常用接口芯片及应用（3）3660.pptx

8253的引线功能及内部结构D7D0计数器0控制字寄存器计数器1计数器2内部数据总线数据总线缓冲器读写控制逻辑RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2与处理器接口与处理器接口计数器计数器5.4 5.4 可编程串行接口可编程串行接口82508250教学重点 异步通信协议异步通信协议和和RS232C接口接口 8250的内部结构和的内部结构和编程编程 一.概述n串串行行通通信信：将将数数据据分分解解成成二二进进制制位位用用一一条条信信号号线线，一位一位顺序传送的方式一位一位顺序传送的方式n串串行行通通信信的的优优势势：用用于于通通信信的的线线路路少少，因因而而在在远远距距离离通通信信时时可可以以极极大大地地降降低低成成本本。串串行行通通信信适适合合于于远远距距离离数数据据传传送送，也也常常用用于于速速度度要要求求不不高高的的近近距离数据传送距离数据传送n串串行行通通信信时时的的数数据据、控控制制和和状状态态信信息息都都使使用用同同一一根信号线传送根信号线传送n收收发发双双方方必必须须遵遵守守共共同同的的通通信信协协议议（通通信信规规程程），才才能能解解决决传传送送速速率率、信信息息格格式式、位位同同步步、字字符符同同步、数据校验等问题步、数据校验等问题n串行通信基本通信方式：串行通信基本通信方式：同步通信、异步通信同步通信、异步通信1.同步通信n发送端和接收端频率严格一致发送端和接收端频率严格一致(同步同步)n以以一一个个数数据据块块（帧帧）为为传传输输单单位位，每每个个数数据据块块附附加加1个或个或2个同步字符，最后以校验字符结束个同步字符，最后以校验字符结束n同同步步通通信信的的数数据据传传输输效效率率和和传传输输速速率率较较高高，但但硬硬件电路比较复杂件电路比较复杂n串行同步通信主要应用在网络当中串行同步通信主要应用在网络当中n最常使用高级数据链路控制协议最常使用高级数据链路控制协议HDLC同步字符同步字符数据数据数据数据数据数据校验字符校验字符2.异步通信nPC系系列列机机上上有有两两个个串串行行异异步步通通信信接接口口、键键盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送n串串行行异异步步通通信信以以字字符符为为单单位位进进行行传传输输，其其通信协议是通信协议是起止式异步通信协议起止式异步通信协议n8250实现起止式异步通信协议实现起止式异步通信协议起止式异步通信协议起起始始位位每每个个字字符符开开始始传传送送的的标标志志，起始位采用逻辑起始位采用逻辑0电平电平起始位起始位校验位校验位停止位停止位空闲位空闲位数据位数据位低位低位高位高位字符字符0/10/1 0/10/10/10/10/10/11 10 01 11 11 1数数据据位位数数据据位位紧紧跟跟着着起起始始位位传传送送。由由58个二进制位组成，低位先传送个二进制位组成，低位先传送校校验验位位用用于于校校验验是是否否传传送送正正确确；可可选择奇检验、偶校验或不传送校验位选择奇检验、偶校验或不传送校验位停停止止位位表表示示该该字字符符传传送送结结束束。停停止止位采用逻辑位采用逻辑1电平，可选择电平，可选择1、1.5或或2位位空空闲闲位位传传送送字字符符之之间间的的逻逻辑辑1电电平平，表示没有进行传送表示没有进行传送数据传输速率n数据传输速率也称比特率（数据传输速率也称比特率（Bit Rate）n每秒传输的二进制位数每秒传输的二进制位数bpsn字字符符中中每每个个二二进进制制位位持持续续的的时时间间长长度度都都一一样样，为为数数据据传输速率的倒数传输速率的倒数n过过去去，串串行行异异步步通通信信的的数数据据传传输输速速率率限限制制在在50 bps到到9600 bps之之间间。现现在在，可可以以达达到到115200 bps或更高或更高3.传输制式全双工全双工站站A站站B站站A站站B站站A站站B半双工半双工单工单工4.