8251芯片PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,8.3,可编程接口芯片,8251A,8251A,是通用同步异步接收发送器,USART(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter),，适合作异步起止式数据格式和同步面向字符数据格式的接口，其功能很强。,1,8.3,可编程串行通信接口芯片,8251,一、基本功能,(1),可工作在同步方式，也可工作在异步方式。同步方式下波特率为,0,64 000,波特，异步方式下波特率为,0,19 200,波特。,(2),在同步方式时，每个字符可定义为,5,、,6,、,7,或,8,位。两种方法实现同步，由内部自动检测同步字符或由外部给出同步信号。允许同步方式下增加奇,/,偶校验位进行校验。,(3),在异步方式下，每个字符可定义为,5,、,6,、,7,或,8,位，用,1,位作奇偶校验。时钟速率可用软件定义为波特率的,l,、,16,或,64,倍。另外，,8251A,在异步方式下能自动为每个被输出的数据增加,1,个起始位，并能根据软件编程为每个输出数据设置,1,位、,1.5,位或,2,位停止位。,(4),能进行出错检测。带有奇偶、溢出和帧错误等检测电路，用户可通过输入状态寄存器的内容进行查询。,（）与,Intel 8080,、,8085,、,8086,、,8088CPU,兼容,2,二、内部结构,发送,缓冲器,数据总线缓冲器,调制解调控制电路,DB,读,/,写逻辑,RESET,CLK,RD,WR,C/D,CS,DSR,DTR,CTS,RTS,发送,控制,电路,接收,缓冲器,接收,控制,电路,RxD,TxD,TxRDY,TxE,TxC,RxRDY,RxC,SYNDET,状态缓冲器、接收数据缓冲器、数据/命令缓冲器,3,作用：,接收器接收在,RxD,上的串行数据并按规定的格式转换为并行数据，存放在接收数据缓冲器中。,RxD,异或门,内部,CLK,DB,检测,奇偶检验结果,接收缓冲寄存器,接收移位寄存器,奇偶位,停止位,1,波,特,率,工作过程：,（,异步方式）当,8251,允许接收并准备好接收数据时，监测,RxD,端，,当检测到起始位（低电平）后，使用16倍率的内部,CLK,，,连续检测8个0确认。然后按波特率移位、检测,RXD,，,直至停止位。,内部删除起始、奇偶、停止位,接收缓冲寄存器后，使,RxRDY,为高，,向,CPU,提出中断申请。,1,、接收器,4,启动检测,确定已检测到启动位,采样数据检测,16T,启动位,DATA,CLOCK,（,内同步方式）在,CPU,发出允许接收命令后，,8251,一直检测,RxD,，把接收到的每一位数据送入移位寄存器，与同步字符寄存器的内容进行比较。若两者不相同，则继续接收数据和进行移位比较操作；若相等，则,8251,将,SYNDET,置,1,，表示已找到同步字符。,找到同步字符后，利用时钟采样和移位,RxD,线上的数据位，按规定的位数送接收数据缓冲器，同时,RxRDY,信号。,16T,5,内部产生起始、奇偶检验、停止位，按约定的波特率从,TxD,输出。,数据发送缓冲器,波,特,率,发送移位寄存器,奇偶位,停止位,1,起始位,异或门,TXD,SOUT,0,内部,CLK,DB,CPU,执行输出指令，并行数据,发送缓冲器,。,工作过程,发送缓冲器,发送移位寄存器,，,向,CPU,提出中断申请（,TxRDY=1,）。,当数据全部输出结束，在,TXD,发出连续低电平(,TxE=1),。,2,、发送器,6,RxD,（,Receiver Data,）,接收数据：从,RxD,端,串行输入数据输入,RxRDY,（,Receiver Ready,）,接收数据准备好：表示接收数据缓冲器已收到一个字符数据，,CPU,可采用中断或查询方式读取数据（,RxRDY=0,）。,SYNDET/BRKDET,（,Sync Detecte/Break Detece,）,同步检测,/,断点检测,同步方式（同步检测）：在内同步方式，,当,8251,检测到同步字符，,SYNDET,输出为高点平，,表明,8251A,已处于同步状态。,CPU,执行一次读操作后，,SYNDET,自动复位；,1,、与接收有关的信号,3,、外部引脚,7,异步方式（断点检测）：当,8251,从,RxD,端连续收到两个由全“,0”,组成的字符时，该引脚输出为高电平，表示当前线路上无数据可读，只有当,RxD,端收到,1,个“,1”,信号或,8251,复位时，,BRKDET,变为低电平。