9.1 Интерфейсы последовательной связи

Многие устройства ввода-вывода передают информацию в или из компьютера после­довательно, т. е. по одному биту, по паре проводников, причем каждый бит занимает определенный временной интервал. Типичная конфигурация последовательного, интер­фейса показана на рис. 9.2.Регистр состояния содержит информацию о состоянии теку­щей передачи (например, об ошибках),а регистр управления хранит информацию о ре­жиме работы интерфейса. Буфер входных данных подключен к регистру сдвига с после­довательнымбходом.и параллельным выходом. В операции ввода биты по одному пода­ются в регистр сдвига, а после приема символа информация передается в буферный ре­гистр входных данных и ожидает ввода в ЦП. (Обычно одним данным является буквен-но-цифровой символ, который далее называется просто символом, но это не обязатель­но.) Буферный регистр выходных данных аналогично подключен к регистру сдвига с параллельным входом и последовательным выходом. Вывод осуществляется выдачей данных в буфер выходных данных, передачей их в регистр сдвига и последующим сдви­гом данных на последовательную выходную линию.

Хотя имеется несколько способов адресации четырех регистров порта, будем пола­гать, что из регистра состояния можно только считывать, а в регистр управления -толь­ко записывать. Следовательно, активный сигнал на линии считывания идентифицирует либо регистр состояния, либо буферный регистр входных данных, а линию АО можно использовать для различения этих регистров. Аналогично сигналы записи, и АО допуска­ют выбор одного из остальных двух регистров. _ -

Интерфейс на рис. 9.2имеет отдельные линии для передачи и приема информации. Когда для двух направлений сигналов применяются различные линии, связь называетсядуплексной.Такая система может передавать и принимать одновременно. Терминалы и другие последовательные устройства, подключенные к компьютеру дуплексной систе­мой, обычно посылают каждый символ в компьютер без его индикации. Компьютер сразу же посылает символ обратно (как эхо) и терминал индицирует его. Потерь време­ни При этом не возникает, так как эхо-символы можно передавать одновременно с вво­дом в компьютер новых символов. Пользователь осуществляет визуальную проверку не только того, что он ударил по правильной клавише, не и того, что компьютер получил

Рис. 9.2.Последовательный интерфейс

правильный символ. В полудуплекснойсвязи для ввода и вывода применяется одна и та же линия. Здесь напечатанный на терминале символ индицируется одновременно с пе­редачей в компьютер и принцип эхо-печати не применяется. Если компьютер принимал символы, а затем "хочет" передавать их {или наоборот),линию связи необходимо ском-мутировать, на что уходит некоторое время. Хотя дуплексная связь и не требует комму'

Pte.5JLОсновные режимы передачи: полудуплексный (а) и дуплексный(б)

тации и обеспечивает эхо-передачу, для нес нужна дополнительная линия Два рас(-мсц-ренных режима связи иллюстрируются рис 9 3Многие терминалы и интерфейсы доп\ с кают коммутацию для полудуплексной связи и имеют отдельные контакты для души к,. ной связи Если устройство, например принтер, требуе! голько односторонней связи, до­статочно полудуплексной связи, а коммутация не нужна.

Имеются два основных вида последовательной связи. При асинхронной последова­тельной связисимволы разделяются специальными двоичными наборами, а присип хроннойдолжны быть специальные символы "синхронизации" в начале каждого сооб­щения и специальные "холостые" символы для "заполнения времени", когда информа­ция не передается. Асинхронная передача допускает любые промежутки между символа­ми, а в синхронной передаче символы должны точно размещаться, даже если некоторые символы не содержат информации. Максимальная скорость передачи информации син­хронной линии выше, чем асинхронной линии с той же двоичной скоростью, так как при асинхронной передаче каждый символ содержит дополнительные биты. С другой сторо­ны, частоты синхронизации передатчика и приемника могут быть не точно одинаковыми (пока они находятся в допустимых пределах) ,так как специальные наборы допускают ресинхронизацию в начале каждого символа. При синхронной передаче действия должны быть синхронными, так как именно это определяет положение каждого бита. Следова­тельно, помимо данных требуется передавать сигналы синхронизации.

