1、第第5章章-4 串行通信接口串行通信接口教学重点:串行通信接口基本概念 RS-232-C标准 8250的内部结构和编程 异步通信基本概念5.1 串行通信基础n串行通信串行通信：将数据分解成二进制位用一条：将数据分解成二进制位用一条信号线，一位一位顺序传送的方式；信号线，一位一位顺序传送的方式；n串行通信的优势串行通信的优势：用于通信的线路少，因：用于通信的线路少，因而在远距离通信时可以极大地降低成本；而在远距离通信时可以极大地降低成本；n串行通信适合于远距离数据传送，也常用串行通信适合于远距离数据传送，也常用于速度要求不高的近距离数据传送；于速度要求不高的近距离数据传送；nPC系列机上有两个串
2、行异步通信接口、键系列机上有两个串行异步通信接口、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。1.异步通信n收发双方时钟不统一；收发双方时钟不统一；n串行通信时的串行通信时的数据数据、控制控制和和状态信息状态信息都使都使用用同一根信号线同一根信号线传送；传送；n收发双方必须遵守共同的收发双方必须遵守共同的通信协议通信协议（通信（通信规程），才能解决传送速率、信息格式、规程），才能解决传送速率、信息格式、位同步、字符同步、数据校验等问题；位同步、字符同步、数据校验等问题；n串行异步通信串行异步通信以字符为单位进行传输，其以字符为单位进行传输，其通信协议是通信协议是起
3、止式异步通信协议起止式异步通信协议。起止式异步通信协议起始位起始位每个字符开始传送的标志，每个字符开始传送的标志，起始位采用逻辑起始位采用逻辑0电平电平数据位数据位数据位紧跟着起始位传送。数据位紧跟着起始位传送。由由58个二进制位组成，低位先传送个二进制位组成，低位先传送校验位校验位用于校验是否传送正确；可用于校验是否传送正确；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止位停止位表示该字符传送结束。停止表示该字符传送结束。停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位位空闲位空闲位传送字符之间的逻辑传送字符之间的逻辑1电平，电平，表示没有进行传送
4、表示没有进行传送数据传输速率n比特率比特率数字信号的传输速率，为数字信号的传输速率，为单位时间内传输的二进制单位时间内传输的二进制代码的有效位代码的有效位(bit)数数，单位为每秒比特数，单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数或每秒兆比特数(Mbps)来表示。来表示。n波特率波特率数据信号对载波的调制速率，为单位时间内载波调数据信号对载波的调制速率，为单位时间内载波调制状态改变次数，单位为波特制状态改变次数，单位为波特(Baud)。n波特率与比特率的关系：波特率与比特率的关系：比特率比特率=波特率波特率 单个调制单个调制状态对应的二进制位数状态
5、对应的二进制位数。数据传输速率n两相调制（单个调制状态对应两相调制（单个调制状态对应1个二进制个二进制位位)的比特率等于波特率；四相调制的比特率等于波特率；四相调制(单个单个调制状态对应调制状态对应2个二进制位）的比特率为个二进制位）的比特率为波特率的两倍；八相调制波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对单个调制状态对应应3个二进制位个二进制位)的比特率为波特率的三倍；的比特率为波特率的三倍；依次类推；依次类推；n常用的波特率：常用的波特率：50，70，110，150，300，600，1200，2400，9600，11200。例题例题异步传输异步传输7位位ASCII码，如果需要数据传输速率为码，
6、如果需要数据传输速率为240字字符符/秒，使用秒，使用1位奇偶校验位和位奇偶校验位和1位停止位，则：位停止位，则：答答：2.同步通信n双方对每一位的收发时序完全一致，统一时钟；双方对每一位的收发时序完全一致，统一时钟；n以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加加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同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬件电路比较复杂；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
7、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单工通信单工通信只能由一方发送，只能由一方发送，例：广播例：广播半双工通信半双工通信某一时刻只能由一方发送，某一时刻只能由一方发送，例：对讲机例：对讲机全双工通信全双工通信双方可同时传输，双方可同时传输，例：电话例：电话3.传输模式3.传输模式发送器发送器接收器接收器发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器单工方式：单工方式：半双工方式：半双工方式：全双工方式：全双工方式：A站站B站站n电话网络电话网络模拟信号模拟信号，计算机，计算机数字信