,RxC,（,Receiver Clock,）,接收时钟,外同步方式：当,SYNDET,引脚有一个正跳变脉冲，,8251,在下一个接收时钟的上升沿开始接收字符，一旦达到同步，,SYNDET,引脚的高电平即可撤除。,8,TxE,（,Transmitter Empty,）,发送器空：,TxE=1,表示发送移位寄存器中已无数据可以向外部发送。此时，由,TxD,输出空闲位（同步字符）。当8251从,CPU,接收到一个数据后，,TxE=“0”,。,TxC,（,Transmitter Clock,）,发送时钟,TxD,（,Transmitter Data,）,发送数据：将,CPU,送入的并行数据转换成串行格式后，从,TxD,端输出,TxRDY,（,Transmitter Ready,）,发送数据准备好：,TxRDY=1,表示发送数据缓冲器已准备好从,CPU,接收一个字符数据，,CPU,可采用中断或查询方式输出一个数据（,RxRDY=0,）。,2,、与发送有关的信号,9,4,、,8251,读写操作表,10,5,、调制解调器控制电路,在远程通信时，可用,8251,与调制解调器相连，经电话线传输数据,RxD,TxD,DSR,DTR,CTS,RTS,RxC,TxC,DB,CB,AB,8251A,波特率,发生器,M,O,D,E,M,电话线接口,电话线,数据通信设备,DCE,数据终端设备,DTE,DTR,（,Data Terminal Read y,）数据终端准备好（通知数据装置）,DSR,（,Data Set Ready,）数据装置准备好（回应,DTR,信号）,RTS,（,Request to Send,）数据终端向,MODEM,发出请求表示数据已准备好需要发送,CTS,（,Clear to Send,）,MODEM,回应终端,若,TxEN,有效,8251,可以发送数据，发送结束,CTS=“1”,。,11,6,、,8251A,与,CPU,的连接,12,三、,8251A,的初始化,方式字：确定,8251A,的工作方式；（异步，波特率，字符长度，奇偶校验）,命令字：控制,8251A,按方式字所规定的方式工作；（允许，禁止收发数据，启动搜索同步字符，,8251,复位）,状态字：了解,8251A,的工作状态。,复位操作,输出方式字,传送完,输出第一个同步字符,输出第二个同步字符,输出命令字,传送数据,输入状态字,同步方式,双同步,复位,Y,N,Y,Y,Y,N,N,N,13,注：对,8251,的控制口进行一次写入操作，需有写恢复时间。（写恢复时间一般为,16,个时钟周期）,DELAY1,：,MOV CX,，,02H,D0,：,LOOP D0,RET,8251,复位,电源上电，,8251,自动进入复位状态，为了确保在送方式字和命令字之前,8251,正确复位，可向,8251,的控制口连续写入,3,个“,0”,，然后再写入一个复位控制字（,40H,），用软件使,8251,可靠复位。,14,2,、方式字,用于,CPU,对8251,编程，决定,8251,的通信的格式。如数据长度、奇偶检验、停止位等。,01,异步,1,10,异步,16,11,异步,64,00,字符长度为,5,位,01,字符长度为,6,位,10,字符长度为,7,位,11,字符长度为,8,位,0,无奇偶校验位,01,奇校验,11,偶校验,无效,00,1,个停止位,01,1.5,个停止位,10,2,个停止位,11,S2,S1,EP,PEN,L2,L1,B2,B1,异步方式,15,与异步方式相同,1 SYND,为输入（外同步）,0 SYND,为输出（内同步）,1,单字符同步,0,双字符同步,SCS,ESD,EP,PEN,L2,L1,0,0,同步方式,16,EH,IR,RST,ER,SBRK,RxE,DTR,TxEN,使,DTR,引脚为低电平,1,启动搜索同步字符,1,允许发送,0,禁止发送,1,允许接收,0,禁止接收,1,使,TxD,线变低，发送空白字符,0,正常工作,1,内部复位，使,8251,回到方式选择格式,1,使,RST,引脚输出低电平,1,使错误标志,PE,，,OE,，,FE,复位,3.,命令字,17,4,、状态字,DSR,SYNDET/BRKDET,FE,OE,PE,TxE,RxRDY,TxRDY,发送器准备好,奇偶错误,溢出错误,帧错误（异步）,同引脚含义,数据装置准备好,18,1,异步模式下的初始化程序举例,例题：,设,8251A,工作在异步模式，波特率系数,(,因子,),为,16,，,7,个数据位,/,字符，偶校验，,2,个停止位，发送、接收允许，设端口地址为,00E2H,和,00E4H,。