9.1.1 Асинхронная связь

Формат асинхронного символа на рис. 9.4показывает, что символ содержит закоди­рованную информацию и несколько дополнительных бит. До начала передачи символа линия должна находиться в состоянии 1,которое часто называется состояниеммаркера Переход из этого состояния в состояние 0,илипробел,отмечает начало символа. Пер­вый бит всегда содержит 0и называетсястартовым битом.Затем следуют 5-8информа­ционных битов, первым из которых является младший бит символа. После информаци­онных бит находится необязательный бит четного или нечетного паритета. Число послед­нихстоповых битможет быть 1,Г/2 или 2.

Хотя число информационных бит, тип паритета (если он есть) и число стоповых бит могут изменяться от одной передачи (т. е. последовательности символов) к другой, эти параметры в одной передаче являются константами. В некоторых интерфейсах парамет­ры программируются с помощью регистров управления, а в других определяются поло­жениями переключателей. Если параметры программируются, в интерфейсе появляется регистр управления, аналогичный показанному на рис. 9.5.В нем биты 0и 1определяют

Рис. 9.4.Формат стандартной асинхронной передачи

Рис. 9*5 Типичный регистр управления для определения формата символа

число сюпивых биг, биты 2и 3 -число информационных бит, а бит 4показывает нали­чие или отсутствие бита паритета. Если бит 4содержит 1,бит 5определяет тип паритета.

В передатчике необходим генератор синхронизации, определяющий интервал каждо­го бита посредством регулирования временных огрезков между сдвигами в регистрах сдвига. После выдвигания всех бит передатчик обычно выводит маркер, пока не будет ^готов к передаче следующий символ. В приемнике также необходим генератор синхро­низации для измерения интервала между сдвигами, так чтобы входной сигнал опраши-,вался в правильные моменты. Обычно частоты генераторов в 16, 32или 64раза больше'двоичной частоты. Если множитель равен 16,после обнаружения перехода 1-"Ов начале,символа приемник должен отсчитать 8импульсов синхронизации и опросить вход. При'обнаружении 0он считаем, что переход вызван стартовым битом, а не помехой. Затем',приемник опрашивает вход через интервалы в 16периодов импульсов синхронизации до ^ ввода всех бит символа, включая и стоповые биты, после чего он прекращает опрос и^;ожидает следующего перехода 1 -* 0.Важно отметить, что ЦП не выдает и не принимает'стартовый и столовый биты, а также бит паритета. При выводе передатчик вводит эти^£биты в каждый символ, а при вводе приемник удаляет их из принятых данных.;^гТакой формат позволяет передатчику вводить между символами промежутки любой:^лины, а приемнику ресинхронизировать себя в начале каждого символа. Без этого ме­ханизма ресинхронизации два генератора выйду г из режима синхронизации и приемник будет опрашивать вход неправильно. При наличии ресинхронизации приемник должен учитывать скорость передачи бит только для одного символа. Неправильный опрос воз­никает только тогда, когда две частоты синхронизации столь различны, что сдвиг в при­емнике выполняется в неверный момент времени уже через несколько бш после старто-^;вого бита. Если же это происходит, появляется большая вероятность того, что приемник обнаружит нулевой бит на месге стопового. Когда вместо стопового бита обнаруживает­ся 0,возникает так называемаяошибка кадра.Таким образом, большинство асинхрон­ных последовательных интерфейсов должны обнаруживать три вида ошибок: паритета,;перегрузки и кадра.

;Сигналы синхронизации передачи и приема, которые определяют временные соотно-Sшения в интерфейсе, не обязательно должны быть одними и теми же и не обязательноIдолжны иметь одинаковую частоту. Но имеются очевидные достоинства в единой син-хронизации для формирования всех необходимых в интерфейсе импульсов синхронизации. Рели двоичные скорости передачи и приема различны, .электронные схсмьu<iф гом конце линии связи должны быть рассчитаны на рабогу с двумя скорооями (iрость приема в ээих схемах должна соотвеютвовать скороди передачи ишерфсйг,.у оборот

Устройства, которые выполняют прием и передачу данных в формате рис. 9.4,пара лельно-последовательное и последовательно-параллельное преобразования и обнаружи вают ошибки паритета, перегрузки и кадра, называютсяуниверсальными асинхронным приемопередатчиками(УАПП илиUART). Многие фирмы выпускаю! микросхем;, УАПП и их разработки стандартизованы. Усилия фирм, выпускающих микропрощ, соры, направлены на разработки законченных и^ универсальных интерфейсов. Иногд.» УАПП является только небольшой частью интерфейса, который может реализовать боль­шинство видов связи.

