若要访问除数寄存器（为了写入波特率因子，以得到合适 的内部时钟频率），可将控制字设定为1000 0000（80H） 若传送的数据通讯格式为1位停止位、8位数据位、无奇偶 校验，可将控制字设定为0000 0011（03H）
第7章 常用数字接口电路
传输线状态寄存器（LSR）
8位可读/写寄存器，用于表示8250收/发通信时的状态信息 。
8）MODEM控制逻辑
功能：通过对调制解调器控制寄存器的编程设置，可以 控制提供给调制解调器的控制信号。
MODEM 控制寄存器 MODEM 状态寄存器 调制 解调 控制 逻辑 RTS CTS DTR DSR RLSD RI OUT1 OUT2
内 部 数 据 总 线
MODEM控制寄存器（MCR ）用来对MODEM实施控制。
MODEM状态寄存器（MSR ）提供控制信号的状态变化信息。
第7章 常用数字接口电路
数据总线
72LS245 D0 ~D7 A B DIR G
串行数 ２、8250的寻址和连接
据收发
+12V D0 ~D7 SOUT SIN RTS ADS DISTR DOSTR DISTR DOSTR +5V 1 CTS DSR RLSD 1 +5V 2 1 1 1 1 3 4 5 6 8 20 1 SN75154 22 7 DB-25 TXD RXD RTS CTS DSR DCD DTR RI SGND
25脚，只用9个信号 （2个数据线，6个控制线，1个地址）
DB-9型连接器
9针，9针全用
１、近距离连接（<15m）
只用3条线（发送线TXD，接收线RXD，信号地线）
A机 2 TXD 3 RXD 7 2 3 7 B机
TXD
RXD
4 5 6 20
4 5 6 20
２、远距离连接（>15m）
1）需用MODEM和专用电话线 2）需用2～9条信号线（在接口与MODEM之间）
三. 可编程串行接口8250功能简介
CPU利用串行通信与外部进行数据交换，必须 通过串行接口电路实现。
D7～D0
INS8250
SIN
SOUT
（1）进行串/并行转换。 （2）实现串行数据格式化。 （3）能进行可靠性校验。 （4）实现与数据通信设备之间的联络控制。
第7章 常用数字接口电路
8250主要功能 （1）支持异步串行通信规程，发送时可自动插入起 始位、停止位和奇偶校验位，接收时能自动删除。 （2）内部具有可编程的时钟产生电路，可对外部时 钟进行1～65535次分频。 （3）具有由CPU的发向调制解调器MODEM的控制 信号。 （4）具有优先级排除的中断系统，有多种中断源。 （5）发送和接收都采用双缓冲结构（数据稳定）。
第7章 常用数字接口电路
异步通信时,字符/字节是一帧一帧的传送，每帧 字符必须靠起始位来同步，在异步通信的数据传送中， 传输线上允许空字符。
2.波特率 （bps）
波特率就是传送数据位的速率（用位/秒）表示。 例:数据传送速率为120字符/秒，每帧包括10个数 据位，则波特率为 120×10=1200位/秒=1200bps 常用的异步通信的波特率的值为：150、300、600 、1200、2400、4800、9600、14400、28800。
RS-232标准是美国EIA（电子工业联合会） 与BELL等公司一起开发的，1969年公布的通信 协议，适合的数传率：0～20Kbps。 RS-232对电气特性，逻辑电平和各种信号 线的功能都作了规定。
计算机 串行接口 DTE 串行接口 DTE
计算机 或终端
第7章 常用数字接口电路
机械特性 连接器（Connector）
第7章 常用数字接口电路
同步通信的优缺点
优点：一次传输多个数据，传输效率高，速度快。 缺点：一帧数据中收发时钟要保持高度同步，如果双 方的时钟频率有偏差，会因为积累造成错位。
பைடு நூலகம்发送方
接收方
公用时钟
第7章 常用数字接口电路
异步串行通信方式
特点:以字符/字节为单位传送，通信双方需约定 协议(格式，速率等)。 异步通信必须遵从两项规定: １.数据的格式：每一个数据传送时,必须加一个起 始位，后面加1或1.5或2个停止位。还可根据需要加 入校验位。 校验位 奇校验 ：字符加上校验位有奇数个1； 偶校验 ：字符加上校验位有偶数个1 。 校验位产生和检查由串行通信控制器内部自动产生， 停止位也是由硬件自动产生的。(偶数个错误不能检测)。
第7章 常用数字接口电路
调制解调器的调制方式有以下三种： ①振幅调制（Amplictute Shift Keying,ASK)
②频率调制（Frequency Shift Keying,FSK)
③相位调制（Phase Shift Keying,PSK)
串行通信需要解决的问题
双方以何种速率进行通讯
进行传输的数据格式
第7章 常用数字接口电路
１、8250的内部结构及工作原理 １) 数据总线缓冲器
