器件管腳圖及功能表

1、附錄6 器件管腳圖及功能表74LS74雙D正沿觸發(fā)器74LS273八D觸發(fā)器74LS377八D觸發(fā)器輸 入輸 出輸 入輸出輸 入輸出/SD/CrCPDQn+1/Qn+1/CrCPDQn+1/OECPDQn+1LH××HLL××LH××QnHL××LHHHHLHHLL××ØØHLLLLLHHHHLHL×Qn×L×QnHHLLHHHL×Qn/Qn74LS374八D觸發(fā)器（三態(tài)輸出）74LS175雙輸出四D觸發(fā)器74LS245 輸 入輸出輸

2、入輸出輸 入方向/OECPDQn+1/CrCPDQn+1/Qn+1/GDIRLHHL××LH00BALLLHHHL01ABLL×QnHLLH1×隔離H××ZHL×Qn/Qn74LS161四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS139雙2：4譯碼器輸 入輸 出輸 入 輸 出/Cr/LDPICkD C B AQD QC QB QA/GD1 D0L××××× × × ×L L L LH× ×輸出Y3Y0全部為高HL××d3

3、d2 d1 d0d3 d2 d1 d0Ld1 d0輸出Yi為低，其余為高HHHH× × × ×計(jì) 數(shù)HHL××× × × ×保 持備注：i等于d1d0對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)HH×L×× × × ×保 持74LS151 八選一選擇器74LS157四個(gè)二選一選擇器74LS257 四個(gè)二選一選擇器（非反相三態(tài)輸出）輸 入輸 出輸 入輸 出輸 入輸 出/G S2 S1 S0Y/G SY/G SYH × × ×LH 

4、5;LH ×ZL d2 d1 d0DiL LAL LA注：i等于d2d1d0對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)L HBL HB 6116 2K*8 RAM2716 2K*8 ROM2732 4K*8 ROM 管 腳操作管 腳操作管 腳操作/CS/OE/WEPD/PGM/CSVpp/CSVppLHL寫LL+5V讀L+5V讀LLH讀×H+5V未選中H+5V未選中H××未選中LLL寫74LS138 3：8譯碼器74LS148 8：3八進(jìn)制優(yōu)先編碼器輸 入輸 出G1 /G2A / G2BC B A輸 入輸 出1 0 0× × ×輸出Y7Y0全部為高/E

5、I 0 1 2 3 4 5 6 7A2 A1 A0 ES GS= 1 0 0 d2 d1 d0輸出Yi為低，其余為高H××××××××HHHHH備注：i等于d2d1d0對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)LHHHHHHHHHHHHL74LS85 四位幅度比較器L×××××××LLLLLH輸 入輸 出L××××××LHLLHLHA3A0 與B3B0A>B A<B A=BA>B A<B A

6、=BL×××××LHHLHLLH>× × ×H L LL××××LHHHLHHLH<× × ×L H LL×××LHHHHHLLLH= H L LH L LL××LHHHHHHLHLH= L H L L H LL×LHHHHHHHHLLH= × × H L L HLLHHHHHHHHHHLH= H H LL L L= L L L H H L附錄9微指令寄存

7、器的各字段微操作信號(hào)輸出去向及功能字段微操作輸出去向功 能DC2B2B0DC2 138譯碼器由譯碼器產(chǎn)生寄存器接受信號(hào)SBB3SB 多路選擇器選擇2901的B口地址的來源DC1B6B4DC1 138譯碼器產(chǎn)生向IB總線發(fā)送控制的信號(hào)SAB7SA 多路選擇器選擇2901的A口地址的來源SSHB9B8GAL3(SHLR)2901移位時(shí)空位的填補(bǔ)SCiB11B10GAL3(SHLR)2901最低進(jìn)位的生成B口B15B12SB 多路選擇器作為2901的B口地址的一個(gè)來源A口B19B16SA 多路選擇器作為2901的A口地址的一個(gè)來源MI80B30B28B26B24B22B20Am2901Am2901的

8、控制信號(hào)/WEREQ/MIOB23B27B31DC5 139譯碼器產(chǎn)生存儲(chǔ)器、I/O讀寫控制信號(hào)、裝入微碼信號(hào)SSTB34B32GAL1(STR)狀態(tài)位的產(chǎn)生控制信號(hào)SCC、SCB39B37、B36GAL2(SCC)產(chǎn)生Am2910的條件碼CI30B43B40Am2910Am2910的命令碼下址字段B55B46Am2910Am2910的D端指令字段IR70字段輸出去向功 能IR74SB 多路選擇器作為2901的B口地址的一個(gè)來源IR30SA 多路選擇器作為2901的A口地址的一個(gè)來源IR70內(nèi)部總線IB外設(shè)地址或轉(zhuǎn)移地址的偏移量附錄10 聯(lián)機(jī)通訊指南一、準(zhǔn)備1、準(zhǔn)備一臺(tái)PC機(jī)。2、把TEC-2

