Министерство образования Российской Федерации
Институт переподготовки кадров
Уральского государственного технического
университета
ТЕМА: Канал последовательной связи на основе МС 8251
Пояснительная записка
Руководитель доц., к.т.н. И.Е. Мясников
Слушатель гр. СП-923 А.С.
2001г.
Содержание
1. Введение (постановка задачи)
2. Состав контроллера последовательного интерфейса
· Регистр буфера передатчика (THR).
· Регистр буфера приёмки (RBR).
· Регистр буфера младшего байта делителя (Divisor Latch LSB).
· Регистр буфера старшего байта делителя (Divisor Latch MSB).
· Регистр разрешения прерываний (IER).
· Регистр идентификации прерывания (IIR).
· Регистр управления линией (LCR).
· Регистр управления модемом (MCR).
· Не используемый регистр (Scratch Register).
3.Последовательная передача данных
4. Протокол последовательной связи.
5. Общие сведения о интерфейсе RS–232С
6. Таблица 1.5 Функции сигнальных линий интерфейса RS–232C.
7. Таблица 1.6 Основные линии интерфейса RS–232C.
8. Виды сигналов
9. Усовершенствования
10. Тестирование канала RS–232C
11. Использованная литература
Введение
Контроллер последовательного интерфейса предназначен для обеспечения связи по протоколу RS232C.
В настоящее время известны и другие реализации этого контроллера, как совместимые с рассматриваемым адаптером, так и не совместимые.
Реализация контроллера RS-232C выполнена на основе МС 8251.
Следует отметить, что основное внимание уделялось основным принципам управления самого контроллера и практически не рассматривались вопросы взаимодействия с модемом и другим периферийным оборудованием использующим этот контроллер.
Постановка задачи
Составить структурную схему RS-232C; описать состав контроллера последовательного интерфейса и протокол последовательной связи, устройства для тестирования RS-232C.
Состав контроллера
последовательного интерфейса.
В состав контроллера последовательного интерфейса входят следующие регистры:
· Регистры буферов приёмника и передатчика,
· Регистры разрешения и идентификации прерываний,
· Регистры управления и состояния линии,
· Регистры управления и состояния модема,
· Регистры буфера делителя генератора.
В таблице 1.1 приведены адреса всех программно доступных регистров. Адреса в этой таблице даны относительно базового адреса контроллера[1].
Таблица 1.1
| Адрес | Операция | Регистр | DLAB |
| 0 | W | Буфер передатчика(THR) | 0 |
| 0 | R | Буфер приёмника (RBR) | 0 |
| 0 | R\W | Младший байт буфера делителя (Division Latch MSB) | 1 |
| 1 | R\W | Старший байт буфера делителя (Division Latch MSB) | 1 |
| 1 | R\W | Регистр разрешения прерывания (IER) | 0 |
| 2 | R | Регистр идентификации прерывания(IIR) | X |
| 3 | R\W | Регистр управления линией (LCR) | X |
| 4 | R\W | Регистр управления модемом (MCR) | X |
| 5 | R | Регистр состояния линии (LSR) | X |
| 6 | R | Регистр состояния модема (MSR) | X |
| 7 | R\W | Неиспользуемый регистр (Scratch Register) | X |
Базовый адрес контроллера в зависимости от номера контроллера располагается в сегменте данных BIOS и приведён в таблице 1.2
Таблица 1.2
| Номер контроллера | Адрес в сегменте BIOS | Номер прерывания |
| COM1 | 0040:0000 | IRQ4 (INT 0Ch) |
| COM2 | 0040:0002 | IRQ3 (INT 0Bh) |
| COM3 | 0040:0004 | Не фиксирован |
| COM4 | 0040:0006 | Не фиксирован |
Таблица 1.2 содержит адреса полей в области данных BIOS, в которых расположены базовые адреса контроллеров последовательного интерфейса. Базовые адреса контроллеров заносятся в сегмент данных BIOS программой POST (Power On Self Testing) при проверке после включения электропитания. Программа POST помещает базовые адреса контроллеров последовательно один за другим. Это означает, что между значащими полями не может быть нулевого поля.
