微機原理與接口(科學(xué)出版社)第九章串行通信接口技術(shù)

1、所謂串行通信是指外設(shè)和計算機間使用一根數(shù)據(jù)信所謂串行通信是指外設(shè)和計算機間使用一根數(shù)據(jù)信號線一位一位地傳輸數(shù)據(jù)，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個號線一位一位地傳輸數(shù)據(jù)，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個固定的時間長度。固定的時間長度?！按写小笔侵竿庠O(shè)與接口電路之間的信息傳送方式，是指外設(shè)與接口電路之間的信息傳送方式，CPU與接口之間仍按并行方式工作。與接口之間仍按并行方式工作。串行數(shù)據(jù)在傳輸過程中，由于干擾可能引起信息的出錯串行數(shù)據(jù)在傳輸過程中，由于干擾可能引起信息的出錯如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯誤，叫如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯誤，叫檢錯檢錯發(fā)現(xiàn)錯誤后，如何消除錯誤，叫發(fā)現(xiàn)錯誤后，如何消除錯誤，叫糾錯糾錯最簡單的檢錯方法是奇偶校驗

2、，即在傳送字符的各位之最簡單的檢錯方法是奇偶校驗，即在傳送字符的各位之外，再傳送外，再傳送1位奇位奇/偶校驗位?？刹捎闷嫘ｒ灮蚺夹ｒ?。偶校驗位。可采用奇校驗或偶校驗。奇校驗奇校驗：所有傳送的數(shù)位（含字符的各數(shù)位和校驗位）：所有傳送的數(shù)位（含字符的各數(shù)位和校驗位）中，中，1的個數(shù)為奇數(shù)的個數(shù)為奇數(shù)偶校驗偶校驗：所有傳送的數(shù)位（含字符的各數(shù)位和校驗位）：所有傳送的數(shù)位（含字符的各數(shù)位和校驗位）中，中，1的個數(shù)為偶數(shù)的個數(shù)為偶數(shù)通訊雙方能同時進行發(fā)送和接收操作通訊雙方能同時進行發(fā)送和接收操作只有只有1根數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)信號，要求通訊雙方的根數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)信號，要求通訊雙方的發(fā)送和接收由電子開關(guān)切換。由

3、于只有一條信發(fā)送和接收由電子開關(guān)切換。由于只有一條信道，所以數(shù)據(jù)不能同時在兩個方向上傳送。道，所以數(shù)據(jù)不能同時在兩個方向上傳送。只允許數(shù)據(jù)按照一個固定的方向傳送只允許數(shù)據(jù)按照一個固定的方向傳送在串行通訊中，用在串行通訊中，用波特率波特率來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率。來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率。波特率，即每秒鐘傳送的二進制位數(shù)，簡寫為波特率，即每秒鐘傳送的二進制位數(shù)，簡寫為bps。收、發(fā)雙方的波特率必須一致。收、發(fā)雙方的波特率必須一致。接收時鐘接收時鐘/發(fā)送時鐘頻率是波特率的倍數(shù)，稱為發(fā)送時鐘頻率是波特率的倍數(shù)，稱為波特波特率因子率因子。例如波特率因子為例如波特率因子為32，則，則32個時鐘脈沖移位個時鐘脈沖

4、移位1次。次。例：波特率例：波特率=9600bps，波特率因子，波特率因子=16，則，則接收時鐘和發(fā)送時鐘頻率接收時鐘和發(fā)送時鐘頻率=960016=153600Hz數(shù)字信號的頻帶較寬，而普通通信線路頻帶較窄，如電數(shù)字信號的頻帶較寬，而普通通信線路頻帶較窄，如電話線頻帶范圍僅為話線頻帶范圍僅為3003400Hz。所以采用普通通信線路進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信時，需要在發(fā)所以采用普通通信線路進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信時，需要在發(fā)送端用調(diào)制器（送端用調(diào)制器（Modulator）把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信）把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，模擬信號經(jīng)通信線路傳送到接收方，接收方再以解號，模擬信號經(jīng)通信線路傳送到接收方，接收方再以解調(diào)

5、器（調(diào)器（Demodulator），把模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號。），把模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號。大多數(shù)情況下，調(diào)制器和解調(diào)器合在一個裝置中，稱為大多數(shù)情況下，調(diào)制器和解調(diào)器合在一個裝置中，稱為調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器Modem在串行通信中，數(shù)據(jù)終端通常是計算機，數(shù)據(jù)要通過數(shù)在串行通信中，數(shù)據(jù)終端通常是計算機，數(shù)據(jù)要通過數(shù)據(jù)通信設(shè)備來傳送，數(shù)據(jù)通信設(shè)備一般指調(diào)制解調(diào)器。據(jù)通信設(shè)備來傳送，數(shù)據(jù)通信設(shè)備一般指調(diào)制解調(diào)器。4調(diào)制解調(diào)器的類型比較多，有振幅鍵控調(diào)制解調(diào)器的類型比較多，有振幅鍵控(ASK)、頻移鍵控頻移鍵控(FSK)、相移鍵控、相移鍵控(PSK)。4實現(xiàn)串行通信有專用的接口芯片，常用的有實現(xiàn)串行通信有

6、專用的接口芯片，常用的有USART(通用同步通用同步/異步接收異步接收/發(fā)送器發(fā)送器)如如Intel8251和和UART(通用異步接收通用異步接收/發(fā)送器發(fā)送器)如如Ins 8250。4無論是無論是UART，還是，還是USART，均能實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)，均能實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送時所需要的并串轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)被送時所需要的并串轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)被CPU接收時接收時所需要的串并轉(zhuǎn)換。所需要的串并轉(zhuǎn)換。在通訊中，在通訊中，Modem起著傳輸信號的作用，是一種起著傳輸信號的作用，是一種數(shù)據(jù)通訊設(shè)備，簡稱數(shù)據(jù)通訊設(shè)備，簡稱DCE。接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備，簡稱接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備，簡稱DTE。串行通信可以

7、分為兩種類型：串行通信可以分為兩種類型：同步通信同步通信、異步通信。異步通信。一個字符一個字符地傳輸，每個字符一位一位地傳一個字符一個字符地傳輸，每個字符一位一位地傳輸，傳輸一個字符時，以輸，傳輸一個字符時，以起始位起始位開始，然后傳輸字開始，然后傳輸字符本身的各位，接著傳輸符本身的各位，接著傳輸校驗位校驗位，最后以，最后以停止位停止位結(jié)結(jié)束該字符的傳輸。一次傳輸?shù)钠鹗嘉?、字符各位、束該字符的傳輸。一次傳輸?shù)钠鹗嘉弧⒆址魑?、校驗位、停止位?gòu)成一組完整的信息，稱為校驗位、停止位構(gòu)成一組完整的信息，稱為幀幀（Frame）。）。幀與幀之間可有任意個幀與幀之間可有任意個空閑位?？臻e位。起始位之后時數(shù)

8、據(jù)的最低位。起始位之后時數(shù)據(jù)的最低位。異步通信可以采用正邏輯或負(fù)邏輯。異步通信可以采用正邏輯或負(fù)邏輯。異步通信的信息格式：異步通信的信息格式： 起始位起始位最低位最低位最高位最高位奇偶位奇偶位停止位停止位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位4傳送開始時，接收設(shè)備不斷地檢測傳輸線。當(dāng)檢測到一系列的傳送開始時，接收設(shè)備不斷地檢測傳輸線。當(dāng)檢測到一系列的“1”之后檢測到一個之后檢測到一個“0”，便啟動內(nèi)部計數(shù)器開始計數(shù)。，便啟動內(nèi)部計數(shù)器開始計數(shù)。4當(dāng)計數(shù)到一個數(shù)據(jù)為寬度的一半時，又一次采樣傳輸線，若其仍為當(dāng)計數(shù)到一個數(shù)據(jù)為寬度的一半時，又一次采樣傳輸線，若其仍為低電平，則確認(rèn)是一個起始位的到來，標(biāo)志著一幀字符的開始。低電

9、平，則確認(rèn)是一個起始位的到來，標(biāo)志著一幀字符的開始。4以位時間以位時間(1/波特率波特率)為間隔，移位接收所規(guī)定的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗為間隔，移位接收所規(guī)定的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗位，拼裝成一個字符的并行字節(jié)，此后應(yīng)接收到規(guī)定長度的停止位位，拼裝成一個字符的并行字節(jié)，此后應(yīng)接收到規(guī)定長度的停止位“1”，若沒收到，則設(shè)置幀錯誤標(biāo)志。若檢測有錯，則設(shè)置校驗錯，若沒收到，則設(shè)置幀錯誤標(biāo)志。若檢測有錯，則設(shè)置校驗錯標(biāo)志。只有既無幀出錯，又無奇偶校驗錯的接收數(shù)據(jù)才是正確的。標(biāo)志。只有既無幀出錯，又無奇偶校驗錯的接收數(shù)據(jù)才是正確的。4一幀字符接收完畢，接收設(shè)備再繼續(xù)測試并傳輸，監(jiān)測下一幀字符一幀字符接收完畢，接收設(shè)

