微机原理5.

《微机原理与接口技术》教学课件1第九章《微机原理与接口技术》微机系统串口通信《微机原理与接口技术》教学课件29、微机系统串口通信9.1、串行通信基础9.2、可编程串行异步通信接口芯片82509.3、串行通信程序设计9.4、可编程串行通信接口芯片8251A《微机原理与接口技术》教学课件39.1、串行通信基础P.2281)引言2)串行通信类型3)串行数据传送方式4)串行异步通信协议《微机原理与接口技术》教学课件4一、引言通信——计算机与外设、计算机与计算机间的信息交换。通信的基本方法:并行通信和串行通信。①.并行通信数据传输线的根数与并行通信的位数相同。数据的所有位同时进行传送。②.串行通信用一根传输线，按时间按顺序逐位传送数据。被传送的数据宽度与传输线无关，而是通信协议有关。《微机原理与接口技术》教学课件5并行通信D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7源目的并行通信适于短距离、高速通信数据的各位同时由源到达目的地快多根数据线距离短、远程费用高《微机原理与接口技术》教学课件6串行通信TDRD源目的数据的各位依次由源到达目的地慢数据线少远程，费用低串行通信适于长距离、中低速通信101010《微机原理与接口技术》教学课件7二、串行通信类型P.228串行通信又分为2种形式：①.串行同步通信②.串行异步通信①.串行异步通信每帧字符用起始位、停止位来完成收发的同步。CPMSB·····LSBS起始位数据位（5～8）校验位停止位《微机原理与接口技术》教学课件8②.串行同步通信一次传送一批数据。以同步字符（一个或两个）开始，紧接着传送一批数据，最后以两个校验字符结束。同步字符数据1····数据n结束字符《微机原理与接口技术》教学课件9三、串行数据传送方式串行数据传送方式有单工方式、半双工方式和全双工方式。单工方式任意时刻只允许数据一个固定的方向传送。采用此方式时，已经确定了通信双方中的一方接收，另一方发送，且不可更改。A发送器B接收器《微机原理与接口技术》教学课件10半双工方式参加通信A、B两端均具备接收或发送数据的能力，但是任意时刻不允许A或B同时既发又收。A接收器（发送器）B发送器（接收器）全双工方式A接收器发送器B发送器接收器《微机原理与接口技术》教学课件11四、串行异步通信协议数据格式CPMSB·····LSBS起始位数据位（5～8）校验位停止位起始位——校验位：停止位——1位、1.5位或2位的逻辑1信号。①偶校验——数据位和校验位逻辑1的个数为偶数。②奇校验——数据位和校验位逻辑1的个数为奇数。《微机原理与接口技术》教学课件12通信速率波特率（bps）——每秒传送位的个数。（包括起始位、校验位、停止位）收、发双方的通信速率必须一致。接口标准串行通信常用的RS-232C信号标准电平标准•RS-232C采用负逻辑电平。‘1’–3V～－15V‘0’+3V～＋15V•电平转换：RS-232C电平TTL电平《微机原理与接口技术》教学课件13DB-9DB-25名称方向功能33TXD输出发送数据22RXD输入接收数据74RTS输出请求发送85CTS输入允许发送66DSR输入数据设备准备好57GND信号地18DCD输入载波检测420DTR输出数据终端准备好922RI输入振铃指示《微机原理与接口技术》教学课件149.2、可编程串行异步通信接口芯片8250P.2321)内部结构2)引脚功能3)内部寄存器4)初始化编程《微机原理与接口技术》教学课件15一、内部结构P.233数据总线缓冲器选择和读/写控制逻辑发送器接收器调制解调控制电路通信线控制寄存器和通信状态控制寄存器波特率发生控制电路中断控制逻辑《微机原理与接口技术》教学课件16《微机原理与接口技术》教学课件172)引脚功能P.234地址线（A2~A0）读写控制信号中断控制和复位控制信号时钟与传送速率控制信号与外设/MODEM之间的联络信号《微机原理与接口技术》教学课件183)内部寄存器P.236(1)发送保持（接收缓存）寄存器P.236(2)中断允许寄存器P.237(3)中断识别寄存器P.238(4)通信线控制寄存器P.239(5)通信线状态寄存器P.237(6)MODEM控制寄存器P.238(7)MODEM状态寄存器P.239(8)除数寄存器（低字节）P.238(9)除数寄存器（高字节）P.238《微机原理与接口技术》教学课件19通信线状态寄存器（3FDH）P.237D0——接受数据准备好标志。D5——发送保持寄存器空闲标志。D6——发送移位寄存器空闲标志。通信线控制寄存器（3FBH）P.239数据位选择停止位选择校验位选择中止位设置寻址位D6D7D5~D3D2D1D0《微机原理与接口技术》教学课件20中断允许寄存器（3F9H）P.237D0＝1——允许接收中断请求。D1＝1——允许发送中断请求。D2＝1——允许接收数据错中断请求。D3＝1——允许MODEM中断请求。MODEM控制寄存器（3FCH）P.238D4＝0——设置8250工作于正常收/发方式。D4＝1——设置8250工作于内部自环方式。《微机原理与接口技术》教学课件214)初始化编程P.240①.