8、号数字信号；n远距离通信时需要通过普通电话网络传输；远距离通信时需要通过普通电话网络传输；n数字信号数字信号：频带宽：频带宽n电话网络电话网络：频带窄：频带窄n 要使数字信号在电话网络上传输，需要进行信号变要使数字信号在电话网络上传输，需要进行信号变换换把数字信号承载到模拟信号上传输把数字信号承载到模拟信号上传输，这个模拟信号，这个模拟信号称为称为载波载波信号。信号。n调制调制把数字信号承载到载波信号上；把数字信号承载到载波信号上；n解调解调从载波信号中恢复出数字信号；从载波信号中恢复出数字信号；n调制解调器调制解调器：实现调制与解调的设备。：实现调制与解调的设备。4.调制与解调 如果数字信号
9、直接在公用电话网的传输线上传送，高如果数字信号直接在公用电话网的传输线上传送，高次谐波的衰减会很厉害，从而使信号到了接收端后将发生严重次谐波的衰减会很厉害，从而使信号到了接收端后将发生严重畸变和失真。畸变和失真。发送方使用发送方使用（Modulator），），把要传送的把要传送的调制转换为适合在线路上传输的调制转换为适合在线路上传输的；接收方；接收方则使用则使用（Demodulator）从线路上测出这个模拟信号，从线路上测出这个模拟信号，并还原成数字信号。并还原成数字信号。4.调制与解调按照调制技术的不同分为调频（按照调制技术的不同分为调频（FM）、）、调幅（调幅（AM）和调相（和调相（PM）
10、三种，根据传三种，根据传输数字信号的变化规律去调整载波的频率、幅度输数字信号的变化规律去调整载波的频率、幅度或相位。或相位。5.2 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制定的通用标准串行接口；制定的通用标准串行接口；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-232D。n设计目的是用于设计目的是用于连接调制解调器连接调制解调器；n现已成为数据终端设备现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与数据例如计算机）与数据通信设备通信设备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，
11、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：属于网络层次结构中的最低层：物理层物理层。5.2.1 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绝大多数设备只使用其中绝大多数设备只使用其中9个信号，所以个信号，所以就有了就有了9针连接器针连接器；n232C包括两个信道：包括两个信道：主信道和次信道主信道和次信道；n次信道为辅助串行通道提供数据控制和通次信道为辅助串行通道提供数据控制和通道，但其传输速率比主信道要低得多，其道，但其传输速率比主信道要低得多，其他跟主信道相同，通常较少使用。他跟主信道相
12、同，通常较少使用。主要引脚的功能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RS-232C的引脚（2）nRTS：请求发送请求发送n当当数据终端设备数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的准备好送出数据时，就发出有效的RTS信号，用于通知信号，用于通知数据通信设备数据通信设备准备接收数据；准备接收数据；nCTS：清除发送（允许发送）清除发送（允许发送）n当当数据通信设备数据通信设备已准备好接收已准备好接收数据终端设备数据终端设备的传送数的传送数据时，发出据时，发出CTS有效信号来响应有效信号来
13、响应RTS信号；信号；nRTS和和CTS是数据终端设备与数据通信设备间一是数据终端设备与数据通信设备间一对用于数据发送的对用于数据发送的联络信号联络信号。RS-232C的引脚（3）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通常表示数据通信设备（即数据装置）已接通电源连通常表示数据通信设备（即数据装置）已接通电源连到通信线路上，并处在数据传输方式到通信线路上，并处在数据传输方式nDTR和和DSR也可用做数据终端设备与数据通信设也可用
14、做数据终端设备与数据通信设备间的联络信号，例如应答数据接收备间的联络信号，例如应答数据接收RS-232C的引脚（4）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；nCD：载波检测（载波检测（DCD）n当本地调制解调器接收到来自对方的载波信当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，该引脚向数据终端设备提供有效信号；号时，该引脚向数据终端设备提供有效信号；nRI：振铃指示振铃指示n当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚信号作为电话铃响的指示、保持有效。该引脚信号作为电话铃响的指示、保持有效。RS-232