调制解调器n调制（调制（Modulating）n把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号n解调（解调（Demodulating）n将电话线路的模拟信号转换为数字信号将电话线路的模拟信号转换为数字信号n调制解调器调制解调器MODEMn具有调制和解调功能的器件合制在一个装置具有调制和解调功能的器件合制在一个装置二.串行通信总线(串行接口标准)RS-232Cn美国电子工业协会美国电子工业协会EIA制定的制定的通用标准串行接口通用标准串行接口n1962年公布，年公布，1969年修订年修订n1987年年1月正式改名为月正式改名为EIA-232n设计目的是用于连接调制解调器设计目的是用于连接调制解调器n现现已已成成为为数数据据终终端端设设备备DTE（例例如如计计算算机机）与与数数据通信设备据通信设备DCE（例如调制解调器）的标准接口（例如调制解调器）的标准接口n可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机n属于网络层次结构中的最低层：物理层属于网络层次结构中的最低层：物理层1.RS-232C的引脚定义n232C接口标准使用一个接口标准使用一个25针连接器针连接器n绝绝大大多多数数设设备备只只使使用用其其中中9个个信信号号，所所以以就有了就有了9针连接器针连接器RS-232C的引脚（1）nTxD：发送数据发送数据n串行数据的发送端串行数据的发送端nRxD：接收数据接收数据n串行数据的接收端串行数据的接收端nTxC：发送器时钟：发送器时钟n控制数据终端发送串行数据的时钟信号控制数据终端发送串行数据的时钟信号nRxC：接收器时钟：接收器时钟n控制数据终端接收串行数据的时钟信号控制数据终端接收串行数据的时钟信号nGND：信号地信号地n为所有的信号提供一个公共的参考电平为所有的信号提供一个公共的参考电平需掌握RS-232C的引脚（2）一般了解nRTS：请求发送：请求发送n当当数数据据终终端端设设备备准准备备好好送送出出数数据据时时，就就发发出出有有效效的的RTS信信号号，用用于于通通知知数数据据通通信信设备准备接收数据设备准备接收数据nCTS：清除发送（允许发送）：清除发送（允许发送）n当当数数据据通通信信设设备备已已准准备备好好接接收收数数据据终终端端设设备备的的传传送送数数据据时时，发发出出CTS有有效效信信号号来来响应响应RTS信号信号 RTS和和CTS是数据终端设备与数据通信设备间一对用于数据发送的联络信号是数据终端设备与数据通信设备间一对用于数据发送的联络信号nDTR：数据终端准备好数据终端准备好n通常当数据终端设备一加电，该信号就有效，表明数据终端设备准备就绪通常当数据终端设备一加电，该信号就有效，表明数据终端设备准备就绪nDSR：数据装置准备好数据装置准备好n通通常常表表示示数数据据通通信信设设备备（即即数数据据装装置置）已已接接通通电电源源连连到到通通信信线线路路上上，并并处处在在数数据据传输方式传输方式 DTR和和DSR也可用做数据终端设备与数据通信设备间的联络信号，例如应答数据接收也可用做数据终端设备与数据通信设备间的联络信号，例如应答数据接收n保护地保护地（机壳地）（机壳地）n起起屏屏蔽蔽保保护护作作用用的的接接地地端端，一一般般应应参参照照设设备备的的使使用用规规定定，连连接接到到设设备备的的外外壳壳或或大大地地nCD：载波检测（载波检测（DCD）n当当本本地地调调制制解解调调器器接接收收到到来来自自对对方方的的载载波波信信号号时时，该该引引脚脚向向数数据据终终端端设设备备提提供供有有效信号效信号nRI：振铃指示振铃指示n当当调调制制解解调调器器接接收收到到对对方方的的拨拨号号信信号号期期间间，该该引引脚脚信信号号作作为为电电话话铃铃响响的的指指示示、保保持有效持有效2.RS-232C的连接n方方法法1：微微机机利利用用232C接接口口连连接接调调制制解解调调器器，用于实现通过电话线路的远距离通信，用于实现通过电话线路的远距离通信n方方法法2：微微机机利利用用232C接接口口直直接接连连接接进进行行短距离通信。不使用调制解调器。短距离通信。不使用调制解调器。