9、機(jī)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放好打開，將TEC-2的隨機(jī)電源放在TEC-2的左側(cè)， 并確認(rèn)電源開關(guān)處在關(guān)斷的位置。二、連接電源線1、將TEC-2機(jī)電源的直流輸出插頭P8插在TEC-2機(jī)垂直板左側(cè)的插座P8上；將TEC-2機(jī)電源的直流輸出插頭P9插在TEC-2水平板左側(cè)的插座P9上。特別提醒注意：不要接反P8和P9，否則會(huì)燒機(jī)器或電源。2、將TEC-2電源的電源線一端接電源的交流輸入插孔，另一端接220V交流電源接線盒。注意：TEC-2電源的交流電源線必須和計(jì)算機(jī)的電源線接在同一個(gè)有地線的電源接線盒上，以保證兩設(shè)備共地，否則可能燒毀電源或機(jī)器。三、連接TEC-2和PC1、準(zhǔn)備好隨機(jī)提供的TEC-2和PC的串口通

10、訊電纜。該電纜一端是9孔的插頭，另一端是25孔的插頭。注意：TEC-2隨機(jī)提供多條通訊電纜，請(qǐng)務(wù)必正確選用，以免錯(cuò)誤連接造成聯(lián)機(jī)失敗。2、把串口通訊電纜的9孔插頭接在TEC-2機(jī)的上板左下角V70插座上，25孔插頭插在計(jì)算機(jī)的串口上（COM1或COM2）。如果PC上沒有25針的串口或者25針的串口已被其它設(shè)備占用，TEC-2 隨機(jī)提供一個(gè)9轉(zhuǎn)25的轉(zhuǎn)換器可以把25孔的插頭轉(zhuǎn)換成9孔的插頭，接在9針的串口上。四、TEC-2的初始設(shè)置將TEC-2大板下方鈕子開關(guān)S2S0撥成100（向上為“1”，向下為“0”）； FS1FS4撥成1010（向上為“1”，向下為“0”）； 將CONT/STEP鈕子開關(guān)

11、撥到CONT位置。五、開機(jī) 1、打開計(jì)算機(jī)電源開關(guān)，使計(jì)算機(jī)正常啟動(dòng)。 2、打開TEC-2電源開關(guān)，TEC-2大板左上角一排指示燈亮。六、加載通訊軟件1、用戶可以根據(jù)聯(lián)機(jī)PC的軟件配置情況選擇以下三種方法之一運(yùn)行聯(lián)機(jī)通訊軟件。 如果計(jì)算機(jī)沒有硬盤，把用戶程序盤插入軟驅(qū)，并用它啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，然后鍵入： A：>CD TEC-2 A：>PCEC 如果計(jì)算機(jī)有硬盤并且裝有DOS操作系統(tǒng)，則進(jìn)行以下操作：C：>MD TEC-2C：>COPY A：TEC-2 C：TEC-2C：>CD TEC-2C：TEC-2>PCEC 如果計(jì)算機(jī)有硬盤并且裝有WINDOWS操作系統(tǒng)，把用

12、戶程序盤插入軟驅(qū)，將軟盤中的文件夾“TEC-2”拷貝到C：盤，點(diǎn)擊“開始運(yùn)行”，在彈出的窗口中鍵入：C：TEC-2PCEC正確執(zhí)行上述操作就會(huì)在計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)以下界面：F10Display Main MenuALT F10Copy Screen to File SCA.TMPRS232 Serial Port Number 1/2：1Experiment computer IBM-PC series (MS-DOS)Asynchronous communicationSend/Receive files between TEC-2 and IBM-PCBy Computer Architec

13、ture Lab. Tsinghua University Jan.1994*2、用計(jì)算機(jī)的串口COM1和TEC-2通訊，選擇“1”，直接回車；用計(jì)算機(jī)的串口COM2和TEC-2通訊，選擇“2”，然后按回車鍵。此時(shí)計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)以下設(shè)置信息：*Baud Rate = 9600 bits/secondParity = NoneStop bit = 1 bitCharacter Length = 8 bitsChange these characters ? （N）*此界面的設(shè)置為推薦設(shè)置，鍵入“N”鍵后回車。然后按壓TEC-2大板左下角的LDMC/RESET鍵加載微程序。這時(shí)計(jì)算機(jī)屏幕出現(xiàn)以下

14、界面表示聯(lián)機(jī)成功：*TEC-2 CRT MONITORVersion 5.0, Jan. 1994Computer Architecture Lab., Tsinghua University>*此時(shí)可以運(yùn)行TEC-2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令，如U、D、T、P、A等或做TEC-2計(jì)算機(jī)組成原理的實(shí)驗(yàn)。如果按壓LDMC/RESET鍵后屏幕上沒有任何反應(yīng)，這時(shí)可按F10屏幕出現(xiàn)以下界面：*0Return to TEC-2 CRT Monitor1Send a file to TEC-22Receive a file from TEC-23Return to PC (MS) DOSEnter your

15、 choice：0*選（3）或者按Ctrl+Pause鍵退出聯(lián)機(jī)通訊程序，重新運(yùn)行程序PCEC，并選擇另一個(gè)串口再試。注意：開機(jī)時(shí)先開計(jì)算機(jī)的電源，當(dāng)計(jì)算機(jī)正常啟動(dòng)后，再打開TEC-2機(jī)的電源；關(guān)機(jī)時(shí)應(yīng)先關(guān)掉TEC-2機(jī)的電源，再關(guān)掉計(jì)算機(jī)的電源。任何時(shí)間一定不要帶電操作。附錄11 并行接口芯片8255A簡(jiǎn)介18255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.11.1所示。它由以下幾個(gè)部分組成：（1）三個(gè)數(shù)據(jù)端口A、B、C 8255A芯片內(nèi)部有三個(gè)8位的輸入輸出端口，分別為A口、B口和C口，可用指令將它們分別設(shè)置成輸入或輸出端口。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和功能上有各自的特點(diǎn)。圖 3.11.1 8255A的內(nèi)部

