第4章4547接口技術(shù)

1、定時(shí)信號的需求

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)常要用到定時(shí)信號，比如：在許多個人計(jì)算機(jī)中，動態(tài)存儲器的刷新定時(shí)；系統(tǒng)日歷時(shí)鐘的計(jì)時(shí)；喇叭的聲源；都是用定時(shí)信號來產(chǎn)生的。在計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制與處理系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)需要每隔一段時(shí)間采樣一次，再對采樣的數(shù)據(jù)處理、控制，也要用到定時(shí)信號。計(jì)數(shù)與定時(shí)本質(zhì)就是計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖為周期性脈沖，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。4.5

計(jì)數(shù)/定時(shí)及其控制芯片8253A§4.5.1

定時(shí)/計(jì)數(shù)技術(shù)2014/072、定時(shí)和計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法DELAY:

MOVDX,1000

TIME:

DECDX

JNETIME定時(shí)信號的產(chǎn)生有兩種方式：

1）軟件方法——延時(shí)子程序2）不可編程的硬件定時(shí)——單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路或計(jì)數(shù)電路。實(shí)現(xiàn)延時(shí)或定時(shí)器件容易老化，導(dǎo)致定時(shí)不準(zhǔn)（RC決定脈沖寬度）。3）可編程的硬件定時(shí)——用定時(shí)/計(jì)數(shù)器（簡單的軟件控制，產(chǎn)生準(zhǔn)確的時(shí)間延遲）。

主要思路：計(jì)數(shù)器/定時(shí)器開始工作，此時(shí)CPU不必過問它的工作，而可以去作別的工作。計(jì)數(shù)器/定時(shí)器計(jì)數(shù)或定時(shí)達(dá)到確定值時(shí)，可以自動產(chǎn)生一個輸出。2014/07定時(shí)/計(jì)數(shù)器的核心是一個自動加1或減1的計(jì)數(shù)器。11111111例：計(jì)數(shù)器為8位，設(shè)初值為1111111111111110111111011111110011111011000000100000000100000000

經(jīng)過255個輸入脈沖后，計(jì)數(shù)器值減到0，產(chǎn)生一個輸出信號，表示計(jì)數(shù)結(jié)束。外部輸入脈沖的周期是固定的，計(jì)數(shù)的初值，決定定時(shí)時(shí)間，即計(jì)數(shù)器輸出時(shí)間；外部輸入脈沖的周期是隨機(jī)的，停止計(jì)數(shù)后，查看計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。開啟停止2014/07§4.5.2

8253A內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳1.8253的主要功能：①3個獨(dú)立的16位減1計(jì)數(shù)器通道；②每個計(jì)數(shù)器都可以單獨(dú)使用，采用二進(jìn)制或BCD；③計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速率可達(dá)2MHz，最高達(dá)2.6MHz；④每個通道有6種工作方式，可由程序設(shè)置和改變；⑤輸入/輸出與TTL兼容。2014/0700HFEH8位控制寄存器：控制計(jì)數(shù)器的工作方式；16位計(jì)數(shù)初值寄存器：裝計(jì)數(shù)初值；16位計(jì)數(shù)執(zhí)行部件：執(zhí)行減1操作；16位輸出鎖存器：需要讀取當(dāng)前計(jì)數(shù)值時(shí)，將當(dāng)前執(zhí)行計(jì)數(shù)器中的值鎖存進(jìn)該存儲器后讀取。對其寫入控制字對其寫入計(jì)數(shù)初值讀取了解當(dāng)前狀態(tài)00HFFH00HFDH00HFCH00HFCH2014/07a.向8253寫入確定工作方式的命令。b.向8253計(jì)數(shù)器寄存器裝入計(jì)數(shù)值。c.讀出8253計(jì)數(shù)值。

8253A由數(shù)據(jù)總線緩沖存儲器、讀/寫控制電路、控制字寄存器及3個獨(dú)立的計(jì)數(shù)通道組成。計(jì)數(shù)器0號計(jì)數(shù)器1號計(jì)數(shù)器2號a.CS—片選信號。b.RD—CPU讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。c.WR—向8253寫控制字或計(jì)數(shù)初值。d.A1A0—端口選擇信號。2014/07

