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微机原理第八章--8251

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微机原理第八章 串行通信及串行接口

微机原理第八章 串行通信及串行接口

1. 可编程串行接口典型结构
✓状态寄存器
✓控制寄存器
✓数据输入寄存器--串行输入/并行 输出移位寄存器
✓数据输出寄存器--并行输入/串行 输出移位寄存器
2. 串行通信基本概念
在串行通信时，数据和联络信号使用同一条信号线 来传送，所以收发双方必须考虑解决如下问题： ❖ 波特率---双方约定以何种速率进行数据的发送和接收 ❖ 帧格式---双方约定采用何种数据格式 ❖ 帧同步---接收方如何得知一批数据的开始和结束 ❖ 位同步--- -接收方如何从位流中正确地采样到位数据 ❖ 数据校验--- -接收方如何判断收到数据的正确性 ❖差错处理---收发出错时如何处理 收发双方必须遵守一些共同的通信协议才能解决上述问题。
串行通信适于长距离、中低速通信
并行通信
将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输。
D0 0
D1 1
D2 0
源
D3 1
D4 D5
0 1
D6 1
D7 0
D0 D1 D2 D3 目 D4 的 D5 D6 D7
数据的各位同时由源到达目的地 → 快 多根数据线 → 短距离（远程费用高）
并行通信适于短距离、高速通信
工作方式下。
（8）错误检测 • 传输错误 • 覆盖错误
二、 接口与系统的连接
从结构上，可把接口分为两个部分，其中和 外设相连的接口结构与具体外设的传输要求及数 据格式相关，因此，各接口的该部分互不相同； 而与系统总线相连的部分，各接口结构类似，一 般都包括：
1． 总线收发器和相应的逻辑电路
2． 联络信号逻辑电路
接收端需要一个时钟来测定每一位的
时间长度。
波特率/位传输率---每秒传输的离散信号 的数目/每秒传输的位数。 波特率因子---

第八章 8251

第八章 8251

微机原理与接口技术
北京工商大学信息工程学院
8.2.1 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包括两个信道：主信道和次信道
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RS-232C的引脚（1）
TxD：发送数据
高电平：＋2.4V～＋5V 低电平：0V～0.4V
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8.3 可编程串行通信接口8251
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） 通用同异步接收发送器USART是串行同异步通信的接口电路 芯片 典型芯片： Intel 8251，Zilog SIO， TNS公司生产的8250 ， Motorola公司生产的6850、6952、8654。
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北京工商大学信息工程学院
5. 8251A编程举例
[例1]编写接收数据的初始化程序。要求8251A 采用同步传送方式、2个同步字符、内同步、 偶校验、7位数据位和同步字符为16H。
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连接调制解调器
微机 MODEM MODEM 微机
2 3 4 5 6 7 8 20 22
发送数据TxD 接收数据RxD 请求发送RTS 允许发送CTS 数据装置准备好DSR 信号地GND 载波检测CD 数据终端准备好DTR 振铃指示RI
2 3 4 5 6 7 8 20 22
RxC：接收器时钟
控制数据终端接收串行数据的时钟信号
微机原理与接口技术
北京工商大学信息工程学院

微机原理与接口技术第八章

微机原理与接口技术第八章

五、 8259A的初始化编程举例
包含的内容： ① 8259A的初始化 ② 完成中断向量表的设置 例：将单片8259A接入8088系统中，设计其端口地址为0FFF0H 和0FFF1H。 分析：控制字写入的时序，见下表：
A0 0 1 0 0 0 1 其连接如图所示 0 0 1 0 1 D4 D3
RD
WR
8.3 中断控制器8259A
Intel8259A是一种可编程的中断控制器，有如下功能：
1.可管理8个中断源电路的中断，并对其进行优先级管理； 2.具有8级中断优先控制，通过级连可以扩展至64级优先权控制； 3.对中断源有屏蔽或允许申请中断的操作； 4.CPU响应中断时，能自动提供中断类型码。
一、 8259A的内部结构
三、 8259A的工作过程
① 中断源 ② IRR
经IR0～IR7 请求
8259A，使IRR相应位置“1”； PR，PR 经判优，将最高INT CPU的INTR；
两个INTA
经IMR允许置位
③ 若CPU处于开中断，则完成当前指令后
8259A；
其中：8259收到第一个INTA时，a>使ISR相应位置“1”； b>使IRR相应位清“0”； 8259收到第二个INTA时
中断类型号
DB
④ 若8259工作在自动结束方式AEOI，则8259清除ISR相应位，
否则到全结束，发出EOI命令，才使ISR清“0”。
四、8259可编程命令
1. 初始化命令字 1）ICW1 －－芯片控制字，格式如图所示 作用：对8259复位 a>对中断请求信号边沿检测电路复位，使信号低时产生中断 b>清除IMR c>设置全嵌套方式 2）ICW2字－－中断类型号，格式如图所示 3）ICW3字－－主/从片初始字（单片时不用此字） 主/从片8259A的格式分别如图所示 4）ICW4字格式－－中断方式字，格式如图所示 主要用于决定8259工作于8080还是8086，以及是否要EOI命令

微机原理第八章--8251..

微机原理第八章--8251..