16、結(jié)構(gòu)及引腳端口A包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。端口A無論用作輸入口還是輸出口，其數(shù)據(jù)均能受到鎖存。端口B包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。用端口B作為輸出口時(shí)，其數(shù)據(jù)能得到鎖存。作為輸入口時(shí)，它不具有鎖存能力，因此外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)必須維持到被CPU讀取為止。端口C包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，作為輸入口時(shí)，它不具有鎖存能力。端口A和端口B一般作為獨(dú)立的I/O口使用，與外設(shè)的數(shù)據(jù)線相連。端口C可以作為一個(gè)獨(dú)立的8位I/O口，也可以拆分為高4位和低4位的兩個(gè)4位端口，作為二個(gè)獨(dú)立的4位I/O口使用；端口C拆分

17、開的高4位和低4位還可以與端口A和端口B配合，用作它們的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。（2）A組控制、B組控制 8255A將端口A、B、C分為兩組：端口A和端口C的高4位構(gòu)成A組，由A組控制邏輯電路進(jìn)行控制；端口B和端口C的低4位構(gòu)成B組，由B組控制邏輯電路進(jìn)行控制。這兩組控制邏輯都從讀/寫控制邏輯接收命令信號(hào)和讀寫信號(hào)，從內(nèi)部數(shù)據(jù)總線接收控制字，并根據(jù)控制字確定各端口的工作方式。（3）數(shù)據(jù)總線緩沖器 數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)雙向三態(tài)的8位緩沖器，它直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線連接，是8255A與CPU之間傳輸數(shù)據(jù)的必經(jīng)之路，數(shù)據(jù)的輸入輸出以及控制字的寫入都是通過這個(gè)緩沖器傳遞的。（4）讀/寫控制邏輯讀/寫控制邏輯電路負(fù)責(zé)管

18、理8255A的數(shù)據(jù)傳輸過程。它接收來自控制總線的控制信號(hào)/WR、/RD、RESET和地址總線的1、0以及由地址譯碼輸出的片選信號(hào)/CS，由這些信號(hào)形成對(duì)端口的讀寫控制，并通過A組控制和B組控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息的傳輸。28255A的外部引腳8255A芯片采用NMOS工藝制造，是一個(gè)40引腳雙列直插式（DIP）封裝組件。其引腳排列如圖3.11.1所示，各引腳信號(hào)名稱和含義如下。（1）與CPU連接的信號(hào)線D7D0：8255A的雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連。A1、A0、/RD、/WR、/CS信號(hào)組合所實(shí)現(xiàn)的各種端口操作見表3.11.1所示。表 3.11.1/CSA1A0/WR/R

19、D操 作1××××不操作00010端口A數(shù)據(jù)總線00110端口B數(shù)據(jù)總線01010端口C數(shù)據(jù)總線00001數(shù)據(jù)總線端口A00101數(shù)據(jù)總線端口B01001數(shù)據(jù)總線端口C01101數(shù)據(jù)總線控制寄存器（2）8255A與外部設(shè)備相連的信號(hào)線PA7PA0：A口與外部設(shè)備連接的數(shù)據(jù)線，由A口的工作方式?jīng)Q定這些引腳用作輸入、輸出或雙向。PB7PB0：B口與外部設(shè)備連接的數(shù)據(jù)線，由B口的工作方式?jīng)Q定這些引腳用作輸入或輸出。PC7PC0：C口輸入輸出數(shù)據(jù)線，這些引腳的用途由A組，B組的工作方式?jīng)Q定。這24根信號(hào)線均可用來連接I/O設(shè)備，它們可以傳送數(shù)字量或開關(guān)量信號(hào)，C

20、端口還常常用來傳遞控制和狀態(tài)信號(hào)。38255A的控制字8255A有兩類控制字：一類用于定義各端口的工作方式，稱為方式選擇控制字；另一類用于對(duì)C端口的一位進(jìn)行置位或復(fù)位操作，稱為C端口置位/復(fù)位控制字。這里只介紹方式選擇控制字。（1）方式選擇控制字 8255A共有三種基本工作方式，它們是：方式0：基本的輸入/輸出方式。方式1：選通輸入/輸出方式（應(yīng)答方式）。方式2：雙向傳輸方式。這里只介紹8255A的方式0。8255A各數(shù)據(jù)端口的工作方式由方式選擇控制字（如圖3.11.2所示）進(jìn)行設(shè)置。對(duì)8255A進(jìn)行初始化編程時(shí)，通過向控制字寄存器寫入方式選擇控制字，可以讓三個(gè)數(shù)據(jù)端口以需要的方式工作。圖 3

