Serielle Datenubertragung mit dem Schnittstellenbaustein 8251

Serielle Datenübertragung

mit dem Schnittstellenbaustein 8251

Einleitung

Für das Verbinden zweier Computer gibt es 2 Verfahren. Das Erste ist die parallele Datenübertragung, die durch verwenden mehrerer Datenleitungen sehr schnell ist. Das Zweite ist die Serielle Datenübertragung, die zwar langsamer als die parallele ist, jedoch mit weitaus weniger Leitungen auskommt und damit we­sentlich preisgünstiger ist.

Serielle Datenübertragung

Wir haben uns mit der seriellen Datenübertragung näher beschäftigt. Die seriellen Datenübertragung gliedert sich in zwei Klassen. Die synchrone und die asynchrone Datenübertragung. Bei der synchronen Datenübertragung haben Sender und Empfänger, eine zusätzliche Daten­leitung, durch die sie dieselbe Übertragungs­geschwindigkeit haben(sie arbeiten synchron). Bei der asynchronen Datenübertragung kann die Übertragungs­geschwindigkeit, von Sender und Empfänger geringfügig abweichen. Diese Toleranz beträgt ca. 1-2%. An den An­fang des zu sendenden Datenwortes wird ein zusätz­liches Bit, das Startbit, eingefügt, das Sender und Empfänger synchronisiert.

Die asynchrone Datenübertragung wird erst ermöglicht, wenn sich Sender und Empfänger auf ein Übertragungs­format geeinigt haben.

Das Übertragungsformat setzt sich wie im folgenden Beispiel zusammen:

9600 8 E 2

Übertragungsgeschwindigkeit = 9600 Baud

übertragen wird ein 8 Bit Datenwort

Even Parity (möglich sind auch Odd oder None)

2 Stopbits

Beim Übertragen des Datenwortes wird zuerst das niederwertigste Bit gesendet.

Für die Geschwindigkeit, mit der die Daten übertragen werden, gibt es eine Einheit, genannt Baud. Sie gibt an wieviele Bits pro Sekunde gesendet bzw. empfangen werden (1 Baud = 1 Bit/sec).

Bei der seriellen Datenübertragung kann ein zusätz­liches Paritätsbit eingefügt werden, um eine Fehlerer­kennung zu ermöglichen. Dies bedeutet allerdings, daß sich die Anzahl der zu Übertragenden Bits erhöht.

Der serielle Schnittstellenbaustein 8251

Für das Senden bzw. Empfangen serieller Daten benutz­ten wir den seriellen Schnittstellenbaustein 8251. Dieser Baustein wandelt beim Senden die parallelen Da­ten, die ihm der Computers zuweist, in serielle Daten um. Anschließend sendet er sie über den Ausgang TxD. Beim Empfangen nimmt er die Daten in serieller Form vom Eingang RxD auf und wandelt sie in parallele Daten um. Der Takt für den Eingang RxD und den Ausgang TxD wird im internen Frequenzteiler erzeugt.

Um den seriellen Schnittstellenbaustein 8251 ansteuern zu können, muß seine Portadresse mit den Schaltern S1-S4 eingestellt werden. Für die Adresse 6X_H wäre das z.B. S1-S4 0110. Die Schalter S1-S4 sind den Adress­leitungen A7-A4 zugeordnet. Von den übrigen Adress­leitungen A3-A0 wird nur A0 verwendet, um die internen Register des 8251 anzusteuern.

Um den Baustein 8251 einzustellen, muß das Betriebs­artenregister und das Kommandoregister mit einem     Betriebsaten- bzw. einem Kommandowort geladen werden. Die Steuerregister und das Statusregister werden nicht direkt angesteuert, sondern nacheinander. Die Adress­leitung A0 muß jedoch auf 1 eingestellt sein. Wird also in das erste Register etwas geschrieben geht der Zeiger automatisch auf das zweite Register über.

Um sicherzustellen, daß die Steuerwörter in das rich­tige Register gelangen, sollte ein Reset durchgeführt werden.

Außer dem Status- und den Steuerregistern gibt es noch zwei weitere Register, das Sende- und das Empfangs­register, in denen die Daten, die gesendet bzw. emp­fangen werden, zwischengespeichert werden. Diese Re­gister werden nur angesteuert, wenn die Adressleitung A0 auf 0 eingestellt ist.

Die Daten die mit dem 8251 gesendet werden sollen, werden nicht mit einem TTL Impuls, sondern mit einem V.24 Impuls übertragen. Der V.24 Pegel erreicht seinen High-Wert (Mark) bei maximal -12V und seinen Low-Wert (Space) bei maximal +12V.

Beispielprogramm für die serielle Daten­übertragung mit dem 8251

Im Folgenden ist ein Programmlisting abgebildet, mit dem der Datenaustausch zwischen zwei Computer möglich ist.

Programmablaufplan für das oben aufgeführte Programmlisting.

Anfang

FC32_H ins Register SP laden

Akkuinhalt leeren

Akkuinhalt 3 mal auf Port

61 ausgeben

Akku mit 40_H laden

Kommandoregister des 8251

mit Akkuinhalt laden

Akku mit 7F_H laden

Betriebsartenregister des 8251

mit Akkuinhalt laden

Akku mit 35_H laden

Kommandoregister des 8251

mit Akkuinhalt laden

parallele Eingabe lesen

SEND

EMPF

Akkuinhalt auf parallele

Ausgabe legen

ENDE

SEND

Register B mit Akkuinhalt laden

Akku mit Inhalt des

Statusregisters laden

Akku mit Konstante 01_H

UND verknüpfen

Akkuinhalt

Ja

Inhalt des Registers B

in Akku laden

Senderegister mit Akkuinhalt laden

RÜCKSPRUNG

EMPF

Akku mit Inhalt des

Statusregisters laden

Akkuinhalt mit Konstante

02_H UND verknüpfen

Akkuinhalt

Ja

Akku mit Inhalt des

Empfangsregisters laden

RÜCKSPRUNG

Oszilloskopauszug beim übertragen der Zahl 81_H mit dem seriellen Schnittstellenbaustein 8251 (V.24-Pegel).