3個獨(dú)立通道，每個通道內(nèi)有16位減1計(jì)數(shù)器，每來一個計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器減1，在OUT端輸出一個計(jì)數(shù)結(jié)束信號，每個通道內(nèi)有一個計(jì)數(shù)鎖存器，可以鎖住當(dāng)前計(jì)數(shù)值，供CPU查詢。計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖由CLK引腳輸入，計(jì)數(shù)周期可不固定，計(jì)數(shù)脈沖來自外部。定時(shí)器：計(jì)數(shù)脈沖要求來自系統(tǒng)的主時(shí)鐘,周期固定，CLK最高計(jì)數(shù)頻率為2.6MHz。定時(shí)計(jì)數(shù)值=定時(shí)時(shí)間時(shí)鐘脈沖的周期1、8253與外設(shè)的接口2014/072、8253與CPU的接口a.向8253寫入確定工作方式的命令。b.向8253計(jì)數(shù)器寄存器裝入計(jì)數(shù)值。c.讀出8253計(jì)數(shù)值。1）數(shù)據(jù)總線緩沖器2）讀寫控制電路a.CS—片選信號。b.RD—CPU讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。c.WR—向8253寫控制字或計(jì)數(shù)初值。d.A1A0—端口選擇信號。2014/072014/07引腳信號D7~D0

數(shù)據(jù)總線(雙向)RD

讀輸入WR寫輸入A0,A1

內(nèi)部寄存器地址CS

片選CLK輸入脈沖(計(jì)數(shù)脈沖)GATE

門控信號輸入

(控制計(jì)數(shù)器工作的外部信號,為低時(shí)，禁止計(jì)數(shù)器工作)OUT

輸出引腳(計(jì)數(shù)為0,

OUT有輸出波形,

由工作方式?jīng)Q定)2014/07用來存放CPU寫入8253的方式選擇控制字。§4.5.3

8253A控制字及工作方式2014/07

1、8253的控制命令在8253的初始化編程中，由CPU向8253的控制寄存器輸出一個控制字，用來選擇計(jì)數(shù)器，設(shè)定工作方式和計(jì)數(shù)格式。

2、8253的設(shè)置初值命令控制字寫入8253后，設(shè)置初值命令，所謂設(shè)置初值就是設(shè)置計(jì)數(shù)的初始值，其初始值可以是8位的，也可以是16位，則要用兩條輸出指令完成計(jì)數(shù)初值決定，先送低字節(jié)，后送高字節(jié)。§4.5.48253A初始化編程2014/07例1：設(shè)8253端口地址為40H~43H，通道0工作于方式0，用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，其初始值為4。其初始化程序：

MOVAL，10H；控制字（0001000B）

OUT43H，AL；寫入控制寄存器

MOVAL，4；計(jì)數(shù)初值，只送低8位

OUT40H，AL；初值送通道02014/07鎖存命令是配合CPU讀計(jì)數(shù)器當(dāng)前值而設(shè)置的。在讀計(jì)數(shù)值時(shí)，必須先用鎖存命令，將當(dāng)前計(jì)數(shù)值在輸出鎖存器中鎖定，由CPU讀取。③.8253的鎖存命令

注意：當(dāng)CPU將鎖定值用輸入指令在讀走時(shí)，鎖存器自動失鎖，又跟隨減法計(jì)數(shù)器工作，在鎖存和讀出計(jì)數(shù)值的過程中，不影響計(jì)數(shù)進(jìn)行。2014/078253A有6種工作方式，基本原則：①控制字寫8253，控制邏輯復(fù)位，OUT進(jìn)入初始態(tài)。②裝入計(jì)數(shù)初值后，經(jīng)過一個時(shí)鐘周期，計(jì)數(shù)器工作，下降沿計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)。初值最大值是0：

二進(jìn)制計(jì)數(shù)=216；BCD計(jì)數(shù)=104

③一般情況下，CLK上升沿，采樣門控信號。門控信號觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式邊沿觸發(fā)方式（在每個時(shí)鐘脈沖的上升沿采樣邊沿觸發(fā)器，檢測是否被外部門控脈沖觸發(fā)過）§4.5.58253A的工作方式2014/071.計(jì)數(shù)過程由軟件啟動，每設(shè)置一次初值，只啟動一次計(jì)數(shù)過程；2.寫入控制字后，OUT初態(tài)為低，在計(jì)數(shù)過程中一直保持為低電平，當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，OUT立即變成高電平。①.工作方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束中斷2014/073.

門控GATE為1，正常計(jì)數(shù)，門控為0，計(jì)數(shù)暫停，其計(jì)數(shù)值保持不變，再為1，接著前次繼續(xù)計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)暫停，保持不變2014/07立即有效4.

