第11章串行通信接口

接口與通訊技術(shù)武漢科技大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院第11章串行通信接口本章內(nèi)容11.1串行通信的基本概念11.2串行通信中的傳輸速率控制11.3串行通信中的數(shù)據(jù)格式11.4串行通信接口標準11.5串行通信接口電路11.6用戶擴展的串行通信接口11.7系統(tǒng)配置的串行通信接口11.1串行通信的基本概念11.1.1串行通信的基本特點在1根信號線上分時傳送多位信息；既傳數(shù)據(jù)又傳聯(lián)絡(luò)信息為了區(qū)分數(shù)據(jù)和聯(lián)絡(luò)信息，有固定的數(shù)據(jù)格式(同步和異步)對信號的邏輯定義與TTL不兼容傳輸速率需要控制：雙方約定波特率串行通信易受干擾，需進行差錯的檢測和控制既適用于近距離，又可用于遠程；遠程時需MODEM11.1.2串行通信傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?制式)單工：數(shù)據(jù)只能單向傳送全雙工：可同時進行雙向傳送半雙工：可分時進行雙向傳送——方向切換發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器A站B站信號地全雙工發(fā)送器接收器A站B站信號地單工發(fā)送器接收器發(fā)送器接收器A站B站信號地半雙工11.1.3串行通信中的差錯檢測1.誤碼率的控制誤碼率——數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯誤的位數(shù)與總傳輸位數(shù)之比；一般要求達到10-6數(shù)量級減少誤碼率措施——進行可靠性設(shè)計(軟硬件)；檢糾錯編碼2.檢錯糾錯編碼的使用基本通信規(guī)程：奇偶校驗、方陣碼檢錯反饋重發(fā)高級通信規(guī)程：循環(huán)冗余碼(CRC)檢錯自動糾錯3.錯誤狀態(tài)的分析與處理奇偶校驗錯：請求重發(fā)溢出錯：降低發(fā)送速率或在接收方設(shè)置FIFO緩沖器幀格式錯：核對雙方的數(shù)據(jù)格式超時錯：由于硬件接口電路速度跟不上產(chǎn)生4.錯誤檢測只在接收方進行11.1.4串行通信的同步方式1.串行通信中的同步問題(1)字符同步方案雙同步(BISYNC)通信：12個特定的同步字符高級數(shù)據(jù)鏈路控制同步通信HDLC：特定0/1序列(01111110)起止式異步通信：起始位(2)位同步方案——接收時鐘控制每一位數(shù)據(jù)的接收2.串行通信的基本方式(1)異步通信方式以字符為單位傳輸，每個字符隨機出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中字符與字符之間是異步的，而字符內(nèi)位與位之間是同步的(2)同步通信方式以數(shù)據(jù)塊(字符塊)為單位傳輸字符與字符之間以及字符內(nèi)位與位之間都是同步的11.1.5串行通信中的調(diào)制與解調(diào)

電話線：300～3400Hz的音頻模擬信號調(diào)制解調(diào)器(MODEM，調(diào)制器+解調(diào)器)的作用：發(fā)送時將二進制數(shù)據(jù)調(diào)制成音頻模擬信號接收時對音頻模擬信號進行解調(diào)還原成數(shù)字信號數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)或數(shù)傳機(DATASET)調(diào)制解調(diào)器的種類幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)頻率f01+-輸出S1S0數(shù)字信號頻率f1頻率f0FSK:11.2串行通信中的傳輸速率控制11.2.1數(shù)據(jù)傳輸速率控制的實現(xiàn)方法數(shù)字通信中的傳輸速率稱為波特率，單位波特數(shù)據(jù)傳輸率的控制——波特率時鐘發(fā)生器和波特率因子11.2.2波特率與發(fā)送/接收時鐘1.波特率：單位時間內(nèi)傳輸串行數(shù)據(jù)的位數(shù)，1波特=1b/s位周期2.發(fā)送/接收時鐘(1)執(zhí)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收：發(fā)送時鐘的下降沿從發(fā)送移位寄存器輸出；接收時鐘的上升沿移入接收移位寄存器(2)進行位同步發(fā)送/接收時鐘對數(shù)據(jù)發(fā)送/接收的控制0111000111000起始位發(fā)送的數(shù)據(jù)接收的數(shù)據(jù)收/發(fā)時鐘理想情況在碼元中心采樣收發(fā)時鐘頻率嚴格相等采樣錯位(f收<f發(fā))111000111000起始位發(fā)送的數(shù)據(jù)接收的數(shù)據(jù)發(fā)送時鐘1接收時鐘11.2.2波特率與發(fā)送/接收時鐘3.波特率因子：發(fā)送/接收1位數(shù)據(jù)所需的時鐘脈沖個數(shù)

