główna technologie indeks tematyczny indeks alfabetyczny

Programowany układ we-wy szeregowego - 8251

wyprowadzenia:

• D0-D7: magistrala wykorzystywana do przesyłu danych, słów sterujących, zawartości rejestru stanu
• RD: sygnał odczytu (aktywne poziomem L)
• WR : sygnał zapisu (aktywne poziomem L)
• C/ D:interpretacja zawartości magistrali D0-D7
  0 - przesył danych
  1 - przesył słów sterujących lub odczyt rejestru stanu
• CS:chip select (aktywne poziomem L)
• RST: reset
• CLK: sygnał zegarowy (clock)
• DTR: gotowość układu do pracy, zapisanie stanu aktywnego '0' do rejestru sterującego (aktywne poziomem L)
• DSR: gotowość do wysłania danych( odp. na DTR), testowanie słowa stanu (aktywne poziomem L)
• RTS : żądanie rozpoczęcia transmisji (aktywne poziomem L)
• CTS: potwierdzenia rozpoczęcia transmisji (aktywne poziomem L)
• TxD : wyjście danych szeregowych
• TxC : zegar
• TxE : pusty nadajnik
• TxRDY: sygnał gotowości nadajnika(informacja przepisywana z rej. bufora do rej. nadajnika)
• RxD : wejście danych szeregowych
• RxC : zegar
• RxRDY: sygnał gotowości odbiornika (informacja przepisywana z rej. odbiornika do rej. buforowego)
• SYNDET/BREAKDETECTED : sygnał synchronizacji transmisji synchr./asynchr.

opis

Programowalny układ wejścia-wyjścia szeregowego. Poniżej przedstawiona jest budowa, działanie, tryby pracy oraz sposób programowania tego układu.
Budowa

• rejestr buforowy nadajnika PIPO
• rejestr przesuwny nadajnika PISO
• rejestr buforowy odbiornika PIPO
• rejestr przesuwny odbiornika SIPO
• rejestr stanu
• rejestr sterujący
• rejestr służący do synchronizacji

Działanie

Informacja przeznaczona do wysłania zapisywana jest do rejestru buforowego nadajnika, stamtąd przepisywana jest do rejestru nadajnika (generowany jest sygnał TxRDY) i wysyłana. Jeśli nadajnik jest pusty generowany jest sygnał TxE. Informacja odebrana przez układ zapisywana jest do rejestru przesuwnego odbiornika a następnie do rejestru buforowego(RxRDY) skąd może zostać odczytana przez jednostką centralną.

Tryby pracy

1. Transmisja asynchroniczna
   • częstotliwość zegara może być k razy większa od częstotliwości nadawania ( k= {1,16,64})
   • długość znaku : 5-8 bitów
   • długość bitu stopu :1T , 1,5T, 2T (T - czas trwania bitu)
   • możliwość kontroli poprawności transmisji (bit parzystości /nieparzystości)
   • synchronizacja: wykrywanie przerwy w nadawaniu
     
2. Transmisja synchroniczna
   • częstotliwość zegara może być k razy większa od częstotliwości nadawania ( k= {1,16,64})
   • ilość znaków synchronizacji : 1 lub 2
   • możliwość kontroli poprawności transmisji (bit parzystości /nieparzystości)
   • synchronizacja:
     - zewnętrzna (SYNDET traktowany jako wejście):
     
     - wewnętrzna (SYNDET traktowany jako wyjście, SYNC - znak synchronizacji):
     
     

Błędy transmisji

• parzystości/ nieparzystości(transmisja asynch. i synch.)
• przepełnienia (transmisja asynch. i synch.) - przed odczytaniem znaku został załadowany inny
• bitu stopu (transmisja asynch.) - w miejscu bitu stopu (stan wysoki) jest stan niski

Wystąpienie błędu nie przerywa transmisji.

Programowanie
Przed przesłaniem słowa trybu układ musi być wyzerowany zewnętrznie (reset) lub wewnętrznie (odpowiednia deklaracja w słowie Control). Formaty słów sterujących dla dwóch rodzajów transmisj podano poniżej.

Słowo sterujące dla transmisji asynchronicznej

• D1 D0 wybór szybkości transmisji
  00 - zarezerwowane dla tr. synchronicznej
  01 - k = 1
  10 - k = 16
  11 - k = 64
  
• D3 D2 - długość słowa
  00 - 5 bitów
  01 - 6 bitów
  10 - 7 bitów
  11 - 8 bitów
  
• D4 - zezwolenie na kontrole parzystości/nieparzystości
  0 - kontrola poprawności
  1 - nie ma zezwolenia na kontrole
  
• D5 - rodzaj kontroli
  0 - bit nieparzystości
  1 - bit parzystości
  
• D6 D7 - długość bitu stopu
  00 - zabronione
  01 - 1 T
  10 - 1,5T
  11 - 2T
  

Słowo sterujące dla transmisji synchronicznej

• D1 D0 - 00
• D3 D2 - długość słowa
  00 - 5 bitów
  01 - 6 bitów
  10 - 7 bitów
  11 - 8 bitów
  
• D4 - zezwolenie na kontrole parzystości/nieparzystości
  0 - kontrola poprawności
  1 - nie ma zezwolenia na kontrole
  
• D5 - rodzaj kontroli
  0 - bit nieparzystości
  1 - bit parzystości
  
• D6 - rodzaj synchronizacji
  0 - SYNDET jako wy - synchronizacja wewnętrzna
  1 - SYNDET jako we - synchronizacja zewnętrzna
  
• D7 - ilość znaków synchronizujących
  0 - pojedynczy znak
  1 - dwa znaki
  

Słowo sterujące CONTROL

• D0 - TXEM
  1 - odblokowanie nadajnika
• D1 - DTR
  1 - wymusza zmianę na wyjściu DTR (1 - 0)
• D2 - RXEN
  1 - odblokowanie odbiornika
• D3 - SBRK
  1 - wymusza stan niski na linii TxD
• D4 - ER
  1 - zerowanie błędów PE,OE,FE w rejestrze stanu
• D5 - RTS
  1 - wymusza zmianę na wyprowadzeniu RTS (1 - 0)
• D6 -IR
  1 - wymusza zerowanie
• D7 - EH
  1 - synchronizacja wewnętrzna (dotyczy transmisji synchronicznej)

Słowo stanu (informacje zawarte w rejestrze stanu)

• D0 - TxRDY
  0->1 -nastąpiło przepisanie znaku z rejestru TA do TB (rejestr buforowy nadajnika pusty)
  1->0 - znak przepisany z TB->TA i nadajnik odblokowany
• D1 - RxRDY
  1 - znak przepisany z wejścia szeregowego do rejestru buforowego
• D2 - TxE (odzwierciedla stan wyprowadzenia o tej samej nazwie)
  
• D3 - PE
  1 - wystąpił błąd parzystości
• D4 - OR
  1 - wystąpił błąd przepełnienia
• D5 - FE
  1 - wystąpił błąd bitu stopu
• D6 - SYNDET/BREAKDETECTED (powtórzenie stanu wyprowadzenia)
• D7 - DSR
  1 - aktywna linia DSR

Przygotowała: Agnieszka Dusik