1、1 主要教學內容主要教學內容l串行通信概念和基本技術串行通信概念和基本技術l8251A內部結構及功能內部結構及功能l8251A初始化及應用初始化及應用lRS-232-C簡介簡介l本章小結，思考及練習題解析本章小結，思考及練習題解析可編程串行接口芯片可編程串行接口芯片8251A8251A 第第11章章2 11.1 串行傳輸基本概念串行傳輸基本概念 11.1.1 串行通信概述串行通信概述（1）將數據一位一位順序傳送，只占用一）將數據一位一位順序傳送，只占用一條傳輸線。條傳輸線。（2）采用兩種方式）采用兩種方式l將將8位數據通道中的一位通過位數據通道中的一位通過軟件實現軟件實現串行數據傳送；串行數據

2、傳送；l通過通過專用通信接口專用通信接口，將并行數據轉換為，將并行數據轉換為串行數據傳送。串行數據傳送。 第第11章章3（3）數據傳送方式）數據傳送方式l串行通信通過一條信號線按順序進串行通信通過一條信號線按順序進行傳輸，發送信息和接收信息分時使行傳輸，發送信息和接收信息分時使用線路。用線路。l串行通信數據通常在兩個站間進行串行通信數據通常在兩個站間進行雙向傳送。雙向傳送。l分為分為單工、半雙工和全雙工單工、半雙工和全雙工傳送。傳送。 第第11章章4發送器接收器AB單工通信(a)發送器發送器AB半雙工通信接收器接收器(b)發送器接收器AB全雙工通信接收器發送器(c)圖圖 11-1 數據傳送方式

3、數據傳送方式 單工傳送：單工傳送：一方發送，另一方發送，另一方接收數據一方接收數據半雙工傳送：半雙工傳送：雙方都能接收雙方都能接收或發送，但不或發送，但不能同時接收和能同時接收和發送發送 全雙工傳送：全雙工傳送：有兩條通路，有兩條通路，發送信息和接發送信息和接收信息可同時收信息可同時進行進行5（4 4）數據傳輸率）數據傳輸率 每秒傳輸字符的位數。用每秒傳輸字符的位數。用波特率波特率表示：表示： 110、300、600、1200、l800、2400、4800、9600和和19200波特。波特。 若異步串行通信數據傳送速率若異步串行通信數據傳送速率960字符字符/秒，秒，每個字符包括一個起始位、每

4、個字符包括一個起始位、8個數據位和一個個數據位和一個停止位，波特率為：停止位，波特率為：109609600波特波特 時鐘頻率時鐘頻率n波特率波特率；n叫做波特率系數或叫做波特率系數或波特率因子，取值為波特率因子，取值為1、16、32或或64。6 （5）串行通信特點）串行通信特點l可節省傳輸線；可節省傳輸線；l傳輸速度較慢；傳輸速度較慢；l多用在批量數據、距離較長的場合。多用在批量數據、距離較長的場合。 （6）串行通信基本方式）串行通信基本方式l同步傳送同步傳送：發送方和接收方時鐘信號頻率：發送方和接收方時鐘信號頻率及相位始終保持一致。及相位始終保持一致。 l異步傳送異步傳送：通信中兩個字符間時

5、間間隔不：通信中兩個字符間時間間隔不固定，在一個字符內各位時間間隔固定。固定，在一個字符內各位時間間隔固定。 7 11.1.2 信號的調制和解調信號的調制和解調l 調制解調器調制解調器（Modem）是計算機在遠程）是計算機在遠程通訊中采用的輔助外部設備。通訊中采用的輔助外部設備。l 發送端發送端用調制器把數字信號轉換為模擬信用調制器把數字信號轉換為模擬信號。號。l 接收端接收端用解調器檢測從發送端送來的模擬用解調器檢測從發送端送來的模擬信號，再轉換成數字信號。信號，再轉換成數字信號。l 調制解調器在發送端相當于調制解調器在發送端相當于D/A轉換器轉換器，在接收端相當于在接收端相當于A/D轉換器

6、轉換器。 第第11章章811.2 串行接口芯片串行接口芯片8251A 11.2.1 8251A的基本性能的基本性能（1）工作在同步或異步通信方式下。）工作在同步或異步通信方式下。（2）同步方式時允許用單同步和雙同步）同步方式時允許用單同步和雙同步字符。數據位在字符。數據位在58位間進行選擇。位間進行選擇。第第11章章9（3）異步方式異步方式時數據位仍在時數據位仍在58位范圍內位范圍內選用，用選用，用1位作奇偶校驗位或不設奇偶位。位作奇偶校驗位或不設奇偶位。能自動為每個數據增加能自動為每個數據增加1位啟動位及位啟動位及1位、位、1.5位或位或2位停止位。位停止位。（4）有奇偶校驗、幀校驗和溢出校

7、驗）有奇偶校驗、幀校驗和溢出校驗3種種字符字符數據校驗方式數據校驗方式。（5）與）與MODEM直接相連，接收和發送數直接相連，接收和發送數據可存放在各自緩沖器中。據可存放在各自緩沖器中。第第11章章1011.2.2 8251A基本結構基本結構數據總線讀/寫控制電路調制解調器發送緩沖器發送控制接收緩沖器接收控制。TxRDYTxDTxCTxEMPTYRxDRxRDYRxCSYNDET/BRKDET發送器接收器RTSCTSDTRDSRCSWRRDC/DCLKRESETDD70118251A引腳功能引腳功能123456789101112131428272625242322212019181716158

8、251AD0D1D2D3D4D5D6D7VCCRxDWRTxCGNDCSC/DRDRxRDYRxCDTRRTSDSRRESETCLKTxDTxEMPTYCTSSYNDETTxRDY圖圖11-6 8251A引腳排列圖引腳排列圖第第11章章12 11.2.3 8251A的編程控制的編程控制l8251A使用前須用程序對其工作狀態使用前須用程序對其工作狀態進行設定：進行設定：同步方式還是異步方式同步方式還是異步方式傳輸波特率傳輸波特率字符代碼位數字符代碼位數校驗方式校驗方式停止位位數等停止位位數等第第11章章13l8251A內部內部控制字寄存器控制字寄存器用用于于8251A的的方式控制方式控制和和命令

9、控制命令控制；l8251A內部內部狀態寄存器狀態寄存器存放存放8251A狀態信息狀態信息。第第11章章14D7D6D5D4D3D2D1D0方式及波特率00: 同步*101: 異步*110: 異步*1611: 異步*64數據位數00: 501: 610: 711: 8校驗方式*0: 不校驗01: 奇校驗11: 偶校驗 00: 無效 01: 1位停止位 10: 1位半 11: 2位 *0: 內同步 01: 雙同步字 11: 單同步字同步方式YN圖圖11-8 8251A方式控制字的格式方式控制字的格式第第11章章15ENIRRTSSBRKRxEDTRTxENER進入搜索方式1:進行SYNC搜索內部復

10、位1:8251A復位請求發送1:迫使RTS輸出0出錯復位1:復位錯誤標志發送允許1:允許 0:禁止數據終端準備好1:迫使DTR輸出0接收允許1:允許 0:禁止發送斷點字符1:迫使TxD為0D7D6D5D4D3D2D1D0圖圖11-9 8251A命令控制字的格式命令控制字的格式16DSR SYNDETFETxERxRDYTxRDYOED7D6D5D4D3D2D1D0PE同引腳定義奇偶錯溢出錯幀出錯圖圖11-10 8251A狀態字的格式狀態字的格式第第11章章1711.2.4 8251A的的初始化和編程應用初始化和編程應用 設 置 方 式 8 2 5 1 A 初 始 化 輸 出 方 式 指 令 異

11、 步 輸 出 第 一 個 同 步 字 符 單 同 步 字 符 ？ 輸 出 第 二 個 同 步 字 符 ？ 輸 出 命 令 指 令 有 復 位 命 令 ？ 傳 輸 數 據 完 成 ？ Y N N Y Y Y N N 第第11章章18【例例11.1】8251A控制口地址控制口地址301H，數據，數據口地址口地址300H，按要求對，按要求對8251A初始化。初始化。（1）異步工作方式，波特率系數）異步工作方式，波特率系數64，偶校，偶校驗，總字符長度驗，總字符長度10（1位起始位，位起始位，8位數據，位數據，1位停止位）；位停止位）；（2）允許接收和發送，使錯誤位全部復位；）允許接收和發送，使錯誤位

12、全部復位；（3）查詢）查詢8251A狀態字，接收準備就緒時狀態字，接收準備就緒時從從8251A輸入數據，否則等待。輸入數據，否則等待。第第11章章19程序段如下：程序段如下： MOV DX,301H ;控制口地址控制口地址 MOV AL,01111111B ;方式控制字方式控制字7FH OUT DX,AL ;寫工作方式控制字寫工作方式控制字 MOV AL,00010101B ;命令控制字命令控制字15H OUT DX,AL ;寫操作命令控制字寫操作命令控制字LP:IN AL,DX ;讀狀態控制字讀狀態控制字 AND AL,02H ;檢查檢查RxRDY是否為是否為1 JZ LP ; RxRDY1