9.1.2Синхронная связь

Передаваемый синхронно символ также состоит из 5-8бит с необязательным битом паритета, но не имеет стартового и стоповых бит. Все символы содержат одинаковое число битпи время передачи разделяется на интервалы изпбит каждый. Опросом р приемнике управляет та же самая синхронизация, которая применяется для генериро­вания бит, что гарантирует синхронность двух процессов. Передатчик должен передавать символ в течение каждого и-битного интервала. Если символ к началу интервала отсу! ствует, возникает недогрузка и передатчик вводит холостой символ. В зависимости о г системы приемник может интерпретировать холостые символы какошибки недогрузки

Проблемы запуска или коммутации в асинхронной системе не существует, так как передатчик просто выдает в линию маркер до готовности начала передачи. Если помеха вызывает случайный переход 1 -»• 0,фиксируется ложный сигнал, когда первый опрос не обнаруживает стартового бита, и система ожидает следующего перехода 1 -* 0.В син­хронной передаче проблема запуска после включения или другого нарушения оказыва­ется более сложной. Все передачи должны начинаться с серии символов синхронизации, которые нельзя спутать с другими символами. Обычно они совпадают с холостыми сим­волами; в кодеASCIIсимвол синхронизации кодируется как 0010110.

Приемник, который должен знать код символа синхронизации, проверяет каждый бит по мере его появления и, когда последовательность бит точно соответствует битам в символе синхронизации, полагает, что началась передача. Затем он считает следующие символы передаваемой информацией или пытается соотнести один или несколько из них с символом синхронизации. Так как помеха может вызвать ложную идентификацию символа синхронизации, в большинстве систем требуется, чтобы передача начиналась серией символов синхронизации. В этом^случае приемник не фиксирует начала передачи до поступления нужного числа символов синхронизации. Ненужные холостые символы и символы синхронизации удаляет приемник или программа ввода.

Допускается программирование числа информационных бит, наличия и вида паригс-та, числа и кодов символов синхронизации. В интерфейсе потребуются специальные ре­гистры для хранения символа синхронизации и другой информации о формате.

9.1.3Стандарты физической связи

Все более широкое применение компьютеров требует оборудования, обеспечивающе­го связь человек —компьютер и компьютер —компьютер на длинные и короткие рас­стояния. Так как в этом вопросе смыкаются интересы фирм, производящих телефон­ное и связное оборудование и компьютеры, были установлены некоторые определения и стандарты. Они касаются, в основном трех аспектов: скорости передачи, электрических характеристик, определения и обозначения линий.

Скорости передачи измеряются в битах в (в секунду (hps)и вбодах;бод э1 о число дискретных \иювий, передаваемых в одну секунду Если в любой момент времени мо­жет быть только одно из двух возможных условий обеcкopocти совпадаю! Такая си­туация характерна для машинных интерфейсов, так как они обычно вводят и выводят только единицы и нули; поэтому в данной книге оба термина считаются синонимами. Но следует отметить, что многие линии связи допускают в каждый момент одно из четы­рех или более условий. Например, сигнал с фазовой модуляцией может иметь одну из4фаз; тогда каждая фаза представляет собой два бита и скорость передачи в битах в се­кунду оказывается в два раза выше скорости в бодах.

Наиболее широко применяются следующие стандартные скорости передачи в бодах:

110, 300, 600, 1200, 1800, 2400, 4800, 9600и 19 200.Большинство терминалов с диспле­ем могут работать с любой из этих скоростей вплоть до 9600бод, а терминалы с принте­рами ограничены быстродействием печатающего механизма. Пишущие машинки обеспе­чивают скорость 110бод, а некоторые точечно-матричные принтеры могут принимать до 2400бод. В большинстве интерфейсов скорости передачи и приема устанавливаются раздельно и часто эти скорости программируются.

