8251a有何特點(diǎn)?在串行通信中作用_8251a的工作方式

8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

（1）接收器

接收器包括接收緩沖器和接收控制邏輯兩部分。接收器的功能是接收在RXD引腳上的串行數(shù)據(jù)，并按規(guī)定的格式把它轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，存放在數(shù)據(jù)總線緩沖器中。

①接收緩沖器

接收緩沖器主要由移位寄存器和數(shù)碼寄存器組成。接收器接收傳送到RXD（接收數(shù)據(jù)輸入端）引腳上的串行數(shù) 據(jù)，并對(duì)串行數(shù)據(jù)流的特殊位（奇偶位，停止位等）和字符（同步字符）進(jìn)行檢查、處理，按規(guī)定的格式將串行 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)存放在緩沖器中。

接收移位寄存器和接收數(shù)據(jù)緩沖器組成了雙緩沖器結(jié)構(gòu)。

②接收控制邏輯

這一部分控制串行數(shù)據(jù)的接收，包括三條控制線：

RXRDY（Receiver Ready）接收器準(zhǔn)備好，輸出，高電平有效。

RXC（Receiver Clock）接收時(shí)鐘，輸入。

SYNDET/BRKDET（SYNchronous DETect/BreaK DETect）同步檢測(cè)/斷點(diǎn)檢測(cè)，輸出/輸入，高電平有效。

（2）發(fā)送器

發(fā)送器包括發(fā)送緩沖器和發(fā)送控制邏輯兩部分。

①發(fā)送緩沖器和發(fā)送過程

發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器接收由CPU送來的并行數(shù)據(jù)，按初始化編程指定的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流送至發(fā)送移位寄存器，在TXC的下降沿從TXD引腳發(fā)送出去。

發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器和發(fā)送移位寄存器組成了發(fā)送的雙緩沖器結(jié)構(gòu)。

②發(fā)送控制邏輯

該部分控制串行數(shù)據(jù)的發(fā)送操作，包括3條控制線：

TXRDY（Transmitter ReaDy）發(fā)送器準(zhǔn)備好，輸出，高電平有效。

TXE（Transmitter Empty）發(fā)送器空，輸出，高電平有效。

TXC（Transmitter Clock）發(fā)送時(shí)鐘，輸入。

（3）讀/寫控制邏輯

讀/寫控制邏輯接收CPU的有關(guān)控制信號(hào)，據(jù)此確定對(duì)8251A的操作。該部分共有6條對(duì)外引線。

CLK 時(shí)鐘，輸入。

RESET 復(fù)位，輸入，高電平有效。RESET有效，8251A被強(qiáng)行復(fù)位到空閑狀態(tài)。只有在重新初始化后才能脫離空閑狀態(tài)。

（Chip Select）片選，輸入，低電平有效。

（Control/Data） 控制/數(shù)據(jù)信號(hào)，輸入。

（Read）讀，輸入，低電平有效。

（Write）寫，輸入，低電平有效。

（4）數(shù)據(jù)總線緩沖

數(shù)據(jù)總線緩沖器是三態(tài)，雙向，8位緩沖器，經(jīng)引腳D7D7～D0D0和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連，是8251A與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線之間的接口。數(shù)據(jù)總線緩沖器包括：

① 狀態(tài)字緩沖寄存器，寄存8251A接收/發(fā)送操作的各種工作狀態(tài)。

② 發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器，暫存由CPU送來的數(shù)據(jù)或控制字。8251A沒有獨(dú)立的控制寄存器，寫入的控制命令和發(fā)送的數(shù)據(jù)共用一個(gè)寄存器。

③ 接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器，暫存接收到的準(zhǔn)備送往CPU數(shù)據(jù)。

（5）調(diào)制解調(diào)控制邏輯

遠(yuǎn)程通信時(shí)，8251A的TXD端數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制器調(diào)制后送上傳輸線，經(jīng)傳輸線送來的信號(hào)經(jīng)解調(diào)后送往8251A的RXD端。為了在8251A和調(diào)制解調(diào)器之間能正確的傳送數(shù)據(jù)，8251A調(diào)制解調(diào)控制邏輯產(chǎn)生四個(gè)相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)如下：

（Data Terminal Ready）數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好，輸出，低電平有效。