計(jì)數(shù)中，改變初值立即有效，即重新寫入初值時(shí)停止計(jì)數(shù);當(dāng)寫完初值后，在CLK的下降沿，開始新的計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)。2014/07門控觸發(fā)初態(tài)為高開始計(jì)數(shù)后輸出N個CLK寬度的低電平1.計(jì)數(shù)器只能由門控脈沖GATE的上升沿啟動，即計(jì)數(shù)器只能由硬件啟動，不能用軟件啟動；②.工作方式1—可編程單脈沖發(fā)生器2014/072.

寫入控制字后，OUT初態(tài)為高電平，GATE啟動后，獲得N個CLK的低電平；計(jì)數(shù)到0，再次由外部觸發(fā)啟動，重新自動賦值計(jì)數(shù)2014/073.計(jì)數(shù)輸出時(shí)，改變計(jì)數(shù)初值不影響本次計(jì)數(shù)；只有GATE為高后，才以新的計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)，即計(jì)數(shù)值是下次有效的。2014/071.計(jì)數(shù)器既可用軟件啟動，又可用硬件啟動；2.

寫入控制字后，OUT初態(tài)為高電平，裝入初值后開始計(jì)數(shù)(軟件啟動)；計(jì)數(shù)到1，輸出1個低電平信號；輸出(N-1)個高電平。（周期重復(fù)）③.工作方式2—速率發(fā)生器2014/073.當(dāng)OUT為高，若GATE為0，停止計(jì)數(shù)。直到GATE出現(xiàn)上升沿,計(jì)數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)輸出(硬件啟動)；2014/074.

當(dāng)OUT為高，改變計(jì)數(shù)初值，對正在進(jìn)行的計(jì)數(shù)過程沒有影響。改變計(jì)數(shù)是下次有效的。2014/071.

與方式2類似，輸出信號為方波，周期為N個CLK。若初值N為偶數(shù)，輸出N/2個CLK高電平,N/2個CLK低電平;若N為奇數(shù),(N+1)/2個高電平，(N-1)/2個低電平。N=4,方波④.工作方式3—方波發(fā)生器2014/07(N-1)/2,低電平N=5,奇數(shù)(N+1)/2,高電平2014/072.GATE為0停止計(jì)數(shù)，GATE上升沿重新啟動計(jì)數(shù)周期；2014/073.

重新寫入初值，本次OUT不受影響，下一周期按新值輸出。計(jì)數(shù)值下次有效。2014/071.計(jì)數(shù)由軟件啟動，每設(shè)置一次初值，只啟動一次計(jì)數(shù)過程；2.寫入控制字后，OUT初態(tài)為高，計(jì)數(shù)過程中一直保持為高電平；當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，輸出為一個CLK的低電平，接著又為高電平。⑤.工作方式4—軟件觸發(fā)方式2014/073.

門控GATE為1，正常計(jì)數(shù)，門控為0，計(jì)數(shù)停止，再為1，重新從計(jì)數(shù)初值開始計(jì)數(shù)。2014/074.

計(jì)數(shù)中，改變初值立即有效，即重新寫入初值時(shí)停止計(jì)數(shù)；當(dāng)寫完初值后，在CLK的下降沿處，開始以新的計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)。2014/07門控觸發(fā)開始計(jì)數(shù)后輸出1個CLK低電平1.

計(jì)數(shù)器只能由門控脈沖GATE的上升沿啟動，即計(jì)數(shù)器只能由硬件啟動，不能用軟件啟動；⑥.工作方式5—硬件觸發(fā)方式2014/072.OUT初態(tài)為高電平；GATE啟動后，減1計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到0，OUT出現(xiàn)一個CLK的負(fù)脈沖，又變?yōu)楦唠娖健?.在計(jì)數(shù)中，若GATE為上升沿,則計(jì)數(shù)器重新觸發(fā)，即在下一個時(shí)鐘周期開始計(jì)數(shù)；2014/07重裝下次有效4.改變計(jì)數(shù)初值不影響本次計(jì)數(shù)，只有在GATE信號后才重新開始以新的計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)，即計(jì)數(shù)值是下次有效的。2014/07在6種方式中，只有方式0，在寫入控制字后OUT為低，其余都是OUT為高做初態(tài)；方式1與方式5，在寫入計(jì)數(shù)值后，需GATE的上升沿才開始計(jì)數(shù)——硬啟動；方式0與方式4，寫入初值后，需GATE的高電平軟啟動，改變初值立即有效；計(jì)數(shù)器減到0后并不是停止不動，定時(shí)方式(方式2與方式3)為重裝計(jì)數(shù)初值。方式2與方式3是定時(shí)方式(周期信號)，其他為計(jì)數(shù)方式(一次計(jì)數(shù)結(jié)束)；方式4與方式5，計(jì)數(shù)到0，OUT出現(xiàn)一個CLK的負(fù)脈沖，然后變?yōu)楦唠娖??？偨Y(jié)：2014/07