确定波特率②.确定数据帧格式③.设置中断允许字④.设置MODEM控制寄存器举例：编写子程序，对PC系列机主串口进行初始化，要求：①.通信速率＝1200bps，一帧数据：8个数据位，1个停止位，无校验。②.查询方式，完成内环自检。《微机原理与接口技术》教学课件22I8250PROCMOVDX，3F9HMOVAL，00HOUTDX，ALMOVDX，3FBHMOVAL，80HOUTDX，ALMOVDX，3F8HMOVAL，60HOUTDX，ALMOVDX，3FBHMOVAL，03HOUTDX，ALMOVDX，3F9HMOVAL，00HOUTDX，ALMOVDX，3FCHMOVAL，10HOUTDX，ALI8250ENDPRET《微机原理与接口技术》教学课件239.3、串行通信程序设计P.2411)BOIS通信软件2)串行通信外部环境3)串行通信程序设计《微机原理与接口技术》教学课件241)BOIS通信软件P.241通过INT14H向用户提供4个中断服务子程序，分别完成串行口的：串口初始化发送一帧数据接收一帧数据测试通信线状态串口初始化（AH=0）①.入口参数：（AL）=初始化参数（DX）=串口选择《微机原理与接口技术》教学课件25发送一帧数据（AH=1）P.242D7D6D5D4D3D2D1D0①.入口参数：（AL）=待发送数据（DX）=串口选择②.数据格式：③.出口参数：（AH）=通信线状态寄存器内容（AL）=MODEM状态寄存器内容②.出口参数：（AH.7）=0，发送成功，反之，失败。《微机原理与接口技术》教学课件26接收一帧数据（AH=2）P.242①.入口参数：（DX）=串口选择②.出口参数：（AH.7）=0，接收成功，反之，失败。在接收成功时，（AL）=接收数据，AH的D4~D1为接收数据数据错误标志。测试通信线状态（AH=3）P.243①.入口参数：（DX）=串口选择（AH）=通信线状态寄存器内容（AL）=MODEM状态寄存器内容②.出口参数：《微机原理与接口技术》教学课件272)串行通信外部环境P.243串行通信的外部环境连线方式与串口的通信方式有关，并且与编程时使用的通信手段有关（如：对端口操作，还是使用BIOS通信软件）串行连接器的外部连线方式。《微机原理与接口技术》教学课件28串行通信RS-232C连接器的接线方式P.24523TXDRXD（a）无联络线自发自收2345620TXDRXDRTSCTSDSRDTR（b）有联络线自发自收237237（c）无联络线点-点全双工通信《微机原理与接口技术》教学课件29（d）有联络线点-点全双工通信2345620723456207《微机原理与接口技术》教学课件303)串行通信程序设计P.244根据欲采用的通信手段（单工方式，半双工方式还是全双工方式）以及欲采用的编程手段（对端口直接操作还是调用BIOS通信软件），完成连接器RS-232C的连接，创建串行通信的外部环境。推荐实验：按照P.245例9-3-1内容，①自制一个9芯自发收插头，②编制相应程序，实现自发收的目的。《微机原理与接口技术》教学课件319.4可编程串行通信接口芯片8251AP.2491)内部结构2)工作原理3)引脚功能4)命令字与初始化编程8251A具有同步/异步、接收/发送数据的功能，使用单一＋5V电源和单相时钟，28脚双列直插式。《微机原理与接口技术》教学课件321)内部结构P.249数据总线缓冲器读写控制逻辑电路调制解调电路发送缓冲器发送控制电路接收缓冲器接收控制电路《微机原理与接口技术》教学课件33内部结构图P.250《微机原理与接口技术》教学课件342)工作原理P.250异步接收方式异步发送方式同步接收方式同步发送方式《微机原理与接口技术》教学课件353)引脚功能P.251··数据总线RESETCLKRDWRC/DCS控制总线TXDTXCTXRDYTXERXDRXCRXRDYSYNDET发送控制接收控制··MODEM控制8251A《微机原理与接口技术》教学课件36禁止1XXX无操作011XCPU向8251A写入控制字0011CPU读取8251A状态字0101CPU向8251A输入数据0010CPU从8251A读出数据0100操作CSWRRDC/D端口变址与读写操作P.252《微机原理与接口技术》教学课件374)命令字与初始化编程P.253方式选择命令字工作命令字状态字8251与CPU的信息交换方式《微机原理与接口技术》教学课件38方式选择命令字D7D6D5D4D3D2D1D0FTXC,RXC=波特率因子X波特率《微机原理与接口技术》教学课件39工作命令字P.254EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN状态字P.255DSRSYNDETFEOEPETXERXRDYTXRDY《微机原理与接口技术》教学课件408251A与CPU信息交换方式P.255可以采用查询方式和中断方式。8251A初始化编程系统复位写入方式选择命令字异步？NY写入第一个同步字符单同步？NY写入第二个同步字符写入工作命令字《微机原理与接口技术》教学课件41