基于80C196KC微处理器的高速串行通讯
发布时间:2007/8/28 0:00:00 访问次数:422
摘 要： 讨论了基于80C196KC微处理器串行通讯口的硬件设计、波特率设置和软件开发的技术途径，并简要介绍了串行通讯在某型雷达仿真平台中的应用，其主要性能和可靠性达到了系统的设计要求。
关键词： 微处理器 串行通讯 波特率设置
Intel公司的MCS－96系列微处理器是目前性能最强、应用最广泛的16位微处理器。近年来，在国内各个领域中，特别是航天、航空等工业领域应用相当广泛。80C196KC是lntel公司九十年代初期推出的性能较强的第三代CMOS芯片，其数据／地址线均为16位，使用MCS－96家族共享的指令系统，除了8Ｘ96已包括的一些外设（如时钟发生器、1/O端口、A/D转换、PWM输出、串行口、定时／计数器、监视定时器WATCHDOG、高速输入／输出器等）外，还集成了先进的外设事务服务器（PTS）和事件处理器阵列（EPA）。80C196KC在串行口功能上除了支持异步串行口之外，还增加了同步串行口，可以支持多种标准同步串行传输协议。
图1是80C196KC串行通讯接口的具体结构。该电路使用了符合RS232通信标准的驱动电路MAX232芯片，进行串行通讯。MAX232功耗低，集成度高，只用单-5V电源，芯片内部有电泵，不需外接正负12V电源，具有两个接收和发送的通道。整个接口电路简单，可靠性高。
1 80C196KC串行通信口工作原理
1.1 串行口的通信模式
80C196KC具有4种通信模式：三种异步模式，一种同步模式。
模式0：称为同步模式，常用于I/O扩展，实现并－串输入或者串－并输出，它不能直接同时发送或接收数据，需要外接双向缓冲器。
模式1：称为标准异步通信模式，是最常用的模式。在这种模式下，串行通信的每帧数据是由10位组成的，即1位起始位，8位数据位，1位停止位。该模式下TXD用来发送数据，RXD用来接收数据，可用中断和查询两种方式进行控制：当一个数据帧最后一个数据位发送完毕后，发送中断的标志TI置位；而一个数据帧的最后一个数据位被接收后，接收中断的标志RI置位。
模式2：称为异步第9位辩识通信模式。在这种模式下，每帧数据由11位构成：1位起始位，8位数据位，1位可编程数据位，1位停止位。
模式3：称为带校验位的通信模式。该模式的帧格式与模式2相同，只是在串行口控制寄存器（SP＿CON）的PEN位被置位时，可编程数据位作为奇偶校验位。模式2和模式3通常互相配合，用于多机通信。
1.2 串行口控制
80C196KC串行口的控制由串行口控制／状态寄存器（SP－CON/SP－STAT）实现，其定义见图２。数据的发送或接收都通过访问串行口数据缓冲器SBUF，这里需要指出的是80C196KC发送寄存器SBUF（TR）和接收寄存器SBUF（PX）在物理上是分开的两个寄存器，因此串行口在异步模式下是全双工工作的。由图2可见，读或写串行口控制／状态寄存器时，都是访问其中的某些位：低5位只写，属于SP＿CON；高3位只读，属于SP＿STAT。当发送或接收操作完成后，相应的中断标志TI或者RI将置位，以通知CPU继续发送或者准备接收下一帧数据，或做其它处理；读SP＿STAT后，TI和RI也被清除。
在所有异步模式下（模式1~3）下，向SBUF写入数据就会自动启动一次发送过程。在发送停止位之前，保持在SBUF中的新数据应保持不变。若接收允许位（REN）已经被置1，则RXD脚上出现的下降沿就会启动一次接收过程。
在80C196KC中，TXD和P2.0是共用一个引脚的，对I/O控制器1的位5置1才能选通TXD功能。RXD和P2.1也是共用引脚，但不受IOC影响，而是受SP＿CON的REN位控制。
1.3 串行通信波特率的计算
在80C196KC中波特率寄存器的内容决定了串行口通信的波特率，向该寄存器写入数据时必须用连续写入两个字节的方式，低位字节在前。寄存器的最
