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微机原理 第七章 串行通信接口技术..


(5)MODEM控制寄存器MCR(3FCH)
0 0 0 LOOP OUT2 OUT1 RTS DTR
为 1使 8250 为循环工作方式 为 1使 引脚为低 为OUT2* 1使 为 OUT1* 1使 为 RTS* 1使 引脚为低 DTR* 引脚为低 引脚为低 否则为正常工作方式 否则为高 否则为高 否则为高 否则为高
(1)处理器接口引脚(2)

读控制线


数据输入选通 DISTR (高有效)和 DISTR* (低有效) 有一个信号有效,CPU从8250内部寄存器读出数据 相当于I/O读信号
数据输出选通 DOSTR (高有效)和 DOSTR* (低有 效)有一个有效,CPU就将数据写入8250内部寄存器 相当于I/O写信号

(4)输出线

OUT1*和OUT2*:


两个一般用途的输出信号 由调制解调器控制寄存器的 D2 和 D3 使其输出 低电平有效信号 复位使其恢复为高
8250的寄存器及编程方法


8250 内部有 10 个可访问的寄存器,除数 寄存器是 16 位的,占用两个连续的 8 位端 口 内部寄存器用引脚A0~A2来寻址;同时还 要利用通信线路控制寄存器的最高位,即 除数寄存器访问位 DLAB 的 0和 1两种状态, 来区别公用 1 个端口地址所访问的两个寄 存器
(7)中断允许寄存器IER (3F9H)


8250设计有2个中断寄存器和4级中断 4级中断的优先权,是按照串行通信过程中 事件的紧迫程度安排的、是固定不变的 用户可利用中断允许或禁止进行控制 中断允许寄存器的低 4位控制8250 这4级中 断是否被允许
5. RS232C接口

RS-232C信号定义的说明
RS-232C的 25 个插脚仅定义 22 个。在微机通信 中,通常使用的 RS-232C 接口信号只有 9 根引脚 (P299,图7-37)

RS-232C总线的电气规范

RS-232C标准与TTL标准之间的转换
常用于将TTL电平转换为RS-232C电平的芯片,除MC1488外 还有75188,75150等;用于将 RS-232C电平转换为TTL 电 平,除MC1489外,还有75189,75154等
(2)同步通信及其协议
同步通信以一个数据块为传输单位,每个数据块附 加1个或2个同步字符,最后以校验字符结束
同步通信协议有多种,常用的有面向比特的高级数据链 路控制协议HDLC(High-Level Data Link Control)。IBM系 列微机中常用的同步数据链路控制协议SDLC(Synchronous Data Link Control)则是HDLC的子集
为1 为 ,表示发送移位寄存器空; 1 为 ,表示发送保持寄存器空, 1 为 ,表示正在传输中止字符 1 为 ,表示出现帧错误 1 为 ,表示出现奇偶错 1 为 ,表示出现溢出错 1,表示接收数据缓冲器收到 一个数据,既接收数据准备好; 当数据由发送保持寄存器移入 当CPU将字符写入发送保持 当CPU 0 发送移位寄存器时,该位为 寄存器后,该位为 0读走数据后,该位为 0 提供串行异步通信的当前状态 供CPU读取和处理
设置8250与数据通信设备之间 联络应答的输出信号
例 : 要 使 MCR 的 DTR , RTS 有 效 , OUT1 , OUT2以及LOOP无效,则编程如下: MOV DX,3FCH MOV AL,00000011B OUT DX,AL ;MCR的地址, ;MCR的控制字
例:要对8250通过自发自收进行诊断,则程序 为: MOV DX ,3FCH MOV AL,00010011B OUT DX,AL ;MCR的地址 ;LOOP位置“1”
中断允许寄存器
波特率除数锁存寄存器(低字节) 波特率除数锁存寄存器(高字节)
中断识别寄存器 线路控制寄存器 MODEM控制寄存器 线路状态寄存器 MODEM状态寄存器
(1) 发送保持寄存器THR (3F8H) :“写”
CPU
发送保持寄存器
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

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
字符速率与波特率ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ者关系 字符速率:每秒钟传输的字符数。 波特率:指单位时间内传送二进制数据的 位数。单位为:b/s
例1: 异步传输过程 设每个字符对应1个起始位、7个信息位、1个 奇偶校验位和1个停止位,如果波特率为1200bps, 那么,每秒钟能传输的最大字符数为1200/10= 120个