3.RS-232C的电气特性n232C接口采用接口采用EIA电平电平n高电平为高电平为3V15Vn低电平为低电平为3V15Vn实际常用实际常用12V或或15Vn标准标准TTL电平电平n高电平：高电平：2.4V5Vn低电平：低电平：0V0.4V相互转换相互转换三.可编程串行接口INS 8250n实现串行异步通信实现串行异步通信n串串行行传传输输，需需要要并并行行到到串串行行和和串串行行到到并并行行的的转转换换，并并按按照照传传输输协协议议发发送送和和接接收收每每个个字符（或数据块）字符（或数据块）nIBM PC/XT机的串行口机的串行口INS 8250n后来使用后来使用NS165501.8250的内部结构n8250实实现现了了起起止止式式串串行行异异步步通通信信协协议议，支支持全双工通信持全双工通信n通信字符可选择数据位为通信字符可选择数据位为58位位n停止位停止位1、1.5或或2位位n可进行奇偶校验可进行奇偶校验n具有奇偶、帧和溢出错误检测电路具有奇偶、帧和溢出错误检测电路可编程串行通信接口82502.8250的引脚n分分成成连连接接CPU的的部部分分和连接外设的部分和连接外设的部分n注注 意意：8250不不 是是Intel公公 司司 的的 产产 品品(Intel 8251)，所所以以该该芯芯片片引引脚脚名名称称与与前前面面 学学 习习 的的 8253、8255等等Intel产产品品有有所所不不同同，但但是是引引脚脚功功能却是类似的能却是类似的与处理器接口串行接口(RS-232)123 1045 967 158121314 1128 3227 8250 3626 3325 3722 3821 3919 3418 3123 302435 4016 2017D0D1D2D3D4D5D6D7CS0CS1CS2A0A1 A2ADSDISTRDISTRDOSTRDOSTRDDISCSOUTMRXTAL1XTAL2SINRCLKBAUDOUTSOUTRTSCTSDTRDSRRLSDRIOUT1OUT2INTR+5VGND(1)处理器接口引脚（1）n数据线数据线D0D7：在：在CPU与与8250之间交换信息之间交换信息n地址线地址线A0A2：寻址：寻址8250内部寄存器内部寄存器n片片选选线线：8250设设计计了了3个个片片选选输输入入信信号号CS0、CS1、CS2*和和一一个个片片选选输输出出信信号号CSOUT。3个个片片选选输输入入都都有有效效时时，才才选选中中8250芯芯片片，同同时时CSOUT输出高电平有效。输出高电平有效。n地地址址选选通通信信号号ADS*：当当该该信信号号低低有有效效时时，锁锁存存上上述述地地址址线线和和片片选选线线的的输输入入状状态态，保保证证读读写写期期间间的地址稳定的地址稳定处理器接口引脚（2）n读控制线读控制线n数数据据输输入入选选通通DISTR（高高有有效效）和和DISTR*（低低有有效效）有一个信号有效，有一个信号有效，CPU从从8250内部寄存器读出数据内部寄存器读出数据n相当于相当于I/O读信号读信号n写控制线写控制线n数数据据输输出出选选通通DOSTR（高高有有效效）和和DOSTR*（低低有有效效）有一个有效，有一个有效，CPU就将数据写入就将数据写入8250内部寄存器内部寄存器n相当于相当于I/O写信号写信号n8250读读写写控控制制信信号号有有两两对对，每每对对信信号号作作用用完完全全相相同，只不过有效电平不同而己同，只不过有效电平不同而己处理器接口引脚（3）n驱驱动动器器禁禁止止信信号号DDIS：CPU从从8250读读取取数数据据时时，DDIS引引脚脚输输出出低低电电平平，用用来来禁禁止止外外部部收收发发器器对对系系统统总总线线的的驱驱动动；其其他他时时间间，DDIS为高电平为高电平n主复位线主复位线MR：硬件复位信号：硬件复位信号RESETn中中断断请请求求线线INTR：8250有有4级级共共10个个中中断断源源，当当任任一一个个未未被被屏屏蔽蔽的的中中断断源源有有请请求求时时，INTRPT输出高电平向输出高电平向CPU请求中断请求中断(2)时钟信号n时钟输入引脚时钟输入引脚XTAL1：8250的基准工作时钟的基准工作时钟n时钟输出引脚时钟输出引脚XTAL2：基准时钟信号的输出端基准时钟信号的输出端n波波特特率率输输出出引引脚脚BAUDOUT*：基基准准时时钟钟经经8250内部波特率发生器分频后产生发送时钟内部波特率发生器分频后产生发送时钟n接接收收时时钟钟引引脚脚RCLK：接接收收外外部部提提供供的的接接收收时时钟钟信信号号；若若采采用用发发送送时时钟钟作作为为接接收收时时钟钟，则则只只要要将将RCLK引脚和引脚和BAUDOUT*引脚直接相连引脚直接相连(3)串行异步接口引脚8250数据装置准备好数据装置准备好DSR*数据终端准备好数据终端准备好DTR*发送数据发送数据SOUT (TXD)接收数据接收数据SIN (RXD)请求发送请求发送RTS*允许发送允许发送CTS*信号地信号地GND载波检测载波检测RLSD*(CD)振铃指示振铃指示RI*对应对应RS-232TXDRXDRTSCTSDSRDTRGNGCDRI(4)输出线nOUT1*和和OUT2*：n两个一般用途的输出信号两个一般用途的输出信号n由由调调制制解解调调器器控控制制寄寄存存器器的的D2和和D3使使其其输输出出低电平有效信号低电平有效信号n复位使其恢复为高复位使其恢复为高3.内部寄存器n8250内内部部有有9种种可可访访问问的的寄寄存存器器，除除数数寄寄存存器器是是16位位的的，占用两个连续的占用两个连续的8位端口位端口n内内部部寄寄存存器器用用引引脚脚A0A2来来寻寻址址；同同时时还还要要利利用用通通信信线线路路控控制制寄寄存存器器的的最最高高位位，即即除除数数寄寄存存器器访访问问位位DLAB，来来区别共用两个端口地址的不同寄存器区别共用两个端口地址的不同寄存器 图.8250的连接分频次数锁存器DLH和DLL（除数锁存器）分频系数基准时钟频率分频系数基准时钟频率（16比特率）比特率）传输线控制寄存器LCR（通信控制寄存器）指定串行异步通信的指定串行异步通信的字符格式字符格式传输线状态寄存器LSR（通信状态寄存器）提供串行异步通信的当前状态提供串行异步通信的当前状态供供CPU读取和处理读取和处理为为1使使DTR*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 MODEM控制寄存器MCR设置设置8250与数据通信设备之间与数据通信设备之间联络应答的输出信号联络应答的输出信号0 0 0LOOP OUT2OUT1RTS DTR为为1使使RTS*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 为为1使使OUT1*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 为为1使使OUT2*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 为为1使使8250为为循环工作方式循环工作方式否则为正常工作方式否则为正常工作方式CTS 位1=CTS 引脚电平发生变化DSR位1=DSR 引脚电平发生变化 RI位1=RI 引脚电平发生变化RLSD 位1=RLSD引脚电平发生变化0=CTS 引脚为高电平1=CTS 引脚为低电平0=DSR 引脚为高电平1=DSR 引脚为低电平0=RI引脚为高电平1=RI 引脚为低电平0=RLSD引脚为高电平1=RLSD 引脚为低电平D7D6D5D4D3D2D1D0MODEM状态寄存器MSRn反映反映4个控制输入信号的当前状态及其变化个控制输入信号的当前状态及其变化nMSR高高4位中某位为位中某位为1，说明相应输入信号当前为低有效，否则为高电平，说明相应输入信号当前为低有效，否则为高电平nMSR低低4位位中中某某位位为为1，则则说说明明从从上上次次CPU读读取取该该状状态态字字后后，相相应应输输入入信信号号已发生改变，从高变低或反之已发生改变，从高变低或反之中断允许寄存器IERn8250设计有设计有2个中断寄存器个中断寄存器(IER、IIR)和和4级中断级中断n4级级中中断断的的优优先先权权，是是按按照照串串行行通通信信过过程程中中事事件件的的紧紧迫迫程程度安排的、是固定不变的度安排的、是固定不变的n用户可利用用户可利用IER中断允许或禁止进行控制中断允许或禁止进行控制n中断允许寄存器中断允许寄存器的低的低4位控制位控制8250这这4级中断是否被允许级中断是否被允许n某位为某位为1，则对应的中断被允许，则对应的中断被允许n否则，被禁止否则，被禁止n接收数据错误中断接收数据错误中断D2n接收数据寄存器满接收数据寄存器满(准备好准备好)中断中断D0n发送数据寄存器空中断发送数据寄存器空中断D1n调制解调器状态发生变化中断调制解调器状态发生变化中断D3优先权高优先权高优先权高优先权高优先权低优先权低中断识别寄存器IIR（中断标志寄存器）保存正在请求中断的优先权最高保存正在请求中断的优先权最高的中断级别编码的中断级别编码0 