10、備再繼續(xù)測試并傳輸，監(jiān)測下一幀字符起始信號的到來。起始信號的到來。4異步傳輸是按字符傳輸?shù)?，接收設(shè)備在收到起始位信號之后，只要異步傳輸是按字符傳輸?shù)?，接收設(shè)備在收到起始位信號之后，只要在一個字符的傳輸時間內(nèi)能和發(fā)送設(shè)備保持同步就能正確接收。若在一個字符的傳輸時間內(nèi)能和發(fā)送設(shè)備保持同步就能正確接收。若接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備兩者的時鐘略有偏差的話，字符之間的停止位接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備兩者的時鐘略有偏差的話，字符之間的停止位和空閑位將為這種偏差提供一種緩沖，不會因累積效應(yīng)而導(dǎo)致錯位，和空閑位將為這種偏差提供一種緩沖，不會因累積效應(yīng)而導(dǎo)致錯位，接收端對異步通信的每一個字符的起始位都重新校準(zhǔn)時鐘。接收端對異步

11、通信的每一個字符的起始位都重新校準(zhǔn)時鐘。例：傳送例：傳送8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)45H（0100,0101B），奇校驗，），奇校驗，1個停止位，則信號線上的波形為個停止位，則信號線上的波形為同步通信是靠同步字符完成收發(fā)雙方同步的。同步通信是靠同步字符完成收發(fā)雙方同步的。多個字符成組傳送，在每組信息的開始，加上同步多個字符成組傳送，在每組信息的開始，加上同步字符，字符組和同步字符以及需要的其他字符構(gòu)成字符，字符組和同步字符以及需要的其他字符構(gòu)成一個信息幀。一個信息幀。同步字符同步字符 字符字符1 字符字符2 字符字符n 校驗字符校驗字符數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊在串行通信中，在串行通信中，DTE和和DCE之間的連接要符

12、合接口標(biāo)準(zhǔn)之間的連接要符合接口標(biāo)準(zhǔn)計算機通信中使用最普遍的是計算機通信中使用最普遍的是RS-232C標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)PC機上的機上的COM1、COM2接口，就是接口，就是RS-232C接口，使接口，使用用9針和針和25針連接器針連接器TXD發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)RXD接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)SG/GND信號地信號地DSRDCE準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好DTRDTE(即微機接口電路，如即微機接口電路，如8250/8251)準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好RTSDTE請求請求DCE發(fā)送發(fā)送CTSDCE允許允許DTE發(fā)送發(fā)送,該信號是對該信號是對RTS信號的回答。信號的回答。DCD數(shù)據(jù)載波檢測數(shù)據(jù)載波檢測當(dāng)本地當(dāng)本地DCE收到對方的收到對方的DCE設(shè)備送

13、來的載波信號時，使設(shè)備送來的載波信號時，使DCD有效，通知有效，通知DTE準(zhǔn)備接收，并且由準(zhǔn)備接收，并且由DCE將接收到的將接收到的載波信號解調(diào)為數(shù)字信號，經(jīng)載波信號解調(diào)為數(shù)字信號，經(jīng)RXD線送給線送給DTE。RI振鈴信號振鈴信號當(dāng)當(dāng)DCE收到交換機送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有收到交換機送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效，通知效，通知DTE已被呼叫。已被呼叫。RS-232C采用負(fù)邏輯，且信號電平與采用負(fù)邏輯，且信號電平與TTL不兼容，不兼容，規(guī)定邏輯規(guī)定邏輯“1”在在-3V-15V之間，邏輯之間，邏輯“0”在在+3V+15V之間。之間。RS-232C不是不是TTL電平的接口標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)計算機與

14、外設(shè)電平的接口標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)計算機與外設(shè)進行通信時，必須有相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換電路。通常采用進行通信時，必須有相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換電路。通常采用的是的是MC1488和和MC1489電平轉(zhuǎn)換器。電平轉(zhuǎn)換器。串行接口芯片串行接口芯片8250、8251均使用均使用TTL電平，應(yīng)使用電平，應(yīng)使用電平轉(zhuǎn)換電路與電平轉(zhuǎn)換電路與RS-232C連接器連接。連接器連接。MC1488：TTL電平電平RS232電平電平 （用于發(fā)送方）（用于發(fā)送方）MC1489：TTL電平電平RS232電平電平 （用于接收方）（用于接收方）+12VINTTL電平電平-12VOUTRS-232電平電平OUTTTL電平電平+5VMC1489MC1488I

15、NRS-232電平電平采用采用Modem(DCE)和電話網(wǎng)通信時的信號連接和電話網(wǎng)通信時的信號連接采用專用線通訊時的信號連接采用專用線通訊時的信號連接無無Modem的標(biāo)準(zhǔn)連接的標(biāo)準(zhǔn)連接無無Modem 的最簡連接的最簡連接無無Modem時，最大通訊距離的計算：時，最大通訊距離的計算：RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)誤碼率小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)誤碼率小于4%時，要求導(dǎo)時，要求導(dǎo)線的電容值應(yīng)小于線的電容值應(yīng)小于2500PF。普通導(dǎo)線的電容值約為普通導(dǎo)線的電容值約為170PF/M。則允許距離則允許距離L=2500PF/（170PF/M）=15M功能：功能：1、支持異步通信規(guī)程，對異步格式可編程，、支持異步通信規(guī)程

16、，對異步格式可編程，一個一個全雙工通道。全雙工通道。2、具有內(nèi)部可編程時鐘產(chǎn)生電路，能產(chǎn)生頻、具有內(nèi)部可編程時鐘產(chǎn)生電路，能產(chǎn)生頻率為率為（16波特率）的時鐘，該時鐘可輸出。波特率）的時鐘，該時鐘可輸出。3、具有調(diào)制、具有調(diào)制/解調(diào)器控制信號。解調(diào)器控制信號。4、具有中斷系統(tǒng)、具有中斷系統(tǒng)5、具有狀態(tài)寄存器。、具有狀態(tài)寄存器。6、具有數(shù)據(jù)回送功能，方便調(diào)試和診斷。、具有數(shù)據(jù)回送功能，方便調(diào)試和診斷。8250INTRPT8259OUT2#IRQ4CPUINTINTR8250中斷請求信號與中斷請求信號與CPU的連接的連接數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)總總線線緩緩沖沖器器選選擇擇和和控控制制邏邏輯輯接收緩沖寄存器接收緩沖

17、寄存器通信線控制寄存器通信線控制寄存器通信線狀態(tài)寄存器通信線狀態(tài)寄存器+5V地地D0D7A0A1A2CS0CS1CS2ADSMRDISTRDISTRDOSTRDOSTRDDISCSOUTXTAL1XTAL2內(nèi)內(nèi) 部部 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 總總 線線發(fā)送保持寄存器發(fā)送保持寄存器調(diào)制解調(diào)器控制寄存器調(diào)制解調(diào)器控制寄存器調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器除數(shù)鎖存器除數(shù)鎖存器(低位低位)除數(shù)鎖存器除數(shù)鎖存器(高位高位)中斷允許寄存器中斷允許寄存器中斷識別寄存器中斷識別寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器接收同步控制接收同步控制發(fā)送同步控制發(fā)送同步控制波特率波特率發(fā)生器發(fā)生器發(fā)送移位寄存器發(fā)送移位寄存器中斷

18、中斷控制控制邏輯邏輯調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器控制邏輯控制邏輯INTRPTSOUTSINRCLKBAUDOUT1、與系統(tǒng)相連接部分、與系統(tǒng)相連接部分D7D0數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)，高電平有效。數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)，高電平有效。CPU與與8250之間的信息，包括之間的信息，包括CPU對對8250的編的編程信息程信息CPU要從要從8250的有關(guān)寄存器中讀取的狀的有關(guān)寄存器中讀取的狀態(tài)，態(tài)，CPU要通過要通過8250發(fā)送的數(shù)據(jù)以及由發(fā)送的數(shù)據(jù)以及由8250發(fā)發(fā)送的數(shù)據(jù)以及由送的數(shù)據(jù)以及由8250接收送往接收送往CPU的數(shù)據(jù)都是的數(shù)據(jù)都是通過通過D7D0。DISTR及及DISTR數(shù)據(jù)輸入選通線，數(shù)據(jù)輸入選通線，D

19、ISTR低電低電平有效，平有效，DISTR高電平有效。高電平有效。8250被選中期間，二者之一有效，允許被選中期間，二者之一有效，允許CPU從從8250讀取狀態(tài)信息或數(shù)據(jù)。讀取狀態(tài)信息或數(shù)據(jù)。通常二者中只用一個信號作為選通信號，另一通常二者中只用一個信號作為選通信號，另一個可固定在無效狀態(tài)。個可固定在無效狀態(tài)。DOSTR及及DOSTR數(shù)據(jù)輸出選通線，數(shù)據(jù)輸出選通線，DOSTR高電平有效高電平有效,DOSTR低電平有效低電平有效8250被選中期間，二者之一有效，允許被選中期間，二者之一有效，允許CPU向向8250寫入控制命令或數(shù)據(jù)。寫入控制命令或數(shù)據(jù)。通常二者中只用一個，另一個固定在無效狀態(tài)。通

20、常二者中只用一個，另一個固定在無效狀態(tài)。DDIS 驅(qū)動器禁止信號，輸出，高電平有效；驅(qū)動器禁止信號，輸出，高電平有效；每當(dāng)每當(dāng)CPU從從8250讀取信息時，讀取信息時，DDIS變?yōu)榈碗娮優(yōu)榈碗娖?。平時平。平時DDIS輸出高電平，可用來禁止外部輸出高電平，可用來禁止外部的數(shù)據(jù)收發(fā)器。的數(shù)據(jù)收發(fā)器。A2A0：地址線，輸入，高電平有效，一般：地址線，輸入，高電平有效，一般與系統(tǒng)地址總線相連，與系統(tǒng)地址總線相連，CPU通過這三個引腳尋通過這三個引腳尋址址8250內(nèi)部的各個寄存器。內(nèi)部的各個寄存器。CS0、CS1、CS2片選信號。片選信號。CS0、CS1高電平高電平有效，有效，CS2低電平有效，必須當(dāng)這

21、三個信號都低電平有效，必須當(dāng)這三個信號都有效時，有效時，8250才能正常工作。才能正常工作。ADS地址選通脈沖，輸入低電平有效。當(dāng)其有地址選通脈沖，輸入低電平有效。當(dāng)其有效時鎖存地址（效時鎖存地址（A0、A1、A2）和片選信號）和片選信號（CS0、CS1、CS2）。）。MR主復(fù)位信號。此信號接至系統(tǒng)的復(fù)位信號主復(fù)位信號。此信號接至系統(tǒng)的復(fù)位信號RESET（高電平有效），當(dāng)其有效時，清除所（高電平有效），當(dāng)其有效時，清除所有寄存器（除接收緩沖器、發(fā)送緩沖器和除數(shù)有寄存器（除接收緩沖器、發(fā)送緩沖器和除數(shù)鎖存器外）和鎖存器外）和8250的控制邏輯以及有關(guān)的輸出的控制邏輯以及有關(guān)的輸出信號。信號。IN

22、TRPT中斷請求信號，輸出、高電平有效。中斷請求信號，輸出、高電平有效。該信號送往該信號送往CPU的的INTR或或8259的輸入端。的輸入端。2、與通信設(shè)備相連接部分、與通信設(shè)備相連接部分XTAL1，XTAL2外部時鐘輸入。外部時鐘輸入。RCLK 接收時鐘輸入。從該引腳向接收時鐘輸入。從該引腳向8250輸入輸入16倍于波特率的時鐘信號，以作為接收器時鐘。倍于波特率的時鐘信號，以作為接收器時鐘。BAUDOUT 波特率輸出。波特率輸出。8250輸出的一個時鐘輸出的一個時鐘信號，其頻率是信號，其頻率是8250的主振頻率除以除數(shù)鎖存的主振頻率除以除數(shù)鎖存器的值，即為器的值，即為16波特率。當(dāng)需要接收與

23、發(fā)送波特率。當(dāng)需要接收與發(fā)送波特率相同時，把它連至波特率相同時，把它連至RCLK輸入端作為接輸入端作為接收器時鐘。收器時鐘。SIN 串行數(shù)據(jù)輸入信號。這是外設(shè)或串行數(shù)據(jù)輸入信號。這是外設(shè)或Modem送來串行送來串行輸入數(shù)據(jù)的信號線。輸入數(shù)據(jù)的信號線。SOUT 串行數(shù)據(jù)輸出信號。這是串行數(shù)據(jù)輸出信號。這是8250給通信設(shè)備（外給通信設(shè)備（外設(shè)或設(shè)或Modem）發(fā)送串行輸出數(shù)據(jù)的信號線。）發(fā)送串行輸出數(shù)據(jù)的信號線。OUT1，OUT2輸出信號，低電平有效。輸出信號，低電平有效。這是兩個可編程控制的輸出信號，可由對這是兩個可編程控制的輸出信號，可由對Modem控制寄控制寄存器的位存器的位2和位和位3編

24、程使其輸出有效信號，此兩個輸出編程使其輸出有效信號，此兩個輸出信號是備用信號，可作為串行通信控制的輔助控制信信號是備用信號，可作為串行通信控制的輔助控制信號或狀態(tài)指示信號。號或狀態(tài)指示信號。CSOUT 片選輸出，高電平有效。當(dāng)片選輸出，高電平有效。當(dāng)8250的三個片選輸?shù)娜齻€片選輸入端入端CS0，CS1和和CS2都有效時，此引腳輸出高電平，都有效時，此引腳輸出高電平，此時才能開始數(shù)據(jù)傳輸。此時才能開始數(shù)據(jù)傳輸。3、與、與Modem有關(guān)的控制信號有關(guān)的控制信號 DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒，輸出，低電平有效。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒，輸出，低電平有效。當(dāng)當(dāng)8250已準(zhǔn)備好通信時，可使已準(zhǔn)備好通信時，可使DTR

25、輸出有效信號輸出有效信號以通知通信設(shè)備或以通知通信設(shè)備或Modem?？捎煽捎蒀PU使使Modem控制寄存器的位控制寄存器的位0置置“1” 輸出輸出有效有效主復(fù)位信號主復(fù)位信號MR有效，把有效，把DTR置為高電平置為高電平RTS 發(fā)送請求，輸出，低電平有效。發(fā)送請求，輸出，低電平有效。有效時，用以通知通信設(shè)備有效時，用以通知通信設(shè)備8250已準(zhǔn)備好發(fā)送。已準(zhǔn)備好發(fā)送。CPU使使Modem控制寄存器的位控制寄存器的位1置置“1”而輸出有而輸出有效。效。MR有效，使有效，使RTS置為高電平。置為高電平。CTS 允許發(fā)送，輸入，低電平有效。這是由允許發(fā)送，輸入，低電平有效。這是由Modem送給送給82

