7.3.2　8251功能特点

7.3.2　8251功能特点

Intel 8251是Intel 8250串行接口芯片的改进型，具有同步、异步接收或发送（USART）的功能，使用单+5V电源和单相时钟的28脚双列直插封装。

1．8251内部结构

8251A的内部结构如图7.9所示，它由接收缓冲器、接收控制电路、发送缓冲器、发送控制电路、调制/解调控制电路、读/写控制逻辑和数据总线缓冲器等七个部分构成。

图7.9　8251A内部结构框图

① 数据总线缓冲器：三态双向8位缓冲器，它使8251A与系统总线连接起来。来自CPU的控制命令和发送的字符经过缓冲器进入8251A内部，8251A内部的状态信息、接收的数据也经过缓冲器送到系统总线。

② 读/写控制逻辑电路：接收CPU的各种控制信息，从而确定本次操作的方式，如表示CPU向8251A写入控制字或数据；表示CPU读取8251A的数据或状态信息等。8251A读写操作如表7-2所示。

表7-2　8251A读写操作表

③ 调制/解调控制电路：当进行远程通信时，需要使用调制/解调器。8251A的调制/解调电路提供一组通用的控制信号，使8251A可以直接与调制解调器相连，完成远程通信。

④ 发送缓冲器：由数据发送缓冲器和并→串移位寄存器组成。发送数据时按发送要求，将数据变成串行数据经TxD发送出去。

⑤ 发送控制电路：协调发送缓冲器工作，为同步、异步串行传送提供识别信息，如起始位、同步字等。

⑥ 接收缓冲器：从RxD接收串行数据，并按照相应的格式转换成并行数据。

⑦ 接收控制电路：协调接收缓冲器工作，分离出接收的数据等。

2．8251A工作方式

8251A可用于同步和异步串行通信，但其工作方式不完全相同。

（1）异步接收方式：在异步方式，当允许接收且准备好接收数据时，8251A监视RxD线。在没有信号时为高电平，一旦检测到RxD线为低电平，即认为是起始位到达，便启动内部计数器开始计数，当计数到一个数据位宽度的一半（若时钟频率为波特率的16倍时，则计数到第8个脉冲）时，再次采样RxD线，若仍然为低电平，则确认是一个起始位，否则是干扰信号。

在起始位检测到后，每隔一位数据宽度的时间，在接收脉冲的上升沿采样一次RxD线作为数据位，送入串→并移位寄存器。在移位寄存器中，数据被转换为并行数据，并进行奇偶校验以及去掉停止位后，经8251A内部数据总线送到接收缓冲器，同时发出RxRDY信号，表示一个数据接收完成。

（2）异步发送方式：当初始化编程时，置1发送允许位TxEN，在时可进行异步发送。发送时，发送器自动为每个字符加上起始位，并根据要求加上校验位和停止位，在发送时钟的下降沿经发送移位寄存器从TxD线发出。

（3）同步接收方式：在单同步方式下，8251A监视RxD线，每出现一个数据位就把它移一位，然后把接收寄存器与含有同步字符的寄存器比较，如果相同则表示接收方和发送方已同步，接收方使SYNDET=1；如果不同则需接收下一个数据进行比较。

在实现同步后，通信双方进行数据传送，8251A利用接收时钟采样和移位RxD线的数据位，按规定的位数装配成并行数据送到数据总线缓冲器，并发出RxRDY信号，告知CPU已经接收到一个有效数据。

（4）同步发送方式：同步发送在TxEN=1和时开始，发送器在准备发送的数据前插入程序设定的一个或两个同步字符，在数据中插入校验位，在发送时钟的作用下，将数据一位一位地发送出去。

在数据传送过程中，可能会出现CPU来不及将新的字符输出给8251A的情况，为使字符间没有间隙，8251A会自动在TxD线上插入同步字符。