8251A的內部結構

（1）接收器

接收器包括接收緩沖器和接收控制邏輯兩部分。接收器的功能是接收在RXD引腳上的串行數據，并按規定的格式把它轉換成并行數據，存放在數據總線緩沖器中。

①接收緩沖器

接收緩沖器主要由移位寄存器和數碼寄存器組成。接收器接收傳送到RXD（接收數據輸入端）引腳上的串行數 據，并對串行數據流的特殊位（奇偶位，停止位等）和字符（同步字符）進行檢查、處理，按規定的格式將串行 數據轉換為并行數據存放在緩沖器中。

接收移位寄存器和接收數據緩沖器組成了雙緩沖器結構。

②接收控制邏輯

這一部分控制串行數據的接收，包括三條控制線：

RXRDY（Receiver Ready）接收器準備好，輸出，高電平有效。

RXC（Receiver Clock）接收時鐘，輸入。

SYNDET/BRKDET（SYNchronous DETect/BreaK DETect）同步檢測/斷點檢測，輸出/輸入，高電平有效。

（2）發送器

發送器包括發送緩沖器和發送控制邏輯兩部分。

①發送緩沖器和發送過程

發送數據緩沖器接收由CPU送來的并行數據，按初始化編程指定的數據格式轉換成串行數據流送至發送移位寄存器，在TXC的下降沿從TXD引腳發送出去。

發送數據緩沖器和發送移位寄存器組成了發送的雙緩沖器結構。

②發送控制邏輯

該部分控制串行數據的發送操作，包括3條控制線：

TXRDY（Transmitter ReaDy）發送器準備好，輸出，高電平有效。

TXE（Transmitter Empty）發送器空，輸出，高電平有效。

TXC（Transmitter Clock）發送時鐘，輸入。

（3）讀/寫控制邏輯

讀/寫控制邏輯接收CPU的有關控制信號，據此確定對8251A的操作。該部分共有6條對外引線。

CLK 時鐘，輸入。

RESET 復位，輸入，高電平有效。RESET有效，8251A被強行復位到空閑狀態。只有在重新初始化后才能脫離空閑狀態。

（Chip Select）片選，輸入，低電平有效。

（Control/Data） 控制/數據信號，輸入。

（Read）讀，輸入，低電平有效。

（Write）寫，輸入，低電平有效。

（4）數據總線緩沖

數據總線緩沖器是三態，雙向，8位緩沖器，經引腳D7D7～D0D0和系統的數據總線相連，是8251A與系統數據總線之間的接口。數據總線緩沖器包括：

① 狀態字緩沖寄存器，寄存8251A接收/發送操作的各種工作狀態。

② 發送數據緩沖寄存器，暫存由CPU送來的數據或控制字。8251A沒有獨立的控制寄存器，寫入的控制命令和發送的數據共用一個寄存器。

③ 接收數據緩沖寄存器，暫存接收到的準備送往CPU數據。

（5）調制解調控制邏輯

遠程通信時，8251A的TXD端數據經調制器調制后送上傳輸線，經傳輸線送來的信號經解調后送往8251A的RXD端。為了在8251A和調制解調器之間能正確的傳送數據，8251A調制解調控制邏輯產生四個相應的聯絡信號如下：

（Data Terminal Ready）數據終端準備好，輸出，低電平有效。

（Data Set Ready）調制解調器準備好，輸入，低電平有效。

（Request To Send）請求發送，輸入，低電平有效。

（Clear To Send）允許發送，輸入，低電平有效。

當8251A不與調制解調器相接而是接續其它外設時，這四條線可以作為控制數據傳輸的聯絡線。

8251a串行通信中起什么作用及特點

8251A是一種可編程的通用同步/異步接收發送器，通常作為串行通信接口使用，被廣泛應用Intel80X86為CPU的微型計算機中。其基本功能為：

（1）它是全雙工、雙緩沖器的接收/發送器。

（2）有兩種工作方式，可工作在同步或異步工作方式。同步方式工作時，波特率在0～64K范圍內；異步方式時，波特率在0～9．2K范圍內。

（3）同步方式時，字符可選擇為5～8bit，可加奇偶校驗位，可自動檢測同步字符。

（4）異步方式時，字符可選擇為5～8bit，可加奇偶校驗位，自動為每個字符添加一個啟動位，并允許通過編程選擇11、1.51.5、或22位停止位。

8251A的工作方式

1、異步工作方式：

CPU發出接收命令，接收電路監視RxD端，發現一個起始位，開始一個字符的接收過程。在接收手時針的作用下，接收到的數據串行進入接收移位寄存器，被移位并進行奇偶校驗，再刪除停止位，得到并行數據，經片內總線接收數據緩沖器，等待CPU讀取，同時RxRDY引腳置高電平，且狀態寄存器的RxRDY位為1

2、同步工作方式：

同比工作方式分為內同步和外同步：

3、工作于內同步：

CPU發出允許接收和進入搜索指令，檢測RxD引腳，將接收的數據位送入移位寄存器，并與同步字符寄存器的內容比較，若不同，不斷接收并且進行移位比較操作，知道相同出現，則SYNDET置高電平，表明同步出現。若為雙同步則需兩個字符均-致。

4、工作于外同步：

由外部電路監測同步字符，當發現同步字符后，從同步輸入端SYNDET輸入高電平，告知8251A，8251A就脫離對同步字符的搜索過程，高電平需維持一個接收時鐘周期。

達到同步后，8251A利用接收時鐘采樣RxD，接收同步幀格式數據。采得的數據送往移位寄存器，當位數達到一個字符規定的數位時，移位寄存器的內容通過片內總線送往接收數據緩沖器，：同時RxRDY引腳置高電平，且狀態寄存器的RxRDY位為1，表示已經收到一個可用字符。

8251A的應用舉例

例：微機系統中兩臺微機之間進行雙機串行通信的硬件連接和軟件編程。

（1）要求

在甲乙兩臺微機之間進行串行通信，甲機發送，乙機接收。要求把甲機上開發的應用程序（其長度為2DH）傳送到乙機中去。雙方采用起止式異步方式，通信的數據格式為，字符長度為8位，2位停止位，波特率因子為64，無校驗，波特率為4800。 CPU與8251A之間用查詢方式交換數據，8251A的端口地址分配是：309H為命令／狀態口，308H為 數據口。

（2）分析

由于是近距離傳輸，因此可以不設 MODEM，兩臺微機之間直接通過RS-232標準接口連接即可。同時是采用查詢 I／O方式，故收／發程序中只需檢查發／收準備好的狀態是否置位，即可收發 l個字節。

（3）設計

①硬件連接

根據以上分析，把兩臺微機都當作 DTE（數據終端設備），采用最簡單的發送線TxD、接收線 RxD和 地線GND三 根線連接就能進行通信。采用8251A作為接口的主芯片再配置少量附加電路，如波特率發生器、 RS—232C 與TTL電平轉換電路、地址譯碼電路等就可構成一個串行通信接口。

②軟件編程

由題意可知，接收和發送程序應分別編寫，每個程序段中包括8251A初始化、狀態查詢和輸入／輸出幾部分。 對接收/發送方的8251A初始化時，首先要確定其方式選擇控制字和工作命令控制字。根據題中的要求可有：

發送方的方式選擇控制字為11001111B=CFH，工作命令控制字為00111110B=37H

接收方的方式選擇控制字為11001111B=CFH，工作命令控制字為00010100B=14H

發送端的發送程序（略去 STACK和 DATA段）

CSEG SEGMENT

ASSUME CS：CSEG

TRA PROC FAR

START： MOV DX，309H ；控制口

MOV AL．00H ；空操作

OUT DX，AL

MOV AL，40H ；內部復位

OUT DX，AL

NOP

MOV AL，0CFH ；方式字（異步，2位停止位，字符長度為8位，無校驗，波特率因子為64）

OUT DX， AL

MOV AL，37H ；命令字（RTS、ER、RxE、DTR和 TxEN均置 1）

OUT DX， AL

MOV CX，2DH ；傳送字節數

MOV SI，300H ；發送區首址

L1： MOV DX，309H ；狀態口

IN AL， DX ；查狀態位 D。（TxRDY）=1？

TEST AL，38H ；查錯誤

JNZ ERR ；轉出錯處理

AND AL，01H

JZ L1 ；發送未準備好，則等待

MOV DX，308H ；數據口

MOV AL，［SI］ ；發送準備好，則從發送區取1字節發送

OUT DX， AL

INC SI ；修改內存地址

DEC CX ；字節數減 1

JNZ L1 ； 未發送完，繼續

ERR： （略）

MOV AX，4C00H ；已送完，回 DOS

INT 21H

TRA ENDP

CSEG ENDS

END START

接收方接收程序（略去 STACK和 DATA段）

SCEG SEGMENT

ASSUME CS：REC

REC PROC FAR

BEGIN： MOV DX，309H ；控制口

MOV AL，0AAH ；空操作

OUT DX， AL

MOV AL，50H ；內部復位

OUT DX， AL

NOP MOV AL，0CFH ；方式字

OUT DX， AL

MOV AL，14H ；命令字（ER、RxE置1）

OUT DX， AL

MOV CX，2DH ；傳送字節數

MOV DI，400H ；接收區首址

L2： MOV DX，309H ；狀態口

IN AL， DX ；查狀態位 D2（RxRDY）＝17

TEST AL，38H ；查錯誤

JNZ ERR ；轉出錯處理 ．

AND AL， 02H

JZ L2 ；接收未準備好，則等待

MOV DX，308H ；數據口

IN AL， DX ；接收準備好，則接收1字節

MOV ［DI］， AL ；并存入接收區

INC DI ；修改內存

LOOP L2 ；未接收完，繼續

ERR： （略）

MOV AX，4C00H ；已接收完，程序結束，退出

INT 21H ；返回 DOS

REC ENDP

CSEG ENDS

END BEGIN