TXC(RXC)=BaudFactor同步：Factor=1；異步：Factor=1、16、641/0起始位1/0接收時鐘數(shù)據(jù)檢測到起始位前沿8個16個16個起始位中心位采樣位采樣16倍波特率時鐘的作用提高了采樣定位的分辨率——提高可靠性提高了通信的抗干擾能力11.2.2波特率與發(fā)送/接收時鐘4.波特率時鐘發(fā)生器：不是所有串行接口芯片內(nèi)都包含5.波特率時鐘的使用——Factor一定，改變TXC控制Baud例8.1

Factor=16個/位，第一次采樣TXC1=38400Hz，第二次TXC2=19200Hz；兩次通信的波特率各為多少解： Baud1=TXC1Factor=3840016=2400b/s Baud2=TXC2Factor=1920016=1200b/s例8.2

甲乙兩機通信，甲機發(fā)送時鐘TXC=38400Hz，F(xiàn)actor1=16個/位；乙機Factor2=64個/位，求乙機的接收時鐘頻率RXC解：RXC=BaudFactor2=(TXCFactor1)Factor2

=384001664=153600Hz6.傳輸距離與傳輸速率的關(guān)系——傳輸線電氣特性一定情況下，直接傳輸最大距離隨速率的增加而減小11.2.3波特率時鐘發(fā)生器設(shè)計(略)例8.3

設(shè)計一個波特率時鐘發(fā)生器，輸入時鐘CLK=1.19318MHz，F(xiàn)actor=16，輸出Baud=9600b/s，按ESC退出解：通常用82C54A輸出方波作為串行通信的發(fā)送/接收時鐘

N=CLKOUT=CLK(BaudFactor) =1.19318106(960016)8硬件設(shè)計(選用T2)8251ATXDRXDSGTXCRXC三總線92582C54A82C55ACLK2GATE2OUT2PC6擴展總線1.19318MHz波特率時鐘發(fā)生器的軟件編程DATA SEGMENT TCEQU8 ;82C54A的T2初值

DATA54 EQU306H ;82C54A的T2地址

CTRL54 EQU307H ;82C54A控制口地址

CTRL55 EQU303H ;82C55A控制口地址DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATASTART: MOVAX,DATA MOVDS,AX MOVDX,CTRL54 MOVAL,0B6H ;82C54A方式字

OUTDX,AL MOVDX,CTRL55 MOVAL,80H ;82C55A方式字

OUTDX,AL MOVAL,0CH OUTDX,AL ;PC6=0,關(guān)82C54A CALLLOAD ;裝入計數(shù)初值波特率時鐘發(fā)生器的軟件編程(續(xù));給82C54A裝入計數(shù)初值的子程序LOAD PROCNEAR PUSHAX PUSHDX MOVDX,DATA54 MOVAX,TC OUTDX,AL MOVAL,AH OUTDX,AL POPDX POPAX RETLOAD ENDPCODE ENDS ENDSTART