数 据 总 线 缓 冲 器 内 部 数 据 总 线
D7 ～ 0 D
功能：与CPU总线D7～D0连接，实现数据传送。
第7章 常用数字接口电路
２) 读写控制逻辑
功能：接收读写命令和控制信号，决定对哪个寄存器进行操作
输入片选信 号，同时有 效选中8250 8250内部 锁存地址及 寄存器的 片选信号， 选择信号 数据输入选通信号， 以稳定译码 任一信号有效时，可 数据输出选通信号， 读出被选中的8250寄 任一信号有效时，可 存器的内容 向被选中的8250寄存
如何从位流中正确地采样到位数据
收发出错时如何处理
收发双方必须严格遵守相关通信协议：
同步串行通信 异步串行通信
第7章 常用数字接口电路
2、同步通信与异步通信
同步通信：
特点:利用同步字（SYN）获得双方的同步信息， 数据之间无间隔符（数据流）所以传输速率 较高，同步传输的数据格式：
CRC的意思是循环冗余校验码，用于检验在 传输过程中是否出现错误。
功能：实现中断优先权排队，允许在符合条件时发出中 断请求，或禁止在符合条件时发中断请求，实现中断管理。
内 部 数 据 总 线
中断允许 寄存器 中断识别 寄存器
中断 控制 逻辑
INTRPT
中断允许寄存器（IER ）用于允许或禁止某种中断。 中断识别寄存器（ IIR ）用于识别中断源。
第7章 常用数字接口电路
第7章 常用数字接口电路
1、工作方式
单工方式：
发送器
接收器
半双工方式：
发送器/ 接收器 发送器/ 接收器
发送器/ 接收器 发送器/ 接收器
全双工方式：
第7章 常用数字接口电路
调制与解调
在做远距离传输时，需要通过MODEM将数字信号→模 拟信号，可以利用电缆线传输(称为调制），接收方 利用MODEM将模拟信号转换为数字信号（称为解调） 。
D7 0 接收数据寄存器满 发送移位寄存器空 发送数据寄存器空 线路间断 越限错 奇偶错 结构错 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
若发送数据寄存器为空，其状态字为0010 0000（20H）
若接收数据寄存器为满，其状态字为0000 0001（01H）
第7章 常用数字接口电路
７）中断控制寄存器
第7章 常用数字接口电路
二、串行通信的物理标准
进行串行通信的线路连接时，需要解决的问题： １. 计算机与外设之间要共同遵守的某种约定，称 为物理接口标准，包括电缆的机械特性、电气特性、 信号功能和传送过程的定义。 ２. 按相关接口标准设计接口电路。常用RS-232-C。
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RS-232-C串行接口标准
６) 传输线控制寄存器和传输线状态寄存器
内 部 数 据 总 线
传输线控制 寄存器
接收同步 控制 发送同步 控制
RCLK
传输线状态 寄存器
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传输线控制寄存器（LCR）
8位可读/写寄存器，用于设置串行通信的帧数据格式。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DLAB SB SP EPS PEN STB WLS1 WLS0 字长 00: 5位 禁止访问波特率因子寄存器 :0 01: 6位 允许访问波特率因子寄存器 :1 10: 7位 正常 :0 11: 8位 停止位 0: 1位 设置间断，SOUT发送空号 :1 1: 1.5位 (数据5位) 无附加奇偶校验位 :0 2位 (数据6, 7, 8位) 有附加奇偶校验位 :1 0: 无奇偶校验 奇校验(D3=1) :0 1: 允许奇偶校验 偶校验(D3=1) :1
读写控 制逻辑
RD WR
MODEM 1 控制信号
DTR RI
AEN A8 A9 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
片选控制
&
CS1 CS0 CS2
INS 8250
RLCK BOUDOUT OUT1 OUT2 A2 A1 A0 MR
内部时 钟信号 -12V
1 SN75150
外部时 钟输入
时钟电路
f=fosc/分频次数=16*外部通讯波特率 分频次数也称作波特率因子，初始化时放入除数寄存 器。先写低八位，再写高八位。
外部提供的标准时钟频率 波特率因子＝ 16 波特率
内 部 数 据 总 线 波特率除数 锁存器 （低） 波特 率发 生器 BAUDOUT
波特率除数 锁存器 （高）
第7章 常用数字接口电路
0
0 0 0 0 0 0 0 0
0
0 0 0 0 1 1 1 1
0
0 0 1 1 0 0 1 1
0
1 1 0 1 0 1 0 1
1
1 0 × × × × × ×