26、50的控制信號。的控制信號。DSR 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備就緒，輸入，低電平有效。數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備就緒，輸入，低電平有效。RLSD和和RI 接收線路檢測和振鈴指示，都是輸接收線路檢測和振鈴指示，都是輸入，低電平有效。當(dāng)它們有效時，表示通信設(shè)入，低電平有效。當(dāng)它們有效時，表示通信設(shè)備（備（Modem）已檢測到數(shù)據(jù)串或收到了振鈴信）已檢測到數(shù)據(jù)串或收到了振鈴信號。號。8250芯片由各種控制邏輯和寄存器組成，主要包芯片由各種控制邏輯和寄存器組成，主要包括括6部分：部分：1、總線緩沖器和選擇控制邏輯。、總線緩沖器和選擇控制邏輯。 數(shù)據(jù)總線緩沖器接收中央處理器發(fā)給數(shù)據(jù)總線緩沖器接收中央處理器發(fā)給8250的命的命令和數(shù)

27、據(jù)，令和數(shù)據(jù)，8250接收的數(shù)據(jù)和通訊狀態(tài)信息也接收的數(shù)據(jù)和通訊狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線緩沖器送到通過數(shù)據(jù)總線緩沖器送到CPU。 選擇和控制邏輯接受來自系統(tǒng)地址總線的譯碼選擇和控制邏輯接受來自系統(tǒng)地址總線的譯碼信號，控制選擇芯片內(nèi)部寄存器。信號，控制選擇芯片內(nèi)部寄存器。 控制邏輯用于對控制邏輯用于對8250各寄存器的讀各寄存器的讀/寫操作控寫操作控制。制。2、接收控制電路接收控制電路 接收控制電路由接收緩沖寄存器、接收接收控制電路由接收緩沖寄存器、接收移位寄存器和接收同步控制電路組成。移位寄存器和接收同步控制電路組成。 來自線路控制寄存器的命令，控制接收來自線路控制寄存器的命令，控制接收的串行數(shù)

28、據(jù)移入接收移位寄存器，滿的串行數(shù)據(jù)移入接收移位寄存器，滿8位位后送入緩沖寄存器。同步控制電路控制后送入緩沖寄存器。同步控制電路控制對輸入信號的采樣。對輸入信號的采樣。3、發(fā)送控制電路、發(fā)送控制電路 發(fā)送控制電路由發(fā)送保持寄存器，發(fā)送移位寄發(fā)送控制電路由發(fā)送保持寄存器，發(fā)送移位寄存器和發(fā)送同步控制電路組成。存器和發(fā)送同步控制電路組成。 來自線路控制寄存器的命令，控制發(fā)送保持寄來自線路控制寄存器的命令，控制發(fā)送保持寄存器中的數(shù)據(jù)送入發(fā)送移位寄存器，在發(fā)送同存器中的數(shù)據(jù)送入發(fā)送移位寄存器，在發(fā)送同步控制電路控制下，將發(fā)送移位寄存器中數(shù)據(jù)步控制電路控制下，將發(fā)送移位寄存器中數(shù)據(jù)逐位移出，送上通訊線。逐

29、位移出，送上通訊線。 接收電路和發(fā)送電路的工作狀態(tài)都可以由線路接收電路和發(fā)送電路的工作狀態(tài)都可以由線路狀態(tài)狀態(tài)寄存器中讀出。狀態(tài)狀態(tài)寄存器中讀出。4、傳輸速度控制電路傳輸速度控制電路 這部分電路由除數(shù)鎖存器和波特率發(fā)生器組成。這部分電路由除數(shù)鎖存器和波特率發(fā)生器組成。 編程設(shè)定送到除數(shù)鎖存器中的數(shù)值應(yīng)是通訊速編程設(shè)定送到除數(shù)鎖存器中的數(shù)值應(yīng)是通訊速率與率與8250輸入時鐘的比率，這個比率經(jīng)波特率輸入時鐘的比率，這個比率經(jīng)波特率發(fā)生器產(chǎn)生輸入時鐘的分頻信號，作為數(shù)據(jù)傳發(fā)生器產(chǎn)生輸入時鐘的分頻信號，作為數(shù)據(jù)傳輸速度。輸速度。5、Modem控制電路控制電路 這部分控制電路由控制寄存器，狀態(tài)寄存和控這