21、.11.2 8255A的方式選擇控制字其中，D7位是方式選擇控制字的標(biāo)志位，它必須是1；D6D5位用于選擇A口的工作方式；D2位用于選擇B口的工作方式；D4、D3、D1、D0位分別用于選擇A口、C口高四位、B口和C口低四位的輸入輸出功能，置1時(shí)輸入，置0時(shí)輸出。端口A可工作在3種工作方式中的任何一種，端口B只能工作在方式0或方式1，端口C則常常配合端口A和端口B工作，為這兩個(gè)端口的輸入/輸出傳輸提供控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)。只有端口A可工作在方式2。同組的兩個(gè)端口可以分別作為輸入或輸出端口，允許它們有不同的傳輸方向。一個(gè)端口用作輸入還是輸出端口，完全通過對(duì)方式選擇控制字的編程來確定。48255A的工

22、作方式0基本輸入/輸出方式方式0稱為基本輸入輸出方式，該方式下3個(gè)端口24根數(shù)據(jù)線完全由使用者決定它們的用途?？蓪⑷齻€(gè)數(shù)據(jù)端口劃分為四個(gè)獨(dú)立的部分： A口和B口作為兩個(gè)8位端口，C口的高4位和低4位可以用作兩個(gè)4位端口（當(dāng)然也可以作為一個(gè)8位端口），各個(gè)端口都可以獨(dú)立用作輸入或輸出。方式0使用在無條件傳送和查詢式傳送兩種場(chǎng)合。無條件傳送一般用于連接簡(jiǎn)單的外部設(shè)備。例如，鍵盤和開關(guān)狀態(tài)輸入，狀態(tài)指示燈輸出。進(jìn)行無條件傳送時(shí)，接口和外部設(shè)備之間不使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)，CPU可以隨時(shí)對(duì)該外部設(shè)備進(jìn)行讀寫。用8255A進(jìn)行無條件傳送時(shí)，可實(shí)現(xiàn)三路8位數(shù)據(jù)或兩路8位及兩路4位的數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)行查詢式傳送時(shí)，端口A

23、和端口B作為數(shù)據(jù)的輸入輸出口，端口C的若干位用作聯(lián)絡(luò)信號(hào)。把C端口的一組（4位）設(shè)置為輸出，用作端口A和端口B的控制信號(hào)輸出。把C端口的另一組（4位）設(shè)置為輸入，用作端口A和端口B的外設(shè)狀態(tài)信號(hào)輸入。兩個(gè)組中剩余的引腳信號(hào)還可以用于其他控制，例如控制指示燈，或者開關(guān)輸入。這樣，利用端口C的配合，可實(shí)現(xiàn)端口A和端口B的查詢式數(shù)據(jù)傳輸。例：在TEC-2機(jī)中8255A的端口A地址為84H、端口B地址為85H、端口C地址為86H、控制端口地址為87H，現(xiàn)要求將其三個(gè)數(shù)據(jù)端口設(shè)置為方式0基本的輸入輸出方式，其中端口A和端口C的低4位為輸出，端口B和端口C的高4位為輸入。由圖3.11.2可知，該8255A

24、的方式選擇控制字應(yīng)為8AH。其初始化程序如下：MOV R0，8AOUT 87 讀端口B的匯編語句是：IN 85；端口B的數(shù)據(jù)送到R0寫端口A的匯編語句是：OUT 84；R0的數(shù)據(jù)送到端口A58255A與CPU的連接 8255A和CPU連接時(shí)，數(shù)據(jù)線和控制線一般直接和系統(tǒng)總線的相應(yīng)信號(hào)相連，片選信號(hào)和地址譯碼器的輸出相連，端口選擇信號(hào)A1、A0和地址總線的A1、A0直接相連，三個(gè)端口的數(shù)據(jù)線和外設(shè)的數(shù)據(jù)線直接相連。在實(shí)驗(yàn)中，TEC-2與8255A的一般的連接方式如圖3.11.3所示。AB7AB2 地址譯碼AB0AB1圖 3.11.3 TEC-2與8255A的一般的連接方式附錄12 串行接口芯片8

25、251A簡(jiǎn)介1串行通訊的基本概念通信方式可分為并行通信和串行通信兩種。串行通信是指在單根導(dǎo)線上將二進(jìn)制數(shù)據(jù)一位一位順序傳送，與并行通信相比，由于所用的傳輸線少，并且可以借助現(xiàn)存的電話交換網(wǎng)進(jìn)行信息傳送，因此，特別適合于遠(yuǎn)距離傳送。對(duì)于離計(jì)算機(jī)較近的外部設(shè)備如鼠標(biāo)、繪圖儀、終端等，也常常采用串行方式交換數(shù)據(jù)。所以，串行接口是微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。串行通信線路有如下3種方式：（1）單工通信：它只允許一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)，如圖3.12.1（a）所示。A只作為數(shù)據(jù)發(fā)送器，B只作為數(shù)據(jù)接收器，不能進(jìn)行反方向傳輸。（2）半雙工通信：它允許兩個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)傳輸，只能交替進(jìn)行，A發(fā)B收或B發(fā)A收，如

26、圖3.12.1（b）所示。在這種情況下，為了控制線路換向，必須對(duì)兩端設(shè)備進(jìn)行控制，以確定數(shù)據(jù)流向。這種協(xié)調(diào)可以靠增加接口的附加控制線來實(shí)現(xiàn)，也可用軟件約定來實(shí)現(xiàn)。（3）全雙工通信：它允許兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，A收B發(fā)的同時(shí)可A發(fā)B收，如圖3.12.1（c）所示。顯然，兩個(gè)傳輸方向的資源必須完全獨(dú)立，A與B都必須有獨(dú)立的接收器和發(fā)送器，從A到B和從B到A的數(shù)據(jù)通路也必須完全分開(至少在邏輯上是分開的)。圖 3.12.1 串行通信線路的3種方式串行通信分為兩種類型：異步串行通信和同步串行通信。所謂異步通信是指通信中字符與字符之間沒有嚴(yán)格的定時(shí)要求，而字符內(nèi)位與位之間有嚴(yán)格而精確的定時(shí)。異步通信

