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基于Z85C30的多協(xié)議串行通信設(shè)計
摘要：簡要從硬件和軟件兩方面介紹一種嵌入式的多協(xié)議串行通信設(shè)計方案。該設(shè)計方案采用多協(xié)議串行通信控制器Z85C30及外圍電路開發(fā)，通過軟件編程，可滿足各種串行通信要求，如異步、按字節(jié)同步、按位同步等通信格式。引言
我們在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，經(jīng)常需要設(shè)計串行通信口，用以同其它設(shè)備或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。針對不同的應(yīng)用場合及不同的通信格式，在硬件設(shè)計方面有許多不同的芯片可供選擇，如Intel 8251A、Intel 8274、Intel 82530等。采用ZILOG公司的串行通信控制器Z85C30進(jìn)行設(shè)計，和其它器件相比，具有功能強(qiáng)、速度快、外部邏輯少等優(yōu)點。
1 串行通信控制器Z85C30介紹
Z85C30是ZILOG公司推出的一種串行通信控制器（SCC）。它具有雙通道，適用于8位、16位處理器的系統(tǒng)，能夠完成串行到并行、并行到串行的轉(zhuǎn)換。Z85C30能夠處理諸如異步格式、面向字節(jié)的同步規(guī)程（如IBM雙同步規(guī)程）、面向比特的同步規(guī)程（如HDLC、SDLC）；能夠產(chǎn)生、檢查CRC循環(huán)冗余檢驗碼。
Z85C30每個通道有14個寫寄存器、7個讀寄存器。通過對其編程，可將通信控制器配置滿足各種格式，如數(shù)據(jù)長度、停止位的位數(shù)、有無奇偶檢驗等。
1.1 Z850C30主要性能
①同步速率。16MHz時鐘下，傳輸速率達(dá)4Mb/s；使用16MHz時鐘，傳輸速率達(dá)1Mb/s（FM編碼）；使用16MHz時鐘，傳輸速率達(dá)500Kb/s（NRZI編碼）。
②異步性能。每個字符5、6、7或8位；1/2或2位停止位；奇或偶校驗；1、16、32、64倍時鐘格式；斷點產(chǎn)生和測試；奇偶、超載和幀出錯測試。
③按字節(jié)同步性能。內(nèi)同步或外同步；1或2個同步字符；自動CRC產(chǎn)生、測試。
④SDLC/HDLC性能。異常中止序列的產(chǎn)生和檢測；“0”的自動插入和刪除，報文間標(biāo)志的自動插入，地址段的識別，信息段剩余管理，CRC產(chǎn)生、測試；具有EOP識別/循不入口和出口的SDLC方式；可選NRZ、NRZI、曼徹斯特或FM編/解碼；具有時鐘恢復(fù)能力的數(shù)字鎖相環(huán)；具有自動回波和局部回送的診斷能力。
另外，Z85C30能在SDLC/HDLC方式下更高效地工作，如果有10×19位SDLC/HDLC幀狀態(tài)FIFO，14位SDLC/HDLC幀計數(shù)器，自動SDLC/HDLC標(biāo)志發(fā)送，自動復(fù)位SDLC/HDLC Underrun/EOM標(biāo)志，自動預(yù)置SDLC/HDLC CRC等。
1.2 Z85C30主要引腳簡介
Z85C30引腳按功能分為7組：數(shù)據(jù)地址總線、總線時序和復(fù)位、控制引腳、中斷控制、串行數(shù)據(jù)、通道控制引腳和時鐘引腳，如圖1所示。Z85C30引腳定義如圖2所示。
D7～D0：數(shù)據(jù)地址總線，用于傳送命令和數(shù)據(jù)。
RD、WR：讀、寫信號，用于對Z85C30的寄存器操作，低電平有效。
CE：片選信號。
A/B：A、B通道選擇，低電平表示選擇B通道，高電平選擇A通道。
D/C：數(shù)據(jù)/控制選擇，高電平表示與85C30之間傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，低電平表示與85C30間傳輸?shù)氖敲钚盘枴?/P>
INT：中斷請求，低電平有效，當(dāng)SCC需要申請中斷時，該信號有效。
INTACK：中斷響應(yīng)，低電平有效。
IEI：中斷允許輸入。輸入，高電平有效。當(dāng)有多個中斷源時，IEI和IEO一起組成中斷順序鏈優(yōu)先級排隊電路。
IEO：中斷允許輸出。輸出，高電平有效。
PCLK：時鐘輸入，用來同步內(nèi)部信號，是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平信號。
TxD、RxD：發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，分A、B兩個通道。
TRxC、RTxC：通道時鐘，它們能被編程為幾種不同的操作械。RTxC能提供接收時鐘或傳送時鐘（在輸入方式），能提供傳輸時鐘計數(shù)器輸出（數(shù)據(jù)鎖相器）、晶體振蕩器輸出、波特率發(fā)生器輸出和輸入時鐘輸出（它們都是在輸出方式）。RTxC能提供接收時鐘、傳送時鐘、波特率發(fā)生器時鐘、數(shù)字鎖相環(huán)時鐘。
1.3 Z85C30的接口時序
RD和WR是總線傳輸?shù)膬蓚�控制信號。CE、D/C、A/B和INTACK用于控制總線傳輸?shù)念愋�。總線上傳輸?shù)牡刂吩谟行Ш�，RD和WR才變低。CE、WR和CE、RD鎖存地址的時序是一致的。
（1）讀周期時序
在RD和CE有效時，A/B和D/C上的地址被鎖存。在此周期內(nèi)CE必須保持低，并且INTACK必須保持高。Z85X30的總線驅(qū)動設(shè)備只有在RD和CE都有效地才使能。在讀操作用D/C為高時，不會影響指針的狀態(tài)。當(dāng)D/C為低且在內(nèi)部操作完成后，指針復(fù)位到0。
（2）寫周期時序
在CE和WR有效時，A/B、D/C和數(shù)據(jù)D7～D0同時被鎖存。在此周期內(nèi)CE必須保持低，并且INTACK必須保持高。在寫操作且D/C為高時，不會影響指針的狀態(tài)。當(dāng)D/C為低且在內(nèi)部操作完畢后，指針復(fù)位到0。
（3）中斷響應(yīng)周期
當(dāng)INTACK為低時，進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。這個A/B、D/C、CE、WR信號都被忽略。
1.4 Z85X30寄存器訪問
訪問寄存器有兩個步驟，是使用寄存器指針來完成尋址的。為尋址一個指定的寄存器，先通過寫入WR0的指針位來指定寄存器。因為Z85X30只有唯一的寄存器設(shè)置存在，因此，可以從兩個通道中的任意一個將指針寫入。當(dāng)指針寫入后，再次的讀或?qū)懼芷冢ó?dāng)D/C為低時）將存取剛才指定的寄存器。在讀和寫周期結(jié)束
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