15、C的引脚（5）n保护地保护地（机壳地）（机壳地）n起屏蔽保护作用的接地端，一般应参照设备起屏蔽保护作用的接地端，一般应参照设备的使用规定，连接到设备的外壳或大地的使用规定，连接到设备的外壳或大地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5.2.2 RS-232C的连接n微机利用微机利用232C接口接口连接调制解调器连接调制解调器，用于，用于实现通过电话线路的远距离通信实现通过电话线路的远距离通信n微机利用微机利用232C接口接口直接连接直
16、接连接进行短距离通进行短距离通信。这种连接不使用调制解调器，所以被信。这种连接不使用调制解调器，所以被称为零调制解调器称为零调制解调器（Null Modem）连接连接连接调制解调器不使用联络信号的3线相连方式n为了交换信息，为了交换信息，TxD和和RxD应当交叉连接应当交叉连接n程序中不必使程序中不必使RTS和和DTR有效有效n也不应检测也不应检测CTS和和DSR是否有效是否有效“伪”使用联络信号的3线相连方式RTS和和CTS各自互接，各自互接，DTR和和DSR各自互接各自互接表明请求传送总是允许、数据装置总准备好表明请求传送总是允许、数据装置总准备好使用联络信号的多线相连方式通信比较可靠通信
17、比较可靠所用连线较多，不如前者经济所用连线较多，不如前者经济5.2.3 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-5V-15Vn低电平为低电平为+5V+15Vn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TTL与与RS-32C-C之间的电平转换之间的电平转换UART:Universal Asynchronous Receiver Transmitter5.3 通用异步接收发送器8250n串行传输，需要串行传输，需要并行并行到到串行串行和和串行串行到到并并行行的的转换
18、，并按照传输协议发送和接收每个字符转换，并按照传输协议发送和接收每个字符（或数据块）；（或数据块）；n这些工作可由软件实现，也可用硬件实现；这些工作可由软件实现，也可用硬件实现；n通用异步接收发送器通用异步接收发送器UART是串行异步通信是串行异步通信的接口电路芯片；的接口电路芯片；nIBM PC/XT机的机的UART芯片是芯片是INS 8250。5.3.1 8250的内部结构n8250实现了起止式串行异步通信协议，支实现了起止式串行异步通信协议，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
19、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n8250支持的数据传输速率为支持的数据传输速率为509600bps5.3.1 8250的内部结构1.串行数据的发送并行数据并行数据加入起始位、加入起始位、校验位、停止位校验位、停止位串行数据串行数据CPU发送保持寄存器发送保持寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器同步控制同步控制8250SOUT0/10/1 0/10/10/10/10/10/1双缓冲寄存器结构双缓冲寄存器结构保证数据的连续发送保证数据的连续发送2.起始位的检测起始检测起始检测确定已检测到起始位确定已检测到起始位采样数据采样数据起起 始始 位位时钟时钟（RCLK）数据线数据
20、线（SIN）T16 T16 T8 T数据接收时钟频率是数据传输频率的数据接收时钟频率是数据传输频率的16倍倍正确识别起始位，防止因干扰引起的误识别正确识别起始位，防止因干扰引起的误识别3.串行数据的接收并行数据并行数据检测接收错误检测接收错误删除起始位、删除起始位、校验位、停止位校验位、停止位串行数据串行数据CPU接收缓冲寄存器接收缓冲寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器同步控制同步控制8250SIN0/10/1 0/10/10/10/10/10/1双缓冲寄存器结构双缓冲寄存器结构保证数据的连续接收保证数据的连续接收4.接收错误的处理n奇偶错误奇偶错误PE（Parity Error）n若接收到的
21、字符的若接收到的字符的“1”的个数不符合奇偶校验要求的个数不符合奇偶校验要求n帧错误帧错误FE（Frame Error）n若接收到的字符格式不符合规定（如缺少停止位）若接收到的字符格式不符合规定（如缺少停止位）n溢出错误溢出错误OE（Overrun Error）n若接收移位寄存器接收到一个数据，并送至输入缓冲若接收移位寄存器接收到一个数据，并送至输入缓冲器时，器时，CPU还未取走前一个数据，就会出现数据溢出还未取走前一个数据，就会出现数据溢出n若接收缓冲器的级数多，则溢出错误的几率就少若接收缓冲器的级数多，则溢出错误的几率就少5.3.2 8250的引脚n分成连接分成连接CPU的部的部分和连接外
