GIAO TIẾP NỐI TIẾP DÙNG VI MẠCH 8251 I TRUYỀN THÔNG TIN NỐI TIẾP Việc truyền thông tin phận nằm gần hệ vi xử lý thực thông qua bus song song mở rộng mạch phối ghép song song Trong byte từ chuyển từ phận sang phận khác tập đường mạch in dây cáp Trong trường hợp cần phải truyền thông tin thiết bị cách xa tiết kiệm số đường dây dẫn cần thiết cho việc truyền Từ yêu cầu đời phương pháp truyền thông tin nối tiếp Ở đầu phát liệu song song chuyển thành liêu dạng nối tiếp sau truyền liên tiếp đường dây Ở đầu thu, tín hiệu nối tiếp biến đổi ngược lại để tái tạo tín hiệu dạng song song thích hợp cho việc xử lý Trong thực tế có phương pháp truyền thông tin kiểu nối tiếp: truyền đồng truyền không đồng Trong phương pháp truyền đồng bộ, liệu truyền theo mảng với tốc độ xác định Mảng liệu trước truyền gắn thêm đầu cuối mảng byte nhóm bit định dấu đặc biệt SYN SYN SOH STX TEXT ETX hay ETB BCC HEADER SYN : Ký tự đồng SOH : Ký tự bắt đầu phần mào đầu HEADER : Phần mào đầu STX : Ký tự bắt đầu văn TEXT :Thân văn băn ETX : Ký tự kết thúc văn ETB : Ký tự kết thúc văn BCC : Ký tự kiểm tra khối HÌNH 5.1 Ở hình 5.1 biểu diễn tin để truyền đồng theo giao thức BISYNC (giao thức truyền thông tin hệ đồng bộ, binary synchronous communication protocal) thực chất giao thức điều khiển theo byte, byte (ký tự) đặc biệt dùng để đánh dấu phần khác tin Trong cách truyền không đồng bộ, liệu truyền theo ký tư Ký tự cần truyền gắn thêm bit đánh dấu đầu để báo bắt đấu ký tự (start) bit đánh dấu cuối để báo kết thúc ký tự (stop)ï Vì cuối ký tự nhận dạng riêng biệt nên truyền theo phương pháp không đồng bộ, thể hình 5.1 Chiều dòng ký tự Luôn mức cao Luôn mức thấp Start D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 Parity Stop Stop Mã ký tự cần truyền HÌNH 5.2 : Khung ký tự để truyền không đồng Tuỳ theo loại mã chọn dùng truyền (Baudot, Ascii,… ) độ dài cho mã ký tự , , 7, bit Tuỳ theo hệ thống truyền tin, bên cạnh bit liệu tuỳ chọn có hay bit parity để kiểm tra lỗi truyền tuỳ chọn hoăc bit stop, bắt buộc phải có bit start Như để truyền ký tự theo phương pháp không đồng bộ, ký tự mang tin ta buộc phải truyền thêm nhiều bit phụ để tạo khung cho ký tự đó, phương pháp nầy đơn giản có hiệu suất không cao Tốc độ truyền liệu theo phương pháp nối tiếp đo bit/s Ngoài người ta hay dùng đơn vị baud, giá trị ngịch đảo thời gian lần thay đổi mức tín hiệu, với liệu có hai mức (0 1)ø thay đổi mức tín hiệu mã hóa bit hiểu baud = bit/s, tốc độ truyền thường gặp thực tế laø 11, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 baud Để tạo điều kiện dể dàng cho việc phối ghép đường truyền nối tiếp với hệ vi xử lý để giảm tối đa mạch phụ thêm bên người ta chế tạo vi mạch tổ hợp cỡ lớn lập trình có khả hoàn thành phần lớn công việc cần thiết phối ghép Đó mạch thu phát di vạn IN8250/16450 National mạch thu phát đồng – dị vạn 8251 Intel II VI MẠCH USART 8251: Trong phần ta giới thiệu mạch 8251A vi mạch USART dùng cho hai kiểu truyền thông tin nối tiếp đồng bộ, dị Sơ đồ chân sơ đồ ghi trình bày hình 5.3 Sơ đồ chân sơ đồ khối a nhóm tín hiệu ghép nối với vi xử lý gồm: - /CS nối với giải mã địa A1 An để chọn ghi (A0 = 1điều khiển trạng thái, A0 = đệm số liệu) - C/D nối với đường dây địa A0 để cặp