电力电子之串并行通信和接口技术_图文

第6章 串并行通信和接口技术 本章要点 串行通信的几种方式 8251A的编程结构和功能结构 8251A和CPU的信号连接以及和外设的信号连接 低档接口芯片和高档数据总线的连接 8251A的模式寄存器、控制寄存器和状态寄存器 的格式 8251A的初始化流程 8251A的使用 8255A和CPU的信号连接以及和外设的信号连接 8255A的三种工作方式和设置方法 8255A的C端口置0/置1 教学建议 以8251A和8255A的使用为目标。 本章用5学时,其中: 8251A 2学时 8255A 3学时 6.1接口的功能以及在系统中的连接 接口的功能 接口与系统的连接 6.1.1接口的功能 基本功能: 在系统和I/O设备之间传输信号 提供缓冲作用 1. 寻址功能 识别区别存储器和I/O的信号 识别片选信号 选择接口中的寄存器 2. 输入输出功能 根据读写信号判断传输方向 传输数据、控制和状态信息 3. 数据转换功能 把CPU的并行数据转换成一些外设所需的串行数 据; 把外设的串行信息转换成并行数据送往CPU。 4. 联络功能 当数据传送完后,能通知CPU。 5. 中断管理功能 发送中断请求和接收中断响应 发送中断类型号 优先级管理功能。 6. 复位功能 接收复位信号 7. 可编程功能 可以用软件使其工作于不同的方式 用软件来设置控制信号 8. 错误检测功能 当前多数可编程接口芯片能检测下列两类错误: 传输错误 覆盖错误 6.1.2接口与系统的连接 接口可分为两个部分 和I/O设备相连 和系统总线相连 I/O 典和 型外 的部 连 接接 口 6.2串行接口和串行通信 串行接口 串行通信涉及的几个问题 6.2.1串行接口 串行接口部件有4个主要寄存器,即: 控制寄存器 状态寄存器 数据输入寄存器 数据输出寄存器。 6.2.2串行通信涉及的几个问题 全双工方式和半双工方式 同步方式和异步方式 传输率 1. 全双工方式和半双工方式 全双工方式:接收和发送用不同的通路。 半双工方式:输入和输出使用同一通路。 全双工方式和半双工方式 (a) 全双工方式 (b) 半双工方式 2. 同步方式和异步方式 传输方式: 同步通信 异步通信 同步方式和异步方式比较: 同步方式的信息有效率高。 同步方式需传输时钟信号。 标准的异步通信数据格式 3. 串行通信的传输率 例1、异步传输过程:设每个字符对应1个起 始位、7个信息位、1个奇偶校验位和1个停止 位,如果波特率为1 200bps,那么,每秒钟能 传输的最大字符数为1 200/10=120个。 例二.同步传输:用1 200bps的波特 率工作,用4个同步字符作为信息帧头部, 但不用奇偶校验,那么,传输100个字符 所用的时间为7(100+4)/1 200=0.606 7s,这就是说,每秒钟能传输的字符数 可达到100/0.606 7=165个。 可见,在同样的传输率下,同步传输 时实际字符传输率要比异步传输时高。 6.3可编程串行通信接口8251A 8251A的基本性能 8251A的基本工作原理 8251A的对外信号 8251A的编程 8251A编程举例 8251A的使用实例 6.3.1 8251A的基本性能 可以工作在同步或异步方式。 在同步方式时, 能用5、6、7或8位代表字符 能自动检测同步字符 允许奇偶校验。 在异步方式下 能用5、6、7或8位代表字符,用1位作为奇偶校验。 能增加1个启动位 能增加1个、1.5个或2个停止位。 6.3.2 8251A的基本工作原理 8251A的编程结构 8251A的功能结构 8251A的发送和接收 1. 8251A的编程结构 具体编程结构和外部连接如下图 2.8251A的功能结构 接收控制电路的功能: 复位后寻找启动位。 消除假启动干扰。 对接收到的信息进行奇偶校验。 检测停止位。 发送控制电路 功能: 在异步方式下,为数据加上起始位、校验位和停 止位。 在同步方式下,插入同步字符和校验位。 读写控制逻辑电路 功能: 接收WR#,写入数据和控制字 接收RD#,读取数据或状态字 接收C/D#。 接收CLK,完成内部定时。 接收RESET。 8251A的内部工作原理 3. 8251A的发送和接收 (1) 异步接收方式 (2) 异步发送方式 下图为8251A工作在异步方式时的数据传输格式 (3) 同步接收方式 (4) 同步发送方式 下图为8251A工作在同步方式时的数据传输格式 6.3.3 8251A的对外信号 8251A和CPU之间的连接信号 8251A与外部设备之间的连接信号 1. 8251A和CPU之间的连接信号 (1) 片选信号 CS#为低电平时,8251A被选中 (2) 数据信号 D7~D0与系统的数据总线相连 (3) 读写控制信号 RD#为读信号。 WR#为写信号。 C/D#为控制/数据信号。 (4) 收发联络信号 TXRDY为发送器准备好信号 TXE 发送器空信号 RXRDY 接收器准备好信号 SYNDET 同步检测信号 2. 8251A与外部设备之间的连接信号 (1) 收发联络信号 DTR# 数据终端准备好信号 DSR# 数据设备准备好信号 RTS# 请求发送信号 CTS# 清除请求发送信号 (2) 数据信号 TXD 发送器数据信号端 RXD 接收器数据信号端 6.3.4 8251A的编程 8位接口和16位数据总线的连接问题 8251A的初始化 模式寄存器的格式 控制寄存器的格式 状态寄存器的格式 1. 关于8位接口芯片和16位数据总线的连接问题 解决方法: 硬件上,将总线的A1与芯片的A0相连 软件上,用连续的偶地址代替奇偶地址 2. 8251A的初始化 8251A初始化的约定 : 复位后,用奇地址写入的值送模式寄存器。 若为同步模式,接着往奇地址

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