串行通信控制器85C30及其應(yīng)用

摘要：85C30是美國(guó)AMD公司生產(chǎn)的高性能雙通道串并轉(zhuǎn)換通信控制器，它支持多種通信協(xié)議，可用于各種多串口通信應(yīng)用領(lǐng)域，文中介紹了85C30的特性、結(jié)構(gòu)和功能，給出了85C30在異步通信中的應(yīng)用方法。 關(guān)鍵詞：串行通信控制器 85C30 異步通信 1　概述 85C30是AMD公司生產(chǎn)的雙通道、全雙工、支持多種通信協(xié)議的通信控制芯片，該芯片自身帶有串并、并串轉(zhuǎn)換功能，可廣泛應(yīng)用于微控制器組成的多串口串行通信應(yīng)用系統(tǒng)中。其內(nèi)部集成了波特率生成器、數(shù)字鎖相環(huán)和晶體振蕩器等可編程器件，因而可大大減少對(duì)外圍電路的需要，提高了系統(tǒng)的可靠性，更適用于高速通信應(yīng)用領(lǐng)域。

85C30的主要特性如下： ● 具有兩個(gè)可全雙工工作的通信通道; ● 可異步、同步串行通訊; ● 符合面向字符的同步協(xié)議，如IBM BISYNC(二進(jìn)制同步通信協(xié)議); ● 符合面向比特的同步協(xié)議，如同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC和高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議SDLC;

● 最高數(shù)據(jù)傳輸率為4M bit/s(同步模式); ● 內(nèi)含波特率生成器、鎖相環(huán)和晶體振蕩器; ● 具有奇偶校驗(yàn)、字符插入或刪除、CRC(循環(huán)冗余碼)生成和校驗(yàn)等多種自動(dòng)糾錯(cuò)功能。 2　內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能 2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖1所示為85C30的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。85C30可用于各種微控制器系統(tǒng)中，并具有查詢、中斷和DMA工作方式。 2.2 引腳功能 85C30具有40-PDIP和44-PLCC兩種封裝形式?圖2為其44-PLCC封裝的引腳排列圖。85C30的主要引腳功能如下： D0～D7：數(shù)據(jù)線引腳; RD、WR：讀、寫控制端?低電平有效;另外，若兩個(gè)引腳同時(shí)為低，可使芯片復(fù)位; A/ B：通道A/通道B選擇; D/C ：數(shù)據(jù)/命令選擇; CE：片選信號(hào); +5V，GND：電源接入端; PCLK：系統(tǒng)時(shí)鐘輸入端; INT：中斷請(qǐng)求; INTACK：中斷響應(yīng); IEI，IEO：分別為中斷使能輸入、輸出端口; RxDA，TxDA：分別為通道A的串行輸入、輸出; RxDB，TxDB：分別為通道B的串行輸入、輸出; TRxCA，RtxCA：分別為通道A的時(shí)鐘控制端; TRxCB，RtxCB：通道B的時(shí)鐘控制端; SYNCA、W/REQA、DRT/REQA、RTSA、CTSA、DC-DA：通道A的同步通訊控制端; SYNCB、W/REQB、DRT/REQB、RTSB、CTSB、DCDB：通道B的同步通訊控制端。

