第九章-可编程串行异步通信接口芯片8250要点课件.ppt
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1、第九章第九章 可编程串行异步通信接口芯可编程串行异步通信接口芯片片82509.19.1串行通讯概述串行通讯概述9.2 82509.2 8250简介简介9.3 82509.3 8250应用举例应用举例一、串并行通讯一、串并行通讯9.1串行通讯概述 串串行行通通信信是是指指使使用用一一条条数数据据线线,将将数数据据一一位位一一位位地地依依次次传传输输,每每一一位位数数据据占占据据一一个个固固定定的的时时间间长长度度。其其只只需需要要少少数数几几条条线线就就可可以以在在系系统统间间交交换换信信息息,特特别别使使用用于于计计算算机机与与计计算算机机、计计算算机机与外设之间的远距离通信。与外设之间的远距
2、离通信。其特点是:其特点是:v节省传输线,这是显而易见的。尤其是在远程通信时,此特点节省传输线,这是显而易见的。尤其是在远程通信时,此特点尤为重要。这也是串行通信的主要优点。尤为重要。这也是串行通信的主要优点。v数据传送效率低。与并行通信比,这也这是显而易见的。这也数据传送效率低。与并行通信比,这也这是显而易见的。这也是串行通信的主要缺点。是串行通信的主要缺点。如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输,这种传输方如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输,这种传输方式称为并行通信。并行式称为并行通信。并行通信通信时数据的各个位同时传送,可以字时数据的各个位同时传送,可以字或或字节字节为单位并
3、行进行。为单位并行进行。其特点是:其特点是:v各数据位同时传输,传输速度快、效率高,多用在实时、快速各数据位同时传输,传输速度快、效率高,多用在实时、快速的场合。的场合。v并行传输的数据宽度可以是并行传输的数据宽度可以是1-1281-128位,甚至更宽,但是有多少位,甚至更宽,但是有多少数据位就需要多少根数据线,因此传输的成本较高。数据位就需要多少根数据线,因此传输的成本较高。v并行数据传输只适用于近距离的通信,通常传输距离小于并行数据传输只适用于近距离的通信,通常传输距离小于3030米。米。串行通信串行通信优点优点:便于长距离传送便于长距离传送 缺点缺点:传送速度较慢传送速度较慢计算机与外界
4、信息交换称为计算机与外界信息交换称为通信通信。通信的通信的基本方式基本方式可分为并行通信和串行通信:可分为并行通信和串行通信:并行通信并行通信是数据的各位同时发送或同时接收;是数据的各位同时发送或同时接收;串行通信串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。是数据的各位依次逐位发送或接收。并行通信并行通信优点优点:传送速度快传送速度快 缺点缺点:不便长距离传送不便长距离传送异异步步通通信信对对硬硬件件要要求求较较低低,实实现现起起来来比比较较简简单单、灵灵活活,适适用用于于数数据据的的随随机机发发送送/接接收收,但但因因每每个个字字节节都都要要建建立立一一次次同同步步,即即每每个个字字符符都都要要
5、额额外外附附加加两两位位,所所以以工工作作速速度度较较低低,在在单单片片机机中主要采用异步通信方式。中主要采用异步通信方式。二、二、异步通信和同步通信异步通信和同步通信串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。1、异步通信异步通信异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。异步通信数据传送按帧传输,一帧数据包含异步通信数据传送按帧传输,一帧数据包含起始位、数据位、校验位和停止位。起始位、数据位、校验位和停止位。n n帧格式帧格式帧格式帧格式,一个字符由四部分组成:起始位、数据位、奇偶,一个字符由四部分组成:起始位
