8+6 3F8+1 3F8+0 3F8+1 com2 2F8+0 2F8+1 2F8+2 2F8+3 2F8+4 2F8+5 2F8+6 2F8+1 2F8+0 2F8+1
1. 处理器接口引脚（1）



数据线D0-D7：在CPU与8250之间交换信息 地址线A0-A2：寻址8250内部寄存器 片选线：包括


3个片选输入信号CS0、CS1、-CS2 1个片选输出信号CSOUT。

当3个片选输入都有效时，才选中8250芯片，同 时CSOUT输出高电平有效。 地址选通信号ADS：当该信号有效时，锁存上述 地址线和片选线的输入状态，保证读写期间的地 址稳定
起止式异步通信协议
字符
数据位
起始位
附加位
停止位
空闲位
1
0
0/1 0/1
…
0/1 0/1 1 1 高位
1
低位
附加位——该位可用于校验或数据标识：可选择奇检 数据位——数据位紧跟着起始位传送。由5～8个二进 停止位——表示该字符传送结束。停止位为逻辑1电平， 空闲位——传送字符之间的逻辑1电平，表示没有进行 起始位——每个字符开始传送的标志，起始位采用逻 验、偶校验或无校验位 制位组成，低位先传送 可选择1、1.5、2位。 传送 辑0电平
起始位
T
16 T
除数寄存器保存设定的分频系数 分频系数＝基准时钟频率÷（16×比特率）
4. 传输线控制寄存器
D7 D6
D5 D4 D3
D2
D1 D0
DLAB SBRK SBP EPS PEN
STB
DTE DCE
电话线
RS-232C 接口 RS-232C 接口
DCE
DTE
计算机
调制解调器
调制解调器
计算机
2、RS-232C的引脚定义


232C接口标准使用一个25针连接器 绝大多数设备只使用其中9个信号，所以就有了9 针连接器 232C接口信号面向使用调制解调器的串行异步 通信
RS-232C的引脚（1）
1. 接收缓冲寄存器
CPU 接收缓冲寄存器 接收移位寄存器 同步控制 8250 SIN
存放串行接收后转换成并行的数据
2. 发送缓冲寄存器
CPU
发送缓冲寄存器
发送移位寄存器
SOUT
同步控制
8250
包含将要串行发送的并行数据
3. 除数寄存器(分频次数锁存器)
16 T
数据线 （SIN）
时钟 （RCLK） 8T
1. 串行数据的发送
CPU 发送缓冲寄存器 发送移位寄存器 同步控制 8250 双缓冲寄存器结构，保证数据的连续发送
并行数据
串行数据
SOUT
0/1 0/1
0/1 0/1
加入起始位、校验位、停止位
2. 串行数据的接收
CPU
并行数据
接收缓冲寄存器
接收移位寄存器串行数据源自SIN0/1 0/1
0/1 0/1
2. 时钟信号


时钟输入引脚XTAL1：8250的基准工作时钟 时钟输出引脚XTAL2：基准时钟信号的输出端 波 特 率 输 出 引 脚 -BAUDOUT ： 基 准 时 钟 经 8250内部波特率发生器分频后产生发送时钟 接收时钟引脚RCLK：接收外部提供的接收时 钟信号。 若采用发送时钟作为接收时钟，则只要将 RCLK引脚和-BAUDOUT引脚直接相连
RS-232C的引脚（3）


DTR：数据终端准备好（终端→数传机） 通常当数据终端设备一加电，该信号就有效， 表明数据终端设备准备就绪 DSR：数据装置准备好（终端←数传机） 通常表示数据通信设备（即数据装置）已接通 电源连到通信线路上，并处在数据传输方式 DTR和DSR也可用做数据终端设备与数据通信设 备间的联络信号，例如应答数据接收
同步控制
8250
检测接收错误，删除起始位、 校验位、停止位
双缓冲寄存器结构,保证数据的连续接收
二、 8250的引脚

40条引脚 连接CPU的部分 连接外设的部分
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 RCLK SIN SOUT CS0 CS1 CS2 BAUDOUT XTAL1 XTAL2 DOSTR DOSTR GND
RS-232C的引脚（2）




TxD：发送数据（终端→数传机）：串行数据的 发送端 RxD：接收数据（终端←数传机）：串行数据的 接收端 RTS：请求发送（终端→数传机）：当数据终端 设备准备好送出数据时，就发出有效的RTS信号， 用于通知数据通信设备准备接收数据 CTS：清除发送（允许发送）（终端←数传机）： 当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传 送数据时，发出CTS有效信号来响应RTS信号 RTS和CTS是数据终端设备与数据通信设备间一 对用于数据发送的联络信号
数据传输速率

数据传输速率也称比特率（Bit Rate）

每秒传输的二进制位数bps 字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为数据传 输速率的倒数



波特率（Baud Rate）指每秒传送的有效信息位数 目，当进行二进制数码传输，波特率等于比特率 过去串行通信（异步）的数据传输速率限制在50 bps到9600 bps之间。 现在，串行通信可以达到115200 bps或更高
8.3.2 串行接口标准RS-232C


现已成为数据终端设备DTE与数据通信设备DCE 的标准接口 DTE——数据终端设备，例如计算机 DCE——数据通信设备（数传机），例如调 制解调器） 可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机 属于网络层次结构中的最低层：物理层
1、RS-232C接口的使用场合
RS-232C的引脚（4）



RI：振铃指示（终端←数传机） 当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该 引脚信号作为电话铃响的指示、保持有效 GND：信号地 为所有的信号提供一个公共的参考电平 CDD：载波检测（终端←数传机） 当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号 时，该引脚向数据终端设备提供有效信号

“0‖ 电平为＋3V～＋15V ―1‖电平为－3V～－15V 实际常用±12V或±15V
利用总线 收发器相 互转换

标准TTL电平（正逻辑）

“1‖电平：＋2.4V～＋5V ―0‖电平：0V～0.8V
8.3.3 可编程异步通信接口8250


串行传输，需要并行到串行和串行到并行的转换， 并按照传输协议发送和接收每个字符（或数据块） 这些工作可由软件实现，也可用硬件实现 8250有40支引脚，采用双列直插式封装，使用 +5v电源。