В качестве примера рассмотрим асинхронную передачу, в которой каждый символ состоит из стартового бита, 7информационных бит, бита паритета и одного стопового бита. Если скорость передачи линии равна 1200бод, то максимальное число символов, которое она может передать в секунду, равно 1200/10 = 120.Максимальная скорость достигается только при отсутствии промежутков между символами. Синхронная же ли­ния со скоростью 1200бод и без паритета может передать 4символа синхронизации и сообщение из 100символов за время

7(100+4)/1200= 0,6067с

Следовательно, за секунду можно передать 100/0,6067 = 165информационных символов.

Стандарты на электрические характеристики и определения линий устанавливают в основном две организации: внутренние —Ассоциация Электрической Промышленности (EIA), и международные —Международный Консультативный Комитет по Телефонии и Телеграфии (CCITT), являющийся подразделением ООН. Наибольший интерес для нас представляет стандартRS-232-C, аналогичный стандартуCCITTV.24. Он регламентирует передачу последовательных двоичных потоков между интерфейсами или терминалами и связным оборудованием.

Расстояние, на которое можно передать выходной двоичный поток интерфейса или терминала до появления серьезных искажений, зависит от скорости передачи и электри­ческих характеристик линии связи. Типичная зависимость, показывающая максималь­ное расстояние как функцию скорости передачи для несбалансированной экранированной пары с погонной емкостью 55пкф/м, приведена на рис. 9.6.Видно, что максималь­ное расстояние быстро уменьшается при скорости выше 1000бод; при скорости 9600 бод оно составляет около 125м. Если рабочая точка находится ниже кривой на рис. 9.6, связного оборудования не требуется и дуплексное соединение может состоять из трех проводников передающая линия, приемная линия и общая сигнальная земля.

Если рабочая точка находится выше кривой, необходимо применять связное обору­дование, как показано на рис. 9.7.С обеих сторон линии связи располагаются аналогич­ные устройства для модуляции бит, подаваемых в линию, и демодуляции бит, приходя­щих из линии. Такие устройства модулятор/демодулятор называютмодемами.Обычно линией связи служит телефонная линия, которая может быть прямой (или выделенной) или коммутируемой.

Эквивалентная схема одной из линий между интерфейсами или терминалом и моде­мом показана на рис. 9.8.Электрические параметры RS-232-Cопределены в терминах

Рис. 9.9.Основные электрические параметры интерфейсаRS-232-C

этой схемы и представлены на рис. 9.9.Если интерфейс или терминал передают инфор­мацию в модем, они считаются драйвером, а модем -нагрузкой; при приеме информа­ции их роли меняются. В любом случае различные компоненты эквивалентной схемы должны удовлетворять спецификациям, сформулированным на рис. 9.9.Отметим, что сигналы данных инвертированы в том смысле, что 1представляется меньшим напряже­нием, чем 0.Что представляет собой драйвер для вывода данных: часть основного интер­фейсного устройства или отдельную схему, зависит от интерфейса и длины линии. На рис. 9.10показана схема преобразования сигналов ТТЛ-уровней и стандарта RS-232-C.

Частью стандарта RS-232-Cявляются определения и символические обозначения ли­ний управления, содержащих интерфейс или терминал с модемом (см. рис. 9.11).Соеди­нения обычно реализуются 25-контактными разъемами, номера контактов которых при­ведены во втором столбце. Номера в скобках, находящиеся в первом столбце, относят­ся к стандартуCCITT.

Рис. 9.10.Схема согласования передающей и приемной линий интерфейса RS-232-C

Рис. 9.11.Определения линий управления стандартаRS-232-C

Для связи по прямой телефонной линии требуются только восемь первых из пока­занных на рис. 9.11линий. При передаче в модем посылается сигнал "запрос передачи" <СА),который подтверждается сигналом "сброса передачи" (СВ).Затем по линии "пе­редаваемые данные" (ВА) начинается собственно передача. При приеме модем возбуж­дает сигнал на линии "детектор сигнала'"приемной линии" (CF),показывая прием сигна­ла от модема с другого конца линии связи. Принятые данные передаются в интерфейс или терминал по линии "принятые данные" (ВВ).Сигнал "готовность модема" означает, что модем включен и находится в рабочем режиме. Эта линия должна быть активной как при передаче, так и при приеме.