Рассмотрим подробно назначение и содержимое регистров контроллера последовательного интерфейса.
Регистр буфера передатчика (THR). Имеет адрес 0 относительно базового адреса контроллера. Данный регистр доступен только по записи и при значении бита разрешения доступа к делителю (DLAB) в регистре управления линией (LCR), равном 0. Регистр THR содержит восемь битов данных (бит 0 является младшим значащим разрядом и посылается первым в канал передачи).
Регистр буфера приёмки (RBR). Имеет адрес 0 относительно базового адреса контроллера. Этот регистр доступен по чтению(IN) и при значении бита разрешения доступа к делителю(DLAB) в регистре управления линией (LCR),равном 0. Регистр RBR содержит восемь битов данных (бит 0 является младшим значащим разрядом и принимается первым из канал передачи).
Регистр буфера младшего байта делителя (Divisor Latch LSB).
Регистр имеет адрес 0 относительно базового адреса контроллера. Этот регистр доступен по чтению и записи только при значении бита разрешения доступа к делителю (DLAB) в регистре управления линией (LCR), равном 1. При записи в этот регистр нового значения делитель перезагружается немедленно.
Регистр буфера старшего байта делителя (Divisor Latch MSB).
Регистр имеет адрес 1 относительно базового адреса контроллера. Этот регистр доступен по чтению и записи только при значении бита разрешения доступа к делителю (DLAB) в регистре управления линией (LCR), равном 1. При записи в этот регистр нового значения делитель перезагружается сразу.
Регистр разрешения прерываний (IER). Имеет адрес 1 относительно базового адреса контроллера. Этот регистр доступен по чтению и записи, но только при значении бита разрешения доступа к делителю (DLAB) в регистре управления линией (LCR), равном 0. Этот регистр позволяет управлять четырьмя типами прерываний, порождаемыми контроллером последовательного интерфейса. Формат регистра приведён ниже.
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | ICM | ICL | IFB | IDA |
ICM задаёт прерывание при изменении состояния модем:
1 – прерывание вырабатывается;
0 – прерывание запрещено;
ICL определяет прерывание при изменении состояния линии приёмника:
1 – прерывание вырабатывается;
0 – прерывание запрещено;
IFB задаст прерывание при освобождении регистра буфера принимаемых данных:
1 – прерывание вырабатывается;
0 – прерывание запрещено;
IDA определяет прерывание при доступности принимаемых данных:
1 – прерывание вырабатывается;
0 – прерывание запрещено;
Биты 7-4 не используются и должны принимать значение 0.
Регистр идентификации прерывания (IIR). Регистр имеет адрес 2 относительно базового адреса контроллера. Этот регистр доступен только по чтению и позволяет получить информацию от контроллера о ждущем прерывании. Значение битов регистра приведено ниже.
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | I Type | II | |
Биты I Type определяют тип ждущего прерывания, если оно хранится контроллером (что определяется битом II):
11 – изменилось состояние линии приёмника;
10 – принимаемые данные доступны;
01 – освобождён регистр буфера;
00 – изменилось состояние модема.
Более подробная информация о приоритетах прерываний, условиях появления и условии сброса состояния прерывания приведена ниже в таблице 1.3
Информация о ждущем прерывании Таблица 1.3
| I Type | Приоритет | Тип | Условие появления | Условия сброса |
| 11 | 1 | Состояние линии приёмника | Ошибка переполнения, чётности, посылки или пауза | Операция чтения LSR |
| 10 | 2 | Доступность принимаемых данных | Доступность принимаемых данных | Операция чтения RBR |
| 01 | 3 | Освобождение регистра буфера передатчика | Освобождение THR | Операция чтения IIR или запись в THR |
| 00 | 4 | Состояние модема | Clear To Send, Data Set Ready, Ring Indicator или Data Carrier Detect | Операция чтения MSR |
Бит II является индикатором ждущего прерывания: