6.4 可编程序串行通信接口电路（课件） - 《计算机原理》（电工版第五版）同步精品课堂

第6章 输入/输出系统 第4课时 可编程序串行通信接口电路 第5版 《计算机原理》 教学目标 一 了解8251A结构及各部分的作用。 1 2 掌握8251A异步方式与同步方式初始化流程的主要区别。 教学重难点 二 了解8251A结构及各部分的作用。 1 2 掌握8251A与外设之间的接口信号。 3 了解8251A异步方式与同步方式初始化流程的主要区别。 导入新课 三 USART 随着大规模集成电路技术的发展，多种通用的可编程同步和异步接口片USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver／Transmitter)被推出，典型的芯片有National 的8250/16450、Motorola的ACIA、Intel的8251A和Zilog 的Z80SIO等。 导入新课 三 UART与USART UART是通用异步收发器，而USART是通用同步异步收发器。 一般而言，单片机中: 名称为UART的接口一般只能用于异步串行通讯。 名称为USART的接口既可以用于同步串行通讯，也能用于异步串行通讯。 异步通信时，USART与UART没有什么差别；可是用在同步通信的时候，差别就非常明显了：大家都知道同步通信需要时钟来触发数据传输，也就是说USART相对UART的差别之中的一个就是能提供主动时钟。 新知讲授 四 （一）概述 1.结构 这类接口片通常均包括接收和发送两部分。 接收部分： 异步方式时，能把接收到的数据去掉起始位、停止位，检查有无奇偶错，然后经过移位寄存器变为并行格式后，送至接收缓冲寄存器，以便CPU用输入指令(IN指令)取走； 同步方式时，能够自动识别同步字符。 发送部分： 能接收与暂存由CPU并行输出的数据。 在异步方式时，通过移位寄存器变为串行数据格式并添加上起始位、奇偶校验位及停止位，由一条数据线发送出去； 在同步方式时，能自动插入同步字符。 新知讲授 四 （一）概述 1.结构 这类接口片还必须有控制与状态部分。 实现片内控制以及向外设发出控制信号的功能； 提供接口的工作状态以供CPU检测。 新知讲授 四 （一）概述 2.初始化 接口片的功能可以通过程序预先给予选择和确定，即接口片的初始化。 对于串行接口片，初始化程序通常要涉及如下几方面的问题： (1)同步还是异步方式。 (2)字符格式。 (3)时钟脉冲频率与波特率的比例系数。 (4)有关命令位的确定。 新知讲授 四 （二） 825lA可编程串行通信接口 1. 8251A的基本功能和特性 ⑴可用于同步和异步传送。 ⑵同步传送：5—8位／字符；内部或外部同步；可自动插入同步字符。 ⑶异步传送：5—8位／字符；时钟速率为波特率的1，16或64倍；可产生中止字符(Break Character)；可产生l，1.5或2位的停止位；可检测假起始位；自动检测和处理中止字符。 新知讲授 四 （二） 825lA可编程串行通信接口 1. 8251A的基本功能和特性 ⑷波特率：0—64K(同步)；0—19.2K(异步)。 ⑸全双工，双缓冲器发送和接收。 ⑹出错检测：具有奇偶、溢出和帧错等检测电路。 ⑺全部输入输出与TTL电平兼容；单一的+5V电源；单一TTL电平时钟；28脚双列直插式封装。 新知讲授 四 （二） 825lA可编程串行通信接口 2. 8251A的引脚图 8251A芯片共有28条输入／输出引脚。 新知讲授 四 （二） 825lA可编程串行通信接口 3. 8251A方块图及工作原理 8251A主要由5个部分组成： 接收器(含接收控制器及接收缓冲器) 发送器(含发送控制器及发送缓冲器) 数据总线缓冲器 读/写控制逻辑电路 调制解调控制器 各部分之间通过内部数据总线相互联系与通信。 新知讲授 四 （二） 825lA可编程串行通信接口 3. 8251A方块图及工作原理 ⑴ Modem(调制解调)控制 8251A有一组控制输入和输出，可以用来简化几乎任何的Modem接口，Modem控制信号在性质上是通用的； 若不使用Modem，这些信号可作为通信的握手(联络)信号。 若需要，可以用于非Modem控制的其它功能。即当使用Modem时825lA提供　 　、　 、 　、 　 信息作为Modem的控制及状态信号。 新知讲授 四 （二） 825lA可编程串行通信接口 3. 8251A方块图及工作原理 ⑴ Modem(调制解调)控制 　　(数据设备就绪：DEC Ready) 　 输入状态可以由CPU通过读状态操作来测试。 　　(数据终端就绪：TDE Ready) 　 输出信号可以通过编程设置命令字中的相应位而置成低电平。 　　(请求发送)　　 输出信号可以通过编程设置命令字中的相应位而置成低