Если линия связи является частью коммутируемой телефонной системы, потребуют­ся еще минимум две линии. Сигнал в модем по линии ''готовность терминала" (CD) управляет коммутацией модема, что позволяет образовать линию связи. Модем посыла­ет в интерфейс или терминал сигнал "индикатор звонка" (СЕ),показывая, что он при­нимает сигнал звонка Для ответа на этот сигнал интерфейс или терминал должны реа­гировать активным сигналом "готовность терминала" Он заставляет модем отвечать "как звенящий телефон".

В синхронной связи совместно с данными необходимо передавать синхронизирую­щую информацию. Для этого предусмотрены две линии "синхросигнал передатчика". Линия "источник DTE" (DA) служит для передачи синхронизирующей информации из интерфейса или терминала в модем, а линия "источникDCF" -для передачи в'другом направлении. Так как модемы синхронной связи часто допускают две скорости передачи данных или два диапазона скоростей, линии "селектор скорости данных" (СИ и С1) не­сут информацию о скорости передачи. По линии СН эта информация передается из ин­терфейса или терминала в модем, а по линииCI -в другом направлении, показывая те­кущую скорость передачи модема.

В быстродействующих синхронной или асинхронной линиях связи оказалось эффек­тивнее передавать информацию пакетами, содержащими наряду с данными идентифика­цию и информацию для обнаружения ошибок. Пакеты обычно применяют при взаимо­действии компьютеров друг с другом. Вместе с передачей пакетов необходимы опреде­ленные квитирование и контроль, что лучше всего осуществить по вторичной {обрат­ной) низкоскоростной линии связи. Последние пять линий, определенные на рис. 9.11, предназначены именно для вторичных передач. Мы не будем касаться этих линий, так как подробное рассмотрение пакетов и протоколов связи выходит за рамки книги.

Следует отметить наличие еще одного стандарта на передачу данных между интерфей­сом или терминалом и модемом. Он называется стандартом 20-мА петлии реализуется

Рис. 9.12.Схема передачи и приема сигналов 20-мА петли

петлевой линией, в которой имеется ток 20мА в состоянии маркера (1),а в состоянии пробела (0)ток отсутствует. В данной конфигурации одно из взаимодействующих уст­ройств должно быть активным и служить источником тока, а другое устройство долж­но быть пассивным. Исторической основой этого стандарта являются механические те­летайпы, в которых ток управлял соленоидами, но он сохранился даже в большинстве современных терминалов с дисплеем наряду со стандартомRS-232-C. Схемы для переда­чи и приема сигналов 20-мА токовой петли приведены на рис. 9.12.

Мы не касались многих деталей стандартов. Имеется множество книг по теории и практике передачи данных, некоторые из которых упомянуты в списке литуратуры к данной главе. Мы стремились показать, как соединяются интерфейс компьютера и си­стема связи, и дать информацию, необходимую при проектировании интерфейса.

Рис. 9.13.Последовательный связной интерфейс 8251А

9.1.4Программируемый связной интерфейс

Как пример устройства последовательного интерфейса, рассмотрим микросхему 8251А программируемого связного интерфейса, схема которой представленаHdрис. 9.13. Эту микросхему можно запрограммировать для асинхронной или синхронной передачи. Буферные регистры входных и выходных данных разделяют порт с одним и тем жеdiJресом. Поспелова гельный двоичный погок со входаRxDвводится в регистр сдвигаnpv емника, а затем биты данных передаются в буферный регистр входных данных, а отгуди в процессор. Выводимые биты данных процессор помещает в буферный регистр выход­ных данных, затем они передаются в регистр сдвига передатчика и вместе с битами син­хронизации —на выходTxD. Содержимое регистра режима, который инициализируется выполняемой программой, определяет синхронный или асинхронный режим и формат передаваемых и принимаемых символов. Регистр управления, который также устанав­ливается программой, координирует работу интерфейса, а регистр состояния обеспечи­вает программе определенную информацию. Для синхронной связи необходимы регист­ры для хранения символов синхронизации.

Несмотря на то что процессор может адресовать семь регистров микросхемы, она ас­социируется с адресами всего двух портов. Вход C/Dподключается к линии адреса АО

и она дифференцирует адреса двух портов. Микросхема интерпретирует сигналы C/D^

RDиWRв соответствии с табл. 9.1.

Таблица 9.1

Интерпретация сигналов управления

Остальные комбинации сигналов переводят тристабильные выходы D7-DOв высоко" импедансное состояние.