所謂串行通信就是使數(shù)據(jù)一位一位的進(jìn)行傳輸而實(shí)現(xiàn)的通信，串行通信具有傳輸線少，成本低的優(yōu)點(diǎn)，適合于遠(yuǎn)距離傳輸，速度慢。計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)或外設(shè)串行通信4.6

串行通信及其控制芯片8251A§4.6.1

串行通信基礎(chǔ)知識2014/07 按照數(shù)據(jù)流的方向，串行通信分成三種方式：單工：只能單方向傳送信息。如鍵盤與主機(jī)之間。半雙工：可以雙向傳送信息；由于通過同一個通道傳送信息，所以同一時(shí)刻只能單向傳送；全雙工：采用兩條通道，可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。如計(jì)算機(jī)之間的通信。TR（a）單工TR（c）全雙工RTTT（b）半雙工RR1、串行通信數(shù)據(jù)傳輸方式2014/072、串行通信的數(shù)據(jù)格式分類串行通信的兩種基本方式：異步串行通信

異步串行通信協(xié)議同步串行通信

同步串行通信協(xié)議異步通信和同步通信必須共同遵守的協(xié)定：

發(fā)送方和接收方必須具有相同的數(shù)據(jù)傳送格式（同步或異步）、起始標(biāo)志、結(jié)束標(biāo)志、校驗(yàn)標(biāo)志、通信速率等。1）異步通信方式：以字符/字節(jié)為單位傳送,通信雙方需約定協(xié)議(格式,速率等)。2014/07a.數(shù)據(jù)的格式——數(shù)據(jù)傳送時(shí),必須有1位起始位(‘0’),結(jié)束有(1/1.5)/2個停止位(‘1’)。01b.校驗(yàn)位奇校驗(yàn)：字符加上校驗(yàn)位有奇數(shù)個1；偶校驗(yàn)：字符加上校驗(yàn)位有偶數(shù)個1。校驗(yàn)位產(chǎn)生和檢查由串行通信控制器內(nèi)部自動產(chǎn)生，停止位也是由硬件自動產(chǎn)生的。(偶數(shù)個錯誤不能檢測)。2014/07

將許多字符組成一個信息組（稱為幀），字符一個接一個地傳輸。在每幀的開始處加上同步字符，沒有信息傳輸時(shí)，填上空字符，同步傳輸不允許字符與字符之間有間隙。同步字符數(shù)據(jù)CRC1CRC2一幀（單同步）同步字符同步字符數(shù)據(jù)CRC1CRC2（雙同步）一幀2）同步通信方式利用同步字(SYN)獲得雙方的同步信息，數(shù)據(jù)之間無間隔符(數(shù)據(jù)流)，所以傳輸速率較高。2014/07異步串行通信和同步串行通信特點(diǎn)：異步串行通信同步串行通信在通信的數(shù)據(jù)流中，字符間異步，字符內(nèi)各位間同步。在通信的數(shù)據(jù)流中，字符與字符之間以及字符內(nèi)部的位與位之間都必須保持同步。信息傳送單位（1幀數(shù)據(jù)）為1個字符，即1幀數(shù)據(jù)中只包括1個字符的有效數(shù)據(jù)。字符與字符之間通信沒有嚴(yán)格定時(shí)要求。信息傳送單位（1幀數(shù)據(jù)）為數(shù)據(jù)塊（字符塊），即1幀數(shù)據(jù)中包括1個或多個字符的有效數(shù)據(jù)。2014/073、串行通信時(shí)鐘與波特率1）發(fā)送脈沖和接收脈沖