完成初始化程序。,MOV AL,，,0FAH,；送模式字,MOV DX,，,00E2H,OUT DX,，,AL,；异步方式，,7,位,/,字符，偶校验，,2,个停止位,MOV AL,，,37H,；设置控制字，使发送、接收允许，清出错标志,OUT DX,，,AL,；有效,19,2,同步模式下初始化程序举例,设端口地址为,52H,，采用内同步方式，,2,个同步字符（设同步字符为,16H,），偶校验，,7,位数据位,/,字符。,MOV AL,，,38H,；设置模式字，同步模式，用,2,个同步字符,OUT 52H,，,AL,；,7,个数据位，偶校验,MOV AL,，,16H,OUT 52H,，,AL,；送同步字符,16H,OUT 52H,，,AL,MOV AL,，,97H,；设置控制字，使发送器和接收器启动,OUT 52H,，,AL,20,六、,8251A,应用举例,输入字符,要求异步方式下，输入,50,个字符，波特率因子为,16,，,8,位数据，,1,位停止位。设数据端口地址为,30H,，控制端口地址为,31H,。,21,MOVAL,，,40H,OUT,31H,，,AL,；复位,8251A,MOVAL,，,50H,；,OUT,31H,，,AL,；写入异步方式选择字,MOVAL,，,37H,OUT,31H,，,AL,；控制字写入奇地址,PortE,MOVDI,，,0,；变址寄存器置“,0”,MOVCX,，,32H,；送入计数初值,50,个字符,INPUT:INAL,，,31H,；读取状态字,TESTAL,，,02H,；测试状态字第,2,位,RXRDY,JZINPUT,；,8251A,未收到字符则重新取状态字,INAL,，,30H,；,RXRDY,有效，从偶地址口,PortO,输入数据,MOVDX,，,Buffer,；缓冲区首址送,DX,MOVDX,十,DI,，,AL,；将字符送入缓冲区,INCDI,；缓冲区指针加,1,IN AL,，,31H,；再读状态字,TESTAL,，,38H,；测试有无三种错误,JNZ ERROR,；有错转出错处理,LOOPINPUT,；没错，又不够,50,个字符，转,Input,JMP EXIT,；如已输入,50,个字符，则转结束,ERROR,：,EXIT,：,22,两台微型计算机通过,8251A,相互通信的举例,23,分析：初始化程序由两部分组成：是将一方定义为发送器。发送端,CPU,每查询到,TXRDY,有效，则向,8251A,并行输出一个字节数据；是将对方定义为接收器。接收端,CPU,每查询到,RXRDY,有效，则从,8251A,输入一个字节数据，一直进行到全部数据传送完毕为止。,24,发送端初始化程序与发送控制程序,STT,：,MOV DX,，,8251A,控制端口,MOV AL,，,7FH,OUT DX,，,AL,；将,825lA,定义为异步方式，,8,位数据，,1,位停止位,MOV AL,，,11H,；偶校验，取波特率系数为,64,，允许发送。,OUT DX,，,AL,MOV DI,，发送数据块首地址 ；设置地址指针,MOV CX,，发送数据块字节数 ；设置计数器初值,NEXT,：,MOV DX,，,8251A,控制端口,IN AL,，,DX,AND AL,，,01H,；查询,TXRDY,有效否,?,JZ NEXT,；无效则等待,MOV DX,，,8251A,数据端口、,MOV AL,，,DI,；向,8251A,输出一个字节数据。,OUT DX,，,AL,INC DI,；修改地址指针,LOOP NEXT,；未传输完，则继续下一个,HLT,25,接收端初始化程序和接收控制程序,SRR,：,MOV DX,，,8251A,控制端口,MOV AL,，,7FH,OUT DX,，,AL,；初始化,8251A,，异步方式，,8,位数据,MOV AL,，,14H,；,1,位停止位，偶校验，波特率系数,64,，允许接收。,OUT DX,，,AL,MOV DI,，接收数据块首地址 ；设置地址指针,MOV CX,，接收数据块字节数；设置计数器初值,COMT,：,MOV DX,，,8251A,控制端口,IN AL,，,DX,ROR AL,，,1,；查询,RXRDY,有效否,?,ROR AL,，,1,JNC COMT,；无效则等待,ROR AL,，,1,ROR AL,，,1,；有效时，进一步查询是否有奇偶校验错。