与读/写控制电路的控制信号： ①RESET：高电平复位，等待对其初始化。 ②CLK：为芯片内有关电路工作提供时钟的输入端。 同步：该频率大于接收/发送器的时钟频率的30倍；异步：大于4.5倍。 ③ WR、RD 、C/D 、CS、 D0 ~ D7 发送 并/串 数据总线 TXD 缓冲器 转换 缓冲器 TXRDY 发送控制电 TXEMPTY 内 路 RESET TXC 部 总 CLK 读/写 线 C/D 控制逻辑 O 电路 RD O WR 接收 串/并 RXD O 缓冲器 转换 CS RXRDY O DSR RXC 接收控制电路 O 调制 DTR 解调 SYNDET O CTS 电路 O RTS
（b）双同步
数据字节1 数据字节2 … 数据字节N CRC1 CRC2 （c）外同步 面向字符型同步通信数据格式
帧
帧
图
单同步：传送数据之前，先传送一个同步 字符“SYNC”，接收端检测到同步字符 后，开始接收数据。 双同步：两个同步字符“SYNC”，其后， 接着是数据。 外同步：用一条专用控制线来传送同步字 符，使接收方与发送方实现同步。
3.状态字：报告8251A何时才能开始发送或接收，以及接收数据 有无错误。状态位为 1 ，表示有效。在读状态期间， 8251A 将自 动禁止改变状态位。
D7 DSR D6 SYN D5 FE D4 OE D3 PE D2 TXE D1 D0 RXRDY TXRDY
1：进入SYN 搜索方式
例 3 ：若要使 8251A 内部复位，假定命令口地址 为309H，则程序段为： MOV DX,309H ;8251命令口 MOV AL,40H ；置D6=1，使内部复位。 OUT DX，AL
例 4 ：异步通信时，允许接收，同时允许发送， 则程序段为（命令口地址为309H）： MOV DX,309H ；8251命令口 MOV AL,05H ；D2=1，D0=1，允许接收和发送。 OUT DX，AL

微机原理与接口技术[8-1]课件资料

微机原理与接口技术[8-1]课件资料
类型0的中断服务 程序入口地址 类型1的中断服务 程序入口地址 类型2的中断服务 程序入口地址
. . .
息，引导程序进入中断服务子程序，这些中断在内
存中专门开辟一个区域，存放中断向量表（也称中 断矢量表）。
00000H
中断服务程序的入口地址构成的表 称为中断向量表
00004H
00008H
0000CH
003FCH
类型255的中断服 务程序入口地址
8086的中断向量表示意图
18:01
7
§8-1 概述－中断概念
4．中断优先级
当有多个中断源请求中断时，中断系统判别中 断申请的优先级，CPU响应优先级高的中断，挂起 优先级低的中断。 当CPU在运行中断服务子程序时，又有新的更 高优先级的中断申请进入，CPU要挂起原中断进入 更高级的中断服务子程序，实现中断嵌套功能。
18:01 3
§8-1 概述－中断概念
1.中断源
当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部 事件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程序， 转去执行请求中断的外设（或内部事件）的中断 服务子程序，中断服务程序执行完毕，再返回被 中止的程序，该过程称为中断。 中断源：引起程序中断的事件
中断源 中断响应 中断向量表 中断优先级 中断屏蔽
§8-1 概述－Βιβλιοθήκη 中断分类1. 外部中断① 不可屏蔽中断请求
INT n 指令 INTO 指令 除法 出错 单步 TF=1
非屏蔽中断请求
NMI
中断逻辑
INTR
8259A
可 屏 蔽 中 断 请 求

由CPU的引脚NMI引入，采用边沿触发，上升沿之后维持两个时钟
周期高电平有效。

微机原理CH8 微型计算机的中断系统(ok)

微机原理CH8 微型计算机的中断系统(ok)

这一过程称为中断。
（2）特点
中断方式是一种常用的数据传送的控制方式
，利用中断可以避免不断检测外部设备状态，提 高CPU的效率。
3
第八章
2、中断源 引起程序中断的事件称为中断源。中断源有内部 中断和外部中断两种。内部中断由程序预先安排的指
令(INT n)引起，或CPU运算中产生某些错误引起；外
部中断是外部设备向CPU发出中断申请引起的。
13
第八章
2、CPU响应可屏蔽中断的过程 （1）CPU在每条指令的最后一个T周期，检测INTR，若
为高电平，且IF=1，则CPU响应中断。
（2）响应过程中自动依次完成以下工作：
① CPU向外设发两个/INTA ，外设收到第2个/INTA 后
，立即往数据线上给CPU送中断类型号。
② CPU从数据线上读取中断类型号； ③ 将PSW入栈；
8
第八章
2、内部中断（软件中断） 由三种情况引起： （1）由软中断指令INT n引起 INT n指令，类型号n(0-255)。
（2）由CPU运算错误引起
① 除法错中断：类型号0； ② 溢出中断：类型号4，由INTO指令引起的中断。
9
第八章
（3）由调试程序debug设置的中断
① 单步中断：
类型号1，TF=1时产生（当前指令需执行完）， Debug状态下的T命令执行时产生；
绍可屏蔽中断的处理过程。
可屏蔽中断处理过程：
中断请求 中断响应 保护现场 转入执行中断服务子程序 恢复现场 中断返回
12
第八章
一、CPU响应可屏蔽中断过程
1、CPU响应可屏蔽中断的条件
（1）外设提出中断申请；
（2）本中断未被中断控制器屏蔽；