ghi - /WR nối với chân /WR vi xử lý - /RD nối với chân /RD vi xử lý - CLK nối với đường dây CLK vi xử lý - Reset nối với đường dây reset vi xử lý - D0 … D7 nối với đường dẫn D0…D7 VXL b Nhóm tín hiệu ghép nối vối Modem - /DTR - /DSR - /RTS - /CTS c Nhóm tín hiệu gép nối với đường dây truyền – nhận KGN: - TxEMTY ghi đệm truyền rỗng - TxR cho số liệu truyền - TxRDy báo số liệu truyền sẵn sàng - RxRDy báo số liệu nhận sẵn sàng - Syn det/Break : đồng bộ/đứt dòng tin d Nhóm tín hiệu ghép nối với máy phát xung nhịp - TxD : nhịp truyền - RxC : nhịp nhận • 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 8251A D1 D0 Vcc /RxC /DTR /RTS /DSR Reset CLK TxD TxEMPTY/CTS Syndet/BR TxRDY D2 D3 RxD GND D4 D5 D6 D7 /TxC /WR /CS C/D /RD RxRDY /CS /RD /WR C/D D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CLK RST RxRDY TxRDY TxEMTy Vcc GND /DSR /DTR /CTS /RTS Syn/BRK TxC RxC Thanh ghi truyền Thanh ghi đệm truyền Thanh ghi nhận Thanh ghi đệm nhận Thanh ghi chế độ Thanh ghi lệnh Thanh ghi trạng thái TxD RxD Hình 5.3 : Sơ đồ chân (a) ghi (b) 8251A (a) (b) /CS chíp chọn vi mạch /RD read – đọc /WR write – viết C/D control/data - điều khiển số liệu CLK – clock – nhịp D0 D7 data O/I – bus liệu vào /TxC – transmit clock - nhịp truyền RxC – receiver clock RST – reset /DTR dada terminal ready /DSR – data set ready /RTS request to send /CTS clear to send TxD – transmit data RxD – receiver data TxRDy – transmit ready RxRDy – receiver ready TxEMTY – transmist register empty Syn/BRK- Break detect Các ghi: Ở hình 5.4a hình 5.4b mô tả ghi 8251, gồm: ghi trạng thái ghi điều khiển Hai ghi có địa với A0 = 1, dùng để ghi (/WR) lệnh điều khiển để đọc (/RD) trạng thái Hai ghi đệm số liệu ghi đọc có địa (A0 = 0) dùng để ghi đọc số liệu cần truyền nhận KGN Các lệnh cho ghi bảng sau: /CE 0 0 - C/D 1 0 x /WR 1 x Thanh ghi điều khiển Thanh ghi trạng thái /RD 1 x LỆNH Ghi vào ghi điều khiển (chế độ, lệnh) Đọc ghi trạng thái Ghi số liệu vào ghi đệm truyền Đọc số liệu từ ghi đệm nhận Trở kháng cao (không dùng) a Thanh ghi điều khiển: - dùng để ghi: + lời điều khiển chế độ D7 D6 D5 D4 D3 D2 Hình 5.4a D1 D0 Tốc độ truyền 00 đồng 01 không đồng x1 10 không đồng x 16 11 không đồng x64 Độ dài ký tự bit 6bit 10 7bit 11 bit Điều khiển khung không giá trị bit dừng 10 1.5 bit dừng 11 bit dừng Bit chẵn lẻ X0 không kiểm tra chẳn lẻ kiểm tra lẻ 10 kiểm tra chẵn b Lời lệnh: D7 D6 Cho phép phát 1= cho phép 0= cấm Chế độ bất đồng 1= tìm ký tự đồng Sync Ngắt mềm 1= xoá ghi D5 D4 D3 D2 Yêu cầu phát 1= đưa tín hiệu RTS/= Xoá cờ báo lỗi 1= xoá cờ PE, OE, FE Gửi tín hiệu cắt 1= đưa TxD = 0= hoạt động bình thường Cho phép thu 1= cho phép RxRDy 0= cấm RxRDy Số liệu đầu cuối Sẵn sàng, DTR\ =1 EH IR HÌNH 5.4b RTS ER SBRK RxEN DTR TxEN D1 D0 c ghi trạng thái Dùng để đọc lời trạng thái: Chỉ modem Sẵn sàng để truyền số liẹäu Chỉ chữ đồng 8251 nhận Chỉ ghi biến đổi song song - nối tiếp rỗng Chỉ 8251 sẵn sàng nhận chữ hay lệnh để truyền Bit báo sai chẳn lẻ Pe= có sai xóa ER lệnh Chỉ sẵn sàng nhận số liệu để truyền cho VXL Bit lỗi tràn Khi VXL chưa đọc lời trước, lời sau tới OE =1 xoá ER lệnh Bit sai khung (không đồng bộ) số bit dừng bị sai FE= xoá ER =1 Hình 5.4c D7 D6 DSR SYNDET FE D5 OE D4 PE D3 D2 