,JC ERR,；有错时，转出错处理,MOV DX,，,8251A,数据端口,IN AL,，,DX,；无错时，输入一个字节到接收数据块。,MOV DI,，,AL,INC DI,；修改地址指针,LOOP COMT,；未传输完，则继续下一个,HLT,ERR,：,CALL ERR-OUT,26,练习,27,例：,8251,工作于异步方式，波特率系数为,16,，,7,位数据位，,1,个停止位，偶校验，控制口地址,3F2H,。,MOV DX,，,3F2H,MOV AL,，,00H,OUT DX,，,AL,CALL DELAY1,OUT DX,，,AL,CALL DELAY1,OUT DX,，,AL,CALL DELAY1,MOV AL,，,40H,；复位字,OUT DX,，,AL,CALL DELAY1,MOV AL,，,01111010B,；方式字,OUT DX,，,AL,CALL DELAY1,MOV AL,，,00010101B,；命令字,OUT DX,，,AL,28,BEG-T:MOV DX,，,1F2H,MOV AL,，,7AH,OUT DX,，,AL,MOV CX,，,02H,D1,：,LOOP D1,MOV AL,，,11H,OUT DX,，,AL,MOV CX,，,02H,D2,：,LOOP D2,LEA DI,，,BUFF-T,MOV CX,，,COUNT-T,NEXT-T,：,IN AL,，,DX,TEST AL,，,01H,JZ NEXT-T,PUSH DX,MOV DX,，,1F0H,MOV AL,，,DI,OUT DX,，,AL,INC DI,POP DX,LOOP NEXT-T,置方式字,置命令字,置发送缓冲区首址,置发送数据数,读入,8251,状态,TxRDY=1,从发送缓冲区取数送,8251,修改指针,发送完,Y,Y,N,N,29,BEG-R,：,MOV DX,，,1F2H,MOV AL,，,7AH,OUT DX,，,AL,MOV CX,，,02H,D3,：,LOOP D3,MOV AL,，,14H,OUT DX,，,AL,MOV CX,，,02H,D4,：,LOOP D4,LEA DI,，,BUFF-R,MOV CX,，,COUNT-R,NEXT-R,：,IN AL,，,DX,TEST AL,，,02H,JZ NEXT-R,TEST AL,，,38H,JNZ ERROR,MOV DX,，,1F0H,IN AL,，,DX,MOV DI,，,AL,INC DI,LOOP NEXT-R,置方式字置命令字,置接收缓冲区首址,置接收数据数,读入,8251,状态,RxRDY=1,从,8251,接收数据送缓冲区,修改指针,发送完,Y,Y,N,N,传送出错,Y,N,30,在一个以,8086,的系统中，,8251,的数据口地址为,84H,，控制口和状态口的地址为,86H,，试画出地址译码电路、数据总线和控制总线的连接图。,8,2,5,1,A,RxD,TxD,外,设,TxC,RxC,D7D0,RD,WR,A1 RESET,A B C G2A G2B,Y0 Y1 Y2,O O O,D7D0,RD WR C/D RESET,A0 A2,A3,A7,8086,系统总线,LS138,接口电路,M/IO,或,A4,A5,A6,G1,CS,TxRDY TxE RxRDY BRKDET,RS-,232,接口,波特率,发生器,解：如下图所示：,31,若,8251,的端口地址为,FF0,、,FF2H,，要求,8251,工作于异步方式，波特率因子为,16,，,7,位数据位，,1,位奇校验位，,1,位停止位，试对,8251,进行初始化编程。,MOV DX,，,0FF2H,MOV AL,，,00H,OUT DX,，,AL,；向控制口写入第一个“,0”,CALL DELAY1,；延时,OUT DX,，,AL,；向控制口写入第二个“,0”,CALL DELAY1,；延时,OUT DX,，,AL,；向控制口写入第二个“,0”,CALL DELAY1,；延时,MOV AL,，,40H,；向控制口写入复位字,OUT DX,，,AL,CALL DELAY1,；延时,MOV AL,，,01011010B,；写入方式字,OUT DX,，,AL,CALL DELAY1,MOV AL,，,00010101B,；命令字，允许接收发送，清除错误标志,OUT DX,，,AL,；写入命令字,32,