發(fā)送方要靠發(fā)送脈沖（移位脈沖）將數(shù)據(jù)移出，經(jīng)TXD引腳→對方。

接收方要靠接收脈沖（移位脈沖）將數(shù)據(jù)接入，經(jīng)RXD引腳→串口。2014/072）檢測脈沖

接收方需對發(fā)送方發(fā)來的數(shù)據(jù)位進(jìn)行檢測，以決定是‘0’，還是‘1’。通常檢測脈沖是移位脈沖的16和64倍（常選16）。檢測脈沖的上升沿采樣RxD線，每當(dāng)連續(xù)采樣RxD線上8個低電平（起始位之半）后，便確認(rèn)對方發(fā)送的是起始位，認(rèn)為下一位送來的應(yīng)是數(shù)據(jù)位。此后，便每隔16個檢測脈沖連續(xù)采樣RxD線三次，按三中取二的原則確定采到的數(shù)據(jù)位是0還是1，作為輸入數(shù)據(jù)。2014/073）波特率(bps)例：數(shù)據(jù)傳送速率為120字符/秒，每幀包括10位數(shù)據(jù)，則波特率為：120×10=1200位/秒=1200bps

常用的異步通信的波特率的值為：150、300、600、1200、2400、4800、9600、14400、28800。衡量數(shù)據(jù)在線路上傳輸速率的單位。指每秒鐘傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，以位/秒（b/s）表示。也稱為數(shù)據(jù)位率（b/s）。2014/07§4.6.2

8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能可用于同步和異步傳送。同步傳送：58bit/字符，內(nèi)部或外部同步，可自動插入同步字符。異步傳送：58bit/字符，時(shí)鐘頻率為通信波特率的1，16或64倍。可產(chǎn)生終止字符（1，1.5或2位停止位），可檢查假啟動位，自動檢測和處理終止字符。波特率：DC19.2Kb/s（異步），DC64Kb/s（同步）全雙工，雙緩沖發(fā)送和接收器。具有奇偶、溢出和幀錯誤等檢測電路。與Intel8080，8085，8086及8088CPU兼容。2014/07數(shù)據(jù)總線緩沖器D7~D8串→并轉(zhuǎn)換接收緩沖器RXDRESETCLK讀／寫控制邏輯電路C／DRDWRCS調(diào)制/解調(diào)控制電路DSRDTRCTSRTS內(nèi)部總線發(fā)送緩沖器并→串轉(zhuǎn)換TXD接收控制電路RXRDYRXCSYNDET發(fā)送控制電路TXCTXEMPTXRDY2014/071、與外設(shè)接口一部分是發(fā)送數(shù)據(jù)，另一部分是接收數(shù)據(jù)部分，都包含緩沖器和控制電路，脈沖控制下將數(shù)據(jù)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換。2、調(diào)制/解調(diào)控制電路用來簡化8251A和調(diào)制解調(diào)器的連接，提供了一組通用的控制信號，使得8251A可以直接和調(diào)制解調(diào)器連接。2014/071）數(shù)據(jù)總線緩沖器：三態(tài)雙向8位緩沖器，它使8251A與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連接。3、與CPU接口2）讀/寫控制邏輯電路：用來配合數(shù)據(jù)總線緩沖器工作。寫信號WR：有效時(shí)將來自CPU的數(shù)據(jù)和控制字寫入8251A；讀信號RD：有效時(shí)將數(shù)據(jù)或狀態(tài)字從8251A送往數(shù)據(jù)總線；C/D信號：將此信號和讀/寫信號合起來通知8251A，當(dāng)前讀/寫的是數(shù)據(jù)還是控制字、狀態(tài)字；時(shí)鐘信號CLK：完成8251A的內(nèi)部定時(shí)；復(fù)位信號RESET：使8251A處于空閑狀態(tài)。2014/07

操作說明

0

0

1

0CPU從8251A讀數(shù)據(jù)

0

1

1

0CPU從8251A讀狀態(tài)字

0

0

0

1CPU寫數(shù)據(jù)到8251A

0

1

0

1CPU寫命令到8251A

1

X

X

XUSART總線浮空（無操作）2014/07譯碼D7~D0M／IOCSABA0C／DRDRDWRWRTXRDYTXERXRDYSYNDETRESET80868251A外設(shè)（MODEM）DTRDSRRXDCTSRTSTXDCLKTXC計(jì)數(shù)器／定時(shí)器ＲXC2014/074、MODEM控制信號