微机原理第八章

微机原理第八章

8255A作为A/D和D/A接口
MOV DX, 303H OUT DX,10110000B；端口A方式1 OUT DX,0001111B; OUT DX,0001110B;输出单脉冲启动AD转换 MOV DX,302H IN AL,DX TEST AL,0010000B;判断输入缓冲区满(IBF) MOV DX,300H IN AL,DX MOV DX,301H OUT DX,AL
PA：独立的8位I/O口，内部有对数据输入/输出的锁存功能。 PB：独立的8位I/O口，仅对输出数据的锁存功能 PC：可以是一个独立的8位I/O口；也可以是两个独立的4位I/O口。仅对输 出数据进行锁存。
三个通道分成两组控制:A组(PA+PC高4位)、B组(PB+PC低4位) 与CPU接口：数据总线缓冲器、读写逻辑控制
I/O PC7 ~ PC4 I/O PC3 ~ PC0
B组控 制电路
A组端口(8)
I/O PB7 ~ PB0
8255A的控制寄存器
功能 控制工作方式，最高位为1
D0：端口C低4位输入或输出（0－－输出） D1：端口B输入或输出（0－－输出） D2：端口B工作方式（1－－方式1；0－－方式0） D3：端口C高4位输入或输出 D4：端口A输入或输出 D6、D5:端口A工作方式（00：方式0；01：方式1；1X：方式2） D7：1
串行通信协议（同步和异步） 串行数据在传输线上的形式 串行通信连接形式
单工 半双工 全双工
波特率（传输率）
是衡量数据传送速率的指标。表示每秒钟传送的二进制位数。例如数据 传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为 10×120＝1200字符/秒＝1200波特 110、300、600、1200、2400、3600、4800、9600、19200

微机原理与应用第八章

微机原理与应用第八章

无条件传送的输出实例：
300 x 8 数 据 总 线
+5V
74LS373
LE OE
CS WR
MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL
可认为： LED发光二极管 是“始终就绪” 的外设。
无条件传送的输入输出接口：
A0～A15
IOR IOW
译码 8000 H +5V G LS244 三态 缓冲器 CLK LS273 8D 锁存器 LS06 反相 驱动器
⑴ CPU对DMA控制器进行初始化设置 ⑵ 外设、DMAC和CPU三者通过应答信号建立 联系：CPU将总线交给DMAC控制 传送流程 ⑶ DMA传送

DMA读存储器：存储器 → 外设 DMA写存储器：存储器 ← 外设
8.1 8.2 8.3 8.4
微型计算机的输入/输出接口 并行通信与并行接口 可编程并行通信接口芯片8255A 串行通信与串行接口
DB
数据 信息
主
AB
机
CB
接口 电路
外 设
数据通常有四种类型：
状态 信息
控制 信息
模拟量不能直接进 入计算机，必须经 过A/D转换器
数字量：二进制形式的数据，或 是已经编过码的二进制 形式的数据。 （1位、8位、16位或32位） 模拟量：用模拟电压或电流幅值大 小表示的物理量。 开关量：有两个状态，即“开”或“关” 一位二进制数就可表示的量 脉冲量：以脉冲形式表示的一种信号
LED7
K0 K1
…
LED0
K7
+5V …
D0～D7
8086
next:
mov dx,8000h in al,dx not al out dx,al call delay jmp next

第8章(8251)PPT课件

第8章(8251)PPT课件

1位，低电平“0”
5~8位，由低至高
0/1位，无/奇/ 偶
1/1.5/2位，高电平“1”
起 始 位
MARK
第n个字符 7位数据
奇 偶 校停 验止 位位
第(n+1)个字符
空
闲
位
下一个字符起始位
1 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1 1 0 0/1 0/1
低 位 一位时间
第八章 可编程接口技术
0717－6394358，
三峡大学
1 8255A 2 8253/8254 3 8251A 4 DAC0832
5 ADC0809
串行通信基础
并行通信
➢ 一次传送多位，速度较快 ➢ 占用线路多，成本较高 ➢ 传送距离小（3m以内） ➢ 应用范围有限
串行通信
➢ 逐位顺序传送，速度较慢 ➢ 占用线路少，成本较低 ➢ 传送距离较远（≥15m） ➢ 应用范围很广
设位周期为Td，外部时钟周期为Tc，则存在等式：
Tc
Td K
其中K即为波特率因子，常见的波特率因子有1、16、64。
停止位或空闲位
接收输入数据 (110bps)
起始位(Td≈16Tc)
外部时钟 (16×110bps
1 1000000000
连续读出 9个 “0”
从此开始，下降沿指出 下一个字符的开始
9:16判别法
线上的AD7～AD0直接相连。
接收CPU向8251A发出的控制字； 接收并暂存CPU发来的数据； 暂存从串行接收器中接收的数据，等待CPU读取； 存放8251A的工作状态信息，便于CPU读取。
读/写控制逻辑
完成CPU对8251A接口芯片的寻址与读/写控制操作 ； 对数据在8251A的内部总线上传送的方向进行控制 。 C/D通常接地址线A0，占用两个口地址，与RD、CS相互配合，实现读写4个

微机原理_8251

微机原理_8251

8251 串行接口应用实验PB07210249 马运聪PB07210267 李嘉浩实验目的1.掌握8251 的工作方式及应用；2.了解有关串口通讯的知识。

实验设备1. PC机两台2. TD-PITE 实验装置两套实验内容1.数据信号的串行传输实验，循环向串口发送一个数，使用示波器测量TXD 引脚上的波形，以了解串行传输的数据格式。

2.自收自发实验，将3000H 起始的10 个单元中的初始数据发送到串口，然后自接收并保存到4000H 起始的内存单元中。

实验原理1.8251 的基本性能8251 是可编程的串行通信接口，可以管理信号变化范围很大的串行数据通信。

有下列基本性能：1)通过编程，可以工作在同步方式，也可以工作在异步方式；2)同步方式下，波特率为0～64K，异步方式下，波特率为0～19.2K；3)在同步方式时，可以用5～8位来代表字符，内部或外部同步，可自动插入同步字符；4)在异步方式时，也使用5～8位来代表字符，自动为每个数据增加1个启动位，并能够根据编程为每个数据增加1 个、1.5 个或2 个停止位；5)具有奇偶、溢出和帧错误检测能力；6)全双工，双缓冲器发送和接收器。

注意：8251 尽管通过了RS-232 规定的基本控制信号，但并没有提供规定的全部信号。

2.8251的编程对8251 的编程就是对8251 的寄存器的操作，下面分别给出8251 的几个寄存器的格式。

（1）方式控制字方式控制字用来指定通信方式及其方式下的数据格式，具体各位的定义如下图所示：（2）命令控制字命令控制字用于指定8251 进行某种操作（如发送、接收、内部复位和检测同步字符等）或处于某种工作状态，以便接收或发送数据。

下图所示的是8251 命令控制字各位的定义。

（3）状态字CPU 通过状态字来了解8251 当前的工作状态，以决定下一步的操作，8251 的状态字如下图：实验步骤1.数据信号的串行传输发送往串口的数据会以串行格式从TXD 引脚输出，编写程序，观察串行输出的格式。

微机原理课后习题答案

微机原理课后习题答案

第1章计算机基础知识三、简答题1．微型计算机的基本组成？答：以微型计算机为主体，配上相应的系统软件、应用软件和外部设备之后，组成微型计算机系统。

(微型计算机+软件系统，也可）2．简述冯.诺依曼型计算机基本思想？答：冯.诺依曼型计算机是由运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备组成的。

其中，运算器是对信息进行加工和运算的部件；控制器是整个计算机的控制中心，所以数值计算和信息的输入，输出都有是在控制器的统一指挥下进行的；存储器是用来存放数据和程序的部件，它由许多存储单元组成，每一个存储单元可以存放一个字节；输入设备是把人们编写好的程序和数据送入到计算机内部；输出设备是把运算结果告知用户。

（写出主要内容，即可）3．什么是微型计算机？答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。

（只要答出五大组成部分即可）4．什么是溢出？答：溢出就是在运算中，使用已经确定的二进制位数，没有办法表示运算结果。

二、简答题1.在内部结构中，微处理器主要有哪些功能部件组成？答：1) 算术逻辑部件 2) 累加器和通用寄存器组3) 程序计数器 4) 时序和控制部件（意思相近即可）2. 微处理器一般应具有哪些功能？答：1)可以进行算术和逻辑运算 2)可保存少量数据3)能对指令进行译码并完成规定的操作 4)能和存储器、外部设备交换数据5)提供整个系统所需的定时和控制 6)可以响应其他部件发来的中断请求3. 什么是总线周期？答：CPU使用总线完成一次存储器或I/O接口的存取所用的时间，称为总线周期，一个基本的总线周期包含4个T状态，分别称为T1、T2、T3、T4。

（意思相近即可）？2.中断服务程序结束时，。

RET应该可以使中断服务程序返回主程序，但因为RETF是子程序返回指令，它只从堆栈中恢复CS和IP，而不能使状态字PSW得以恢复，所以不能使断点完全恢复，对源程序的继续执行造成不良影响。

(回答可以返回2分，出现的问题3分，意思相近即可)3.写出把首地址为 BLOCK1) MOV BX,OFFSET BLOCK+6 2) LEA BX,BLOCK 3) LEA BX,BLOCKMOV DX,[BX] MOV DX,[BX+12] MOV SI,12MOV DX,[BX+SI]4. 设BX=134AH，BP=1580H，DI=0528H，SI=0234H，DS=3200H，SS=5100H，求在各种寻址方式下源操作数的物理地址。