MOVDX,CTRL55 MOVAL,0DH ;PC6=1,啟動82C54A OUTDX,AL NOPLOP: MOVAH,08H INT21H CMPAL,1BH ;檢測ESC鍵

JNELOP MOVDX,CTRL55 MOVAL,0CH ;關(guān)閉82C54A OUTDX,AL MOVAX,4C00H INT21H11.3串行通信中的數(shù)據(jù)格式通信控制規(guī)程(傳輸控制規(guī)程、通信協(xié)議)——數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳輸速度、檢錯糾錯方式、控制字符定義等11.3.1起止式異步通信數(shù)據(jù)格式1.特點字符隨機出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中字符之間有不定長的空閑位靠起始位和停止位定界1幀數(shù)據(jù)高可靠低效率11.3.1起止式異步通信數(shù)據(jù)格式(續(xù))2.起止式數(shù)據(jù)幀格式起始位：1位，低電平數(shù)據(jù)位：5～8位，先低位后高位校驗位：1位/0位，奇偶校驗停止位：1位、1.5位或2位，高電平空閑位停止位1,1.5奇偶校驗數(shù)據(jù)位(5～8位)起始位不限或2位有/無(先低后高位)1位0/101110/10/10/1…0/10/10LSBMSB第n個字符第n+1個字符7～12位3.起/止位的作用定界一幀數(shù)據(jù)建立收發(fā)雙方同步：起始位標志一幀開始，停止位標志著結(jié)束11.3.2面向字符的同步通信數(shù)據(jù)格式特點：一幀由一個數(shù)據(jù)塊(若干字節(jié))組成，以12個同步字符開始控制字符定界數(shù)據(jù)和控制傳輸SYNC：同步字符，單同步加1個，雙同步加2個SOH：序始，引導(dǎo)標題標題：源地址、目標地址、路由等附加信息STX：文始，引導(dǎo)正文ETB/ETX：組終/文終，當正文很長，分n幀傳送時，前n-1幀用ETB，最后1幀用ETXBCC：塊校驗(從SOH到ETB/ETX)，縱橫奇偶校驗或CRC校驗SYNCSYNCSOH標題STX數(shù)據(jù)塊ETB/ETXBCC11.4串行通信接口標準11.4.1RS-232C接口標準1.關(guān)于RS-232C接口標準的說明EIA與BELL公司1969年公布，0～20000b/s，數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)與數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)通信；接收和發(fā)送針對終端而言2.信號線定義數(shù)據(jù)線：TXD(發(fā)送數(shù)據(jù)),DTEDCE；RXD(接收數(shù)據(jù)),DCEDTE狀態(tài)線：DTR(DTE準備好),DTEDCE；DSR(DCE準備好),DCEDTE聯(lián)絡(luò)線：RTS(請求發(fā)送),DTEDCE；CTS(允許發(fā)送),DCEDTE振鈴信號：RI(MODEM已收到交換臺的呼叫信號),DCEDTE載體檢出信號：DCD(MODEM已收到數(shù)據(jù)載波信號),DCEDTE信號地線：SG(公共地線)11.4.1RS-232C接口標準3.信號線的使用

(1)遠程通信——使用MODEM和電話線TxDRxDRTSCTSDTRDSRRIDCDSG串口調(diào)制解調(diào)器計算機TxDRxDRTSCTSDTRDSRRIDCDSG串口調(diào)制解調(diào)器計算機電話線注：若不通過交換式電話系統(tǒng)，而使用專用線，則不用RI11.4.1RS-232C接口標準3.信號線的使用

(2)近程通信(15m以內(nèi))——零MODEM方式,微機通信中常用DTETxDRxDDTRDSRRTSCTSSGDTETxDRxDDTRDSRRTSCTSSGTxD與RxD交叉相連：可實現(xiàn)全雙工通信DTR與DSR反饋相連：只要終端準備好就認為DTE和DCE都準備好RTS與CTS反饋相連：隨時都可以發(fā)送11.4.1RS-232C接口標準4.電氣特性

(1)RS-232C標準對信號的邏輯定義(EIA邏輯)

邏輯1：-5V-15V，負載端要求小于-3V

邏輯0：+5V+15V，負載端要求大于+3V

(2)EIA與TTL之間的轉(zhuǎn)換EIA:電壓極性、負邏輯TTL:電壓幅值、正邏輯不兼容發(fā)送:TTLEIA,MC1488,SN75150接收:EIATTL,MC1489,SN75154MAX232可雙向轉(zhuǎn)換11.4.1RS-232C接口標準(續(xù))RXDTXDRTSCTSDSRSGDCD發(fā)送電流(+)發(fā)送電流(-)1314234567891120222518接收電流(-)接收電流(+)RIDTRRXDTXDRTSCTSDSRSGDCD43267891RIDTR55.機械特性(1)連接器DB-25型(還支持20MA電流環(huán)接口)DB-9型(2)通信電纜長度速率低于20kb/s，誤碼率<4%——15米

