扩展多路串行口

一、硬件设计
　　 以扩展二路串行通道为例，介绍8251与MCS-51单片机的接口方法，相应的硬件电路见图8.47。

图8.47

　　8253可编程定时器/计数器用来产生8251所需要的接收发送时钟。它片内包含三个独立的通道，每个通道为16位的计数器，均可工作在不同的工作方式，由软件预先设置。在图8.47中，8253的计数器0通过OUT0输出一定频率的方波作为8251的接收发送时钟；计数器1通过OUT1输出一定频率的方波作为8251（II）的接收发送时钟。由于8253的三个定时器/计数器相互独立，因此8251（I）和8251（II）所采用的波特率可以相同，也可以不同，视实际需要而定。
　　当8031以中断方式管理8251的操作时，可将TXRDY和RXRDY相或后连接到8031中断源INT0、 INT1.当8251发送缓冲器空接收了一个字符后，便向8031发出中断信号。当然，8031也可以通过查询方式管理8251的操作，这只需在每次发送或接收字符前查询8251状态寄存器的内容即可。在图8.47中，由于不对发数据实行中断控制，故仅将8251的RXRDY信号线经反相后连到8031的中断输入端。
　由于不采用调制解调器，各个8251的有关信号DSR、CTS接地。
　　在图8.47的安排中，8031的P2口高位地址经138译码器后产生8253、8251的片选信号，从而得到：8253控制寄存器的地址是2403H，计数器0和计数器1的地址是2400H、2401H、825（I）的控制字和状态字寄存器地址为2001H，数据缓冲器地址为2000H，8251（II）的控制、状态寄存器的地址为2801H，数据缓冲寄存器的地址为2800H。
二、软件设计
　　软件设计包括波特率的计算、初始化程序及通讯程序。
（一）波特率的计算
8251的波特率取决于RXC、TXC的时钟输入。在异步方式中，RXC、TXC可以是波特率，也可以是波特率的16倍或64倍，由8251控制字中的波特率因子决定。在本例中，我们设波特率因子为异步*16，即RXC、TXC是传输波特率的16倍。
从图8.47可以看出，8251的接收发送时钟由8253的OUT端提供。因此设置波特率的关键在于确定8253的计数常数N。
若将8253设置成工作方式3，则OUT端输出周期性的方波信号，其频率为fout=fclk/N,其中N为计数器的计数常数,fclk为8253的输入时钟.
设8251的分频系数为16,则波特率可由下式计算:
波特率= =
在图8.47中,fclk由系统时钟经4分频得到,若系统选用6M晶振,则fout=1.5MHz.
若8251采用2400的波特率发送、接收数据，则8253的计时常数为：
N= = ≈39=27H
同样，当采用1200的波特率时：
N= ≈78=4CH
（二）初始化编程
初始化程序主要包括8253的初始化及8251的初始化。
在图8.47中，若要求8251（Ⅰ）的波特率为2400，8251（Ⅱ）的波特率为1200，均工作在异步方式，波特率因子为异步*16，每个字符8位，一个停止位，偶校验，允许发送/接收，则初始化编程如下：
；8253初始化：
MOV DPTR，#2403H ;对0通道初始化
MOV A，#36H ；送0通道控制字
MOVX @DPTR，A
MOV DPTR,#2400H ；送0通道时间常数
MOV A,#27H ；送时间常数低字节
MOV @DPTR,A
MOV A，#00H ；送时间常数高字节
MOVX @DPRT,A
MOV DPTR,#2403H ；送1通道控制字
MOV A,#76H
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#2401H ；送1通道时间常数
MOV A,#4CH ；送时间常数低字节
MOVX @DPTR,A
MOV A,#00H
MOVX @DPTR,A
;8251（Ⅰ）初始化：
MOV DPTR,#2001H ；送方式控制字
MOV A,#7EH
MOVX @DPTR,A
MOV A,#37H ；送命令指令
MOVX @DPTR,A
;8251（Ⅱ）初始化：
MOV DPTR,#2801H
MOV A,#7EH
MOVX @DPTR,A
MOV A,#37H
MOVX @DPTR,A
（三） 查询方式通讯软件
　　 以8251（Ⅰ）为例，给出发送、接收一个字符的子程序。其中2000H为数据口，2001H为命令/状态口。（初始化程序同上，略）
发送一个字符子程序：
Sendchar: PUSH ACC ;保护将要发送的数据
MOV DPTR,#2001H ；读状态口
Waitsend: MOVX A,@DPTR
RRC A
JNC Waitsend ；发送器未准备好，循环等待
POP ACC
MOV DPTR,#2000H ；发送字符
MOVX @DPTR,A
RET
接收一个字符子程序：
Recelive: MOV DPTR,#2001H ；读状态口
Waitrece: MOVX A,@DPTR
ANL A,#02H
JZ Waitrece ；接收器未准备好就循环
MOV DPTR,#2000H ；从数据口读入一字符
MOVX A,@DPTR
RET ；返回
（四） 中断方式通讯软件
以8251（Ⅰ）为例。若8251波特率为2400，异步方式，分频系数为16，字符长度为8位，偶校验，1位停止位，编写程序如下：
ORG 0000H
LJMP START ；转初始化程序
ORG 0003H
LJMP SERVE ；INT0中断入口
……
ORG 0050H
SETART:MOV DPTR,#2403H ；8253通道0初始化
MOV A,#36H
MOV @DPTR,A ；送控制字
MOV DPTR,#2400H ；送时间常数低位
MOV A,#27H
MOVX @DPTR,A
MOV A,#00H ；送时间常数高位
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#2001H ;8251（Ⅰ）初始化
MOV A,@7EH ；送方式控制字
MOVX @DPTR,A
MOV A,#37 ；送命令指令
MOVX @DPTR,A
SETB EA ；开中断
SETB EX0 ；允许外部中断0中断
LJMP MAIN ；转主程序
……
；INT0中断服务程序：
SERVE：CLR EA ；禁止中断
PUSH ACC ；保护现场
PUSH PSW
PUSH DPH
PUSH DPL
MOV DPTR，#2001H
MOVX A，@DPTR
RRC A
JC Send ；为TXRDY，转发送处理
RRC A
JC Receive ；为RXRDY，转接收处理
END：POP DPL
POP DPH
POP PSW
POP ACC
SETB EA
RETI ；中断返回
Send：…… ；发送处理程序（略）
LJMP END
……
Receive：…… ；接收处理程序（略）
……
LJMP END

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