第五章數(shù)字量輸入輸出6of7

1、 1 8250實現(xiàn)了起止式串行異步通信協(xié)議，支持全 雙工通信： p通信字符可選5、6、7、8位數(shù)據(jù)位 p停止位可選1、1.5、2位 p可選擇奇校驗、偶校驗、不校驗或校驗位強制為 “1”/“0” p具有奇偶校驗錯、幀錯和溢出等錯錯誤檢測電路 8250支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為509600bps 8250內(nèi)部有10個可尋址的8位寄存器，分為3類： 數(shù)據(jù)類，控制類，狀態(tài)類。 串行傳輸，需要并行到串行和串行到并行的轉(zhuǎn)換， 并按照傳輸協(xié)議發(fā)送和接收每個字符（或數(shù)據(jù)塊） 2 CPU 發(fā)送保持寄存器發(fā)送保持寄存器 發(fā)送移位寄存器發(fā)送移位寄存器 同步控制同步控制 8250 SOUT 0/10/1 0/10/10/1

2、0/10/10/1 并行數(shù)據(jù)并行數(shù)據(jù) 加入起始位、校驗位、停止位加入起始位、校驗位、停止位 串行數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù) 雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送 3 并行數(shù)據(jù)并行數(shù)據(jù) 檢測接收錯誤，刪除起始位、檢測接收錯誤，刪除起始位、 校驗位、停止位校驗位、停止位 串行數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù) CPU 接收緩沖寄存器接收緩沖寄存器 接收移位寄存器接收移位寄存器 同步控制同步控制 8250 SIN 0/10/1 0/10/10/10/10/10/1 雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu)雙緩沖寄存器結(jié)構(gòu),保證數(shù)據(jù)的連續(xù)接收保證數(shù)據(jù)的連續(xù)接收 4 奇偶錯誤PE（Parity Error） 若接收到的字符的“

3、1”的個數(shù)不符合奇偶校驗要求 幀錯誤FE（Frame Error） 若接收到的字符格式不符合規(guī)定（如缺少停止位） 溢出錯誤OE（Overrun Error） 若接收移位寄存器接收到一個數(shù)據(jù)，并送至輸入緩沖 器時，CPU還未取走前一個數(shù)據(jù)，就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出 若接收緩沖器的級數(shù)多，則溢出錯誤的幾率就少 5 連接CPU的部分 連接外設的部分 注意：8250不是 Intel公司的產(chǎn)品， 所以該芯片引腳 名稱與前面學習 的8253、8255等 Intel產(chǎn)品有所不 同，但是引腳功 能卻是類似的 6 數(shù)據(jù)線D0-D7：在CPU與8250之間交換信息 地址線A0-A2：尋址8250內(nèi)部寄存器 片選線：包括

4、3個片選輸入信號CS0、CS1、CS2 1個片選輸出信號CSOUT。 當3個片選輸入都有效時，才選中8250芯片，同時 CSOUT輸出高電平有效（作為選中此片的指示）。 地址選通信號ADS：當該信號低有效時，鎖存上述地 址線和片選線的輸入狀態(tài)，保證讀寫期間的地址穩(wěn) 定 7 讀控制線 數(shù)據(jù)輸入選通DISTR（高有效）和DISTR（低有效） 中一個信號有效，CPU從8250內(nèi)部寄存器讀出數(shù)據(jù) 相當于I/O讀信號 寫控制線 數(shù)據(jù)輸出選通DOSTR（高有效）和DOSTR（低有效） 中一個有效，CPU就將數(shù)據(jù)寫入8250內(nèi)部寄存器 相當于I/O寫信號 8250讀寫控制信號有兩對，每對信號作用完全相 同，

5、只不過有效電平不同而己 8 驅(qū)動器禁止信號DDIS：CPU從8250讀取數(shù)據(jù)時， DDIS引腳輸出低電平，用來禁止外部收發(fā)器對 系統(tǒng)總線的驅(qū)動；其他時間，DDIS為高電平 主復位線MR：硬件復位信號 中斷請求線INTRPT：8250有4級中斷、共10個中 斷源，當任一個未被屏蔽的中斷源有請求時， INTRPT均輸出高電平向CPU請求中斷 9 8250 8259 INTRPT OUT2 IR4 INT 10 時鐘輸入引腳XTAL1：8250的基準工作時鐘 時鐘輸出引腳XTAL2：基準時鐘信號的輸出端 波特率輸出引腳BAUDOUT：基準時鐘經(jīng)8250內(nèi) 部波特率發(fā)生器分頻后產(chǎn)生發(fā)送時鐘 接收時鐘引

6、腳RCLK：接收外部提供的接收時鐘 信號。 若采用發(fā)送時鐘作為接收時鐘，則只要將 RCLK引腳和BAUDOUT引腳直接相連 11 8250數(shù)據(jù)裝置準備好數(shù)據(jù)裝置準備好DSR 數(shù)據(jù)終端準備好數(shù)據(jù)終端準備好DTR 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)SOUT 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)SIN 請求發(fā)送請求發(fā)送RTS 允許發(fā)送允許發(fā)送CTS 信號地信號地GND 載波檢測載波檢測RLSD 振鈴指示振鈴指示RI 9 9個最常個最常 用的信號用的信號 8250 9 9個信號的名稱與個信號的名稱與RS232-C信號的名稱稍有不同信號的名稱稍有不同 12 OUT1和OUT2： 兩個可由用戶定義用途的輸出信號 由調(diào)制解調(diào)器控制寄存器的D2和

7、D3位控制其輸出 使用時，一般低電平有效，復位時恢復為高 13 ( (一一) ) 可編程串行接口可編程串行接口Ins 8250 Ins 8250 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) P289圖圖5.53 地址鎖存地址鎖存 IOR 14 8250內(nèi)部有9種可訪問的寄存器，其中，除數(shù)寄 存器是16位的，占用兩個地址連續(xù)的8位端口 內(nèi)部寄存器通過引腳A0-A2來進行尋址； 利用通信線路控制寄存器的最高位，即除數(shù)寄 存器訪問位DLAB，來區(qū)別共用兩個端口地址的 不同寄存器 n DLAB=1，擬訪問除數(shù)寄存器的高8位及低8位 n DLAB=0 ，擬訪問其他控制或狀態(tài)寄存器 15 A A9 9A A8 8A A7 7A A6 6

8、A A5 5A A4 4A A3 3A A2 2A A1 1A A0 0 DLAB( DLAB(標志位標志位) ) 寄存器寄存器 000 000 0 0 寫發(fā)送寄存器寫發(fā)送寄存器/ /讀接受寄存器讀接受寄存器 000 000 1 1 除數(shù)寄存器低字節(jié)除數(shù)寄存器低字節(jié) 001 001 1 1 除數(shù)寄存器高字節(jié)除數(shù)寄存器高字節(jié) 001 001 0 0 中斷允許中斷允許 010 010 中斷識別中斷識別 011 011 線路控制線路控制 100 100 MODEM MODEM 控制控制 101 101 線路狀態(tài)線路狀態(tài) 110 110 MODEM MODEM 狀態(tài)狀態(tài) 1111111 COM1 10

9、11111 COM2 16 注意：注意： A A2 2A A1 1A A0 0 = 011 = 011 時時 訪問線路控制寄存器訪問線路控制寄存器 其其D D7 7位稱為位稱為 DLAB DLAB 除數(shù)標志位除數(shù)標志位 而當而當 DLABDLAB = 1 = 1 時時 A A2 2A A1 1A A0 0 = 000 = 000 時時 訪問除數(shù)寄存器低字節(jié)訪問除數(shù)寄存器低字節(jié) A A2 2A A1 1A A0 0 = 001 = 001 時時 訪問除數(shù)寄存器高字節(jié)訪問除數(shù)寄存器高字節(jié) 17 DLABA2 A1 A0寄存器操作com1com2 00 0 0讀接收緩沖器/寫發(fā)送保持寄存器3F8+0

10、2F8+0 00 0 1中斷允許寄存器3F8+12F8+1 00 1 0中斷識別寄存器（只讀）3F8+22F8+2 *0 1 1通信線路控制寄存器3F8+32F8+3 *1 0 0調(diào)制解調(diào)器控制寄存器3F8+42F8+4 *1 0 1通信線路狀態(tài)寄存器3F8+52F8+5 *1 1 0調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器3F8+6 2F8+6 *1 1 1不用3F8+72F8+7 10 0 0除數(shù)寄存器（低8位）3F8+02F8+0 10 0 1除數(shù)寄存器（高8位）3F8+12F8+1 18 ( (三三) ) 編程編程分初始化及工作兩部分分初始化及工作兩部分 19 1. 1. 初始化步驟：初始化步驟： 置置D

11、LAB=1DLAB=1（線路控制寄存器（線路控制寄存器D D7 7 =1; =1; COM13FBH COM13FBH） 寫除數(shù)（分高寫除數(shù)（分高(COM13F9)(COM13F9)、 低低(COM13F8)(COM13F8)字節(jié)寫兩次）字節(jié)寫兩次） 寫線路控制字（寫線路控制字（DLAB=0DLAB=0， 其余位控制數(shù)據(jù)格式）其余位控制數(shù)據(jù)格式） ( (三三) ) 編程編程分初始化及工作兩部分分初始化及工作兩部分 20 除數(shù)寄存器保存設定的分頻系數(shù) 分頻系數(shù)基準時鐘頻率（16比特率） 起起 始始 位位 時鐘時鐘 （RCLK） 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 （SIN） T 16 T 16 T8 T 21 波特率

12、與除數(shù)的關(guān)系 (P292 表5.11) 波特率 高字節(jié) 低字節(jié) 50 09 00 . 1800 00 40 2000 00 3A . 時鐘頻率除以除數(shù)寄存器數(shù)得數(shù)據(jù)發(fā)送時鐘頻率除以除數(shù)寄存器數(shù)得數(shù)據(jù)發(fā)送 器的工作頻率，再除以器的工作頻率，再除以1616即得波特率即得波特率 22 寫線路控制字（寫線路控制字（DLAB=0DLAB=0， 其余位控制數(shù)據(jù)格式，其余位控制數(shù)據(jù)格式，P291P291圖圖5.555.55） (地址：地址：COM13FBH） 23 DLABSBRK SBP EPS PENSTBWLS1 WLS0 寄存器選擇寄存器選擇 0 正常值正常值 1 除數(shù)寄存器除數(shù)寄存器 中止字符中止

13、字符 0 無作用，即正常發(fā)送無作用，即正常發(fā)送 1 發(fā)送中止字符，發(fā)送中止字符，Sout保持為保持為0 校驗位設置校驗位設置 *0 無校驗位無校驗位 001 設置奇校設置奇校 驗驗 011 設置偶校驗設置偶校驗 101 校驗位為校驗位為1 111 校驗位為校驗位為0 停止位個數(shù)停止位個數(shù) 0 1位位 1 1.5位（數(shù)據(jù)位為位（數(shù)據(jù)位為5位時）位時） 1 2位（數(shù)據(jù)位為位（數(shù)據(jù)位為68位時）位時） 數(shù)據(jù)位個數(shù)數(shù)據(jù)位個數(shù) 00 5位位 01 6位位 10 7位位 11 8位位 指定串行異步通信的字符格式 D5 D4 D3D2D1 D0D6D7 24 寫寫MODEMMODEM控制寄存器控制寄存器 （

14、確定聯(lián)絡信號，（確定聯(lián)絡信號，P292P292圖圖5.575.57） 若用中斷須置OUT21 (地址：地址：COM13FCH） 25 為為1 使使8250為為 循 環(huán) 工 作 方循 環(huán) 工 作 方 式式 否 則 為 正 常否 則 為 正 常 工作方式工作方式 設置8250與數(shù)據(jù)通信設備之間聯(lián)絡應答的輸出信號 0 0 0LOOP OUT2OUT1RTS DTR 為為1使使OUT2引腳為低，否則為高引腳為低，否則為高 為為1使使OUT1引腳為低，否則為高引腳為低，否則為高 為為1使使RTS引腳為低，否則為高引腳為低，否則為高 為為1使使DTR引腳為低，否則為高引腳為低，否則為高 D0D1D2D4D

15、7 D5D3 26 寫中斷允許寄存器寫中斷允許寄存器 （中斷邏輯，（中斷邏輯，P293P293圖圖5.59 5.59 ） (地址：地址：COM13F9H） 27 中斷識別寄存器中斷識別寄存器 P294圖圖5.60 (地址：地址：COM13FAH） MODEM狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器 P293圖圖5.56 (地址：地址：COM13FEH） 28 n接收線路狀態(tài)中斷 n奇偶錯 n溢出錯 n幀錯 n收到中止字符 n接收器數(shù)據(jù)準備好中斷 n發(fā)送保持寄存器空中斷 n調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)中斷 n清除發(fā)送狀態(tài)改變 n數(shù)據(jù)終端準備好狀態(tài)改變 n振鈴接通變成斷開 n接收線路信號檢測狀態(tài)改變 優(yōu)先權(quán)高優(yōu)先權(quán)高 優(yōu)先權(quán)低優(yōu)先

16、權(quán)低 29 n8250設計有4級中斷和2個中斷寄存器 u4級中斷指優(yōu)先權(quán)的等級為4級，它是按照串行 通信過程中事件的緊迫程度安排的、是固定的 u用戶可利用中斷允許或禁止進行控制，中斷允 許寄存器的低4位控制8250這4級中斷是否被允 許 l某位為1，則對應的中斷被允許 l否則，被禁止 30 保存正在請求中斷的優(yōu)先權(quán)最高的中斷級別編碼 0 0 0 0 0ID1 ID0IP 0 有中斷有中斷 1 無中斷無中斷 標識哪一級有中斷標識哪一級有中斷 ID1 ID0優(yōu)先權(quán)中斷類型 1 1 1 0 0 1 0 0 1 2 3 4 接收線路狀態(tài)中斷 接收數(shù)據(jù)準備好中斷 發(fā)送保持寄存器空中斷 調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)中斷

17、 D0D1D2D7-D3 31 dCTSdRSLDCTS DSR RI dDSR dRIRLSD D0D1D2D3D4D5D6D7 高高4位中某位為位中某位為1，說明相應輸入信號當前為低電，說明相應輸入信號當前為低電 平有效平有效 低低4位中某位為位中某位為1，則說明從上次，則說明從上次CPU讀取該狀態(tài)讀取該狀態(tài) 字后，相應輸入信號已發(fā)生改變，從高變低或反字后，相應輸入信號已發(fā)生改變，從高變低或反 之之 MSR反映4個控制輸入信號的當前狀態(tài)及其變化 MSR低4位中任一位置1，均將產(chǎn)生調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)中斷， 當CPU讀取該寄存器或復位后，低4位被清零 32 例（例（P296P296) ) MOV

18、DX, 3FBH ; COM1 線路控制寄存器線路控制寄存器 MOV AL, 80H ；DLAB = 1 OUT DX, AL MOV DX, 3F9H ； 除數(shù)高字節(jié)除數(shù)高字節(jié) MOV AL, 0 OUT DX, AL 初始化編程例初始化編程例 33 MOV DX, 3F8H ; 除數(shù)低字節(jié) MOV AL, 30H OUT DX, AL ; 0030H-波特率2400 MOV DX, 3FBH ; 線路控制寄存器 MOV AL, 1AH ; 00011010B ；數(shù)據(jù)位長7，停止位長1，偶校驗 OUT DX, AL MOV DX, 3FCH ; MODEM 控制寄存器 34 2. 2. 工作

19、編程（查詢方式通信）工作編程（查詢方式通信） 數(shù)據(jù)的發(fā)送與讀?。簲?shù)據(jù)的發(fā)送與讀?。?MOV DX, 3F8H ; COM1 MOV DX, 3F8H ; COM1 發(fā)送發(fā)送/ /接受接受R R OUT DX, AL ; OUT DX, AL ;發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù) snt-Rsnt-R IN AL, DX ; IN AL, DX ;讀取數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù) rec-Rrec-R 線路狀態(tài)的信息采集：線路狀態(tài)的信息采集： MOV DX, 3FDH ; COM1 MOV DX, 3FDH ; COM1 線路狀態(tài)線路狀態(tài) IN AL, DXIN AL, DX 35 存放串行接收后轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù) CPU 接收緩

20、沖寄存器接收緩沖寄存器 接收移位寄存器接收移位寄存器 同步控制同步控制 8250 SIN 36 包含將要串行發(fā)送的并行數(shù)據(jù) CPU 發(fā)送保持寄存器發(fā)送保持寄存器 發(fā)送移位寄存器發(fā)送移位寄存器 同步控制同步控制 8250 SOUT 37 數(shù)據(jù)讀取條件：接受數(shù)據(jù)就緒 數(shù)據(jù)有錯則進行數(shù)據(jù)有錯處理 數(shù)據(jù)發(fā)送條件：發(fā)送寄存器空 以上信息從線路寄存器 （COM1, 由3FDH端口讀取）得到 38 線路狀態(tài)寄存器線路狀態(tài)寄存器 P291P291圖圖5.565.56 (地址：地址：COM13FDH） 接受移位寄存器收全時接受移位寄存器收全時 D0 = 1 出錯時，出錯時，D1D4的相應位為的相應位為1 39