微机原理第8章ppt

微机原理第8章ppt

第8章
中断向量地址 与中断类型码的关系 中断向量地址 = 4*N ，其中N为中断类型码
如：中断类型码为13H的中断向量地址为： 4*13H=0004CH，则 （0004CH）=中断类型13H的处理程序的偏移地址， （0004EH）=中断类型13H处理程序的段地址。
第8章
MOV AX，DX INT 4AH MOV CX，0 …. …. IRET ….
中断处理程序 F000H:1805H 第一条指令
05H 18H 00H F0H 中断255偏址 中断255偏址 中断255段址 中断255段址
….
第8章
8.5.4、8086对中断的响应
8086中的各种中断的响应和处理过程是不同的， 主要区别在于如何获取相应的中断类型码。
第8章
1、硬件中断
CPU在当前指令周期的T状态采样中断请求输入 信号，如果有可屏蔽中断请求，且CPU处在开 中断状态（IF=1），则CPU在当前指令完成后， 转入两个连续的中断响应周期，在第二个中断 响应周期的T4状态前沿采样数据总线，获取由 外设输入的中断类型码；若是采样到的是非屏 蔽请求，则CPU不经过上述的两个中断响应周 期，而在内部自动产生中断类型码2。
；否，检查磁带是否有请求
；有，转到磁带服务程序
第8章 （二）移位法 IN AL，20H
RCL AL，1
JC PWF
RCL AL，1
JC DISS . . .
第8章 查询方法的优点： （1）优先次序：先被查询的优先级最高，后被查 询的优先级依次降低。 （2）省硬件。 查询方法的缺点： 由询问转入相应的服务程序入口的时间长。尤其 是在中断源较多的情况下。
中断向量表 00000H 1805H IP 00001H F000H CS 00002H 00003H

第8章 接口技术(8251)

第8章 接口技术(8251)

16
8.3.2可编程串行通信接口芯片 8251A的应用 1．8251A的基本性能 ⑴ 通过编程可工作在同步方式，也可工作在异步方 式。同步方式下，波特率为0～64Kbit/s；异步方 式下，波特率为0～19.2Kbit/s。 ⑵ 在同步方式下，每个字符可定义为5、6、7或8位， 并且内部能自动检测同步字符或外部给出同步信 号，可用两种方法实现同步。此外，8251A也允 许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ22
外同步方式下，由其它设备在其SYNDET引脚（此时 为同步输入）加一个高电平实现同步。SYNDET引脚一出 现高电平，8251A就会立即脱离对同步字符的搜索过程， 只要此高电平能维持一个接收时钟周期的时间，8251A便 认为已经实现同步了。 8251A实现同步后，接收器利用时钟信号对RXD线进 行采样，并把接收到的数据位送到移位寄存器中。每当接 收到的数据位够一个字符的数位时，就把移位寄存器内容 送至接收数据输入缓冲寄存器，同时发出RXRDY准备好信 号。
3
（a） 全双工方式 （b） 半双工方式
4
2. 同步通信和异步通信 (1)同步通信方式 同步通信时，一般将若干字符组成一个信息组， 字符一个接着一个传输。在每组信息（通常称之为信 息帧）开始要加上1至2个同步字符，在传输线上没有 字符传输时，要发送专用的“空闲”字符或同步字符， 其原因是同步传输字符必须连续传输，不允许有间隙。
12
（1） RS-232C接口 美国电子工业协会EIA推荐的国际通用的一种串行 通信接口标准。 RS（Recommeded standard）代表推荐标准 232是标识号 C代表RS232的最新一次修改（1969） RS-232C作为工业标准，保证了不同厂家产品之间的兼 容。例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口， 就是RS-232C接口。

8.2 微机8251

8.2 微机8251
RxRDY：接收准备好状态, 输出, 高电平有效。 TxRDY：发送准备好状态, 输出, 高电平有效。 TxE：发送缓冲器空闲状态, 输出。 SYNDET：同步状态输出信号, 或者外同步输入信号。
8251的引脚特性
◆发送器/接收器信号：
RxD ：串行数据输入。 TxD： 串行数据输出。 RxC：接收器时钟输入。 TxC：发送器时钟输入。
◆使用单一 +5V电源和单相时钟（TTL电平标准） 。 ◆接收、发送有各自的数据缓冲器, 可以进行单工或全双工通信。
◆提供与调制解调器的联络信号, 便于直接和通信线路连接。
◆可选择奇/偶校验。校验位的插入/剔除、检错都由芯片硬件完成。 ◆异步通信, 每个数据字符位数可选5~8位, 停止位可选1位、1.5位或2位, 波特率范围为0~19200波特, 发送/接收时钟频率可为波特率的1倍、16 倍或64倍（倍频系数1/16/64）。 ◆同步通信, 每个数据字符位数可选5~8位, 波特率范围为0~96000波特, 发 送/接收时钟频率与波特率相同。同步方式可选择单同步、双同步或者 外同步, 同步字符可设定。
8251的内部结构
接收数据寄存器 D7～D0 发送数据寄存器 状态寄存器 控制寄存器
RESET CLK C/D RD WR CS DTR DSR RTS CTS
读/写 控制逻辑
发送器
发送控制
调制/解调 控制逻辑
接收器
接收控制
TxD TxRDY TxE TxC RxD RxRDY SYNDET RxC
txdrxd8251txcrxcdsrdtrctsrts8253clk1out1gate118432mhz5v1536khz设置8253计数器1方式字56h计数值0ch8251复位设计子程序reset设置8251方式字7eh命令字37h设置计数初值26取字母初值a41h从txd发送一个数据查询等待发送好txrdy1查询等待接收好rxrdy1从rxd接收一个数据转换成小写字母20h送屏幕显示int10h取下一个字母值1计数减1循环结束