22、设的部分和连接外设的部分；分；n注意：注意：8250不是不是Intel公司的产品，公司的产品，所以该芯片引脚名所以该芯片引脚名称与前面学习的称与前面学习的8253、8255等等Intel产品有所不同，但产品有所不同，但是引脚功能却是类是引脚功能却是类似。似。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片选线片选线：8250设计了设计了3个片选输入信号个片选输入信号CS0、CS1、CS2*和一个片选输出信号和一个片选输出信号CSOUT。3个片选输入都个片选输入都有效时，才选
23、中有效时，才选中8250芯片，同时芯片，同时CSOUT输出高电平输出高电平有效；有效；n地址选通信号地址选通信号ADS*：当该信号低有效时，选通上：当该信号低有效时，选通上述地址线和片选线的输入状态。在述地址线和片选线的输入状态。在PC/XT机中，此机中，此信号固定接地。信号固定接地。1.处理器接口引脚（2）n读控制线读控制线n数据输入选通数据输入选通DISTR（高有效）和（高有效）和DISTR*（低有效）（低有效）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数据输出选通数据输出选通DOSTR
24、（高有效）和（高有效）和DOSTR*（低有（低有效）有一个有效，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读写控制信号有两对，每对信号作用完全相读写控制信号有两对，每对信号作用完全相同，只不过有效电平不同而己。同，只不过有效电平不同而己。1.处理器接口引脚（3）n驱动器禁止信号DDIS：CPU从8250读取数据时，DDIS引脚输出低电平，用来禁止外部收发器对系统总线的驱动；其他时间，DDIS为高电平；n主复位线MR：硬件复位信号RESET；n中断请求线INTRPT：8250有4级共10个中断源，当任一个未被屏蔽的中断
25、源有请求时，INTRPT输出高电平向CPU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波特率输出引脚波特率输出引脚BAUDOUT*：基准时钟经：基准时钟经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接收时钟引脚接收时钟引脚RCLK：接收外部提供的接收时钟：接收外部提供的接收时钟信号；若采用发送时钟作为接收时钟，则只要将信号；若采用发送时钟作为接收时钟，则只要将RCLK引脚和引脚和BAUDOUT*引脚直接相连引脚直接相连3.串行异
26、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接收数据接收数据SIN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*振铃指示振铃指示RI*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由调制解调器控制寄存器的由调制解调器控制寄存器的D2和和D3使其输出使其输出低电平有效信号；低电平有效信号；n复位使其恢复为高。复位使其恢复为高。5.3.3 8250的寄存器n8250内部有内部有9种种可访问的寄存器，除数寄可访问的寄存器，除数寄存器是存器是1
27、6位的，占用两个连续的位的，占用两个连续的8位端口；位端口；n内部寄存器用引脚内部寄存器用引脚A0A2来寻址；同时还来寻址；同时还要利用通信线路控制寄存器的最高位，即要利用通信线路控制寄存器的最高位，即除数寄存器访问位除数寄存器访问位DLAB，来区别共用两，来区别共用两个端口地址的不同寄存器。个端口地址的不同寄存器。1.接收缓冲寄存器RBR存放串行接收后转换成并行的数据存放串行接收后转换成并行的数据CPU接收缓冲寄存器接收缓冲寄存器接收移位寄存器接收移位寄存器同步控制同步控制8250SIN2.发送保持寄存器THR包含将要串行发送的并行数据包含将要串行发送的并行数据 CPU发送保持寄存器发送保持
28、寄存器发送移位寄存器发送移位寄存器同步控制同步控制8250SOUT3.除数寄存器除数寄存器保存设定的分频系数除数寄存器保存设定的分频系数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）起起 始始 位位时钟时钟（RCLK）数据线数据线（SIN）T16 T16 T8 T4.通信线路控制寄存器LCRDLABD6 D5 D4 D3D2D1 D0寄存器选择寄存器选择0 正常值正常值1 除数寄存器除数寄存器中止字符中止字符0 无作用无作用1 发送中止字发送中止字符符校验位设置校验位设置0 无校验无校验位位001 设置奇校设置奇校验验011 设置偶校设置偶校验验101 校验位为校验位为1111