27、的格式見圖3.12.2。通信線路上傳送的每個(gè)字符包括1個(gè)起始位、58個(gè)數(shù)據(jù)位（低位先傳送）、1個(gè)奇偶校驗(yàn)位（可無）以及12個(gè)停止位。起始位和停止位分別用來表示字符的開始與結(jié)束，由此構(gòu)成的一串?dāng)?shù)據(jù)叫做幀。從圖3.12.2可以看到，一幀數(shù)據(jù)中位與位之間的時(shí)間間隔是固定的，而相鄰兩幀的數(shù)據(jù)之間其時(shí)間間隔是不固定的。圖 3.12.2 幀的格式異步通信時(shí)字符是一幀幀傳送的，每幀字符的傳送靠起始位同步。為了保證正常通信，通信雙方在通信之前必須約定： 字符格式，即一個(gè)字符包含多少個(gè)數(shù)據(jù)位、停止位以及采用何種校驗(yàn)形式。 波特率，即數(shù)據(jù)傳送的速率，用位/秒（bit/s，或bps）來表示，也就是圖3.12.2中二

28、進(jìn)制位持續(xù)時(shí)間的倒數(shù)，它也是衡量傳輸通道頻寬的指標(biāo)。例如，設(shè)數(shù)據(jù)傳送的速率為120字符/秒，每個(gè)字符（幀）包括10個(gè)數(shù)據(jù)位，則傳送的波特率為10×120=1200位/秒=1200波特，則每一位傳送的時(shí)間為Td=1/1200=0.833ms。同步傳送不給每個(gè)字符加起始位和停止位，而是把字符順序連接起來，組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊。在數(shù)據(jù)塊的開頭設(shè)置12個(gè)同步字符SYNC，表示數(shù)據(jù)傳送的開始，在數(shù)據(jù)塊的末尾加有一定的差錯(cuò)校驗(yàn)字符。在同步通信時(shí)，數(shù)據(jù)是連續(xù)發(fā)送的，字符與字符之間沒有空隙，嚴(yán)格按照約定的速率發(fā)送和接收。28251A的主要性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)825lA是可編程的串行通信接口芯片，它的基本性能如下

29、：(1) 可工作在同步方式，也可工作在異步方式。同步方式下波特率為064000波特，異步方式下波特率為019200波特。(2) 在同步方式時(shí)，每個(gè)字符可定義為5、6、7或8位。兩種方法實(shí)現(xiàn)同步，由內(nèi)部自動(dòng)檢測(cè)同步字符或由外部給出同步信號(hào)。允許同步方式下增加奇/偶校驗(yàn)位進(jìn)行校驗(yàn)。(3) 在異步方式下，每個(gè)字符可定義為5、6、7或8位，用1位作奇偶校驗(yàn)。時(shí)鐘速率可用軟件定義為波特率的l、16或64倍。另外，8251A在異步方式下能自動(dòng)為每個(gè)被輸出的數(shù)據(jù)增加1個(gè)起始位，并能根據(jù)軟件編程為每個(gè)輸出數(shù)據(jù)設(shè)置1位、1.5位或2位停止位。(4) 能進(jìn)行出錯(cuò)檢測(cè)。帶有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤等檢測(cè)電路，用戶可通過輸

30、入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容進(jìn)行查詢。 8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3.12.3所示。從圖中可以看出，它由數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫控制邏輯、發(fā)送緩沖器、發(fā)送控制器、接收緩沖器、接收控制器、調(diào)制/解調(diào)器控制邏輯、同步字符寄存器及控制各種操作的方式寄存器等組成。各部件實(shí)現(xiàn)的功能如下所述。1) 數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器通過8位數(shù)據(jù)線D7D0和CPU的數(shù)據(jù)總線相連，負(fù)責(zé)把接收口接收到的信息送給CPU，或把CPU發(fā)來的信息送給發(fā)送口。還可隨時(shí)把狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容讀到CPU中，在825lA初始化時(shí)，分別把方式字、控制字和同步字符送到方式寄存器、控制寄存器和同步字符寄存器中。2) 讀/寫控制邏輯表3.12.1是82

31、51A的控制信號(hào)與執(zhí)行的操作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3) 發(fā)送緩沖器包括發(fā)送移位寄存器和數(shù)據(jù)輸出寄存器，發(fā)送移位寄存器通過825lA芯片的TxD管腳將串行數(shù)據(jù)發(fā)送出去。數(shù)據(jù)輸出寄存器寄存來自CPU的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)送移位寄存器空時(shí)，數(shù)據(jù)輸出寄存器的內(nèi)容送給移位寄存器。發(fā)送控制電路對(duì)串行數(shù)據(jù)實(shí)行發(fā)送控制。圖 3.12.3 8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖表3.12.1 8251A的控制信號(hào)與執(zhí)行的操作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系/CSC/ D/RD/WR功 能0001CPU從8251A讀數(shù)據(jù)0101CPU從8251A讀狀態(tài)0010CPU寫數(shù)據(jù)到8251A 0110CPU寫命令到8251A1×××不操作