D1 TxEM RxRDy TxRDy D0 * Vớùi lời điều khiển chế độ: hình 5.4a - Chế độ đồng bộ: (trong, hai hay ký tự đồng SYNC) nội dung ghi vào D7, D6 - Tốc độ truyền với giá trị: + D1D0 = 00: Dùng cho chế độ đồng bộ, tốc độ nơi thu tốc độ nơi phát, thay đổi tần số xung nhịp + D1D0=01 : dùng cho chế độ không đồng bộ, tốc độ nơi thu nơi phát không đổi + D1D0=01: tốc độ thu = tốc độ truyền X1, độ thu = tốc độ truyền +D1D0=10: tốc độ thu =16x tốc độ truyền + D1D0=11: tốc độ thu =64x tốc độ truyền - Độ dài ký tự, tức độ dài đơn vị tin SDU với giá trị D3d2 = 00 (5bit), 01(6bit), 10(7bit) 11(8bit) - Kiển tra chẵn lẻ D5D4 =00 (không kiểm tra), 01 (kiểm tra lẻ), 11 (kiểm tra chẵn) - Điều khiển khung, xác định số bit dừng Với D7D6 = 01 – bit dừng D7D6 = 10 – bit rưỡi dừng D7D6 = 11 – hai bit dừng • Với lời lệnh (hình5.4b) ta ghi lệnh để: - Điều khiển modem: DTR(D1=1), RTS(D5=1) - Xoá mềm( chương trình có IR (D6=1) để xoá ghi nội - Xóa cờ báo lỗi ER (D4=1) - Ghi cho phép truyền TxEN (D0=1) cho phép nhận RxE(D2=1) - Gửi tín hiệu cắt ( bit 0-Break) để cắt dòng tin liên tục truyền - Tìm ký tự đồng EH(D7=1) chế độ đồng • Thanh ghi trạng thái (hình 5.4c): dùng để đọc - Sẵn sàng truyền TxRDY (D0=1), sẵn sàng nhận RXRDY( D1=1) - Thanh ghi đệm số liệu rỗng TxE (D2=1) - Tuy có địa (CS\=0, A1=1) ta ghi lời điều khiển chế độ lời lệnh ghi điều khiển khác có chung flip flop nội điều khiển vào hai ghi III ỨNG DỤNG 8251A ĐỂ TRUYỀN THÔNG TIN NỐI TIẾP: Truyền thông tin nối tiếp kit VXL: TxD RxD DTR\ 8251 DSR\ RTS\ CTS\ TxD RxD DTR\ 8251 DSR\ RTS\ CTS\ VXL2 VXL1 HÌNH 5.5 a Khởi phát 8251A: Muốn 8251 hoạt động chế độ (không đồng bộ), tốc độ (300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600bps lớn hơn), số bit tin (5, 6, 7, 8) có kiểm tra chẵn lẻ xác đinh số bit dừng (1; 1,5; bit) ta phải ghi lời điều khiển chế độ vào ghi điều khiển cuả 8251 Ví dụ: Một 8251 có điạ gốc CS\ với 0FFF0h, cần trao đổi thông tin bit, tốc độ x16 kiểm tra Parity chẵn lẻ, 2bit stop Lời điều khiển laø: 1 0 1 00h Begin 03h ghi điều khiển AH AH - AH = ? Delay Nạp từ chế độ cào ghi chế độ Delay End sai Đúng HÌNH 5.5 Lưu đồ khởi tạo 8251A chương trình khởi phát: MOV MOV OUT MOV LOOP OUT MOV LOOP OUT MOV LOOP MOV OUT MOV LOOP MOV OUT MOV LOOP END D0 : D1: D2: D3: D4: DX, 0FFF2h AL,00h DX,AL CX 2h D0 DX, AL CX,2h D1 DX, AL CX,2h D2 AL, 40h DX, AL CX, 2h D3 AL, 11001110B DX, AL CX, 2h D4 O O O O O O O O O A – A 11 CS \ GND Truyền thông tin nối tiếp kit VXL máy tính: Giải mã điạ D –D D – D7 TxD Reset Rest RxD CLK CLK DTR A0 C/D\ RD \ WR \ RD \ Xử lý ngắt (8259A hai mức) DSR\ WR\ RTS \ VXL HÌNH 5.6 8251 Cổng COM máy tính ... mạch thu phát di vạn IN8250/16450 National mạch thu phát đồng – dị vạn 8251 Intel II VI MẠCH USART 8251: Trong phần ta giới thiệu mạch 8251A vi mạch USART dùng cho hai kiểu truyền thông tin nối. .. C/D nối với đường dây địa A0 để cặp ghi - /WR nối với chân /WR vi xử lý - /RD nối với chân /RD vi xử lý - CLK nối với đường dây CLK vi xử lý - Reset nối với đường dây reset vi xử lý - D0 … D7 nối. .. DỤNG 8251A ĐỂ TRUYỀN THÔNG TIN NỐI TIẾP: Truyền thông tin nối tiếp kit VXL: TxD RxD DTR\ 8251 DSR\ RTS\ CTS\ TxD RxD DTR\ 8251 DSR\ RTS\ CTS\ VXL2 VXL1 HÌNH 5.5 a Khởi phát 8251A: Muốn 8251 hoạt