29、 校验位为校验位为0停止位个数停止位个数0 1位位1 1.5位（数据位为位（数据位为5位时）位时）1 2位（数据位为位（数据位为68位时）位时）数据位个数数据位个数00 5位位01 6位位10 7位位11 8位位指定串行异步通信的字符格式指定串行异步通信的字符格式5.通信线路状态寄存器LSR0D6 D5 D4 D3D2D1 D0为为1，表示发送移位寄存器空；，表示发送移位寄存器空；当数据由发送保持寄存器移入当数据由发送保持寄存器移入发送移位寄存器时，该位为发送移位寄存器时，该位为0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，表示发送保持寄存器空，表
30、示发送保持寄存器空，当当CPU将字符写入发送保持将字符写入发送保持寄存器后，该位为寄存器后，该位为0为为1，表示正在传输中止字符，表示正在传输中止字符为为1，表示出现帧错误，表示出现帧错误为为1，表示出现奇偶错，表示出现奇偶错为为1，表示出现溢出错，表示出现溢出错为为1，表示接收数据缓冲器收到，表示接收数据缓冲器收到一个数据，既接收数据准备好；一个数据，既接收数据准备好；当当CPU读走数据后，该位为读走数据后，该位为0为为1使使DTR*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 6.调制解调器控制寄存器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
31、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7.调制解调器状态寄存器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，说明相应输入信号当前为低有效，否则为高电平为低有效，否则为高电平nMSR低低4位中某位为位中某位为1，则说明从上次，则说明从上次CPU读取读取该状态字
32、后，相应输入信号已发生改变，从高变该状态字后，相应输入信号已发生改变，从高变低或反之低或反之nMCR低低4位任一位置位任一位置1，均产生调制解调器状态，均产生调制解调器状态中断，当中断，当CPU读取该寄存器或复位后，低读取该寄存器或复位后，低4位被位被清零清零4级中断n接收线路状态中断接收线路状态中断n奇偶错、溢出错、帧错和中止字符奇偶错、溢出错、帧错和中止字符n接收器数据准备好中断接收器数据准备好中断n发送保持寄存器空中断发送保持寄存器空中断n调制解调器状态中断调制解调器状态中断n清除发送状态改变清除发送状态改变n数据终端准备好状态改变数据终端准备好状态改变n振铃接通变成断开振铃接通变成断开
33、n接收线路信号检测状态改变接收线路信号检测状态改变优先权高优先权高优先权高优先权高优先权低优先权低8.中断允许寄存器IERn8250设计有设计有2个中断寄存器和个中断寄存器和4级中断级中断n4级中断的优先权，是按照串行通信过程级中断的优先权，是按照串行通信过程中事件的紧迫程度安排的、是固定不变的中事件的紧迫程度安排的、是固定不变的n用户可利用中断允许或禁止进行控制用户可利用中断允许或禁止进行控制n中断允许寄存器的低中断允许寄存器的低4位控制位控制8250这这4级中级中断是否被允许断是否被允许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9.中断识别IIR保存
34、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 接收线路状态接收线路状态 接收数据准备好接收数据准备好 发送保持寄存器空发送保持寄存器空 调制解调器状态调制解调器状态5.4 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完成发送时的并转串和接收时的串转并以及完成发送时的并转串和接收时的串转并以及相应的控制工作相应的控制工作n配置了配置了TTL电平与电平与EIA电平
35、转换电路等电平转换电路等n展开异步通信适配器的展开异步通信适配器的n硬件电路硬件电路n软件编程软件编程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 7J9J9J10J10J11
36、J11J12J12DIRDIR1.8432MHz1.8432MHzCS0CS0CS1CS1ADSADSDISTRDISTRDOSTRDOSTR5V5V5.4.1 异步通信适配器的接口电路注意：注意：J9J11跨接器跨接器和和OUT2*的作用的作用5.4.2 异步通信适配器的初始化编程n对对8250的内部控制寄存器进行编程写入的内部控制寄存器进行编程写入 写入除数寄存器写入除数寄存器n设置传输率设置传输率 写入通信线路控制寄存器写入通信线路控制寄存器n设置字符格式设置字符格式 写入调制解调器控制寄存器写入调制解调器控制寄存器n设置工作方式设置工作方式 写入中断允许寄存器写入中断允许寄存器n设置中