DTR—DTE準(zhǔn)備好（輸出，低電平有效），CPU通過命令可使之有效，通知外部設(shè)備，CPU已準(zhǔn)備就緒。DSR—DCE準(zhǔn)備好（輸入，低電平有效），表示當(dāng)前外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好。CPU通過讀取狀態(tài)寄存器的D7位來實(shí)現(xiàn)對信號的檢測。RTS—請求發(fā)送信號（輸出，低電平有效），CPU可以通過編程命令使變其為有效電平，通知DCE，CPU已準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)。CTS—清除請求發(fā)送（輸入，低電平有效），是對RTS的響應(yīng)信號，當(dāng)其有效時(shí)8251A才能執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)操作。2014/075、發(fā)送器有關(guān)信號TXD—發(fā)送數(shù)據(jù)。CPU送往8251A的并行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)變?yōu)榇袛?shù)據(jù)后，通過TXD送往外TXRDY—發(fā)送器準(zhǔn)備好信號，高電平有效。有效時(shí)表示發(fā)送緩沖器空，CPU可以向芯片送入新數(shù)據(jù)。若為中斷方式，則作為中斷請求信號；若為查詢方式，可作聯(lián)絡(luò)信號。TXE—發(fā)送器空信號，高電平有效，用來表示此時(shí)8251A發(fā)送器中沒有要發(fā)送的字符；當(dāng)CPU送入一個字符時(shí)被復(fù)位。TxC—發(fā)送時(shí)鐘，控制8251A發(fā)送字符的速度。異步時(shí)：為數(shù)據(jù)速率的1、16或64倍；同步時(shí)與數(shù)據(jù)速率相同。2014/074.接收器有關(guān)信號RXD—接收外設(shè)送來的串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)進(jìn)入8251A后被轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線緩沖器。RXRDY—接收器準(zhǔn)備好信號，高電平有效，表示已從外設(shè)接收到一個字符，正等待CPU取走。中斷方式時(shí)，作為中斷請求信號；查詢方式時(shí)，用來作為聯(lián)絡(luò)信號。SYNDET—同步和終止信號。工作在同步方式時(shí)用做同步檢測端（檢測到同步字符，則SYNDET便變?yōu)楦唠娖剑?；異步時(shí)用做終止檢測輸出。RxC—接收時(shí)鐘，控制8251A接收字符的速度。時(shí)鐘速率規(guī)定與TxC相同，一般將TxC和RxC連在一起，用同一時(shí)鐘源。2014/078251A編程命令：方式控制字：指定通信方式、數(shù)據(jù)格式。命令控制字：指定某種操作（如發(fā)送、接收）或處于某種狀態(tài)（如DTR），以便發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。狀態(tài)字：確定8251當(dāng)前內(nèi)部狀態(tài)。§4.6.3

8251A控制字及工作方式1、方式控制字確定8251A的工作方式、校驗(yàn)方式、波特率和數(shù)據(jù)位數(shù)等。2014/07D7D6D5D4D3D2D1D0工作方式及波特率選擇00：同步方式01：異步方式，波特率系數(shù)=110：異步方式，波特率系數(shù)=1611：異步方式，波特率系數(shù)=6400：5位01：6位10：7位11：8位X0：無奇偶校驗(yàn)位01：奇校驗(yàn)11：偶校驗(yàn)設(shè)定停止位的位數(shù)01：1位停止位10：1.5位停止位11：2位停止位設(shè)定同步方式00：內(nèi)同步，2個同步字符10：內(nèi)同步，1個同步字符X1：外同步若為異步方式(D1，D0≠00)若為同步方式(D1，D0=00)奇偶校驗(yàn)方式設(shè)定異步方式字符位數(shù)選擇2014/07TxEN(TransmitEnable):發(fā)送允許，D0=1,允許進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換并發(fā)送；D0=0禁止發(fā)送。DTR(DataTerminalReady):數(shù)據(jù)終端就緒,D1=1,置/DTR引腳有效0電平；D1=0，置/DTR無效。RxE(ReceiveEnable):接收允許,D2=1允許CPU讀數(shù)據(jù)輸入緩沖器的內(nèi)容；D2=0，禁止接收。EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEND7D6D5D4D3D2D1D02、命令控制字2014/07SBRK(SendBreakcharacter)：發(fā)中止字符，D3=1，迫使TxD引腳發(fā)空號；D3=0，正常操作.ER(ErrorReset):錯誤標(biāo)志復(fù)位,D4=1，使錯誤標(biāo)志PE、OE、FE復(fù)位；RTS(RequestToSend)：請求發(fā)送，D5=1，迫使/RTS引腳為有效電平。IR(InternalReset)：內(nèi)部復(fù)位，D6=1，重新開始設(shè)置模式寄存器，即回到初始化編程階段；D6=0正常進(jìn)行。EH(EnterHuntmode)：進(jìn)入搜索同步字符模式，D7=1，搜索同步字符。2014/07DSRSYNDETFEOEPETXERXRDYTXRDYD7D6D5D4D3D2D1D03、狀態(tài)字PE(ParityError)：奇/偶校驗(yàn)錯。D3=1，有奇/偶校驗(yàn)錯；D3=0無奇/偶校驗(yàn)錯。OE(OverrunError)：數(shù)據(jù)覆蓋錯，接收移位寄存器將數(shù)據(jù)輸入緩沖器中尚未被CPU讀取的數(shù)據(jù)覆蓋而產(chǎn)生的錯誤，D4=1，產(chǎn)生數(shù)據(jù)覆蓋。FE(FramingError)：幀出錯，檢測不到幀停止位的錯誤，僅用于異步幀方式，D5=1時(shí)產(chǎn)生幀錯誤。SYNDET:內(nèi)同步字符檢測位，D6=1：檢測到同步字符；D6=0：未檢測到同步字符。DSR:數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好。由DSR引腳信號設(shè)置。D7=1，DSR引腳信號有效低電平。DSR狀態(tài)位與/DSR引腳信號狀態(tài)相反。2014/07§4.6.4