理工大学《微机原理与应用第8章 8253及其应用》课件

理工大学《微机原理与应用第8章 8253及其应用》课件

下面我们来讨论一下8253与8086 CPU的 连接问题以及端口地址的选择。
表8-1 8253输入信号组合的功能表
CS RD WR A1A0
功能
0 1 0 0 0 写入计数器0
0 1 0 0 1 写入计数器1 0 1 0 1 0 写入计数器2 0 1 0 1 1 写入控制字寄存器
0 0 1 0 0 读计数器0
★计执数输行初出部值锁件寄存实存器际器用上、来是计锁一数存个器计1执数6位行器的部执减件行法和部计输件 数 的 出器 值 锁，存它必器的要都起时是C1始6P位值U寄就可存是对器初它，值执它寄行们存读均器操可的作分值，成，以 该 了 高值 解 8位可某和由个低程时8位序刻两设 计个置 数部。 器分的。瞬间值。
11：先读/写计数器低字节，后读/写高字节
图8-3 8253控制字格式
二、初始化编程步骤和门控信号的功能
对8253芯片进行初始化编程时，需按下 列步骤进行： （1）写入控制字
用输出指令向控制字寄存器写入一个控 制字，以选定计数器通道，规定计数器的工 作方式和计数格式。写入控制字还起到复位 作用，使输出端OUT变为规定的初始状态， 并使计数器清0。
的输入信号，经组合后形成控制信号，对 各部分操作进行控制。可接收的信号有：
（（（1243）））RCWADSR1片读写A选信0信端信号号口号，，选， 低低择低 电电信电 平平号平 有有。有 效效在效 。。8， 当2当5由R3WD内地R为为部址低低有总电电3线个平平 经 时计时I，数，/O表器表端示通示口C道C译PP（U码U正0正电~在2在路）读将产和取计生一所数。个选初只控定值有制的写当字计入C寄数S所为存器选低器通定电端道的平口。 时 中当计， 的A数1内C通AP容0U道=。才0中0能时或对，将8选控25择制3进通字行道写读0入；写控A操制1A作字0。=寄01存时器，中选。 择通道1；A1A0=10时，选择通道2；A1A0=11 时，选中控制字寄存器端口。

第8章 8251

第8章 8251

3．串行通信中数据传送方式 ． 在串行通信中，数据在两个站点（ 在串行通信中，数据在两个站点（如 计算机终端）之间传输， 计算机终端）之间传输，主要有单工方 式、半双工方式和全工方式三种基本传 输方式。 输方式。
（1）单工方式。这种方式数据只允许按照一个固 ）单工方式。 定方向传送。通信线路的两端，一端为发送端， 定方向传送。通信线路的两端，一端为发送端， 则另一端为接收端，如图 则另一端为接收端，如图8.29（a）所示。在参加 （ ）所示。 通信的A、 两端中 两端中， 只能为接收器 只能为接收器， 只能为 通信的 、B两端中，A只能为接收器，B只能为 发送器。 发送器。 （2）半双工方式。参加通信 、B两端均具备和发 ）半双工方式。参加通信A、 两端均具备和发 送能力。由于 、 是由一条通道相连 是由一条通道相连， 送能力。由于A、B是由一条通道相连，通信双方 不能同时收发数据，而是分时收/发，如图8.29 不能同时收发数据，而是分时收 发 如图 （b）所示。采用半双工时，通信系统中每一端 ）所示。采用半双工时， 的收、发器通过收 发开关进行传送方向的切换 发开关进行传送方向的切换。 的收、发器通过收\发开关进行传送方向的切换。 无线对讲机就是半双工的例子。 无线对讲机就是半双工的例子。
图(a)
为单同步数据格式， 为单同步数据格式，传送一帧数据仅使
用一个同步字。 用一个同步字。当接收端检测到一个完整的 同步字后，就连续接收数据。一帧数据结束， 同步字后，就连续接收数据。一帧数据结束， 便进行16位的循环冗余校验 校验， 便进行 位的循环冗余校验CRC校验，以校 位的循环冗余校验 校验 验所传送的数据中是否出现错误。 验所传送的数据中是否出现错误。 为双同步数据格式， 图(b) 为双同步数据格式，这时利用两个同步 字进行同步。 字进行同步。 图(c) 是IBM公司推出的同步数据链路控制数 公司推出的同步数据链路控制数 据格式SDLC(Synchronous Data Link 据格式 Control)。 。