實際誤碼率允許10%～20%，15米——保守RS-232C缺點：單端發(fā)送和接收，易受共模干擾

直接傳輸距離短，速率低；只能單點對單點通信11.4.2RS-485接口標準1.RS-485接口標準的新概念與新定義(1)采用雙線平衡方式傳輸(2)采用電位差值定義信號邏輯邏輯1：AA電平比BB高200mV；邏輯0：AA電平比BB低200mV(3)允許多點對多點通信(4)采用4芯水晶頭連接器——更方便且便宜MAX491RS-485電平MAX491AA’B’B平衡發(fā)送器差動接收器11.4.2RS-485接口標準2.平衡發(fā)送器/差動接收器的作用MAX485——用于半雙工；MAX491——可用于全雙工(1)收發(fā)器芯片MAX485和MAX491的引腳功能引腳名稱功能MAX485MAX49112RO接收器輸出:當VA-VB+200mV時,RO=1;當VA-VB-200mV時,RO=023RE接收器輸出允許:當RE=0時,允許輸出;當RE=1時,輸出呈高阻(三態(tài))34DE驅(qū)動器輸出允許:當DE=1時,允許輸出;當DE=0時,輸出呈高阻(三態(tài))45DI驅(qū)動器輸入:當DI=0時,Y=0,Z=1;當DI=1時,Y=1,Z=056,7GND接地-9Y驅(qū)動器非反向輸出-10Z驅(qū)動器反向輸出6-A接收器非反向輸入和驅(qū)動器非反向輸出-12A接收器非反向輸入7-B接收器反向輸入和驅(qū)動器反向輸出-11B接收器反向輸入814VCC正電源:4.75VVCC5.25V-1,8,13NC不連接11.4.2RS-485接口標準2.平衡發(fā)送器/差動接收器的作用(2)信號的邏輯定義當差動輸入VA-VB+200mV時,輸出為邏輯1當差動輸入VA-VB-200mV時,輸出為邏輯0發(fā)送端(驅(qū)動器)接收端(接收器)輸入(DI)輸出輸入輸出(RO)Y(A)Z(B)VA-VB110+0.2V1001-0.2V011.4.2RS-485接口標準3.RS-485接口標準的特點①采用差動發(fā)送/接收和雙絞線——共模抑制比高，抗干擾能力強②傳輸速率高，可達10Mb/s(傳輸15m)，傳輸信號擺幅小(200mV)③傳輸距離長，不使用MODEM，采用雙絞線，傳輸距離為1.2km(100kb/s)④能實現(xiàn)多點對多點通信4.RS-485接口標準在多點對多點通信中的應(yīng)用——在一對平衡傳輸線的兩端配置終端電阻后，最多可實現(xiàn)32個驅(qū)動器和32個接收器共用同一傳輸線的多點對多點通信11.4.3RS-232C與RS-485的轉(zhuǎn)換發(fā)送端：將TXD發(fā)出的數(shù)據(jù)經(jīng)MAX485/491轉(zhuǎn)換為差動信號通過雙絞線送出接收端：將雙絞線傳來的差動信號經(jīng)MAX485/491轉(zhuǎn)換為單根數(shù)據(jù)信號由RXD接收進來11.5串行通信接口電路11.5.1串行通信接口的基本任務(wù)(1)實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化——異步：起止位的處理；同步：SYN等的處理(2)進行串-并轉(zhuǎn)換——發(fā)送：并串；接收：串并(3)進行錯誤檢測(4)提供符合RS-232C接口標準的信號線——遠程9根，近程3根(5)進行TTL與EIA邏輯關(guān)系及邏輯電平的轉(zhuǎn)換(6)進行數(shù)據(jù)傳輸速率的控制——選擇和控制波特率11.5.2串行通信接口電路的組成——可編程串行通信接口芯片(同步收/發(fā)器、異步收/發(fā)器)、波特率時鐘發(fā)生器、EIA與TTL轉(zhuǎn)換器、地址譯碼電路

常用串行通信接口芯片：16450、8250、16550、8251A11.6用戶擴展的串行通信接口8251A——支持異步起止式和同步面向字符的數(shù)據(jù)格式11.6.18251A的外部特性(28引腳)1.面向CPU的引腳(13)D07、CS、RD、WRC/D：端口選擇；=0，數(shù)據(jù)口；=1命令口或狀態(tài)口RESET：復(fù)位，高有效，復(fù)位后等待接收方式字2.面向MODEM的引腳(6)6根RS-232C標準信號線：TXD、RXD、DTR、DSR、RTS、CTS3.狀態(tài)及時鐘信號(7)

TXRDY/RXRDY——發(fā)送/接收準備好，高有效，引發(fā)中斷或供CPU查詢TXEMPTY——發(fā)送器空，高有效，半雙工方式用于傳輸方向切換SYNDET——SYN檢出，同步通信中表示接收端已收到同步字符TXC/RXC——發(fā)送/接收時鐘； CLK——工作時鐘11.6.28251A的編程模型1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)送器和接收器：串-并轉(zhuǎn)換；格式化；奇偶校驗；接收/發(fā)送讀/寫控制邏輯：方式命令/工作命令/狀態(tài)字/數(shù)據(jù)擴展8251A的地址：數(shù)據(jù)口308H，控制口/狀態(tài)口309H讀/寫控制邏輯數(shù)據(jù)總線緩沖器D0～D7CLKRDWR調(diào)制控制CSC/DRESETDTRCTSDSRRTS發(fā)送緩沖器發(fā)送控制接收緩沖器接收控制發(fā)送器接收器TxDTxEMPTYTxRDYTxCRxDSYNDETRxRDYRxC11.6.28251A的編程模型2.通信方式命令——指定8251A的通信方式及數(shù)據(jù)幀格式S1S0EPPENL1L0B1B0停止位奇偶校驗字符長度波特率因子00:同步01:110:1611:64異步00:5位01:6位10:7位11:8位0:無校驗01:奇校驗

11:偶校驗00:不用01:1位10:1.5位11:2位異步:停止位0:內(nèi)同步1:外同步

0:雙同步1:單同步同步:同步方式MOVDX,309HMOVAL,0DAHOUTDX,AL例：①異步通信,7位數(shù)據(jù)位,奇校驗,2位停止位,波特率因子16

②同步通信，字符長度8位，雙同步字符，內(nèi)同步，奇校驗MOVDX,309HMOVAL,1CHOUTDX,AL11.6.28251A的編程模型3.工作命令——控制串口內(nèi)部復(fù)位、發(fā)送、接收、清除錯誤標志等EHIRRTSERSBRKRxENDTRTxEN進入搜索方式內(nèi)部復(fù)位1：復(fù)位發(fā)送請求錯誤標志復(fù)位1：復(fù)位發(fā)中止符接收允許DTE準備好發(fā)送允許異步通信，允許發(fā)送和接收MOVDX,309HMOVAL,05HOUTDX,AL利用IR=1，對芯片進行內(nèi)部復(fù)位MOVDX,309HMOVAL,40H ;只要IR=1即可實現(xiàn)復(fù)位OUTDX,AL11.6.28251A的編程模型4.狀態(tài)字——向CPU提供何時能發(fā)送/接收及接收是否有錯誤的信息FE=1,格式錯,只用于異步方式,即停止位接收錯OE=1,溢出錯,溢出的字符丟失PE=1,奇偶校驗錯由ER=1的工作命令字復(fù)位DSRSYNDETFEOEPETXERXRDYTXRDYDCE就緒同步字符檢出格式錯溢出錯奇偶錯發(fā)送器空接收準備好發(fā)送準備好;發(fā)送一個數(shù)據(jù)([SI])MOVDX,309HL:INAL,DXANDAL,01HJZL ;TXRDY=0等待

MOVDX,308H ;TXRDY=1發(fā)送

MOVAL,[SI]OUTDX,AL;接收一個數(shù)據(jù)(存入[DI])MOVDX,309HL:INAL,DXTESTAL,38HJNZERR ;出錯轉(zhuǎn)出錯處理

