串行通信控制器85C30及其应用

摘要：85C30是美国AMD公司生产的高性能双通道串并转换通信控制器，它支持多种通信协议，可用于各种多串口通信应用领域，文中介绍了85C30的特性、结构和功能，给出了85C30在异步通信中的应用方法。 关键词：串行通信控制器 85C30 异步通信 １　概述 ８５Ｃ３０是ＡＭＤ公司生产的双通道、全双工、支持多种通信协议的通信控制芯片，该芯片自身带有串并、并串转换功能，可广泛应用于微控制器组成的多串口串行通信应用系统中。其内部集成了波特率生成器、数字锁相环和晶体振荡器等可编程器件，因而可大大减少对外围电路的需要，提高了系统的可靠性，更适用于高速通信应用领域。 ８５Ｃ３０的主要特性如下： ● 具有两个可全双工工作的通信通道； ● 可异步、同步串行通讯； ● 符合面向字符的同步协议，如ＩＢＭ ＢＩＳＹＮＣ（二进制同步通信协议）； ● 符合面向比特的同步协议，如同步数据链路控制协议ＨＤＬＣ和高级数据链路控制协议ＳＤＬＣ； ● 最高数据传输率为４Ｍ ｂｉｔ／ｓ（同步模式）； ● 内含波特率生成器、锁相环和晶体振荡器； ● 具有奇偶校验、字符插入或删除、ＣＲＣ（循环冗余码）生成和校验等多种自动纠错功能。 ２　内部结构和引脚功能 ２．１ 内部结构 图１所示为８５Ｃ３０的内部结构框图。８５Ｃ３０可用于各种微控制器系统中，并具有查询、中断和ＤＭＡ工作方式。 ２．２ 引脚功能 ８５Ｃ３０具有４０－ＰＤＩＰ和４４－ＰＬＣＣ两种封装形式图２为其４４－ＰＬＣＣ封装的引脚排列图。８５Ｃ３０的主要引脚功能如下： Ｄ０～Ｄ７：数据线引脚； ＲＤ、ＷＲ：读、写控制端低电平有效；另外，若两个引脚同时为低，可使芯片复位； Ａ／ Ｂ：通道Ａ／通道Ｂ选择； Ｄ／Ｃ ：数据／命令选择； ＣＥ：片选信号； ＋５Ｖ，ＧＮＤ：电源接入端； ＰＣＬＫ：系统时钟输入端； ＩＮＴ：中断请求； ＩＮＴＡＣＫ：中断响应； ＩＥＩ，ＩＥＯ：分别为中断使能输入、输出端口； ＲｘＤＡ，ＴｘＤＡ：分别为通道Ａ的串行输入、输出； ＲｘＤＢ，ＴｘＤＢ：分别为通道Ｂ的串行输入、输出； ＴＲｘＣＡ，ＲｔｘＣＡ：分别为通道Ａ的时钟控制端； ＴＲｘＣＢ，ＲｔｘＣＢ：通道Ｂ的时钟控制端； ＳＹＮＣＡ、Ｗ／ＲＥＱＡ、ＤＲＴ／ＲＥＱＡ、ＲＴＳＡ、ＣＴＳＡ、ＤＣ-ＤＡ：通道Ａ的同步通讯控制端； ＳＹＮＣＢ、Ｗ／ＲＥＱＢ、ＤＲＴ／ＲＥＱＢ、ＲＴＳＢ、ＣＴＳＢ、ＤＣＤＢ：通道Ｂ的同步通讯控制端。 ３　８５Ｃ３０中的寄存器 在数据通信过程中，系统是否能准确地按照规定的协议完成通信任务，主要取决于初始化及系统运行期间程序对８５Ｃ３０的读写寄存器的合理运用。使用时，对片上每个通道的设置都应包括１６个写寄存器和１１个读寄存器。在这１６个写寄存器中，有１０个写寄存器用于通用控制，２个用于同步字符的生成控制，２个用于片上波特率设置。此外，还有两个双通道共享的写寄存器，一个用于中断向量控制，另一个用于芯片总中断开关控制。在１１个读寄存器中，有９个读寄存器用于存储通信状态和数据。 ４　应用电路 ８５Ｃ３０的接口电路如图３所示，利用该电路可实现双通道的全双工异步通信，波特率为１１５．２ｋｂｐｓ。电路中采用无响应中断模式，即在８５Ｃ３０有中断申请且没有进行中断服务时，将８５Ｃ３０ 的ＩＮＴ引脚拉低有效，以向ＭＣＵ申请中断，而ＭＣＵ不用向８５Ｃ３０输出ＩＮＴＡＣＫ中断响应信号，从而简化了电路。判定接收发送不同中断源的中断优先级可由程序实现。该电路主要由电平转换电路、译码电路和ＭＣＵ电路组成。 电平转换电路的主要作用是提高板间通信的可靠性，由于板间通信采用的是４８５电平标准，因此，可利用ＭＡＸ４９０全双工通信转换芯片将ＴＴＬ电平信号转换为４８５电平标准的差分信号。而对于译码电路，由于８５Ｃ３０中有两个通道，每个通道又有各自的命令口和数据口，而且每个口都需要有相应的硬件地址。因此，该译码电路由ＭＣＵ的高８位地址线、低２位地址线及ＧＡＬ和地址锁存器５７３组成。 ＭＣＵ电路主要由８０Ｃ１９６ＫＣ组成，与ＭＣＵ的连线有数据线Ｄ０～Ｄ７、ＲＤ、ＷＲ控制线和ＩＮＴ线，其中ＩＮＴ连至ＭＣＵ的外部中断ＥＸＩＮＴ引脚，这样，一旦８５Ｃ３０有中断申请，ＭＣＵ可将其作为一个外部中断申请来自动生成相应的中断向量，从而执行相应的中断服务程序。中断服务程序入口地址为０Ｘ２０３Ｅ。另外，ＰＣＬＫ外接１１．０５９２６Ｍ的晶振可用于为系统提供时钟。 图4 接收、发送中断服务程序 ５　应用程序 ５．１ 初始化 图４给出了８５Ｃ３０一个通道的初始化流程图，由于芯片的两个通道所采用的通信协议完全相同，因此初始化过程也相同。每个通道的初始化可分为三个步骤：第一是进行各协议设置（如异步、校验、波特率、字符长度等）；第二是对各种功能的使能（包括波特率生成器，接收中断，发送中断）；第三为开中断。 ５．２ 接收发送中断服务程序 ＭＣＵ在收到８５Ｃ３０的ＩＮＴ有效信号后将进入外部中断服务程序。图４给出了该中断服务的流程图。用该程序的一定顺序查询芯片的ＲＲ２即可实现芯片间和芯片内的中断优先处理任务，对８５Ｃ３０各中断事件的优先级设定如表１所列。 表1 85C30各中断事件的优先级 通道A接收中断 通道A发送中断 RR2=6 RR2=4 HIGH ↓ LOW 通道B接收中断 通道B发送中断 RR2=2 RR2=0 ８５Ｃ３０中的读寄存器ＲＲ２能实时反映出芯片内申请中断的各个中断源优先级最高的中断源，当芯片没有中断申请时，ＲＲ２的默认值为３。程序执行时，系统将首先判断Ｕ４是否有中断申请，若有，则处理相应任务。另外，在ＭＣＵ处理了一个８５Ｃ３０的中断源后，再次读取ＲＲ２，则可再次得知当前申请中断的优先级最高的中断源。这样，就可以通过一次硬件中断申请来完成多个中断源的任务，从而大大节省了频繁进出中断的现象，从而节约了中断处理时间，提高了系统的可靠性和灵活性。 ６　结束语 ８５Ｃ３０具有两个通道，可支持多种通信协议，并可方便地扩展系统串口，提高系统通信的灵活性和可靠性。当系统中各子通道通信速度不一样时，仅需修改各自通道中的波特率寄存器的设置即可。实验证明：在异步模式下，该系统可实现双通道１１５．２ｋｂｐｓ的通信速度，且其错误率为０％。