30、部分控制電路由控制寄存器，狀態(tài)寄存和控制邏輯組成，用于控制制邏輯組成，用于控制Modem的工作。如果的工作。如果8250與與Modem相連，則其控制信號由相連，則其控制信號由Modem控制電路產(chǎn)生?？刂齐娐樊a(chǎn)生。6、中斷控制電路、中斷控制電路 8250支持中斷方式的數(shù)據(jù)傳送。中斷控支持中斷方式的數(shù)據(jù)傳送。中斷控制電路由中斷允許寄存器，中斷識別寄制電路由中斷允許寄存器，中斷識別寄存器和中斷控制邏輯組成。存器和中斷控制邏輯組成。 由于由于8250支持多種情形的中斷，因此由支持多種情形的中斷，因此由中斷允寄存器規(guī)定開放的中斷。中斷允寄存器規(guī)定開放的中斷。CPU可可通過通過8250中斷識別寄存器判斷當(dāng)

31、前中斷中斷識別寄存器判斷當(dāng)前中斷類型。類型。 8250內(nèi)部有內(nèi)部有10個寄存器，個寄存器，A2A0指定指定8個，另個，另2個與別的寄存器共用，共用的個與別的寄存器共用，共用的二個口地址由通訊控制寄存器的最高位二個口地址由通訊控制寄存器的最高位DLAB （除數(shù)（除數(shù)Divider Latch Access Bit鎖鎖存器訪問位）來識別。存器訪問位）來識別。 保存和接收正在串行接口上通訊的數(shù)據(jù)保存和接收正在串行接口上通訊的數(shù)據(jù)字節(jié)，同一地址可由字節(jié)，同一地址可由CPU的的I/O指令區(qū)分指令區(qū)分（IN，OUT） LCR用于控制通信數(shù)據(jù)格式，用于控制通信數(shù)據(jù)格式，CPU可對可對它讀出它讀出/寫入。寫入

32、。LSR提供串行數(shù)據(jù)傳送和提供串行數(shù)據(jù)傳送和接收時的狀態(tài)供接收時的狀態(tài)供CPU判斷。判斷。 當(dāng)除數(shù)鎖存器訪問位當(dāng)除數(shù)鎖存器訪問位 DLAB=1，A2=0，A1=0時時,A0=0 訪問低訪問低8位位DLAB=1，A2=0，A1=0時時,A0=1 訪問高訪問高8位位 除數(shù)是除數(shù)是16位的二進制數(shù)，范圍位的二進制數(shù)，范圍1(2e16)-1 因因8250傳送或接收串行數(shù)據(jù)時，使用的時鐘信號頻率是數(shù)據(jù)傳送傳送或接收串行數(shù)據(jù)時，使用的時鐘信號頻率是數(shù)據(jù)傳送波特率的波特率的16倍；且倍；且8250使用使用1.8432MHz基準(zhǔn)時鐘輸入信號，所以基準(zhǔn)時鐘輸入信號，所以8250用分頻產(chǎn)生所需波特率。故除數(shù)鎖存器

33、的除數(shù)值可用下式計用分頻產(chǎn)生所需波特率。故除數(shù)鎖存器的除數(shù)值可用下式計算算：8250芯片本身可處理芯片本身可處理4種類型種類型 的中斷，按優(yōu)先次序排的中斷，按優(yōu)先次序排列為列為4接收線路出錯接收線路出錯4接收數(shù)據(jù)就緒接收數(shù)據(jù)就緒 4發(fā)送保持寄存器已空發(fā)送保持寄存器已空4Modem中斷中斷 中斷允許寄存器的低四位分別對應(yīng)上述四種中斷允許寄存器的低四位分別對應(yīng)上述四種中斷，對應(yīng)位為中斷，對應(yīng)位為1時則允許對應(yīng)中斷信號輸入。時則允許對應(yīng)中斷信號輸入。 8250只能向外輸出一個總的中斷請求信只能向外輸出一個總的中斷請求信號，因此，號，因此，8250 只能向只能向CPU發(fā)出一個中發(fā)出一個中斷信號斷信號I

34、REQ4。 異步通信控制器可通過連接一臺異步通信控制器可通過連接一臺Modem或多路通訊控制器實現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊?；蚨嗦吠ㄓ嵖刂破鲗崿F(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。 利用利用Modem進行數(shù)據(jù)通訊，進行數(shù)據(jù)通訊，CPU必須實必須實現(xiàn)對現(xiàn)對Modem的控制及讀取它的狀態(tài)，分的控制及讀取它的狀態(tài)，分別通過別通過MCR和和MSR進行。進行。 8250具有靈活的設(shè)計能力，以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用具有靈活的設(shè)計能力，以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場合。其設(shè)計步驟如下：場合。其設(shè)計步驟如下：1，設(shè)定通訊規(guī)律，包含波特率，奇偶校驗方式，停，設(shè)定通訊規(guī)律，包含波特率，奇偶校驗方式，停止位數(shù)目及數(shù)據(jù)字節(jié)長度等。止位數(shù)目及數(shù)據(jù)字節(jié)長度等。2，讀取通訊線