Выбор регистров режима, управления или символа синхронизации зависит от после­довательности обращения, схема которой представлена на рис. 9.14.После аппаратного сброса или приказа с установленным в 1битом сброса следующий вывод с АО = 1(т. е. с C/D = 1, RD = 1и WR = 0)предназначен для регистра режима. Форматы регистра ре­жима для асинхронного и синхронного случаев показаны на рис. 9.15.Если два младших бита режима содержат нули, интерфейс переводится в синхронный режим и старший бит определяет число символов синхронизации. При этом следующие один или два байта, вы­водимые с АО = 1,становятся символами синхронизации. Если два младших бита режи­ма не равны 0,интерфейс работает в асинхронном режиме. В любом случае все последу­ющие байты до другого сброса направляются в регистр управления (если АО = 1)или в буферный регистр выходных данных (если АО = 0).

В синхронном режиме скорости в бодах передатчика и приемника, равные частотам сдвига регистров сдвига, совпадают с частотами сигналов на входах ТхС и RxCсоответ­ственно. При работе в асинхронном режиме три оставшиеся комбинации младших бит в регистре режимов определяют множитель скорости. Взаимосвязь между частотами

Рис. 9.14.Схема размещения выводимых байт

Т\С и RxCвходов синхронизации и скоростями в бодах передатчика и приемника име­ет следующий вид

частота синхронизации =множитель Xскорость в бодах.

Когда младшие биты регистра режима содержат 10и скорости в бодах передатчика и приемника равны 300и 1200,частота на входе ТхС должна быть 4800Гц, а на входе "RxC- 19,2кГц

В обоих режимах биты 2и 3показывают число информационных бит в каждом сим­воле, бит 4определяет наличие или отсутствие бита паритета, а бит 5 -тип паритета (не­четный или четный).В асинхронном режиме два старших бита показывают число стопо­вых бит. Для синхронного режима бит 6показывает, каким является сигнал SYNDET-входным или выходным, а бит 7задает число символов синхронизации

Рис. 9.15.Форматы регистра режима: асинхронный (а) и синхронный(б)

Если контакт SYNDETслужит выходом, его сигнал становится активным, когда об­наружено соответствие входного двоичного потока и символа (ов) синхронизации. Ког­да же поиск символов синхронизации осуществляется внешним устройством, на входSYNDETподается сигнал о фиксации соответствия. Этот же контакт, но только в каче­стве выхода применяется и при асинхронной работе. Сигнал на этом выходе называется сигналом обнаружения разрыва и он высоким уровнем отмечает прием символа, состоя­щего из одних нулей.

Формат регистра управления приведен на рис. 9.16.Бит 0этого регистра должен со­держать 1до вывода данных, а бит 2должен быть в состоянии 1до приема данных. Про­граммный ответ модему осуществляется установкой в 1бита 1,так как при этом на вы­ходеDTRформируется 0,а инверсияDTRобычно подключается к линииCDмодема. Состояние 1бита 3формируетTxD = 0,вызывая передачу символов разрыва.

Рис. 9.16.Формат регистра управления

Примечание. Во всех случаях действие предпринимается, когда бит установлен в 1

Установка в 1бита 4вызывает сброс всех бит ошибок в регистре состояния. Бит 5применяется для выдачи сигнала "запрос передачи" (RTS) в модем. Если инверсия сигнала на кон­тактеRTSподключена к линии СА модема, то загрузка 1в бит 5вызывает высокий уровень на линии СА. Установка бита 6в состояние 1вызывает реинициализацию 8251А и переход к последовательности сброса (т. е. осуществляется возврат в начало схемы на рис. 9.14и следующий вывод производится в регистр режима).Бит 7применяется толь­ко в синхронном режиме; установка его в 1заставляет 8251А начать поиск символа (ов) синхронизации

На рис. 9.17показаны типичные схемы подключения к модемам для асинхронной и синхронной передач. При синхронной передаче предполагается, что синхронизацией управляет модем и его связное оборудование. Кроме того, если это же оборудование применяется для обнаружения символа (ов) синхронизации, оно информирует 8251А об их обнаружении по линииSYNDET. С другой стороны, если символ (ы) синхрониза­ции отыскивает сам 8251А, он может использовать линиюSYNDET, чтобы сообщить мо­дему об успешном поиске Для удовлетворения требований стандартаRS-232-Cнеобхо­димы драйверы и приемники, преобразующие ТТЛ-совместимые сигналыTxDиRxDв требуемые уровни напряжения (см рис. 9.10)

Ниже приведен программный фрагмент, который инициализирует регистр режима и содержит приказ разрешения передатчика и запуска асинхронной передачи со следую­щим форматом: 7бит символа, бит четного паритета и 2стоповых бита.

