微机接口实验讲义-附录.pdf

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1、附录一可编程串行通信接口8251A8251A是美国Inter公司的产品，它是8251的改进型。具有同步、异步接收或发送（USART）功能，使用单一＋5V电源和单相时钟，双列直插28脚封装形式。（一）8251A的基本性能1．可以工作在同步或异步方式下，两种方式下的字符位数5－8个；2．同步方式时传输速率可达0－64K，异步方式时传输速率可达0－19.2K；3．异步传输时，可自动产生一个起始位，程控产生1个、1.5个、2个停止位；4．具有奇偶错、数据丢失和帧错误和检测能力；5．同步方式时，可自动检测，插入同步字符

2、。（二）8251A内部结构8251A内部结构框图如图9－22所示。它共由7个方框组成，即接收缓冲器、接收控制电路、发送缓冲器、发送控制电路、调制/解调控制电路、读/写控制逻辑和数据总线缓冲器。图9－228251A内部结构原理图1．数据总线缓冲器这是8251A与CPU之间的一条数据通道，来自CPU的各种控制命令和待发送的字符信息经该通道到达8251A的内部，由8251A从发送设备处接收到的各种字符信息经该通道到达CPU的内部。2．读/写控制逻辑电路它是接收来自CPU的各种控制信息，从而确定本次操作的方式。如果W

3、R=0，表示CPU向8251A写入数据或控制字；如果RD＝0，表示CPU读取8251A的数据信息或状态信息；而C/D则表示读写对象是8251A内部的控制/数据寄存器，C/D＝1表示对控制寄存器操作，C/D＝0表示对数据寄存器操作；CLK是时钟信号，提供给8251A作为内部定时器使用，RESTE则是使8251A处于空闲状态。总之，读/写控制逻辑电路提供的各种信号的组合，构成了8251A操作命令。3．调制/解调控制电路当计算机进行远程通信时，要用调制器将串行接口送来的数字信号变成模拟信号，再通过电话线发送出去。接

4、收器则是将接受到的模拟信号经解调器变成数字信号，再由串行接口送入计算机。在全双工通信情况下，每个收发站都需连接调制/解调器。8251A提供的调制/解调控制电路，就是提供一组通用的控制信号，使8251A可以直接与调制/解调器相连，以完成远程通信的任务。4．发送缓冲器由数据发送缓冲器和并→串移位寄存器组成。当要发送数据时，按照发送的要求，将发送数据变成串行数据，经TXD引脚发送出去。5．发送控制电路它是协调发送缓冲器工作的。同时也为同步或异步方式传送提供必需的识别控制位信息，如：起始位、同步字符等等。6．接收缓冲

5、器它与发送缓冲器的功能相反，将接收到的串行数据转换成与计算机处理的数据格式相同的并行数据。7．接收控制电路协调接收缓冲器工作的。（三）8251A的工作原理1．异步接收方式当8251A工作于异步方式且允许接收和准备好接收数据时，它监视RXD线。在没有字符信息时，RxD为高电平。一旦8251A检测到RxD线为低电平，即认为是起始位（Space）到达，便启动内部计数器开始计数。假设接收时钟频率为波特率的16倍频，8251A的内部寄存器计数接收始终的第8个脉冲时，又一次采样RXD线，看两次采样的信号是否一致。如果相同

6、，即都为低，则表示一个起始位的到来。此后，每隔一位的时间，在每个数据中间的一个接收时钟RxC的上升沿采样一次RxD线作为输入信号，送至串→并移位寄存器。在移位寄存器中数据被转换成并行，并且进行奇偶校验并去除停止位后，经8251A内部数据总线送至接收缓冲器，同时发出RxRDY信号，表示一个字符的接收和转换全部完成。如果在第二次采样RxD线发现为高电平，则可能是一个干扰噪声。于是8251A将不予理会，重新进行下一次的采样。2．异步发送方式异步发送时，首先必须由程序设置TxEN(TransmitterEnable―

7、―发送允许)和CTS（ClearToSend――由外设发来的对CPU请求发送信号的响应信号）有效后，方可发送。发送时，发送器为每个字符自动地加上1位起始位，并按照程序的要求加上1位奇偶校验位，1、1.5、或2位停止位，在发送时钟TxC的下降沿经发送移位寄存器从TxD线发出。3．同步接收方式常用的串行同步通信数据格式分为单、双、外同步和SDLC/HDLC四种格式。单同步数据格式的串行同步通信方式，在内同步方式允许接收后，8251A由编程命令进入搜索方式。它监视RxD线，每出现一个数据位就把它移一位，然后把接收寄

8、存器与含有同步字符（由程序给定）的寄存器相比较，如果相同，表示接收和发送方已同步，接收方便使SYNDET信号输出为高。如果不同，则接收下一个数据并重新进行比较过程。如果采用双同步数据格式传送，则在比较第一个同步字符相同后，进行第二个同步字符的比较，若相等，则表示已同步。如果不相等，则重新比较输入移位寄存器和第一个同步字符寄存器的内容，相等，已同步。否则重新进行下一个数据的比较过程。对于外同步的情况，