32、4) 接收緩沖器與接收控制器接收緩沖器包括接收移位寄存器和數(shù)據(jù)輸入寄存器。串行輸入的數(shù)據(jù)通過8251A芯片的RxD管腳逐位進(jìn)入接收移位寄存器，然后變成并行格式進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入寄存器，等待CPU取走。接收控制電路是用來控制數(shù)據(jù)接收工作。5) 調(diào)制/解調(diào)器控制邏輯利用8251A進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信時(shí)，發(fā)送方要通過調(diào)制解調(diào)器將輸出的串行數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟M信號(hào)，再發(fā)送出去。接收方也必須將模擬信號(hào)經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，才能由串行接口接收。在全雙工通信方式下，每個(gè)收、發(fā)口都是要連接調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器控制電路是專為調(diào)制解調(diào)器提供控制信號(hào)用的。38251A的外部特性（1）8251A與CPU的接口信號(hào) 圖 12.

33、4 8251A外部引腳如圖3.12.4所示，它與CPU的接口信號(hào)可以分為五類，具體如下。圖 3.12.4 8251A外部引腳1） 雙向的數(shù)據(jù)信號(hào)線D7D0825lA有8條數(shù)據(jù)線D7D0。825lA通過這8根線和CPU的數(shù)據(jù)總線相連接，實(shí)際上，數(shù)據(jù)線上不只是傳輸數(shù)據(jù)，還傳輸CPU對(duì)825lA的編程命令字和825lA送往CPU的狀態(tài)信息。 2） 片選信號(hào)/CS 低電平有效，芯片被選中才能工作，如果8251A未被選中，數(shù)據(jù)線D7D0將處于高阻狀態(tài)，讀/寫信號(hào)對(duì)芯片都不起作用。3） 讀/寫控制信號(hào)/RD為讀信號(hào)，低電平有效。當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，并且/CS也為低電平，CPU可以從8251A讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息

34、。/WR為寫信號(hào)，低電平有效。當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，并且/CS也為低電平，CPU可以向8251寫入數(shù)據(jù)或控制字。 C/ D 為控制/數(shù)據(jù)信號(hào)，分時(shí)復(fù)用。用來區(qū)分當(dāng)前讀/寫的是數(shù)據(jù)還是控制信息或狀態(tài)信息。當(dāng)C/ D 為高電平時(shí)，系統(tǒng)處理的是控制信息或狀態(tài)信息，從D7D0端寫入8251A的必須是方式字、控制字或同步字符。當(dāng)C/ D 為低電平時(shí)，寫入的是數(shù)據(jù)。RESET為復(fù)位信號(hào)，高電平有效。當(dāng)該信號(hào)為高時(shí)，8251A實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能，內(nèi)部所有的寄存器都被置為初始狀態(tài)。CLK為主時(shí)鐘信號(hào)，用于芯片內(nèi)部的定時(shí)。對(duì)于同步方式，它的頻率必須大于發(fā)送時(shí)鐘/TxC和接收時(shí)鐘/RxC的30倍。對(duì)于異步方式，必須大于它們的

35、4.5倍。8251A的時(shí)鐘頻率規(guī)定在0.743.1 MHz的范圍內(nèi)。8251A共有三種時(shí)鐘信號(hào)：CLK、/TxC和/RxC 。其中發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘由波特率和波特率因子來決定。4） 與發(fā)送有關(guān)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)TxRDY為發(fā)送器準(zhǔn)備好信號(hào)，高電平有效。當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)，通知CPU，8251A已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送一個(gè)字符，表示CPU可以輸入數(shù)據(jù)。所謂發(fā)送器準(zhǔn)備好，就是控制字的第0位TxEN為“1”時(shí)，使8251A允許發(fā)送，并且調(diào)制解調(diào)器已做好接收準(zhǔn)備，發(fā)出信號(hào)使8251A的/CTS信號(hào)變低為有效，因此TxRDY為輸出緩沖器空與/CTS與TxEN。TxRDY可作為中斷申請(qǐng)信號(hào)，也可作為查詢方式的聯(lián)絡(luò)信號(hào)使用。

36、TxE為發(fā)送器空信號(hào)，狀態(tài)線，高電平有效。當(dāng)有效時(shí)表示發(fā)送器中的并行到串行轉(zhuǎn)換器空，指示發(fā)送操作已經(jīng)結(jié)束。8251A從CPU接收待發(fā)的字符后，自動(dòng)復(fù)位，字符串發(fā)送完畢，TxE又變?yōu)楦唠娖健?） 與接收有關(guān)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。RxRDY為接收器準(zhǔn)備好信號(hào)，高電平有效。當(dāng)該信號(hào)為高時(shí)，表示825lA已從外部設(shè)備或調(diào)制解調(diào)器中收到一個(gè)字符，等待CPU取走。它可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)或查詢聯(lián)絡(luò)信號(hào)與CPU聯(lián)系。/RxC接收器時(shí)鐘，由外部輸入。這個(gè)鐘頻率決定8251A接收數(shù)據(jù)的速率。若采用同步方式，接收器時(shí)鐘頻率等于接收數(shù)據(jù)的頻率；若采用異步方式，可用軟件定義接收數(shù)據(jù)的波特率，情況與發(fā)送器時(shí)鐘/TxC相似。一般，接