6、、数据位、奇偶,一个字符由四部分组成:起始位、数据位、奇偶,一个字符由四部分组成:起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。校验位和停止位。校验位和停止位。校验位和停止位。停止位(停止位(停止位(停止位(1 1)停止位用来表征字符的结束。停止位可以是停止位用来表征字符的结束。停止位可以是停止位用来表征字符的结束。停止位可以是停止位用来表征字符的结束。停止位可以是1 1位、位、位、位、1.51.5位或位或位或位或2 2位。接收端收到停止位后,知道上一字符已传送完毕位。接收端收到停止位后,知道上一字符已传送完毕位。接收端收到停止位后,知道上一字符已传送完毕位。接收端收到停止位后,知道上一字符已传送完毕
7、同同步步通通信信传传输输速速度度较较快快,但但要要求求有有准准确确的的时时钟钟来来实实现现收收发发双双方方的的严严格格同同步步,对对硬硬件件要要求求较高,适用于成批数据传送。较高,适用于成批数据传送。2、同步通信同步通信同步通信依靠同步字符保持通信同步。同步通信依靠同步字符保持通信同步。同步通信是由同步通信是由1 12 2个同步字符和多字节数个同步字符和多字节数据位组成,同步字符作为起始位以触发同步时据位组成,同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据;多字节数据之间不允钟开始发送或接收数据;多字节数据之间不允许有空隙,每位占用的时间相等;空闲位需发许有空隙,每位占用的时间相等;空闲位
8、需发送同步字符。送同步字符。波特率的倒数即为每位传输所需的时间。波特率的倒数即为每位传输所需的时间。相相互互通通信信的的甲甲乙乙双双方方必必须须具具有有相相同同的的波波特特率,否则无法成功地完成串行数据通信。率,否则无法成功地完成串行数据通信。三、三、串行通信波特率串行通信波特率波特率波特率bps(bitbps(bit per second)per second)定义定义:每秒传输数据的位数,即:每秒传输数据的位数,即:1波特波特=1位位/秒(秒(1bps1bps)四四、串行通信的制式串行通信的制式 串串行行通通信信按按照照数数据据传传送送方方向向可可分分为为三三种种制制式:式:单工制式单工制
9、式是指甲乙双方通信时是指甲乙双方通信时只能单向传只能单向传送数据送数据,发送方和接收方固定。,发送方和接收方固定。1 1、单工制式(单工制式(SimplexSimplex)半半双双工工制制式式是是指指通通信信双双方方都都具具有有发发送送器器和和接接收收器器,既既可可发发送送也也可可接接收收,但但不不能能同同时时接接收收和和发发送送,发发送送时时不不能能接接收收,接接收收时时不不能能发送发送。2、半双工制式(半双工制式(Half DuplexHalf Duplex)全全双双工工制制式式是是指指通通信信双双方方均均设设有有发发送送器器和和接接收收器器,并并且且信信道道划划分分为为发发送送信信道道和
10、和接接收收信信道道,因因此此全全双双工工制制式式可可实实现现甲甲乙乙双双方方同同时时发发送送和和接接收数据收数据,发送时能接收,接收时也能发送。,发送时能接收,接收时也能发送。3 3、全双工制式(全双工制式(Full DuplexFull Duplex)六、调制解调器六、调制解调器 计算机内的信息是由计算机内的信息是由“0”0”和和“1”1”组成数字信号,而在电话组成数字信号,而在电话线上传递的却只能是模拟电信号。于是,当两台计算机要通线上传递的却只能是模拟电信号。于是,当两台计算机要通过电话线进行数据传输时,就需要一个设备负责数模的转换。过电话线进行数据传输时,就需要一个设备负责数模的转换。
11、这个这个数模转换器数模转换器就是就是ModemModem。计算机在发送数据时,先由。计算机在发送数据时,先由ModemModem把数字信号转换为相应的模拟信号,这个过程称为把数字信号转换为相应的模拟信号,这个过程称为“调制调制”。经过调制的信号通过电话。经过调制的信号通过电话载波载波传送到另一台计算机传送到另一台计算机之前,也要经由接收方的之前,也要经由接收方的ModemModem负责把模拟信号还原为计算负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号,这个过程称为机能识别的数字信号,这个过程称为“解调解调”。正是通过间。正是通过间这样一个这样一个“调制调制”与与“解调解调”的数模转换过程,从而实现