13、 接收未準備就緒，等待接收未準備就緒，等待 MOV DX,300H IN AL,DX ;否則輸入數據否則輸入數據208251A與與CPU及外設的連接：及外設的連接：218251A和和CPU的通信方式：的通信方式：可采用查詢方式和中斷方式。可采用查詢方式和中斷方式。（1）查詢方式：）查詢方式：發送數據的程序在初始發送數據的程序在初始化程序之后。化程序之后。【例例11.2】用查詢方式發送數據。設要用查詢方式發送數據。設要發送的字節數據在發送的字節數據在TABLE開始的數據區，開始的數據區，數據放在數據放在BX中，數據端口地址中，數據端口地址04A0H，控制控制/狀態寄存器端口地址狀態寄存器端口地址

14、04A2H。22發送數據程序段：發送數據程序段：START:MOV DX,04A2H LEA SI,TABLEWAIT:IN AL,DX TEST AL,04AH ;檢查發送寄存器是否空檢查發送寄存器是否空 JZ WAIT ;若為空若為空,則繼續等待則繼續等待 PUSH DX MOV DX,04A0H LODSB OUT DX,AL ;否則發送一個字節否則發送一個字節 POP DX DEC BX MOV DX,04A2H JNZ WAIT23【例例11.3】接收數據程序。設接收后數據送接收數據程序。設接收后數據送DATA開開始數據存儲區。始數據存儲區。8251A各寄存器地址安排同上。各寄存器地

15、址安排同上。RECV:MOV SI,OFFSET DATA MOV DX,04A2HWAIT:IN AL,DX ;讀入狀態寄存器讀入狀態寄存器 TEST AL,38H ;檢查是否有任何錯誤產生檢查是否有任何錯誤產生 JNZ ERROR ;有有,轉出錯處理轉出錯處理 TEST AL,01H ;否則檢查數據是否準備好否則檢查數據是否準備好 JZ WAIT ;未準備好未準備好,繼續等待檢測繼續等待檢測 MOV DX,04A0H IN AL,DX ;否則接收一個字節否則接收一個字節 AND AL,7FH ;保留低保留低7位位 MOV SI,AL ;送數據緩沖區送數據緩沖區 INC SI MOV DX,

16、04A2H JMP WAIT24（2）中斷方式：）中斷方式：用中斷方式可實現用中斷方式可實現8251A和和CPU串行通信。串行通信。【例例11.4】系統以查詢方式發送數據，以中斷方式系統以查詢方式發送數據，以中斷方式接收數據。波特率系數接收數據。波特率系數16，1位停止位，位停止位，7位數位數據位，奇校驗。據位，奇校驗。程序段如下。程序段如下。 MOV DX,04A2H MOV AL,01011010B ;寫方式控制字寫方式控制字5AH OUT DX,AL MOV AL,14H ;寫操作命令控制字寫操作命令控制字 OUT DX,AL 完成對完成對8251A初始化后，接收端可進行其他工初始化后，

17、接收端可進行其他工作，接收到一個字符后自動執行中斷服務程序。作，接收到一個字符后自動執行中斷服務程序。25【例例11.5】中斷服務程序設計中斷服務程序設計RECIVE:PUSH AX PUSH BX PUSH DX PUSH DS MOV DX,04A2H IN AL,DX MOV AH,AL ;保存接收狀態保存接收狀態 MOV DX,04A0H IN AL,DX ;讀入接收到的數據讀入接收到的數據 AND AL,7FH TEST AH,38H ;檢查有無錯誤產生檢查有無錯誤產生 JZ SAVAD MOV AL,? ;出錯的數據用出錯的數據用?代替代替26SAVAD:MOV DX,SEG BU

18、FFER MOV DS,DX MOV BX,OFFSET BUFFER MOV BX,AL ;存儲數據存儲數據 MOV AL,20H OUT 20H,AL ;將將EOI命令發給命令發給8259 POP DS POP DX POP BX POP AX STI IRET27 11.3 串行通信接口標準串行通信接口標準RS-232ClRS-232C是是EIA（電子工業協會）串口（電子工業協會）串口標準（標準（RS-推薦標準，推薦標準，232-標識號，標識號，C-修修改次數）。改次數）。l串口常用是連接鼠標和調制解調器，稱串口常用是連接鼠標和調制解調器，稱異步通信適配器接口異步通信適配器接口。第第11章章28 l串口插座分串口插座分9針或針或25針。串口賦予專針。串口賦予專門設備名門設備名COM1和和COM2。lRS-232C在遠距離通信中連接數據在遠距離通信中連接數據終端設備與數據通信設備。也可用于終端設備與數據通信設備。也可用于兩臺計算機或設備間近距離串行連接。兩臺計算機或設備間近距離串行連接。 第第11章章291.RS-232C引腳引腳 RS-232C接口有接口有9針、針、25針等規格。針等規格。 （a）25腳排列圖腳排