0 0 0 0ID1 ID0IP0 有中断有中断1 无中断无中断ID1ID0优先权优先权中断类型中断类型1 11 00 10 01234 接收错误接收错误 接收数据准备好接收数据准备好 发送数据寄存器空发送数据寄存器空 调制解调器状态变化调制解调器状态变化作业n预习预习8255与小键盘接口实验与小键盘接口实验 8255 端端口口地地址址为为318H31BH,请请编编程程实实现现通通过过A口口读读取取键键盘各值并在盘各值并在PC上显示上显示n要求要求n在分析参考程序基础上编出程序在分析参考程序基础上编出程序n复习汇编语言程序的调试复习汇编语言程序的调试PA0PA7PB0PB18255键盘4.8250编程举例例例：设设数数据据传传输输速速率率1200波波特特，通通信信格格式式为为7位位/字字符符，2 位位停停止止位位，奇奇校校验验，数数据据传传输不采用中断方式，则其初始化程序段为：输不采用中断方式，则其初始化程序段为：MOVDX，2FBH ；LCR的的口地址口地址MOV AL，80H ；将；将DLAB位置位置1OUT DX，AL MOV DX，2FBH；DLL的口地址的口地址MOV AL，60H；写写入入1200波波特特的的 DLL值值，通通过过查查表表可可知知1200对应的对应的 DLH DLL值分别为值分别为0060HOUT DX，AL MOV DX，2F9H ；DLH口地址口地址MOVAX，0 OUT DX，AX；写入；写入12000波特的波特的 DLH值值MOV DX，2FBH ；设定；设定 LCR的口地址的口地址MOV AL，0EH；7位字符，位字符，2位停止位，奇校验位停止位，奇校验OUT DX，AL；写入；写入 LCR控制字控制字MOV DX，2FCH ；设定；设定 MCR口地址口地址MOV AL，03H ；置；置 MCR控制字控制字OUT DX，ALMOV DX，2F9H；设定；设定 IER口地址口地址MOV AL，0 ；禁止一切中断；禁止一切中断OUT DX，AL；置；置 IER控制字控制字8.4 异步通信适配器nIBM PC/XT机的串行异步通信适配器机的串行异步通信适配器n以以8250为核心为核心n完完成成发发送送时时的的并并转转串串和和接接收收时时的的串串转转并并以以及及相相应的控制工作应的控制工作n配置了配置了TTL电平与电平与EIA电平转换电路等电平转换电路等RCLKRCLKBAUDOUTBAUDOUTIRQIRQ4 4IRQIRQ3 3RESETRESET+5V+5VA A8 8AENAENA A3 3A A7 7A A9 9IOR IOR IOWIOWA A0 0A A2 2MRMRXTAL1XTAL1OUTOUT1 1OUTOUT2 2INTRPTINTRPTDISTRDISTRDOSTRDOSTRA A0 0A A2 2CS2CS282508250LS245LS245D D0 0D D7 7D D0 0D D7 7J9J9J10J10J11J11J12J12DIRDIR1.8432MHz1.8432MHzCS0CS0CS1CS1ADSADSDISTRDISTRDOSTRDOSTR5V5V 异步通信适配器的接口电路第第8 8章教学要求章教学要求1.掌掌握握起起止止式式通通信信协协议议、RS-232C引引脚定义和连接脚定义和连接2.了解了解8250的引脚和内部寄存器功能的引脚和内部寄存器功能3.了了解解8250在在IBM PC系系列列机机上上的的应应用情况用情况谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH