1、 串行通信的基本概念, 串行通信的接口標準, 8251可編程串行接口芯片, 了解微機串行通信的基本概念, 了解RS-232C等幾種串行接口標準及其用法, 掌握8251芯片的接口技術及程序設計,11.1 串行通信,通信：計算機與外部設備之間、計算機之間的信息交換。,11.1.1 概述,圖11.1 串行通信的3種連接方式,發(fā)送器,A,發(fā)送器,接收器,發(fā)送器,接收器,發(fā)送器,接收器,接收器,發(fā)送器,接收器,B,數據線,(a)單工方式,數據線,A,B,(c)全雙工方式,數據線,數據線,A,B,(b)半雙工方式,11.1.2 信號的調制與解調,MODEM是由調制器和解調器合在一起形成的一個裝置，以用作雙

2、向通信。,11.1.3 同步與異步通信方式,1. 異步通信方式（ASYNC）,奇偶校驗位,異步通信方式的特點是：,（1）起始位：一位，邏輯0，表示字符的開始；,通信時以收發(fā)一個字符為獨立的通信單位，每個字符由4個部分組成：,（2）數據位：可以是58位邏輯0/邏輯1，與雙方約定的編碼形式有關，如：ASCII碼（7位），擴展的BCD碼（8位）等，起始位之后緊跟著的是數據的最低位D0。,（3）奇/偶校驗位：一位邏輯0/邏輯1。,（4）停止位：1位或1.5位或2位邏輯1，表示字符的結束 。,2. 同步通信方式（SYNC）,在異步通信中，每個字符都要用起始位和停止位來使通信雙方同步，這些附加的額外信息，

3、使得異步通信的傳輸效率不高。在需傳輸大量數據的場合，為提高傳輸效率和速度，常去掉這些附加位，即采用同步通信SYNC（Synchronous data Communication）,同步通信方式的特點是：,為了防止因收、發(fā)雙方的時鐘頻率的偏差的積累效應而產生錯位，從而導致通信出錯，同步通信要求接收和發(fā)送的時鐘完全同步，不能有誤差。實際應用中，同步傳送常在收、發(fā)雙方間使用同一時鐘，故硬件電路比較復雜。,對每個字符的檢錯一般可用奇校驗，數據塊的末尾用CRC（循環(huán)冗余碼）對整個數據塊進行校驗。,收、發(fā)雙方以一個或兩個預先約定的同步字符作為數據塊傳送的開始，數據塊由幾十到幾千，甚至更多字節(jié)組成。,11.

4、1.4 波特率與收/發(fā)時鐘,1. 波特率,計算機串行通信中常用波特率（Baud rate）來表示數據傳輸率，波特率的單位是bit/s，即每秒所傳送的二進制位數。常用的標準值有110，300，600，1100，2400，4800，9600，19200波特等。,2.接收/發(fā)送時鐘,11.2 RS-232C接口標準,RS-232C是串行異步通信中應用最廣的串行總線標準，1969年由美國EIA（電子工業(yè)協會）頒發(fā)，其中RS是Recommended Standard的編寫，232是標準的標識號。RS-232C的前身是RS-232A和RS-232B，這前兩種接口標準現在已很少使用。RS-232C主要用于使

5、用模擬信道傳輸數字信號的場合，推出這種標準的最初目的是在數據終端設備DTE（Data Terminal Equipment）與數據通信設備DCE（Data Communication Equipment）之間建立接口標準。,RS-232C的典型應用如圖11.5所示。,1.機械特性 RS-232C采用25腳D型連接器（含插頭/插座）作為DTE與DCE之間通信電纜的連接口，但在實際進行異步通信時，只需9個信號即夠用，因此也可以采用9腳D型連接器。,2.電氣特性 RS-232C采用負邏輯工作，即： 邏輯“1”用負電平表示，有效電平范圍是-3V-15V 邏輯“0”用正電平表示，有效電平范圍是+3V+1

6、5V -3V+3V為過渡區(qū)，邏輯狀態(tài)不定，為無效電平。,3.引腳信號定義,表11.1 RS-232C 主信道引腳信號,數據線： TXD（Transmitted Data）：發(fā)送數據，DTE通過TXD將串行數據發(fā) 送到Modem。 RXD（Received Data）：接收數據，DTE通過RXD接收從Modem來的 串行數據。,接收控制信號線： DSR（Data communication equipment Set Ready）：表示Modem已準備就緒 DTR（Data Terminal Ready）：DTE用來通知Modem，已準備就緒，可以接收數據。,DCD（Data Carrier D

7、etection）：用來表示Modem正在接收來自對方Modem的載波信號，通知DTE準備接收數據。 RI（Ringing Indicator）：通知DTE、Modem已收到電話交換機送來的振鈴呼叫信號，使用公用電話線時要用此信號。,4.信號線的連接,(1) 遠距離時的連接,(2) 近距離時的連接,Intel8251A是一種通用同步/異步數據接受發(fā)送器，廣泛應用于微型計算機。 8251A可以分成5個主要部分：接收器、發(fā)送器、調制/解調控制、讀寫控制邏輯以及數據總線緩沖器。 8251A的結構如圖所示。,11.3 8251A可編程通用串行通信接口,11.3.1 8251A的基本功能,11.3.2

8、8251A的結構,8251A是一個采用NMOS工藝制造的28條引腳雙列直插式芯片，其外部引腳如圖所示。,11.3.3 8251A的引腳功能,與CPU相連的信號線 D7D0 三態(tài)雙向數據總線 CLK 時鐘信號輸入線 片選信號輸入線 信息類型信號輸入線 TxRDY 發(fā)送準備好信號狀態(tài)輸 出線 TxE 發(fā)送器空閑狀態(tài)信號輸 出線 RxRDY 接收器準備好狀態(tài)信號 輸出線 SYNDET同步檢測信號線,11.3.3 8251A的引腳功能,與外設或調制解調器相連的信號線: 數據終端準備好狀態(tài)輸出線； 數據設備準備好狀態(tài)輸入線； 請求傳送信號輸出線； 清除發(fā)送(準許傳送)信號輸入 線； 接收器時鐘輸入線；

9、接收器數據輸入線； 發(fā)送器時鐘輸入線； 發(fā)送器數據輸出線。,11.3.3 8251A的引腳功能,8251A的工作方式需要初始化編程，用兩種控制字進行設置，即方式控制字和操作控制字，還有一個供CPU查詢的狀態(tài)字。,11.3.4 8251A的編程,方式控制字用于約定雙方通信的方式(同步/異步)及其數據格式(數據位和停止位長度，檢驗特性，同步字符特性)、傳送速率(波特率因子)等參數，格式如圖所示。,1. 方式控制字,操作控制字用于指定8251A進行某種操作(如發(fā)送、接收、內部復位和檢測同步字符等)或處于某種工作狀態(tài)，以便接收或發(fā)送數據，其格式如圖所示。,2. 操作控制字,狀態(tài)字用于報告8251A何時

10、才能開始發(fā)送或接收，以及接收數據有無錯誤。狀態(tài)字為8位，其狀態(tài)字格式如圖所示。,3. 狀態(tài)字,8251A是一個可編程的多功能通信接口，在系統(tǒng)復位以后，在8251A工作以前進行初始化編程，確定具體工作方式。初始化編程的過程的流程圖如圖所示。,11.3.5 8251A的應用舉例,例如 編寫一段通過8251A采用查詢方式接收數據的程序。將8251A定義為異步傳送方式，波特率因子為64，采用偶校驗，1位停止位，7位數據位。設8251A數據口地址為04A0H，控制口地址為04A2H。,11.3.5 8251A的應用舉例,程序片段如下： MOV DX，04A2H MOV AL，7BH ；寫方式控制字 OUT DX，AL MOV AL，14H ；寫操作控制字 OUT DX，AL WAIT：IN AL，DX ；讀入狀態(tài)字 AND AL，02H JZ WAIT ；檢查RxRDY是否為1 MOV DX，04A0H IN AL，DX ；輸入數據,例如 編寫使8251A發(fā)送數據的程序。將8251A定義為異步傳送方式，波特率因子為64。采用偶校驗，1位停止位，7位數據位。8251A與外設有握手信號，采用查詢方式發(fā)送數據。設8251A數據口地址為04A0H，控制口地址為04A2H。,程序片段如下： MOV DX，