21、0TSRE THRE BI FEPEOE DR 為為1，表示發(fā)送移位寄存器空；，表示發(fā)送移位寄存器空； 當數(shù)據(jù)由發(fā)送保持寄存器移入當數(shù)據(jù)由發(fā)送保持寄存器移入 發(fā)送移位寄存器時，該位為發(fā)送移位寄存器時，該位為0 提供串行異步通信的當前狀態(tài)供CPU讀取和處理 為為1，表示發(fā)送保持寄存器空，表示發(fā)送保持寄存器空， 當當CPU將字符寫入發(fā)送保持將字符寫入發(fā)送保持 寄存器后，該位為寄存器后，該位為0 為為1，表示正在傳輸中止字符，表示正在傳輸中止字符 為為1，表示出現(xiàn)幀錯誤，表示出現(xiàn)幀錯誤 為為1，表示出現(xiàn)奇偶錯，表示出現(xiàn)奇偶錯為為1，表示出現(xiàn)溢出錯，表示出現(xiàn)溢出錯為為1，表示接收數(shù)據(jù)緩沖器收到，表示接

22、收數(shù)據(jù)緩沖器收到 一個數(shù)據(jù)，既接收數(shù)據(jù)準備好；一個數(shù)據(jù)，既接收數(shù)據(jù)準備好； 當當CPU讀走數(shù)據(jù)后，該位為讀走數(shù)據(jù)后，該位為0 D0D1D2D3D4D5D6D7 40 例例P297 P297 程序程序 WAIT_FOR: mov dx, 3fdH WAIT_FOR: mov dx, 3fdH ; ; 線路狀態(tài)線路狀態(tài)R R in al, dx ; in al, dx ; test al, test al, 1eH1eH ; ; P291P291圖圖5.565.56 jne ERROR jne ERROR ; ; 非零轉(zhuǎn)移非零轉(zhuǎn)移 test al, test al, 1 1 ; ; 檢查是否收到數(shù)

23、據(jù)檢查是否收到數(shù)據(jù) jnz RECEIVE jnz RECEIVE ; ; 轉(zhuǎn)接收（非零轉(zhuǎn)移）轉(zhuǎn)接收（非零轉(zhuǎn)移） 41 test al, test al, 20H20H ; ; 檢查可否發(fā)送數(shù)據(jù)檢查可否發(fā)送數(shù)據(jù) jz WAIT_FOR ; jz WAIT_FOR ; 重新檢查重新檢查 mov dx, 3f8H ; mov dx, 3f8H ; 發(fā)送寄存器發(fā)送寄存器 mov al, cl ; mov al, cl ; 字符字符 out dx, alout dx, al jmp WAIT_FOR jmp WAIT_FOR RECEIVE: mov dx, 3f8H ; RECEIVE: mov d

24、x, 3f8H ; 接收寄存器接收寄存器 in al, dx in al, dx 42 3. 3. 應用舉例應用舉例P296-297 P296-297 例例5.25.2 工作內(nèi)容：從鍵盤讀入字符、經(jīng)8250發(fā)送、 由8250自行接收、再在顯示器顯示 。 讀鍵盤： MOV AH, 1 ; 看是否被按鍵，不等待 INT 16H 。 讀按鍵：MOV AH, 0 ; 讀下按鍵內(nèi)容 參見P395BIOS調(diào)用 INT 16H 。 發(fā)送: MOV DX, 3F8H OUT DX, AL 。 接收: MOV DX, 3F8H IN AL, DX 。 顯示： MOV AH, 0EH INT 10H 43 中斷方

25、式舉例 以查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)，以中斷方式接收數(shù)據(jù)，以查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)，以中斷方式接收數(shù)據(jù)， INISIR：MOV DX，3FBH MOV AL，80H OUT DX，AL ；置；置DLAB=1 MOV DX，3F8H MOV AL，0CH OUT DX，AL MOV DX，3F9H MOV AL，0 ；置除數(shù)為；置除數(shù)為000CH， ；規(guī)定波特率為；規(guī)定波特率為9600波特波特 OUT DX，AL 44 MOV DX，3FBH MOV AL，0AH ；1 位停止位，位停止位，7位數(shù)據(jù)位，奇校驗位數(shù)據(jù)位，奇校驗 OUT DX，AL ；初始化通信控制寄存器；初始化通信控制寄存器 MOV DX，3FCH MOV AL，0BH ；00001011B, ; 使使OUT2 ，DTR和和RTS 有效有效 OU