TPCUSB实验系统的串行通信协议研究.docVIP

基于TPC-USB实验系统的串行通信协议研究 第一部分 概论 随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。在计算机领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。并行通信是把一个字符的各数位用几条线同时进行传输，传输速度快，信息率高。但它比串行通信所用的电缆多，故常用在传输距离较短数据传输率较高的场合。并行通信是把一个字符的各数位用几条线同时进行传输，传输速度快，信息率高。但它比串行通信所用的电缆多，故常用在传输距离较短（几米至几十米）、数据传输率较高的场合。 串行通信是指数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。串行通信是指数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只要少数几条线就可以在系统尖交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信，但串行通信的速度比较慢。 Internet网的普及，计算机远程通信已渗透到国民经济的各个领域，而远程通信绝大多数采用串行通信的方式。其只要少数几条线就可以在系统交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信，但串行通信的速度比较慢。同步通信方式要求通信双方以相同的时钟频率进行，而且准确协调，通过共享一个单个时钟或定时脉冲源保证发送方和接收方的准确同步，效率较高ASYNC（Asynchronous Data Communication），又称起止式异步通信，是计算机通信中最常用的数据信息传输方式。异步通信方式不要求双方同步，收发方可采用各自的时钟源，双方遵循异步的通信协议，以字符为数据传输单位，发送方传送字符的时间间隔不确定，发送效率比同步传送效率低。 1.2.2 8251A芯片的基本性能 可工作在同步方式，也可工作在异步方式。同步方式下波特率为0～64000波特，异步方式下波特率为0～19200波特； 在同步方式时，每个字符可定义为5、6、7或8位。两种方法实现同步，由内部自动检测同步字符或由外部给出同步信号。允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验； 在异步方式下，每个字符可定义为5、6、7或8位，用1位作奇偶校验。时钟速率可用软件定义为波特率的l、16或64倍。另外，8251A在异步方式下能自动为每个被输出的数据增加1个起始位，并能根据软件编程为每个输出数据设置1位、1.5位或2位停止位； 能进行出错检测。带有奇偶、溢出和帧错误等检测电路，用户可通过输入状态寄存器的内容进行查询； 接口的输入和输出均为TTL电平，单一+5V电源 ； 与Intel 8080、8085、8088CPU兼容。 1.2.3 8251A芯片的结构 （1）接收缓冲器：从RxD引脚接收串行数据，并将其 转换成并行数据。 （2）接收控制电路：配合接收缓冲器工作，管理有关接收的所有功能。 （3）发送缓冲器：将来自CPU的并行数据加上相应的控制信息，然后转换成串行数据从TxD引脚 发出去。 （4）发送控制电路：配合发送缓冲器工作，管理有关串行发送的所有功能。 数据总线缓冲器：把8251A和系统数据总线相连，传输数据和控制信息。 （5）读/写控制电路：配合数据总线缓冲器工作。 （6）调制解调控制电路：当计算机进行远程通信时，要用调制器将串行接口传来的数字信号变为模拟信 号，再通过电话线发送出去。接收器则是将接收到的模拟信号经解调器变成数字信号，再由串行接口送入计算机。 1.2.4 8251A芯片的引脚功能 8251A外部引脚如图1.2所示，它的接口信号可以分为七类，具体如下： 图1.2：8251A外部引脚 （1） 双向的数据信号线D7～D0 825lA有8条数据线D7～D0。825lA通过这8根线和CPU的数据总线相连接，实际上，数据线上不只是传输数据，还传输CPU对825lA的编程命令字和825lA送往CPU的状态信息。 （2） 片选信号/CS 低电平有效，芯片被选中才能工作，如果8251A未被选中，数据线D7～D0将处于高阻状态，读/写信号对芯片都不起作用。 （3） 读/写控制信号 RD ：读信号，低电平有效。当该信号有效时，并且/CS也为低电平，CPU可以从8251A读取数据或状态信息。 WR：写信号，低电平有效。当该信号有效时，并且/CS也为低电平，CPU可以向8251写入数据或控制字。 C/D：控制/数据信号，分时复用。