37、断允许或屏蔽位设置中断允许或屏蔽位设置传输率mov al,80hmov dx,3fbhout dx,al;写入通信线路控制寄存器，使写入通信线路控制寄存器，使DLAB1mov ax,96;分频系数：分频系数：1.8432MHz(120016)9660Hmov dx,3f8hout dx,al;写入除数寄存器低写入除数寄存器低8位位mov al,ah inc dxout dx,al;写入除数寄存器高写入除数寄存器高8位位写入除数寄存器设置字符格式mov al,00001010bmov dx,3fbh out dx,al;写入通信线路控制寄存器写入通信线路控制寄存器;这段程序同时使这段程序同时使D
38、LAB0写入通信线路控制寄存器设置工作方式n设置查询通信方式设置查询通信方式mov al,03h;控制控制OUT2*为高，为高，DTR*和和RTS*为低为低 mov dx,3fchout dx,al;写入调制解调器控制寄存器写入调制解调器控制寄存器n设置中断通信方式设置中断通信方式mov al,0bh;控制为控制为OUT2*低，允许低，允许INTRPT产生请求产生请求mov dx,3fchout dx,al写入调制解调器控制寄存器设置中断允许或屏蔽位mov al,0;禁止所有中断禁止所有中断 mov dx,3f9hout dx,al;写入中断允许寄存器（此时写入中断允许寄存器（此时DLAB0）
39、写入中断允许寄存器5.4.3 异步通信程序n程序循环读取程序循环读取8250的通信状态寄存器的通信状态寄存器n数据传输错误就显示一个问号数据传输错误就显示一个问号“？”n接收到数据就显示出来接收到数据就显示出来n可以发送数据就从键盘输入发送字符（用户可以发送数据就从键盘输入发送字符（用户没有输入字符就不发送）没有输入字符就不发送）n如果按下如果按下ESC键返回键返回DOS查询通信线路状态statue:mov dx,2fdh;读通信线路状态寄存器读通信线路状态寄存器in al,dxtest al,1eh;接收有错误否接收有错误否?jnz error;有错，则转错误处理有错，则转错误处理test
40、al,01h;接收到数据吗接收到数据吗?jnz receive;是，转接收处理是，转接收处理test al,20h;保持寄存器空吗保持寄存器空吗?jz statue;不能，循环查询不能，循环查询异步通信程序检测键盘输入mov ah,0bh;检测键盘有无输入字符检测键盘有无输入字符int 21hcmp al,0jz statue;无输入字符，循环等待无输入字符，循环等待mov ah,0;有输入字符，读取字符有输入字符，读取字符int 16h;采用采用01号号DOS功能调用，则有回显功能调用，则有回显cmp al,1bhjz done;是是ESC键，程序返回键，程序返回DOS异步通信程序发送数据m
41、ov dx,2f8h;将字符输出给发送保持寄存器将字符输出给发送保持寄存器out dx,al;串行发送数据串行发送数据jmp statue;继续查询继续查询异步通信程序接收数据receive:mov dx,2f8h;从输入缓冲寄存器读取字符从输入缓冲寄存器读取字符in al,dxand al,7fh;传送标准传送标准ASCII码（码（7个数据位）个数据位）;所以仅取低所以仅取低7位位push ax;保存数据保存数据异步通信程序显示数据mov dl,al;屏幕显示该数据屏幕显示该数据mov ah,2int 21hpop ax;恢复数据恢复数据cmp al,0dh;数据是回车符吗数据是回车符吗?j
42、nz statue;不是，则循环不是，则循环mov dl,0ah;是，再进行换行是，再进行换行mov ah,2int 21hjmp statue;继续查询继续查询异步通信程序接收错误处理error:mov dx,2f8h;读出接收有误的数据，丢掉读出接收有误的数据，丢掉in al,dxmov dl,?;显示问号显示问号mov ah,2int 21hjmp statue;继续查询继续查询异步通信程序5.4.4 中断通信方式的编程方法n关键关键解决主程序与中断服务程序的数据传递解决主程序与中断服务程序的数据传递n注意注意处理好处理好8250的的4级级10种中断源种中断源n简便方法简便方法只允许接收
43、数据准备好中断只允许接收数据准备好中断中断通信方式的循环队列接收缓冲接收缓冲寄存器寄存器中断服务程序中断服务程序主程序主程序读队列送读队列送UART（保持寄存器空中断）（保持寄存器空中断）读读UART送队列送队列（接收数据准备好中断）（接收数据准备好中断）发送处理：发送处理：向队列向队列输出字符输出字符接收处理：接收处理：从队列从队列输入字符输入字符接收队列接收队列尾指针尾指针头指针头指针头指针头指针尾指针尾指针发送队列发送队列UART发送保持发送保持寄存器寄存器自测试循环工作方式 8250数据终端准备好数据终端准备好DTR*数据装置准备好数据装置准备好DSR*发送数据发送数据SOUT接收数据接收数据SIN请求发送请求发送RTS*允许发送允许发送CTS*输出输出OUT2载波检测载波检测RLSD*振铃指示振铃指示RI*输出输出OUT1n4个控制输入信号和系统分离，并在个控制输入信号和系统分离，并在芯片内部与芯片内部与4个控制输出信号相连个控制输出信号相连n发送的串行数据立即在内部被接收发送的串行数据立即在内部被接收n可用来检测可用来检测8250发送和接收功能正确发送和接收功能正确与否，而不必外连线与否，而不必外连线