8251A的初始化是同步方式？輸出通信方式選擇命令字兩個同步字符？復(fù)位？傳送完？輸出工作命令字傳送數(shù)據(jù)輸出第一個同步字符是否否否復(fù)位操作是輸出第二個同步字符是否是2014/074.7可編程DMA控制器8237ADMA控制器的基本功能：

（1）可編程設(shè)定DMA的傳輸模式、所訪問的內(nèi)存地址及其字節(jié)數(shù)。（2）對I/O設(shè)備的DMA請求可編程地進(jìn)行屏蔽或允許，當(dāng)有多個I/O設(shè)備同時(shí)請求時(shí)，還要進(jìn)行優(yōu)先級排隊(duì)。（3）向CPU轉(zhuǎn)達(dá)DMA請求，提出總線請求信號。（4）接收CPU的總線響應(yīng)信號，并接管總線控制權(quán)。（5）在傳送過程中進(jìn)行存儲器的地址修改和字節(jié)計(jì)數(shù)。在傳送完要求的字節(jié)數(shù)后，發(fā)出結(jié)束信號，撤銷總線請求，于是CPU收回總線的控制權(quán)，繼續(xù)執(zhí)行指令。2014/07§4.7.1

8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能2014/071、與外設(shè)接口（1）8237A中有4個獨(dú)立的DMA通道，但需要與一片8位地址鎖存器（如8282）配合使用。（2）每一個通道的DMA請求都可以分別被允許和禁止。（3）每一個通道的DMA請求有不同的優(yōu)先權(quán)，優(yōu)先權(quán)可以是固定的，也可以是旋轉(zhuǎn)的。

DMA請求線DREQ0～DREQ3，由請求傳送數(shù)據(jù)的外部設(shè)備輸入，高電平有效；～DMA認(rèn)可線，由8237A取得總線控制權(quán)后向發(fā)出請求的外部設(shè)備輸出，低電平有效。實(shí)際上，它是DREQ的回答信號。2014/072、與CPU的接口1）數(shù)據(jù)總線緩沖存儲器一個雙向三態(tài)8位緩沖存儲器，是與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。當(dāng)8237A處于從屬狀態(tài)時(shí)，CPU通過這個緩沖存儲器對8237A進(jìn)行讀/寫操作。當(dāng)8237A處于主控狀態(tài)時(shí)，在DMA周期內(nèi)，8237A將所選通道的地址寄存器的高8位地址碼（A15～A8）經(jīng)過這個緩沖存儲器鎖存到8282中，然后該緩沖存儲器將處于浮空狀態(tài)。2014/07DB0～DB7：數(shù)據(jù)線。用于8237A與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。A0～A3：地址線。用以選擇芯片內(nèi)部寄存器。CS*：片選。低有效時(shí)，微處理器與8237A通過數(shù)據(jù)線通信，主要完成對8237A的編程。IOR*：I/O讀。讀取8237A內(nèi)部寄存器。IOW*：I/O寫。寫入8237A內(nèi)部寄存器。CLK：時(shí)鐘?？刂菩酒瑑?nèi)部操作和數(shù)據(jù)傳輸。RESET：復(fù)位。使8237A處于初始狀態(tài)。2014/072）讀/寫邏輯部件