3　85C30中的寄存器 在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確地按照規(guī)定的協(xié)議完成通信任務(wù)，主要取決于初始化及系統(tǒng)運(yùn)行期間程序?qū)?5C30的讀寫寄存器的合理運(yùn)用。使用時(shí)，對(duì)片上每個(gè)通道的設(shè)置都應(yīng)包括16個(gè)寫寄存器和11個(gè)讀寄存器。在這16個(gè)寫寄存器中，有10個(gè)寫寄存器用于通用控制，2個(gè)用于同步字符的生成控制，2個(gè)用于片上波特率設(shè)置。此外，還有兩個(gè)雙通道共享的寫寄存器，一個(gè)用于中斷向量控制，另一個(gè)用于芯片總中斷開(kāi)關(guān)控制。在11個(gè)讀寄存器中，有9個(gè)讀寄存器用于存儲(chǔ)通信狀態(tài)和數(shù)據(jù)。 4　應(yīng)用電路 85C30的接口電路如圖3所示，利用該電路可實(shí)現(xiàn)雙通道的全雙工異步通信，波特率為115.2kbps。電路中采用無(wú)響應(yīng)中斷模式，即在85C30有中斷申請(qǐng)且沒(méi)有進(jìn)行中斷服務(wù)時(shí)，將85C30 的INT引腳拉低有效，以向MCU申請(qǐng)中斷，而MCU不用向85C30輸出INTACK中斷響應(yīng)信號(hào)，從而簡(jiǎn)化了電路。判定接收發(fā)送不同中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)可由程序?qū)崿F(xiàn)。該電路主要由電平轉(zhuǎn)換電路、譯碼電路和MCU電路組成。 電平轉(zhuǎn)換電路的主要作用是提高板間通信的可靠性，由于板間通信采用的是485電平標(biāo)準(zhǔn)，因此，可利用MAX490全雙工通信轉(zhuǎn)換芯片將TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為485電平標(biāo)準(zhǔn)的差分信號(hào)。而對(duì)于譯碼電路，由于85C30中有兩個(gè)通道，每個(gè)通道又有各自的命令口和數(shù)據(jù)口，而且每個(gè)口都需要有相應(yīng)的硬件地址。因此，該譯碼電路由MCU的高8位地址線、低2位地址線及GAL和地址鎖存器573組成。 MCU電路主要由80C196KC組成，與MCU的連線有數(shù)據(jù)線D0～D7、RD、WR控制線和INT線，其中INT連至MCU的外部中斷EXINT引腳，這樣，一旦85C30有中斷申請(qǐng)，MCU可將其作為一個(gè)外部中斷申請(qǐng)來(lái)自動(dòng)生成相應(yīng)的中斷向量，從而執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序入口地址為0X203E。另外，PCLK外接11.05926M的晶振可用于為系統(tǒng)提供時(shí)鐘。 圖4 接收、發(fā)送中斷服務(wù)程序 5　應(yīng)用程序 5.1 初始化 圖4給出了85C30一個(gè)通道的初始化流程圖，由于芯片的兩個(gè)通道所采用的通信協(xié)議完全相同，因此初始化過(guò)程也相同。每個(gè)通道的初始化可分為三個(gè)步驟：第一是進(jìn)行各協(xié)議設(shè)置(如異步、校驗(yàn)、波特率、字符長(zhǎng)度等);第二是對(duì)各種功能的使能(包括波特率生成器，接收中斷，發(fā)送中斷);第三為開(kāi)中斷。 5.2 接收發(fā)送中斷服務(wù)程序 MCU在收到85C30的INT有效信號(hào)后將進(jìn)入外部中斷服務(wù)程序。圖4給出了該中斷服務(wù)的流程圖。用該程序的一定順序查詢芯片的RR2即可實(shí)現(xiàn)芯片間和芯片內(nèi)的中斷優(yōu)先處理任務(wù)，對(duì)85C30各中斷事件的優(yōu)先級(jí)設(shè)定如表1所列。 表1 85C30各中斷事件的優(yōu)先級(jí) 通道A接收中斷通道A發(fā)送中斷 RR2=6 RR2=4 HIGH ↓ LOW 通道B接收中斷通道B發(fā)送中斷 RR2=2 RR2=0 85C30中的讀寄存器RR2能實(shí)時(shí)反映出芯片內(nèi)申請(qǐng)中斷的各個(gè)中斷源優(yōu)先級(jí)最高的中斷源，當(dāng)芯片沒(méi)有中斷申請(qǐng)時(shí)，RR2的默認(rèn)值為3。程序執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)將首先判斷U4是否有中斷申請(qǐng)，若有，則處理相應(yīng)任務(wù)。另外，在MCU處理了一個(gè)85C30的中斷源后，再次讀取RR2，則可再次得知當(dāng)前申請(qǐng)中斷的優(yōu)先級(jí)最高的中斷源。這樣，就可以通過(guò)一次硬件中斷申請(qǐng)來(lái)完成多個(gè)中斷源的任務(wù)，從而大大節(jié)省了頻繁進(jìn)出中斷的現(xiàn)象，從而節(jié)約了中斷處理時(shí)間，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。 6　結(jié)束語(yǔ) 85C30具有兩個(gè)通道，可支持多種通信協(xié)議，并可方便地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)串口，提高系統(tǒng)通信的靈活性和可靠性。當(dāng)系統(tǒng)中各子通道通信速度不一樣時(shí)，僅需修改各自通道中的波特率寄存器的設(shè)置即可。實(shí)驗(yàn)證明：在異步模式下，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)雙通道115.2kbps的通信速度，且其錯(cuò)誤率為0%。