微机原理 第七章 串行通信接口技术..

（5）MODEM控制寄存器MCR(3FCH)
0 0 0 LOOP OUT2 OUT1 RTS DTR
为 1使 8250 为循环工作方式 为 1使 引脚为低 为OUT2* 1使 为 OUT1* 1使 为 RTS* 1使 引脚为低 DTR* 引脚为低 引脚为低 否则为正常工作方式 否则为高 否则为高 否则为高 否则为高
（1）处理器接口引脚（2）

读控制线


数据输入选通 DISTR （高有效）和 DISTR* （低有效） 有一个信号有效，CPU从8250内部寄存器读出数据 相当于I/O读信号
数据输出选通 DOSTR （高有效）和 DOSTR* （低有 效）有一个有效，CPU就将数据写入8250内部寄存器 相当于I/O写信号

（4）输出线

OUT1*和OUT2*：


两个一般用途的输出信号 由调制解调器控制寄存器的 D2 和 D3 使其输出 低电平有效信号 复位使其恢复为高
8250的寄存器及编程方法


8250 内部有 10 个可访问的寄存器，除数 寄存器是 16 位的，占用两个连续的 8 位端 口 内部寄存器用引脚A0～A2来寻址；同时还 要利用通信线路控制寄存器的最高位，即 除数寄存器访问位 DLAB 的 0和 1两种状态， 来区别公用 1 个端口地址所访问的两个寄 存器
（7）中断允许寄存器IER （3F9H）


8250设计有2个中断寄存器和4级中断 4级中断的优先权，是按照串行通信过程中 事件的紧迫程度安排的、是固定不变的 用户可利用中断允许或禁止进行控制 中断允许寄存器的低 4位控制8250 这4级中 断是否被允许
5. RS232C接口

RS-232C信号定义的说明
RS-232C的 25 个插脚仅定义 22 个。在微机通信 中，通常使用的 RS-232C 接口信号只有 9 根引脚 （P299,图7-37）

RS-232C总线的电气规范

RS-232C标准与TTL标准之间的转换
常用于将TTL电平转换为RS-232C电平的芯片，除MC1488外 还有75188，75150等；用于将 RS-232C电平转换为TTL 电 平，除MC1489外，还有75189，75154等
（2）同步通信及其协议
同步通信以一个数据块为传输单位，每个数据块附 加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束
同步通信协议有多种，常用的有面向比特的高级数据链 路控制协议HDLC（High-Level Data Link Control）。IBM系 列微机中常用的同步数据链路控制协议SDLC（Synchronous Data Link Control）则是HDLC的子集
为1 为 ，表示发送移位寄存器空； 1 为 ，表示发送保持寄存器空， 1 为 ，表示正在传输中止字符 1 为 ，表示出现帧错误 1 为 ，表示出现奇偶错 1 为 ，表示出现溢出错 1，表示接收数据缓冲器收到 一个数据，既接收数据准备好； 当数据由发送保持寄存器移入 当CPU将字符写入发送保持 当CPU 0 发送移位寄存器时，该位为 寄存器后，该位为 0读走数据后，该位为 0 提供串行异步通信的当前状态 供CPU读取和处理
设置8250与数据通信设备之间 联络应答的输出信号
例 ： 要 使 MCR 的 DTR ， RTS 有 效 ， OUT1 ， OUT2以及LOOP无效，则编程如下： MOV DX，3FCH MOV AL，00000011B OUT DX，AL ；MCR的地址， ；MCR的控制字
例：要对8250通过自发自收进行诊断，则程序 为: MOV DX ，3FCH MOV AL，00010011B OUT DX，AL ；MCR的地址 ；LOOP位置“1”
中断允许寄存器
波特率除数锁存寄存器（低字节） 波特率除数锁存寄存器（高字节）
中断识别寄存器 线路控制寄存器 MODEM控制寄存器 线路状态寄存器 MODEM状态寄存器
（1） 发送保持寄存器THR (3F8H) ：“写”
CPU
发送保持寄存器
发送移位寄存器
SOUT
同步控制
8250
包含将要串行发送的并行数据

每秒传输的二进制位数bps 字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为数据 传输速率的倒数
字符速率与波特率ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ者关系 字符速率：每秒钟传输的字符数。 波特率：指单位时间内传送二进制数据的 位数。单位为：b/s
例１: 异步传输过程 设每个字符对应1个起始位、7个信息位、1个 奇偶校验位和1个停止位，如果波特率为1200bps， 那么，每秒钟能传输的最大字符数为1200/10＝ 120个


数据线D7 ～ D0 ：在CPU与8250之间交换信息 地址线A0～A2：寻址8250内部寄存器 片选线： 8250 设计了 3 个片选输入信号 CS0 、 CS1、CS2*和一个片选输出信号 CSOUT。 3个片 选 输 入 都 有 效 时 ， 才 选 中 8250 芯 片 ， 同 时 CSOUT输出高电平有效。 地址选通信号 ADS* ：当该信号低有效时，锁存 上述地址线和片选线的输入状态，保证读写期间 的地址稳定