ANDAL,02HJZL ;RXRDY=0等待

MOVDX,308H ;RXRDY=1接收

INAL,DXMOV[DI],AL11.6.38251A的初始化1.初始化內(nèi)容(空操作)、內(nèi)部復(fù)位、方式命令、工作命令2.初始化順序8251A的方式命令和工作命令寫入同一端口，且無特征位區(qū)分方式：按規(guī)定的順序?qū)懭?，?fù)位方式命令字工作命令字1(D61)工作命令字2……注：同步方式的初始化還要設(shè)置同步字符復(fù)位操作方式命令字同步?雙同步?同步字符工作命令字D6=1?同步字符YNNYYN對C/D=1寫異步方式下命令字寫入流程復(fù)位操作方式命令字工作命令字D6=1?YN例：異步通信,7位數(shù)據(jù)位,奇校驗,2位停止位,波特因子16,寫入方式字的程序段MOVDX,309HMOVAL,01H ;方式命令或工作命令OUTDX,ALMOVAL,40H ;內(nèi)部復(fù)位命令OUTDX,ALMOVAL,0DAH ;方式命令OUTDX,AL11.6.4基于8251A的串行通信接口設(shè)計——RS-232C標準例8.4

甲向乙發(fā)送2DH個字節(jié)，異步方式，8位數(shù)據(jù)，2位停止位，無校驗，波特率因子64，波特率4800b/s；查詢方式，零MODEM連接，8251A地址308H、309H硬件設(shè)計：甲、乙機方式命令：0CFH甲機發(fā)送工作命令：37H；乙機接收工作命令：14H波特率發(fā)生器甲CPU乙CPUEIA/TTL轉(zhuǎn)換EIA/TTL轉(zhuǎn)換8251ATxDRxDSGRxCTxC8251ATxDRxDSGRxCTxC波特率發(fā)生器8251A應(yīng)用的軟件編程——甲機發(fā)送程序DATA SEGMENT BUF_TDB45DUP(?)DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATASTART: MOVAX,DATA MOVDS,AX MOVDX,309H MOVAL,01H ;空操作

OUTDX,AL MOVAL,40H ;內(nèi)部復(fù)位

OUTDX,AL NOP MOVAL,0CFH ;方式命令

OUTDX,AL MOVAL,37H ;工作命令

OUTDX,AL

MOVSI,OFFSETBUF_T MOVCX,2DHL1: MOVDX,309H INAL,DX ANDAL,01H JZL1 ;TXRDY=0等待

MOVDX,308H ;TXRDY=1發(fā)送

MOVAL,[SI] OUTDX,AL INCSI DECCX JNZL1 ;未發(fā)完繼續(xù)

MOVAX,4C00H INT21HCODE ENDS ENDSTART8251A應(yīng)用的軟件編程——乙機接收程序DATA SEGMENT BUF_RDB45DUP(?)DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATABEGIN: MOVAX,DATA MOVDS,AX MOVDX,309H MOVAL,01H ;空操作

OUTDX,AL MOVAL,40H ;內(nèi)部復(fù)位

OUTDX,AL NOP MOVAL,0CFH ;方式命令

OUTDX,AL MOVAL,14H ;工作命令

OUTDX,AL

MOVDI,OFFSETBUF_R MOVCX,2DHL2: MOVDX,309H INAL,DX TESTAL,38H ;是否有錯誤

JNZERR ;轉(zhuǎn)出錯處理

ANDAL,02H JZL2 ;RXRDY=0等待

MOVDX,308H ;RXRDY=1接收

INAL,DX MOV[DI],AL INCDI LOOPL2 ;未收完繼續(xù) JMPEXITERR:(略) EXIT: MOVAX,4C00H INT21HCODE ENDS ENDBEGIN8.6.4基于8251A的串行通信接口設(shè)計——RS-485標準(略)例8.5

甲乙全雙工方式異步通信，零MODEM連接，雙方將各自鍵盤上的按鍵發(fā)給對方，按ESC鍵退出，7位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗，波特率因子16，8251A地址308H、309H硬件設(shè)計：ZCPU總線插槽OSCRXD8251ATXDTXCRXC82C54AOUT2CLK2GATE282C55APC612MAX491RODEREDIVCCGNDABYBYZAREDIDERO<<<<>>>>TXDVCCGNDRXDMAX491接線盒BYZAREDIDERO<<<<>>>>TXDVCCGNDRXDMAX491三總線RS-485全雙工異步串行通信程序流程圖開始結(jié)束8251A初始化查鍵盤有鍵按下?是ESC鍵?顯示發(fā)送字符發(fā)送準備好?發(fā)送1個字符是ESC?接收1個字符接收準備好?顯示接收字符返回DOSTXRDY=1?YNYNYYYNRXRDY=1?NNRS-485全雙工異步串行通信匯編語言程序DATA SEGMENT DATA51 EQU308H CTRL51 EQU309H ERROR_MESSDB‘DATAISBAD!’,0DH,0AH,’$’DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATABEGIN: MOVAX,DATA MOVDS,AX MOVDX,CTRL51 ;8251A初始化