微机原理及接口技术第8章-PPT文档资料

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一、RS-232接口标准
串行接口标准RS-232C

美国电子工业协会 EIA 上 BELL 等公司制定的通 用标准串行接口
8.1 串行传送的基本概念

六、串行通信的基本方式
根据在串行通信中，对数据流的分界、定时及同步的方法不同， 串行通信可分为异步串行通信方式和同步串行通信方式。 异步串行通信的基本特点是：异步串行通信是以字符为信息单位 传送的。每个字符作为一个独立的信息单位（1帧数据），可以随机出 现在数据流中，即发送端发出的每个字符在数据流中出现的时间是任 意的，接收端预先并不知道。 同步串行通信的基本特点是：同步串行通信是以数据块（字符块） 为信息单位传送，而每帧信息包括成百上千个字符，因此，传送一旦 开始，要求每帧信息内部的每一位都要同步，也就是说，同步通信不 仅字符内部的位传送是同步的，字符与字符之间的传送也应该是同步 的，这样才能保证收／发双方对每一位都同步。
8.1 串行传送的基本概念
因此，在实际应用中，可根据所要求的传输波特率及所选择的波特因子来 确定发送／接收时钟的频率。发／收时钟脉冲与波特率之间的关系，可用下式 表示：
Txc=Baud X Factor （9.1)
例如：要求传输速率为1200Baud。
当选择 Factor= 1 个 / 位时 发／收时钟频率＝（ 1200 位 / 秒） X（ 1 个／位） = 1.2kHz 当选择 Factor= 16 个 / 位时 发／收时钟频率＝（ 1200 位／秒） x (16 个／位） =19.2kHz 当选择Factor = 64个／位时 发／收时钟频率＝（1200位／秒）x (64个／位）= 76. 8kHz 从关系式（9.1)可以看出，在波特因子选定的情况下，可利用改变发／收时钟频率来控 制串行通信的波特率。
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校验选择 01：奇校验 11 ：偶校验 ×0 ：不校验
00 01 10 11 字符长度 00 —5位 01 —6位 10 —7位 11 —8位
同步方式 异步 1 异步 16 异步 64
波 特 率 因 子
例1：在某异步通信中，数据格式采用8位数据位，1位 起始位，2位停止位，奇校验，波特率因子是16，求 其方式命令字？将该方式命令字写入命令口，则程 序段为（假定命令口地址为309H）： MOV DX, 309H 方式命令字=？ MOV AL, 0DEH 11011110B=DEH OUT DX，AL 例2：在同步通信中，若帧数据格式为：字符长度8位， 双同步字符，内同步方式，奇校验，求其方式命令字？ 将其方式命令字写入命令口，则程序段为（假定命令口 地址为309H）： MOV DX, 309H 同步方式命令字=？ MOV AL, 1CH 00011100B=1CH OUT DX，AL
发送
（a）单工通信 发送
接收
发送 （b）半工通信
接收
发送 接收 图8-21
接收
发送
（c）全工通信 串行通信线路的三种连接方式
接收
串行通信的特点： 串行通信只要一条传输线，将数据逐位顺序传送； 通信成本低，速度慢，接口复杂。
8.4.2串行接口
并串变换寄存器 通信线路
……..
………...
串并变换寄存器
2、操作命令控制字：命令8251A进行某种操作（如发 送、接收、内部复位和检测同步字符等）或处于某种 工作状态（如DTR），以便接收或发送数据。
D7 EH D6 IR D5 RTS D4 ER D3 SBRK D2 RXE D1 DTR D0 TXEN
1：发送允许 0：不允许
1:使DTR引脚 = 0 1 ：接收允许 1 ：TXD送低电平（断开信号） 0 ：正常工作 1:使错误标志复位（状态寄存器） 1:使RTS引脚 = 0 1：软件复位（下一条命令是方式字）
1 、方式命令：指定通信方式、数据格式、传送速 率及停止位长度等。（分成4组，每组2位）
S2 S1 EP PEN L2
L1
B2
B1
异步（D1D0≠00） 同步（D1:D0)=00） ×0：内同步 ×1：外同步 0×：双SYN 1×：单SYN 00 无效 01, 1个停止位 10 ,1.5个停止位 11，2个停止位
D2 D3 RXD GND D4 D5 D6 D7 TXC WR CS C/D RD RXRDY
D1 D0 VCC RXC
DTR RTS DSR RESET CLK TXD TXEMPTY CTS SYNDET/ BRKDET TXRDY
图
8251引脚分布
8.5.2 8251A的控制字及其工作方式
与读/写控制电路的控制信号： ①RESET：高电平复位，等待对其初始化。 ②CLK：为芯片内有关电路工作提供时钟的输入端。 同步：该频率大于接收/发送器的时钟频率的30倍；异步：大于4.5倍。 ③ WR、RD 、C/D 、CS、 D0 ~ D7 发送 并/串 数据总线 TXD 缓冲器 转换 缓冲器 TXRDY 发送控制电 TXEMPTY 内 路 RESET TXC 部 总 CLK 读/写 线 C/D 控制逻辑 O 电路 RD O WR 接收 串/并 RXD O 缓冲器 转换 CS RXRDY O DSR RXC 接收控制电路 O 调制 DTR 解调 SYNDET O CTS 电路 O RTS
RXD
RXRDY RXC SYNDET
DTR CTS RTS
O
O
调制 解调 电路
接收控制电路