37、收器時(shí)鐘應(yīng)與對(duì)方的發(fā)送器時(shí)鐘相同。（2）8251A與外部裝置之間的接口信號(hào)8251A與外部裝置進(jìn)行連接的信號(hào)可大致分為數(shù)據(jù)信號(hào)和收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號(hào)兩類。1） 數(shù)據(jù)信號(hào)TxD為發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)端。CPU送入825lA的并行數(shù)據(jù)，在825lA內(nèi)部轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，通過TxD端輸出。RxD為接收數(shù)據(jù)信號(hào)端。RxD用來接收外部裝置通過傳輸線送來的串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)進(jìn)入825lA后轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。2）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)/RTS為請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)，低電平有效。這是8251A向調(diào)制解調(diào)器或外設(shè)發(fā)送的控制信息，初始化時(shí)由CPU向825lA寫控制命令字來設(shè)置。該信號(hào)有效時(shí)，表示CPU請(qǐng)求通過825lA向調(diào)制解調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)。/CT

38、S為發(fā)送允許信號(hào)，低電平有效。這是由調(diào)制解調(diào)器或外設(shè)送給8251A的信號(hào)，是/RTS對(duì)的響應(yīng)信號(hào)，只有當(dāng)/CTS為低電平時(shí)，825lA才能執(zhí)行發(fā)送操作。3）接收數(shù)據(jù)時(shí)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)/DTR為數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好信號(hào)，低電平有效。是由8251A送出的一個(gè)通用的輸出信號(hào)，初始化時(shí)由CPU向8251A寫控制命令字來設(shè)置。該信號(hào)有效時(shí)，表示為接收數(shù)據(jù)做好了準(zhǔn)備，CPU可以通過8251A從調(diào)制解調(diào)器接收數(shù)據(jù)。/DSR為數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好信號(hào)，低電平有效。這是由調(diào)制解調(diào)器或外設(shè)向8251A送入的一個(gè)通用的輸入信號(hào)，是/DTR的回答信號(hào)，CPU可以通過讀取狀態(tài)寄存器的方法來查詢/DSR是否有效。以上發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的聯(lián)

39、絡(luò)信號(hào)，對(duì)于遠(yuǎn)距離串行通信時(shí)要通過調(diào)制解調(diào)器連接，實(shí)際上是和調(diào)制解調(diào)器之間的連接信號(hào)。如果近距離傳輸時(shí)，可不用調(diào)制解調(diào)器，而直接通過MCl488和MCl489來連接，外設(shè)不要求有聯(lián)絡(luò)信號(hào)時(shí)，這些信號(hào)可以不用。使用MC1488和MC1489芯片時(shí)，傳輸時(shí)的電平是RS-232 C標(biāo)準(zhǔn)電平，所能傳輸?shù)淖畲缶嚯x是30 m，一般不超過15 m。數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈实陀?0000波特。連接如圖3.12.5。 圖 3.12.5 TTL與EIA相互轉(zhuǎn)換48251A的編程地址從表3.12.1看到，8251A實(shí)際上只需要兩個(gè)端口地址：一個(gè)用于數(shù)據(jù)端口，一個(gè)用于控制端口。數(shù)據(jù)輸入端口和數(shù)據(jù)輸出端口可合用一個(gè)端口；狀態(tài)端

40、口和控制端口也可合用一個(gè)端口。只用讀信號(hào)/RD和寫/WR信號(hào)即可區(qū)分是數(shù)據(jù)輸入還是數(shù)據(jù)輸出，是狀態(tài)端口還是控制端口，狀態(tài)端口只能讀不能寫。這樣在具體的硬件設(shè)計(jì)時(shí)可簡(jiǎn)化電路連接。在TEC-2機(jī)中，地址線AB0和C/D 相連接，片選通過地址譯碼得到，/RD、/WR分別與控制總線的/IOR和/IOW相連。所進(jìn)行的操作見表3.12.1。58251A的控制、狀態(tài)字1）方式控制字方式寄存器是8251A在初始化時(shí)，用來寫入方式選擇字。方式選擇有兩種：同步方式和異步方式。此處只介紹異步方式。方式控制字各字段的含義如下圖3.12.6所示：圖3.12.6 8251A方式控制字例如，要求8251A芯片作為異步通信、

41、波特率為64、字符長(zhǎng)度8位、奇校驗(yàn)、2個(gè)停止位的方式選擇字應(yīng)為十六進(jìn)制的DFH（1101111lBDFH）。2）命令控制字對(duì)8251A初始化時(shí)，寫入了方式選擇字后，接著要寫入命令字，格式如圖3.12.7所示。圖 3.12.7 8251A命令控制字由命令字來規(guī)定8251A的工作狀態(tài)，才能啟動(dòng)串行通信開始工作或置位。這樣就要對(duì)控制寄存器輸入控制字?？刂萍拇嫫饕彩?位，每位的定義如下：（1）D0（TxEN)：TxEN位是發(fā)送允許位，只有等于1，發(fā)送器才能由TxD引腳向外部發(fā)送數(shù)據(jù)。（2）D1（/DTR）：/DTR位是數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好。/DTR=1時(shí)強(qiáng)制/DTR引線端輸出低電平。（3）D2（RxE）：R