XORAX,AX ;空操作LL: CALLCHAR_OUT MOVAL,40H ;8251A內(nèi)部復(fù)位

OUTDX,AL MOVAL,4AH ;8251A方式命令

OUTDX,AL MOVAL,37H ;8251A工作命令

OUTDX,ALKB_TR: MOVAL,0BH INT21H ;有按鍵? CMPAL,0 JERECEIVE ;沒按鍵,判能否接收

MOVAH,1 INT21H CMPAL,1BH ;按下ESC鍵? JZOVERRS-485全雙工異步串行通信匯編語言程序(續(xù))ERROR: LEADX,ERROR_MESS MOVAH,09H INT21H ;出錯提示

JMPKB_TROVER: MOVAX,4C00H INT21HCHAR_OUT PROCNEAR ;輸出并延時子程序

OUTDX,AL PUSHCX MOVCX,100 ;延時GG: LOOPGG POPCX RETCHAR_OUT ENDPCODE ENDS ENDBEGIN

MOVBL,ALTRANSMIT: MOVDX,CTRL51 INAL,DX TESTAL,01H ;TXRDY=1? JZTRANSMIT MOVDX,DATA51 MOVAL,BL OUTDX,AL ;發(fā)送1個數(shù)

JMPKB_TRRECEIVE: MOVDX,CTRL51 INAL,DX TESTAL,38H ;是否有錯

JNZERROR TESTAL,02H ;RXRDY=1? JZKB_TR MOVDX,DATA51 INAL,DX MOVDL,AL MOVAH,02H INT21H ;顯示字符

JMPKB_TR11.7系統(tǒng)配置的串行通信接口(略)16550——支持RS-232C標準；可實現(xiàn)異步全雙工通信；更強的中斷控制能力；內(nèi)置波特率時鐘發(fā)生器和16B的FIFO數(shù)據(jù)存儲器11.7.116550的外部引腳特性(40引腳)引腳名稱方向功能說明D0D7雙向系統(tǒng)與16550傳輸數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)的數(shù)據(jù)線A0A2輸入16550內(nèi)部寄存器尋址信號，可尋址8個端口CS0

CS1

CS2輸入3個片選信號全部有效才選中16550TXRDY輸出發(fā)送器準備好，用于申請DMA方式發(fā)送數(shù)據(jù)RXRDY輸出接收器準備好，用于申請DMA方式接收數(shù)據(jù)ADS輸入地址選通，低有效可鎖存地址信號RDRD輸入讀，2個信號中只要1個有效即可進行讀操作WRWR輸入寫，2個信號中只要1個有效即可進行寫操作DDIS輸出驅(qū)動器禁止，高有效用于禁止外部驅(qū)動器對系統(tǒng)總線的驅(qū)動MR輸入主復(fù)位，高有效，迫使16550進入復(fù)位狀態(tài)INTR輸出中斷請求，高有效SIN輸入串行數(shù)據(jù)輸入SOUT輸出串行數(shù)據(jù)輸出XIN輸入16550工作的基準時鐘RCLK輸入接收時鐘XOUT輸出是XIN的輸出，可作為其他定時信號BAUDOUT輸出波特率輸出信號，是XIN分頻后的輸出，常與RCLK相連OUT1