摘 要： 讨论了基于80C196KC微处理器串行通讯口的硬件设计、波特率设置和软件开发的技术途径，并简要介绍了串行通讯在某型雷达仿真平台中的应用，其主要性能和可靠性达到了系统的设计要求。
关键词： 微处理器 串行通讯 波特率设置
Intel公司的MCS－96系列微处理器是目前性能最强、应用最广泛的16位微处理器。近年来，在国内各个领域中，特别是航天、航空等工业领域应用相当广泛。80C196KC是lntel公司九十年代初期推出的性能较强的第三代CMOS芯片，其数据／地址线均为16位，使用MCS－96家族共享的指令系统，除了8Ｘ96已包括的一些外设（如时钟发生器、1/O端口、A/D转换、PWM输出、串行口、定时／计数器、监视定时器WATCHDOG、高速输入／输出器等）外，还集成了先进的外设事务服务器（PTS）和事件处理器阵列（EPA）。80C196KC在串行口功能上除了支持异步串行口之外，还增加了同步串行口，可以支持多种标准同步串行传输协议。
图1是80C196KC串行通讯接口的具体结构。该电路使用了符合RS232通信标准的驱动电路MAX232芯片，进行串行通讯。MAX232功耗低，集成度高，只用单-5V电源，芯片内部有电泵，不需外接正负12V电源，具有两个接收和发送的通道。整个接口电路简单，可靠性高。
1 80C196KC串行通信口工作原理
1.1 串行口的通信模式
80C196KC具有4种通信模式：三种异步模式，一种同步模式。
模式0：称为同步模式，常用于I/O扩展，实现并－串输入或者串－并输出，它不能直接同时发送或接收数据，需要外接双向缓冲器。
模式1：称为标准异步通信模式，是最常用的模式。在这种模式下，串行通信的每帧数据是由10位组成的，即1位起始位，8位数据位，1位停止位。该模式下TXD用来发送数据，RXD用来接收数据，可用中断和查询两种方式进行控制：当一个数据帧最后一个数据位发送完毕后，发送中断的标志TI置位；而一个数据帧的最后一个数据位被接收后，接收中断的标志RI置位。
模式2：称为异步第9位辩识通信模式。在这种模式下，每帧数据由11位构成：1位起始位，8位数据位，1位可编程数据位，1位停止位。
模式3：称为带校验位的通信模式。该模式的帧格式与模式2相同，只是在串行口控制寄存器（SP＿CON）的PEN位被置位时，可编程数据位作为奇偶校验位。模式2和模式3通常互相配合，用于多机通信。
1.2 串行口控制
80C196KC串行口的控制由串行口控制／状态寄存器（SP－CON/SP－STAT）实现，其定义见图２。数据的发送或接收都通过访问串行口数据缓冲器SBUF，这里需要指出的是80C196KC发送寄存器SBUF（TR）和接收寄存器SBUF（）在物理上是分开的两个寄存器，因此串行口在异步模式下是全双工工作的。由图2可见，读或写串行口控制／状态寄存器时，都是访问其中的某些位：低5位只写，属于SP＿CON；高3位只读，属于SP＿STAT。当发送或接收操作完成后，相应的中断标志TI或者RI将置位，以通知CPU继续发送或者准备接收下一帧数据，或做其它处理；读SP＿STAT后，TI和RI也被清除。
在所有异步模式下（模式1~3）下，向SBUF写入数据就会自动启动一次发送过程。在发送停止位之前，保持在SBUF中的新数据应保持不变。若接收允许位（REN）已经被置1，则RXD脚上出现的下降沿就会启动一次接收过程。
在80C196KC中，TXD和P2.0是共用一个引脚的，对I/O控制器1的位5置1才能选通TXD功能。RXD和P2.1也是共用引脚，但不受IOC影响，而是受SP＿CON的REN位控制。
1.3 串行通信波特率的计算
在80C196KC中波特率寄存器的内容决定了串行口通信的波特率，向该寄存器写入数据时必须用连续写入两个字节的方式，低位字节在前。寄存器的最
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