MOV AL,11111010B

OUT 51H,AL

MOV AL,00110011B

OUT 51H,AL

Здесь предполагается, что регистры режима и управления имеют адрес 51Н, а частоты синхронизации в 16раз больше соответствующих скоростей в бодах.

Следующий фрагмент переводит 8251А в синхронный режим и заставляет его начать поиск двух смежных символов синхронизации:

MOV AL,00111000B

OUT 51H,AL

MOV A1_,16H

OUT 51H,AL

MOV AL,10010100B

OUT 51H,AL 338

Можно также использовать для выбора скорости - линия модема СН

б)

Рис. 9.17.Подключения микросхемы 8251А к асинхронному (а) и синхронному(б)мо­дему Примечание. Подключения линий управления зависят от спецификаций модема

Как и в первом примере, символы содержат 7информационных бит и бит четного па­ритета, но, разумеется, стоповые биты отсутствуют.

Формат регистра состояния приведен на рис. 9.18.Биты 1, 2и 6отражают состояния сигналовRxRDY,TxEи SYNDET.БитTxRDYпоказывает, что буфер выходных данных

Рис. 9.18.Формат регистра состояния

пустой. В отличие от контакта TxRDYна этот бит не влияет входной сигналCTSили бит управленияTxEN. БитRxRDYпоказывает, что символ принят и готов для ввода в процессор. Биты TxRDYи RxRDYможно использовать для программного ввода-выво­да, а сигналы с соответствующих контактов можно подключить к линиям запросов пре­рываний для организации ввода-вывода по прерываниям. Бит TxRDYавтоматически сбрасывается, когда имеется символ для передачи, а бит RxRDY -когда установивший его символ введен процессором. Бит 2показывает, что регистр сдвига передатчика ожи­дает загрузки символа из буферного регистра выходных данных._В синхронной переда­че, пока этот бит установлен, передатчик будет брать данные из регистров символов син­хронизации до загрузки данных в буферный регистр выходных данных. Биты 3, 4и 5 показывают ошибки паритета, перегрузки и кадра. Когда обнаруживается ошибка, соот­ветствующий ей бит устанавливается в 1.Если инверсию выходаDSRподключить к ли­нии СС, то бит 7отражает состояние модема -он устанавливается в 1,когда модем включен и находится в рабочем режиме.

На рис. 9.19приведена типичная программа, в которой используется программный ввод-вывод для ввода 80символов из 8251А (адрес буферного регистра данных равен0050)и размещения их в буфере памяти, начинающегося сLINE. Внутренний цикл не­прерывно проверяет бит RxRDYдо тех пор, пока он не устанавливается символом, при­нятым в буферный регистр входных данных. Затем новый принятый символ пересыла-

Рис. 9.19.Ввод строки символов через интерфейс 8251А

ется в память и контролируются биты ошибок Если текущий символ появился до вво­да предыдущего символа или во время передачи возникли ошибки паритета или кадра, ввод прекращается и вызывается процедура обработки ошибки, которая обычно прове­ряет отдельные биты ошибок, печатает соответствующее сообщение и сбрасывает биты ошибок.

Ввод символа автоматически сбрасывает бит RxRDY,поэтому если другой символ не принят до начала внутреннего цикла, внутренний цикл должен повторяться до тех пор, пока следующий входной символ не установит RxRDY = 1.Если входные символы име­ют меньше 8бит, неиспользуемые старшие биты в буферном регистре данных всегда возвращаются в состояние 0.Бит паритета не передается в процессор, поэтому контроль ошибок паритета можно осуществить только по состоянию бита ошибки паритета в ре­гистре состояния. Когда при выводе длина символов меньше 8бит, ненужные старшие биты в буферном регистре выходных данных игнорируются.