（Data Set Ready）調(diào)制解調(diào)器準(zhǔn)備好，輸入，低電平有效。

（Request To Send）請(qǐng)求發(fā)送，輸入，低電平有效。

（Clear To Send）允許發(fā)送，輸入，低電平有效。

當(dāng)8251A不與調(diào)制解調(diào)器相接而是接續(xù)其它外設(shè)時(shí)，這四條線可以作為控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)線。

8251a串行通信中起什么作用及特點(diǎn)

8251A是一種可編程的通用同步/異步接收發(fā)送器，通常作為串行通信接口使用，被廣泛應(yīng)用Intel80X86為CPU的微型計(jì)算機(jī)中。其基本功能為：

（1）它是全雙工、雙緩沖器的接收/發(fā)送器。

（2）有兩種工作方式，可工作在同步或異步工作方式。同步方式工作時(shí)，波特率在0～64K范圍內(nèi)；異步方式時(shí)，波特率在0～9．2K范圍內(nèi)。

（3）同步方式時(shí)，字符可選擇為5～8bit，可加奇偶校驗(yàn)位，可自動(dòng)檢測(cè)同步字符。

（4）異步方式時(shí)，字符可選擇為5～8bit，可加奇偶校驗(yàn)位，自動(dòng)為每個(gè)字符添加一個(gè)啟動(dòng)位，并允許通過編程選擇11、1.51.5、或22位停止位。

8251A的工作方式

1、異步工作方式：

CPU發(fā)出接收命令，接收電路監(jiān)視RxD端，發(fā)現(xiàn)一個(gè)起始位，開始一個(gè)字符的接收過程。在接收手時(shí)針的作用下，接收到的數(shù)據(jù)串行進(jìn)入接收移位寄存器，被移位并進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，再刪除停止位，得到并行數(shù)據(jù)，經(jīng)片內(nèi)總線接收數(shù)據(jù)緩沖器，等待CPU讀取，同時(shí)RxRDY引腳置高電平，且狀態(tài)寄存器的RxRDY位為1

2、同步工作方式：

同比工作方式分為內(nèi)同步和外同步：

3、工作于內(nèi)同步：

CPU發(fā)出允許接收和進(jìn)入搜索指令，檢測(cè)RxD引腳，將接收的數(shù)據(jù)位送入移位寄存器，并與同步字符寄存器的內(nèi)容比較，若不同，不斷接收并且進(jìn)行移位比較操作，知道相同出現(xiàn)，則SYNDET置高電平，表明同步出現(xiàn)。若為雙同步則需兩個(gè)字符均-致。

4、工作于外同步：

由外部電路監(jiān)測(cè)同步字符，當(dāng)發(fā)現(xiàn)同步字符后，從同步輸入端SYNDET輸入高電平，告知8251A，8251A就脫離對(duì)同步字符的搜索過程，高電平需維持一個(gè)接收時(shí)鐘周期。

達(dá)到同步后，8251A利用接收時(shí)鐘采樣RxD，接收同步幀格式數(shù)據(jù)。采得的數(shù)據(jù)送往移位寄存器，當(dāng)位數(shù)達(dá)到一個(gè)字符規(guī)定的數(shù)位時(shí)，移位寄存器的內(nèi)容通過片內(nèi)總線送往接收數(shù)據(jù)緩沖器，：同時(shí)RxRDY引腳置高電平，且狀態(tài)寄存器的RxRDY位為1，表示已經(jīng)收到一個(gè)可用字符。

8251A的應(yīng)用舉例

例：微機(jī)系統(tǒng)中兩臺(tái)微機(jī)之間進(jìn)行雙機(jī)串行通信的硬件連接和軟件編程。

（1）要求

在甲乙兩臺(tái)微機(jī)之間進(jìn)行串行通信，甲機(jī)發(fā)送，乙機(jī)接收。要求把甲機(jī)上開發(fā)的應(yīng)用程序（其長(zhǎng)度為2DH）傳送到乙機(jī)中去。雙方采用起止式異步方式，通信的數(shù)據(jù)格式為，字符長(zhǎng)度為8位，2位停止位，波特率因子為64，無校驗(yàn)，波特率為4800。 CPU與8251A之間用查詢方式交換數(shù)據(jù)，8251A的端口地址分配是：309H為命令／狀態(tài)口，308H為 數(shù)據(jù)口。