42、xE位是允許接收位，RxE=1，8251A才能從RxD引腳接收數(shù)據(jù)。（4）D3（SBRK）：SBRK是發(fā)送間斷位。SBRK=1，TxD輸出連續(xù)的空信號(hào)。正常情況該位應(yīng)為“0”。（5）D4（ER）：ER位用來復(fù)位狀態(tài)寄存器的出錯(cuò)位，狀態(tài)寄存器共有三個(gè)出錯(cuò)標(biāo)志位，分別是奇偶校驗(yàn)錯(cuò)PE、超越錯(cuò)OE、幀格式錯(cuò)FE。ER=1，將同時(shí)將這三個(gè)出錯(cuò)標(biāo)志位清“0”。（6）D5（/RTS）：/RTS是請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)控制位，/RTS=1，將使8251A的/RTS引腳輸出低電平，表示CPU已作好發(fā)送數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，請(qǐng)求向調(diào)制解調(diào)器或外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)。（7）D6（IR）：IR是內(nèi)部復(fù)位控制。IR=1，使8251A進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。（

43、8）D7（EH）：EH為搜索方式位。EH只對(duì)同步方式有效，EH=1，表示開始搜索同步字符。3）狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器是反映8251A內(nèi)部工作狀態(tài)的寄存器，只能讀出，不能寫入。CPU可用IN指令來讀取狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。狀態(tài)寄存器的格式如圖3.12.8所示。狀態(tài)寄存器也是8位，每位的定義如下：圖 3.12.8 8251A狀態(tài)字（1）D0（TxRDY)：TxRDY位是發(fā)送器準(zhǔn)備好，TxRDY=1表示發(fā)送緩沖器空。注意它與芯片引腳TxRDY意義的區(qū)別。引腳TxRDY為“1”除表示發(fā)送緩沖器已空外，還滿足兩個(gè)條件/CTS=0和TxEN=1。通常，TxRDY狀態(tài)位供CPU查詢，TxRDY引腳則用作向CPU發(fā)

44、出的中斷請(qǐng)求信號(hào)。（2）D1（RxRDY）：接收器準(zhǔn)備好信號(hào)，該位為“1”時(shí)，表明接收口已接收到一個(gè)字符，當(dāng)前正準(zhǔn)備輸入CPU中。當(dāng)CPU從8251A輸入一個(gè)字符時(shí)，RxRDY自動(dòng)清0。 （3）D2（TxE）：與TxE引腳端的狀態(tài)完全相同。（4）D3（PE）：PE是奇偶校驗(yàn)錯(cuò)標(biāo)志。當(dāng)發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)錯(cuò)時(shí)，PE=1。（5）D4（OE）：OE是超越錯(cuò)標(biāo)志。OE=1表示上一個(gè)字符還未被CPU讀出之前，接收器又收到新的字符，從而使上一字符丟失。（6）D5（FE）：FE是幀出錯(cuò)標(biāo)志，只對(duì)異步方式有效。FE=1表示未檢測(cè)到停止位。（7）D6（SYNDET/BRKDET）：SYNDET/BRKDET位與同名引腳端的

45、狀態(tài)完全相同。（8）D7（/DSR）：/DSR位是數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好，反映芯片引腳/DSR的狀態(tài)。引腳/DSR=0，/DSR位=1。68251A的編程應(yīng)用舉例要使8251A工作，必須首先進(jìn)行芯片初始化。初始化時(shí)CPU首先向芯片輸出方式控制字，如果選擇異步方式，緊接著需輸出命令控制字。在TEC-2機(jī)中，監(jiān)控程序已對(duì)兩個(gè)8251進(jìn)行了初始化。其程序如下：MOV R0，4EH；4EH為01001110BOUT 81H；第一個(gè)8251A命令寄存器地址OUT 83H；第二個(gè)8251A命令寄存器地址MOV R0，37H；37H為00110111BOUT 81HOUT 83H4EH完成了串行口的方式設(shè)定。D1D

46、0為10，設(shè)/TxC和/RxC的工作頻率為數(shù)據(jù)傳送波特率的16倍 D3D2為11，字符長(zhǎng)度為8位 D5D4為00，不執(zhí)行奇偶校驗(yàn)D7D6為01，使用1位停止位37H完成了命令設(shè)定。D2D1D0為111，使8251處于可以接收與發(fā)送狀態(tài) D4為1，8251初始化，即清除8251芯片內(nèi)的出錯(cuò)標(biāo)志D5為1，表明CPU請(qǐng)求發(fā)送上述6條指令完成2個(gè)串口的工作方式設(shè)定、初始化并使其進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。8251A在查詢方式下，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)例參見實(shí)驗(yàn)七中的雙機(jī)通訊實(shí)驗(yàn)。附錄13 書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一般格式 實(shí)驗(yàn)題目一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、2、3、二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材：填寫所用器材與設(shè)備或電路板等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求去寫。四、實(shí)驗(yàn)步驟（和說明）： 根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)具體要求去寫。五、思考題： 回答本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的思考題。以上三、四項(xiàng)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整體效果互換參考文獻(xiàn)： 1 王誠(chéng) 周繼群 蔡月茹計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書與習(xí)題集北京：清華大學(xué)出版社，199632 王愛英主編計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)（第三版）北京：清華大學(xué)出版社，20001