与接收器有关信号： ①RXD：数据接收端。RXD在时钟RXC上升沿采样信号。 ②RXRDY：接收器已准备好信号，表示已收到一个数据， 当CPU读数据后，RXRDY变为低电平。 ③SYNDET/BRKDET——双功能的检测信号，高电平有效。 内同步：收到一个或两个同步字符时，SYNDET输出高 电平。 外同步：当从SYNDET端收到同步字符，接收器开始接 收数据。 ④RXC：接收器时钟，由外部输入。若采用同步方式， 接收器时钟频率等于接收数据的频率；异步方式，用 软件设置波特率，TXC和RXC往往连接在一起。 对于异步方式，当RXD端口连续收到8个“0”信号， 则BRKDET变成高电平，表示当前处于数据断缺状态。
（2）面向比特型的数据格式：根据同步数据链 路控制规程（ SDLC ），面向比特型的数据以 帧为单位传输，每帧由6个部分组成。如下图：
帧
7EH 地址场 控制场 D0 D1 … DN CRC1 CRC2 7EH
开始 标志 图
数据 面向比特型的数据格式
结束 标志
在SDLC规程中，不允许在数据段和CRC段中出 现6个“1”，否则会误认为是结束标志。因此要求 在发送端进行检验，当连续出现5个“1”，则立即 插入一个“0”，接收端要将这个插入的“0”去掉， 恢复原来的数据。同步通信的效率比异步通信高。
（b）双同步
数据字节1 数据字节2 … 数据字节N CRC1 CRC2 （c）外同步 面向字符型同步通信数据格式
帧
帧
图
单同步：传送数据之前，先传送一个同步 字符“SYNC”，接收端检测到同步字符 后，开始接收数据。 双同步：两个同步字符“SYNC”，其后， 接着是数据。 外同步：用一条专用控制线来传送同步字 符，使接收方与发送方实现同步。
1：进入SYN 搜索方式
例 3 ：若要使 8251A 内部复位，假定命令口地址 为309H，则程序段为： MOV DX,309H ;8251命令口 MOV AL,40H ；置D6=1，使内部复位。 OUT DX，AL
例 4 ：异步通信时，允许接收，同时允许发送， 则程序段为（命令口地址为309H）： MOV DX,309H ；8251命令口 MOV AL,05H ；D2=1，D0=1，允许接收和发送。 OUT DX，AL
O O O O O
接收 串/并 缓冲器 转换
RXD RXRDY RXC SYNDET
DTR CTS RTS
O
调制 解调 电路
接收控制电路
图 8251A内部结构流程图
与发送器有关信号： ①TXD：发送数据。在时钟TXC的下降沿发送数据。 ②TXC：发送器时钟信号，输入。 ③ TXRDY：发送器已准备好信号。表示发送数据缓 冲存储器空。 ④ TXEMPTY：发送器空闲标志。表示发送移位寄存 器已空。
波特率与发送/接收时钟的关系为: 收/发时钟 b/ s = n
n：波特率因子,(可取 1, 16, 64)
1．异步通信方式
异步通信的数据格式是以一组不定“位数” 数组成。第 1 位起始位，低电平；接着传送若 干个数据位，先发低位，后发高位；最后是停 止位，宽度可以是 1 位， 1.5 位或 2 位；在两个 数据组之间可有空闲。其数据格式如图所示。 标准波特率： 300，600，900，1200，2400，4800，9600，19200。
RXD
RXRDY RXC SYNDET
DTR CTS RTS
O
O
调制 解调 电路
接收控制电路
4、读/写控制和调制控制： 读/写控制电路用来接收一系列的控制信号， 并向其内部各功能部件发出有关的控制信号。
与读/写控制电路的控制信号： ①RESET：高电平复位，等待对其初始化。 ②CLK：为芯片内有关电路工作提供时钟的输入端。 同步：该频率大于接收/发送器的时钟频率的30倍；异步： 大于4.5倍。 ③ WR、RD 、C/D 、CS、
5 、调制 / 解调控制电路：当远距离串行通信时， 发送时，MODEN将数字信号转换成模拟信号；接 收时，MODEN将模拟信号转换为数字信号。 与MODEN的控制信号 ①DTR（Data Terninal Ready）：向MODEN输出， CPU已准备好，工作命令字的D1置‘1’变为有效。 ②DSR（Data Set Ready）：由MODEN输入，表 示MODEN已准备好，CPU通过读状态寄存器的D7 位检测该信号。 ③RTS（Request To Send）：通知MODEN，CPU 准备好发送，工作命令字的D5置‘1’变为有效。 ④CTS（Clear To Send）：当有效时，表示 8251A方可发送数据。
8.5 可编程串行接口芯片8251A
INTEL 8251A 是一个通用串行输入 / 输出 接口，可以同步方式（或异步方式）与外设 进行串行通信。广泛应用于长距离通信系统 及计算机网络。 8.5.1 8251A芯片内部结构及其功能 8251A由发送器、接收器、数据缓冲存储器、 读/写控制电路及调制/解调控制电路等5部分组 成，如图所示。
2、接收器：外部通信数据从RXD端，逐位进入接收移位 寄存器中。
D0 ~ D7
数据总线 缓冲器
发送 并/串 缓冲器 转换 内 部 总 线 发送控制电 路
TXD
TXRDY TXEMPTY TXC
RESET CLK C/D RD WR CS
DSR
O O
读/写 控制逻辑 O 电路
O O
接收 串/并 缓冲器 转换
8．4
串行通信及串行接口
8.4.1 串行通信线路的工作方式 串行通信指的是数据一位一位地依次传输， 每一位数据占据一个固定的时间长度。 串行通信线路有如下3种方式： （1）单工通信：它只允许一个方向传输数据。 （2）半双工通信：它允许两个方向传输数据， 但不能同时传输，只能交替进行。 （3）全双工通信：它允许两个方向同时进行数 据传输。单工、半双工、全双工通信如下图所 示。
3.状态字：报告8251A何时才能开始发送或接收，以及接收数据 有无错误。状态位为 1 ，表示有效。在读状态期间， 8251A 将自 动禁止改变状态位。
D7 DSR D6 SYN D5 FE D4 OE D3 PE D2 TXE D1 D0 RXRDY TXRDY
5~8数据位 空闲

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