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五、方案论证
本次设计中主要使用了可编程串行接口芯片 8251A,下面就 8251A 对设计
方案进行论证。
(一).8251A 的基本性能
8251A 是可编程的串行通信接口芯片,基本性能:
1.两种工作方式:
同步方式,异步方式。
同步方式下,波特率为 064K,异步方式下,波特率为 0~19.2K。
2.同步方式下的格式
每个字符可以用 5、6、7 或 8 位来表示,并且内部能自动检测同步字符,
从而实现同步。除此之外,8251A 也允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。
3.异步方式下的格式
每个字符也可以用 5、6、7 或 8 位来表示,时钟频率为传输波特率的 1、16
或 64 倍,用 1 位作为奇/偶校验。1 个启动位。并能根据编程为每个数据增加 1
个、1.5 个或 2 个停止位。可以检查假启动位,自动检测和处理终止字符。
4.全双工的工作方式
其内部提供具有双缓冲器的发送器和接收器。
5.提供出错检测
具有奇偶、溢出和帧错误三种校验电路。
(二).8251A 的内部结构
1、发送器
发送器由发送缓冲器和发送控制电路两部分组成。
采用异步方式,则由发送控制电路在其首尾加上起始位和停止位,然后从
起始位开始,经移位寄存器从数据输出线 TXD 逐位串行输出。
8251A 内部结构图
采用同步方式,则在发送数据之前,发送器将自动送出 1 个或 2 个同步字
符,然后才逐位串行输出数据。
如果 CPU 与 8251A 之间采用中断方式交换信息,那么 TXRDY 可作为向
CPU 发出的中断请求信号。当发送器中的 8 位数据串行发送完毕时,由发送控
制电路向 CPU 发出 TXE 有效信号,表示发送器中移位寄存器已空。
2.接收器
接收器由接收缓冲器和接收控制电路两部分组成。
接收移位寄存器从 RXD 引腿上接收串行数据转换成并行数据后存入接收缓
冲器。
异步方式:在 RXD 线上检测低电平,将检测到的低电平作为起始位 ,
8251A 开始进行采样,完成字符装配,并进行奇偶校验和去掉停止位,变成了
并行数据后,送到数据输入寄存器,同时发出 RXRDY 信号送 CPU,表示已经
收到一个可用的数据。
同步方式:首先搜索同步字符。8251A 监测 RXD 线,每当 RXD 线上出现
一个数据位时,接收下来并送入移位寄存器移位,与同步字符寄存器的内容进
行比较,如果两者不相等,则接收下一位数据,并且重复上述比较过程。当两
个寄存器的内容比较相等时,8251A 的 SYNDET 升为高电平,表示同步字符已
经找到,同步已经实现。
采用双同步方式,就要在测得输入移位寄存器的内容与第一个同步字符寄
存器的内容相同后,再继续检测此后输入移位寄存器的内容是否与第二个同步
字符寄存器的内容相同。如果相同,则认为同步已经实现。
在外同步情况下,同步输入端 SYNDET 加一个高电位来实现同步的。
实现同步之后,接收器和发送器间就开始进行数据的同步传输。这时,接
收器利用时钟信号对 RXD 线进行采样,并把收到的数据位送到移位寄存器中。
在 RXRDY 引脚上发出一个信号,表示收到了一个字符。
3.数据总线缓冲器
数据总线缓冲器是 CPU 与 8251A 之间的数据接口。包含 3 个 8 位的缓冲寄
存器:两个寄存器分别用来存放 CPU 向 8251A 读取的数据或状态信息。一个寄
存器用来存放 CPU 向 8251A 写入的数据或控制。
4.读/写控制电路
读/写控制电路用来配合数据总线缓冲器的工作。功能如下:
(1) 接收写信号 ,并将来自数据总线的数据和控制字写入 8251A;
(2) 接收读信号 ,并将数据或状态字从 8251A 送往数据总线;
(3) 接收控制/数据信号 C/ ,高电平时为控制字或状态字;低电平时为数
据。
(4) 接收时钟信号 CLK 完成 8251A 的内部定时;
(5) 接收复位信号 RESET,使 8251A 处于空闲状态。
5.调制解调控制电路
调制解调控制电路用来简化 8251A 和调制解调器的连接。
(三).8251A 的引脚功能
1、8251A 和 CPU 之间的连接信号
8251A 和 CPU 之间的连接信号可以分为四类:
a)片选信号
• :片选信号,它由 CPU 的地址信号通过译码后得到。
b)数据信号
D
0
-D
7
:8 位,三态,双向数据线,与系统的数据总线相连。传输 CPU 对
8251A 的编程命令字和 8251A 送往 CPU 的状态信息及数据。
c)读/写控制信号
• :读信号,低电平时, CPU 当前正在从 8251A 读取数据或者状态信
息。
• :写信号,低电乎时, CPU 当前正在往 8251A 写入数据或者控制信
息。
• C/ :控制/数据信号,用来区分当前读/写的是数据还是控制信息或状态
信息。该信号也可看作是 8251A 数据口/控制口的选择信号。
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资源评论
- 赵尚林2015-06-18还行吧,有一定参考价值
- 琉璃碴2013-12-18不是论文,,应该是教材
tracyjk
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