OUT2輸出用于用戶自定義功能(如開放/禁止中斷)DTRDSRRTSCTSRIDCDRS-232C接口標準的同名引腳11.7.216550的編程模型1.16550的內(nèi)部寄存器——11個可訪問的寄存器2.內(nèi)部寄存器的端口地址共用問題波特率除數(shù)寄存器訪問位DL(LCR的D7位)讀/寫——RBR與THR；IIR與FCRDL被訪問的寄存器A2A1A0COM1端口COM2端口0接收緩沖寄存器RBR(讀)與發(fā)送保持寄存器THR(寫)0003F8H2F8H0中斷允許寄存器IER0013F9H2F9H1波特率除數(shù)寄存器低字節(jié)DLL0003F8H2F8H1波特率除數(shù)寄存器高字節(jié)DLM0013F9H2F9H中斷識別寄存器IIR(讀)與FIFO控制寄存器FCR(寫)0103FAH2FAH線路控制寄存器LCR0113FBH2FBHMODEM控制寄存器MCR1003FCH2FCH線路狀態(tài)寄存器LSR1013FDH2FDHMODEM狀態(tài)寄存器MSR1103FEH2FEH暫存Scratch1113FFH2FFH11.7.216550的編程模型3.16550內(nèi)部寄存器的格式(1)線路控制寄存器LCR例：8位數(shù)據(jù)位，2位停止位，偶校驗，無附加位，無間隔發(fā)送，禁除數(shù)鎖存

MOVDX,3FBH MOVAL,1FH OUTDX,AL(2)線路狀態(tài)寄存器LSRDLSBSTPPESL1L0允許除數(shù)鎖存1:允許發(fā)送間隔1:SOUT上發(fā)間隔附加位1:有校驗類型1:偶校驗校驗允許1:允許停止位0:1位；1:1.5或2位數(shù)據(jù)長度0011:58位ERTETHBIFEPEOEDR1:FIFO中至少一個錯誤1:發(fā)送器空1:發(fā)送器就緒1:接收間隔1:幀錯誤1:奇偶錯1:超限錯1:FIFO中有數(shù)據(jù)例：收發(fā)處理的程序段START: MOVDX,3FDH INAL,DX TESTAL,1EH;有錯? JNZERR TESTAL,01H;接收? JNZRECEIVE TESTAL,20H;發(fā)送? JNZTRANS JMPSTART11.7.216550的編程模型3.16550內(nèi)部寄存器的格式(3)中斷允許寄存器IER例如：只允許接收和發(fā)送中斷——01H(4)中斷識別寄存器IIRID2ID1ID0PN無效中斷識別碼0:有未決中斷例如：檢查是否有接收中斷

MOVDX,3FAH INAL,DX CMPAL,04H JERECV_INT ……0000EMELETER不用,寫01:允許MODEM中斷1:允許接收器錯誤中斷1:允許發(fā)送器中斷1:允許接收器中斷

16550的中斷類型及優(yōu)先級ID2ID1ID0PN優(yōu)先級類型復(fù)位控制0001沒有中斷01101接收器錯誤(奇偶校驗、幀、超限)通過讀線路寄存器復(fù)位01002接收器準備好通過讀數(shù)據(jù)復(fù)位11002字符超時通過讀數(shù)據(jù)復(fù)位00103發(fā)送器準備好通過寫發(fā)送器復(fù)位00004MODEM狀態(tài)中斷通過讀MODEM狀態(tài)復(fù)位11.7.216550的編程模型3.16550內(nèi)部寄存器的格式(5)FIFO控制寄存器FCR——是否允許使用FIFO及FIFO產(chǎn)生中斷的深度(6)波特率除數(shù)寄存器——16位分頻系數(shù)，分高字節(jié)DLM和低字節(jié)DLL 除數(shù)=CLK(波特率16)例如：16550對1.8432MHz進行分頻，要求波特率為19200b/s，則除數(shù)=6 MOVDX,3FBH MOVAL,80H ;除數(shù)寄存器訪問位DL=1 OUTDX,AL MOVDX,3F8H MOVAL,06H ;寫除數(shù)低字節(jié)

OUTDX,AL MOVDX,3F9H MOVAL,0 ;寫除數(shù)高字節(jié)

OUTDX,ALRT1RT000DMAXMITRSTRECVRSTEN接收器觸發(fā)器值00:FIFO中有1B01:4B;10:8B;11:14BDMA方式控制0:奇校驗;1:偶校驗1:復(fù)位發(fā)送器FIFO1:復(fù)位接收器FIFO1:允許FIFO11.7.216550的編程模型3.16550內(nèi)部寄存器的格式(7)數(shù)據(jù)寄存器THR和RBR——共用端口，8位；讀/寫區(qū)分(8)MODEM控制寄存器——設(shè)置對MODEM的控制信號和芯片自檢例如：讓16550自發(fā)