（2）分析

由于是近距離傳輸，因此可以不設(shè) MODEM，兩臺(tái)微機(jī)之間直接通過RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口連接即可。同時(shí)是采用查詢 I／O方式，故收／發(fā)程序中只需檢查發(fā)／收準(zhǔn)備好的狀態(tài)是否置位，即可收發(fā) l個(gè)字節(jié)。

（3）設(shè)計(jì)

①硬件連接

根據(jù)以上分析，把兩臺(tái)微機(jī)都當(dāng)作 DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備），采用最簡(jiǎn)單的發(fā)送線TxD、接收線 RxD和 地線GND三 根線連接就能進(jìn)行通信。采用8251A作為接口的主芯片再配置少量附加電路，如波特率發(fā)生器、 RS—232C 與TTL電平轉(zhuǎn)換電路、地址譯碼電路等就可構(gòu)成一個(gè)串行通信接口。

②軟件編程

由題意可知，接收和發(fā)送程序應(yīng)分別編寫，每個(gè)程序段中包括8251A初始化、狀態(tài)查詢和輸入／輸出幾部分。 對(duì)接收/發(fā)送方的8251A初始化時(shí)，首先要確定其方式選擇控制字和工作命令控制字。根據(jù)題中的要求可有：

發(fā)送方的方式選擇控制字為11001111B=CFH，工作命令控制字為00111110B=37H

接收方的方式選擇控制字為11001111B=CFH，工作命令控制字為00010100B=14H

發(fā)送端的發(fā)送程序（略去 STACK和 DATA段）

CSEG SEGMENT

ASSUME CS：CSEG

TRA PROC FAR

START： MOV DX，309H ；控制口

MOV AL．00H ；空操作

OUT DX，AL

MOV AL，40H ；內(nèi)部復(fù)位

OUT DX，AL

NOP

MOV AL，0CFH ；方式字（異步，2位停止位，字符長(zhǎng)度為8位，無校驗(yàn)，波特率因子為64）

OUT DX， AL

MOV AL，37H ；命令字（RTS、ER、RxE、DTR和 TxEN均置 1）

OUT DX， AL

MOV CX，2DH ；傳送字節(jié)數(shù)

MOV SI，300H ；發(fā)送區(qū)首址

L1： MOV DX，309H ；狀態(tài)口

IN AL， DX ；查狀態(tài)位 D。（TxRDY）=1？

TEST AL，38H ；查錯(cuò)誤

JNZ ERR ；轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理

AND AL，01H

JZ L1 ；發(fā)送未準(zhǔn)備好，則等待

MOV DX，308H ；數(shù)據(jù)口

MOV AL，［SI］ ；發(fā)送準(zhǔn)備好，則從發(fā)送區(qū)取1字節(jié)發(fā)送

OUT DX， AL

INC SI ；修改內(nèi)存地址

DEC CX ；字節(jié)數(shù)減 1

JNZ L1 ； 未發(fā)送完，繼續(xù)

ERR： （略）

MOV AX，4C00H ；已送完，回 DOS

INT 21H

TRA ENDP

CSEG ENDS

END START

接收方接收程序（略去 STACK和 DATA段）

SCEG SEGMENT

ASSUME CS：REC

REC PROC FAR

BEGIN： MOV DX，309H ；控制口

MOV AL，0AAH ；空操作

OUT DX， AL

MOV AL，50H ；內(nèi)部復(fù)位

OUT DX， AL

NOP MOV AL，0CFH ；方式字

OUT DX， AL

MOV AL，14H ；命令字（ER、RxE置1）

OUT DX， AL

MOV CX，2DH ；傳送字節(jié)數(shù)

MOV DI，400H ；接收區(qū)首址

L2： MOV DX，309H ；狀態(tài)口

IN AL， DX ；查狀態(tài)位 D2（RxRDY）＝17

TEST AL，38H ；查錯(cuò)誤

JNZ ERR ；轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理 ．

AND AL， 02H

JZ L2 ；接收未準(zhǔn)備好，則等待

MOV DX，308H ；數(shù)據(jù)口

IN AL， DX ；接收準(zhǔn)備好，則接收1字節(jié)

MOV ［DI］， AL ；并存入接收區(qū)

INC DI ；修改內(nèi)存

LOOP L2 ；未接收完，繼續(xù)

ERR： （略）

MOV AX，4C00H ；已接收完，程序結(jié)束，退出

INT 21H ；返回 DOS

REC ENDP

CSEG ENDS

END BEGIN