12、了的数模转换过程,从而实现了两台计算机远程通讯。两台计算机远程通讯。9.2 82509.2 8250简介简介一、一、PCPC中的中的UARTUART UART:UniversalUART:Universal Asynchronous Asynchronous Receiver/TransmitterReceiver/Transmitter,通用异步接收,通用异步接收/发送装置,发送装置,UARTUART是一个并行输入成为串行输出的芯片,通常集是一个并行输入成为串行输出的芯片,通常集成在主板上。成在主板上。1.INS8250 1.INS8250 2.PC16450/PC16550 2.PC164
13、50/PC16550 带带1616字节的发送缓冲器和字节的发送缓冲器和1414字节的接收缓冲器字节的接收缓冲器 FIFOFIFO我的电脑中串口配置二、二、UARTUART的简单应用的简单应用1.1.连线:连线:RS232CRS232C接口标准,接口标准,3 3线或线或7 7线连接方式线连接方式 2.2.编程:编程:1 1)自己编写初始化及接收发送程序)自己编写初始化及接收发送程序 2 2)调用)调用BIOSBIOS编程:编程:INT14H 3 3)调用)调用DOSDOS编程:编程:INT21H,调用号03和04 4 4)DOSDOS下按照文件编程,文件名就是下按照文件编程,文件名就是COM1:
14、COM1:或或COM2:COM2:5 5)WINDOWSWINDOWS下下VBVB编程,用编程,用MSCOMMMSCOMM控件编程控件编程 6 6)WINDOWSWINDOWS下下VCVC编程,用类、控件,或者按文件编程。编程,用类、控件,或者按文件编程。7 7)用开发包编程:有很多,可以从网上下载。)用开发包编程:有很多,可以从网上下载。三、三、82508250的管脚与结构的管脚与结构 1.1.管脚管脚管脚信号说明管脚信号说明v数据总线缓冲器数据总线缓冲器:D D0 0D D7 7:双向数据:双向数据线线v选择与控制逻辑选择与控制逻辑:vCS0CS0、CS1CS1、CS2-CS2-:输入片选
15、信号:输入片选信号vA0A0、A1A1、A2A2:82508250内部寄存器选择内部寄存器选择信号信号vMRMR:主复位输入信号,高电平有效:主复位输入信号,高电平有效vADS-ADS-:地址选通信号:地址选通信号=AEN=AENvDISTRDISTR、DISTR-DISTR-:数据输入选通信号:数据输入选通信号vDOSTRDOSTR、DOSTR-DOSTR-:数据输出选通信号:数据输出选通信号vDDISDDIS:驱动器禁止信号,在:驱动器禁止信号,在CPUCPU从从82508250读取数据时为低电平,其他时读取数据时为低电平,其他时间为高电平禁止外部收发器对系统间为高电平禁止外部收发器对系统
16、总线的驱动总线的驱动 vCSOUTCSOUT:片选输出信号:片选输出信号vXTAL1XTAL1、XTAL2XTAL2:外部时钟端:外部时钟端v中断控制逻辑:中断控制逻辑:vINTRINTR:中断请求输出信号:中断请求输出信号vMODEMMODEM控制逻辑:控制逻辑:vCTS-CTS-:清除发送信号:清除发送信号vRTS-RTS-:请求发送信号:请求发送信号vDTR-DTR-:数据终端准备好信号:数据终端准备好信号vDSR-DSR-:数据装置准备好信号:数据装置准备好信号vRLSD-RLSD-:接收线路信号检测信号:接收线路信号检测信号vRI-RI-:振铃指示信号:振铃指示信号vOUT1-OUT
17、1-:由用户编程指定的输出端:由用户编程指定的输出端vOUT2-OUT2-:与:与OUT1OUT1一样,可以由用户一样,可以由用户编程指定(编程指定(PCPC用)用)v发送移位寄存器发送移位寄存器vSOUTSOUT:串行输出信号:串行输出信号v接收移位寄存器接收移位寄存器vSINSIN:串行输入信号:串行输入信号vRCLKRCLK:接收时钟信号:接收时钟信号v波特率发生器波特率发生器vBAUDOUTBAUDOUT:波特率输出:波特率输出2.内部结构内部结构数据接收寄存器数据发送寄存器接收移位寄存器发送移位寄存器线路控制寄存器线路状态寄存器除数寄存器高位除数寄存器低位波特率发生器MODE控制寄存
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