同步通信的特点是不仅字符内部保持“同 步”，而且字符与字符之间也是同步的。
在这种通信方式下，收/发双方必须建立准确 的位定时信号，也就是收/发时钟的频率必须 严格地一致。


每个字符不增加任何附加位，而是连续发送
3. 波特率与收/发时钟
（1）串行传输速率

串行传输速率也称波特率（Baud Rate）
（1） 接收缓冲寄存器RBR (3F8H) ：“读”
CPU 接收缓冲寄存器 接收移位寄存器 同步控制 8250 SIN
存放串行接收后转换成并行的数据
（2）波特率除数寄存器BRD(3F8H,3F9H)
16 T 数据线 （SIN） 时钟 （RCLK） 起始位 T
8T
16 T
除数寄存器保存设定的分频系数 BRD＝基准时钟频率÷（16×波特率）
（2） 发送/接收时钟
发送/接收时钟频率与波特率之间的关系为：
发送/接收时钟频率=n发送/接收波特率
其中n称为波特因子，一般n=1，16，32，64 例：要求传输速率为1200 bps
当选择n=16时，表明一位数字信号中有16个时 钟脉冲，故发送/接收时钟频率为：
120016=19.2kHz
4. 信号的调制解调
可编程串行通信接口芯片8251A
在串行通信时，收发双方要解决的问题:



以何种速率进行数据的发送和接收（波特率） 采用何种数据格式（帧格式） 接收方如何得知一批数据的开始和结束（帧同步） 接收方如何从位流中正确地采样到位数据（位同步） 接收方如何判断收到数据的正确性（数据校验） 收发出错时如何处理（出错处理）

调制和解调
长距离通信时，常需要利用电话线路，它的频带则只有 300Hz ～ 3400Hz 。为了通过电话线路传输数字信号，必须先 把数字信号转换为适合在电话线路上传送的模拟信号，这就 是调制；经过电话线路传输后，在接收端再将模拟信号转换 为数字信号，这就是解调。

调制方法 ： 移频键控（FSK） 移相键控PSK 振幅键控（ASK）

写控制线



8250读写控制信号有两对，每对信号作用完全相 同，只不过有效电平不同而己
（1）处理器接口引脚（3）


驱动器禁止信号DDIS：CPU从8250读取数 据时，DDIS引脚输出低电平，用来禁止外 部收发器对系统总线的驱动；其它时间， DDIS为高电平 主复位线MR：硬件复位信号RESET 中断请求线INTRPT：8250有4级共10个中 断源，当任一个未被屏蔽的中断源有请求 时，INTRPT输出高电平向CPU请求中断
（6）MODEM状态寄存器MSR(3FEH)



反映4个控制输入信号的当前状态及其变化 MSR 高 4 位中某位为 1 ，说明相应输入信号当前 为低有效，否则为高电平 MSR 低 4 位中某位为 1 ，则说明从上次 CPU 读取 该状态字后，相应输入信号已发生改变，从高变 低或反之 MCR 低 4 位任一位置 1 ，均产生调制解调器状态 中断，当 CPU 读取该寄存器或复位后，低 4 位被 清零
串行通信的基本概念
1. 数据传送方向
单工方式
站A 站B
半双工方式
全双工方式
站A
站B
站A
站B
2. 串行通信的两种基本方式
（1）异步通信及其协议 所谓的异步通信，是指通信中两个字符的时间间 隔是不固定的，而同一字符中的相邻代码间时间 间隔是固定的



串行异步通信以字符为单位进行传输，用 起始位表示字符的开始，用停止位表示字 符结束，其通信协议是起止式异步通信协 议 串行通信时的数据、控制和状态信息都使 用同一根信号线传送 收发双方必须遵守共同的通信协议（通信 规程），才能解决传送速率、信息格式、 位同步、字符同步、数据校验等问题
8250内部寄存器端口地址
适配器地址 DLAB A2A1A0 访问寄存器名称
接收数据寄存器（读） 发送保持寄存器（写）
3F8H 3F9H 3F8H 3F9H 3FAH 3FBH 3FCH 3FDH 3FEH
0 0 1 1
000 001 000 001 010 011 100 101 110
例2:同步传输 用 1200bps 的波特率工作，用 4 个同步字 符作为信息帧头部，但不用奇偶校验，那 么 ， 传 输 100 个 字 符 所 用 的 时 间 为 7(100+4)/1200 ＝ 0.6067s ，这就是说，每 秒钟能传输的字符数可达到 100/0.6067 ＝ 165个。 可见，在同样的传输率下，同步传输时 实际字符传输率要比异步传输时高。