数据线D7 ~ D0 :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: 8250 设计了 3 个片选输入信号 CS0 、 CS1、CS2*和一个片选输出信号 CSOUT。 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* :当该信号低有效时,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

同步通信的特点是不仅字符内部保持“同 步”,而且字符与字符之间也是同步的。
在这种通信方式下,收/发双方必须建立准确 的位定时信号,也就是收/发时钟的频率必须 严格地一致。


每个字符不增加任何附加位,而是连续发送
3. 波特率与收/发时钟
(1)串行传输速率

串行传输速率也称波特率(Baud Rate)
(1) 接收缓冲寄存器RBR (3F8H) :“读”
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)波特率除数寄存器BRD(3F8H,3F9H)
16 T 数据线 (SIN) 时钟 (RCLK) 起始位 T
8T
16 T
除数寄存器保存设定的分频系数 BRD=基准时钟频率÷(16×波特率)
(2) 发送/接收时钟
发送/接收时钟频率与波特率之间的关系为:
发送/接收时钟频率=n发送/接收波特率
其中n称为波特因子,一般n=1,16,32,64 例:要求传输速率为1200 bps
当选择n=16时,表明一位数字信号中有16个时 钟脉冲,故发送/接收时钟频率为:
120016=19.2kHz
4. 信号的调制解调
可编程串行通信接口芯片8251A
在串行通信时,收发双方要解决的问题:



以何种速率进行数据的发送和接收(波特率) 采用何种数据格式(帧格式) 接收方如何得知一批数据的开始和结束(帧同步) 接收方如何从位流中正确地采样到位数据(位同步) 接收方如何判断收到数据的正确性(数据校验) 收发出错时如何处理(出错处理)

调制和解调
长距离通信时,常需要利用电话线路,它的频带则只有 300Hz ~ 3400Hz 。为了通过电话线路传输数字信号,必须先 把数字信号转换为适合在电话线路上传送的模拟信号,这就 是调制;经过电话线路传输后,在接收端再将模拟信号转换 为数字信号,这就是解调。

调制方法 : 移频键控(FSK) 移相键控PSK 振幅键控(ASK)

写控制线



8250读写控制信号有两对,每对信号作用完全相 同,只不过有效电平不同而己
(1)处理器接口引脚(3)


驱动器禁止信号DDIS:CPU从8250读取数 据时,DDIS引脚输出低电平,用来禁止外 部收发器对系统总线的驱动;其它时间, DDIS为高电平 主复位线MR:硬件复位信号RESET 中断请求线INTRPT:8250有4级共10个中 断源,当任一个未被屏蔽的中断源有请求 时,INTRPT输出高电平向CPU请求中断
(6)MODEM状态寄存器MSR(3FEH)



反映4个控制输入信号的当前状态及其变化 MSR 高 4 位中某位为 1 ,说明相应输入信号当前 为低有效,否则为高电平 MSR 低 4 位中某位为 1 ,则说明从上次 CPU 读取 该状态字后,相应输入信号已发生改变,从高变 低或反之 MCR 低 4 位任一位置 1 ,均产生调制解调器状态 中断,当 CPU 读取该寄存器或复位后,低 4 位被 清零
串行通信的基本概念
1. 数据传送方向
单工方式
站A 站B
半双工方式
全双工方式
站A
站B
站A
站B
2. 串行通信的两种基本方式
(1)异步通信及其协议 所谓的异步通信,是指通信中两个字符的时间间 隔是不固定的,而同一字符中的相邻代码间时间 间隔是固定的



串行异步通信以字符为单位进行传输,用 起始位表示字符的开始,用停止位表示字 符结束,其通信协议是起止式异步通信协 议 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),才能解决传送速率、信息格式、 位同步、字符同步、数据校验等问题
8250内部寄存器端口地址
适配器地址 DLAB A2A1A0 访问寄存器名称
接收数据寄存器(读) 发送保持寄存器(写)
3F8H 3F9H 3F8H 3F9H 3FAH 3FBH 3FCH 3FDH 3FEH
0 0 1 1
000 001 000 001 010 011 100 101 110
例2:同步传输 用 1200bps 的波特率工作,用 4 个同步字 符作为信息帧头部,但不用奇偶校验,那 么 , 传 输 100 个 字 符 所 用 的 时 间 为 7(100+4)/1200 = 0.6067s ,这就是说,每 秒钟能传输的字符数可达到 100/0.6067 = 165个。 可见,在同样的传输率下,同步传输时 实际字符传输率要比异步传输时高。
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