35、路（或，讀取通訊線路（或Modem)狀態(tài)，以判定是否可狀態(tài)，以判定是否可以進行通訊。以進行通訊。3，送出（或接收）一個數(shù)據(jù)字節(jié)，送出（或接收）一個數(shù)據(jù)字節(jié)4，重復(fù)上述，重復(fù)上述2、3項，直至通訊完畢。項，直至通訊完畢。 當(dāng)允許中斷時，當(dāng)允許中斷時，COU送出（或收到）一個字節(jié)后，送出（或收到）一個字節(jié)后，并不需要不斷查詢控制器狀態(tài)，而可轉(zhuǎn)向執(zhí)行其他任務(wù)并不需要不斷查詢控制器狀態(tài)，而可轉(zhuǎn)向執(zhí)行其他任務(wù)。當(dāng)有中斷信號。當(dāng)有中斷信號INT4發(fā)生并響應(yīng)后發(fā)生并響應(yīng)后,再按再按2、3處理。處理。 在使用在使用8250進行通訊之前，必須對進行通訊之前，必須對8250進行初始化編進行初始化編程，給有關(guān)的內(nèi)部

36、寄存器設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。初始化的主程，給有關(guān)的內(nèi)部寄存器設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。初始化的主要步驟為：要步驟為：1、設(shè)置除數(shù)鎖存器，確定波特率。、設(shè)置除數(shù)鎖存器，確定波特率。 為了寫入除數(shù)鎖存器，要先將為了寫入除數(shù)鎖存器，要先將LCR的的D7置置1。2、對、對LCR編程，以確定通信的數(shù)據(jù)格式，而且要使它的編程，以確定通信的數(shù)據(jù)格式，而且要使它的最高位變?yōu)樽罡呶蛔優(yōu)椤?”，以便以后對接收和發(fā)送緩沖器以及，以便以后對接收和發(fā)送緩沖器以及中斷允許寄存器進行操作。中斷允許寄存器進行操作。3、若要使用中斷，則要設(shè)置中斷允許寄存器、若要使用中斷，則要設(shè)置中斷允許寄存器IER。 若不采用中斷，這個寄存器值可置成若不采用中斷

37、，這個寄存器值可置成0。4、設(shè)置、設(shè)置MCR。 這是為計算機與調(diào)制解調(diào)器聯(lián)系準(zhǔn)備的。這是為計算機與調(diào)制解調(diào)器聯(lián)系準(zhǔn)備的。例：在例：在PC/XT機中，若要求以機中，若要求以9600波特率進行異波特率進行異步通信，每字符步通信，每字符7位，位，2個停止位，奇校驗，允許個停止位，奇校驗，允許所有中斷。所有中斷。 IBM PC/XT 中中8250口地址口地址3F8H3FFH。 MOV AL,80H MOV DX,3FBH OUT DX,AL ;使使LCR的的 D7=1MOV AL,0CHOV DX,3F8HOUT DX,AL ; 除數(shù)寄存器低除數(shù)寄存器低8位位 DLLMOV AL,0 MOV DX,3

38、F8H OUT DX,AL ; 除數(shù)寄存器低除數(shù)寄存器低8位位 DLHMOV AL,0EH MOV DX,3FBH OUT DX,AL ; LCR,7位，位，2位，位， 奇校驗奇校驗MOV AL,0FH MOV DX,3F9H OUT DX,AL ； IER,允許所有中斷允許所有中斷MOV AL,0BHMOV DX,3FCH OUT DX,AL ； MCR,OUT1,OUT2,DTR1,RTS有效有效通過編程，可以實現(xiàn)異步通訊協(xié)議或面向字符的同通過編程，可以實現(xiàn)異步通訊協(xié)議或面向字符的同步通訊協(xié)議，波特率：同步方式下：步通訊協(xié)議，波特率：同步方式下：0-64Kbps；異；異步方式下：步方式下：

39、0-19.2Kbps。同步方式下，每字符為同步方式下，每字符為5，6，7，8位，能自動檢測位，能自動檢測同步字符，自動添加奇偶校驗。同步字符，自動添加奇偶校驗。異步方式下，每字符可為異步方式下，每字符可為5，6，7，8位，自動增加位，自動增加起始位、停止位和校驗位。起始位、停止位和校驗位。模式寄存器：決定工作于同步或異步模式以及接收和發(fā)送的字符格式同步字符寄存器：存放同步模式下的同步字符C/D#: 該信號一般連至地址線該信號一般連至地址線A0，用于選擇控制端口，用于選擇控制端口/數(shù)據(jù)端口。數(shù)據(jù)輸入輸出寄存器合用一個端口，控數(shù)據(jù)端口。數(shù)據(jù)輸入輸出寄存器合用一個端口，控制寄存器與狀態(tài)寄存器合用一個端口。制寄存器與狀態(tài)寄存器合用一個端口。TxE：通知通知CPU發(fā)送移位寄存器空。此時，在狀態(tài)寄發(fā)送移位寄存器空。此時，在狀態(tài)寄存器的存器的Tx