8237A可處于兩種不同的工作狀態(tài)，在8237A未取得總線控制權(quán)以前，CPU處于主控狀態(tài)，而8237A處于從屬狀態(tài)；一旦8237A取得總線控制權(quán)后，8237A便上升為主控狀態(tài)，完全在8237A控制下完成存儲器和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送功能，CPU不再參與數(shù)據(jù)傳送的操作。當(dāng)8237A處于從屬狀態(tài)時(shí)，用來接收由CPU輸入的讀/寫控制信號和端口地址等信息；當(dāng)8237A處于主控狀態(tài)時(shí)，通過它發(fā)出讀/寫控制信號和地址信息。2014/07DB0～DB7：數(shù)據(jù)線。用于8237A與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。A0～A3：地址線。用以選擇芯片內(nèi)部寄存器。CS*：片選。低有效時(shí)，微處理器與8237A通過數(shù)據(jù)線通信，主要完成對8237A的編程。IOR*：I/O讀。讀取8237A內(nèi)部寄存器。IOW*：I/O寫。寫入8237A內(nèi)部寄存器。CLK：時(shí)鐘?？刂菩酒瑑?nèi)部操作和數(shù)據(jù)傳輸。RESET：復(fù)位。使8237A處于初始狀態(tài)。2014/073）控制邏輯部件

控制邏輯部件主要用來向CPU發(fā)出總線請求，得到CPU認(rèn)可后，8237A進(jìn)入主控狀態(tài)，并發(fā)出各種控制信號。A4～A7：地址線。輸出高4位存儲器地址。MEMR*：存儲器讀。有效將數(shù)據(jù)從存儲器讀出MEMW*：存儲器寫。有效將數(shù)據(jù)寫入存儲器2014/07HRQ：總線請求。8237A輸出有效的HRQ高電平，向CPU申請使用系統(tǒng)總線。HLDA：總線響應(yīng)。8237A接受來自CPU的響應(yīng)信號HLDA，取得了總線的控制權(quán)。ADSTB：地址選通。DMA傳送開始時(shí)，輸出高有效，把在DB0～DB7上輸出的高8位地址鎖存在外部鎖存器中。AEN：地址允許。輸出高有效，將鎖存的高8位地址送入系統(tǒng)總線，與芯片此時(shí)輸出的低8位地址組成16位存儲器地址。READY：準(zhǔn)備好。DMA傳送的S3下降沿檢測到為低時(shí)，插入等待狀態(tài)Sw，直到READY為高才進(jìn)入第4個時(shí)鐘周期S4。EOP*：過程結(jié)束。DMA傳送過程結(jié)束，輸出一個低有效脈沖。外部輸入低脈沖信號，則終結(jié)DMA傳送。2014/07

§4.7.2

8237A工作時(shí)序8237A采樣到外設(shè)有DMA請求，就脫離空閑周期進(jìn)入有效周期。8237A作為系統(tǒng)的主控芯片，控制DMA傳送操作。DMA傳送借用系統(tǒng)總線完成，其控制信號以及工作時(shí)序類似CPU總線周期。進(jìn)入DMA傳送時(shí)序2014/07空閑狀態(tài)SI準(zhǔn)備狀態(tài)S0工作狀態(tài)S1、S2、S3、Sw、S4S1狀態(tài)——輸出16位存儲器地址AEN輸出高電平，表示DMA傳送S2狀態(tài)——輸出DMA響應(yīng)信號和控制信號DMA讀：MEMR*和IOW*有效DMA寫：IOR*和MEMW*有效S3和Sw狀態(tài)——檢測數(shù)據(jù)傳送是否能夠完成，決定是否插入等待狀態(tài)SwS4狀態(tài)——完成數(shù)據(jù)傳送2014/071、單字節(jié)傳送方式2、數(shù)據(jù)塊傳送方式3、請求傳送方式4、級聯(lián)傳送方式§4.7.3

8237A工作方式2014/07§4.7.4

8237A的寄存器組

4個DMA通道結(jié)構(gòu)完全相同。一個基地址寄存器（16位）基字節(jié)計(jì)數(shù)器（16位）當(dāng)前地址寄存器（16位）當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器（16位）工作方式寄存器（8位）2014/071、DMA通道0～通道3

16位寄存器，用來保存DMA傳送當(dāng)前數(shù)據(jù)的地址，每次傳送后，這個寄存器的值自動加1或減1。該寄存器由CPU來寫入或讀出。a.當(dāng)前地址寄存器b.當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器

16位的寄存器，其低14位（C13~C0）用來保存DMA傳送的剩余字節(jié)數(shù)，每次傳送后，這個計(jì)數(shù)器的值減1