|
引 言 1 概 述 SCC2619是Philips公司推出的高集成、低能耗的全雙工通用異步收發器 UART。該芯片的接收與發送速度可以分別定義，接收器采用三倍緩沖方式，在中斷驅動系統中大大減少了CPU處理中斷的次數。SCC2691在收、發雙方之間提供了一種握手方式，當接收方的緩沖區已滿時，能自動使遠程發送方的發送失效。除此之外，SCC2691還具有以下特性： △可編程的數據格式為5~8位數據位；可選擇的奇偶校驗位；可編程的停止位。 △16位可編程的計數器/定時器。 △收發器的波特率可分別按以下方式定義：從50~115.2K共18種固定的波特率；由計數器/定時器驅動的非標準自定義的波特率；外部時鐘的1倍或16倍頻。 △奇偶校驗、幀錯誤、溢出錯誤檢測。 △可編程的通道方式。 △7個中斷源，但同時僅有一種中斷輸出。 
2 引腳定義 SCC2691采用SO、PLCC、DIP等形式封裝。主要引腳功能定義如下： D0~D7：數據總線。在CPU和UART之間所有的數據、命令、狀態信息等都是通過數據總線進行傳遞的。在CEN信號是有效低電平時，發送的方向由WRN和RDN兩個讀寫控制決定；當CEN為高電平時，數據總線三態。 CEN：芯片使能引腳，低電平有效。低電平使能時，在CPU與UART之間通過D0~D7傳遞的數據受 WRN、RDN和A0~A2等引腳控制；高電平時，使UART與CPU隔離。 WRN：寫選通，低電平有效。當CEN為低電平時，WRN上的低電平使數據總線D0~D7上的數據被送往由地址A0~A2選中的寄存器中。 RDN：讀選通，低電平有效。當CEN為低電平時，RDN上的低電平將被地址A0~A2選中的寄存器的內容送往數據總線D0~D7。 A0～A2：地址輸入端。選擇執行讀寫操作的UART寄存器。 RESET：復位輸入端，高電平有效。復位時將清除UART中的狀態寄存器（SR）、中斷屏蔽寄存器（IMR）、中斷狀態寄存器（ISR），設置方式指針指向方式寄存器1（MR1），使發送和接收失效，并且引腳TxD置為高電平。 INTRN：中斷請求輸出端，低電平有效。可從七個中斷源中選擇一個作為UART的中斷輸出。CPU可以讀中斷狀態寄存器（ISR），以判斷七個中斷源的狀態。該引腳是漏極開路輸出，需要接上拉電阻。 X1/CLK：晶體連接或外部時鐘輸入端。通常采用3.6864MHz的晶體。 X2：晶體連接端。若未連接晶體，最好使該引腳懸空。 RxD：串行數據輸入端。 TxD：串行數據輸出端。當發送器空閑、不使能或者UART工作在本地循環狀態下，該引腳輸出高電平。 MPO：多功能輸出端。通過對輔助控制寄存器（ACR）進行編程，可以選擇以下8種功能作為該引腳的輸出。 ① RTSN：請求發送，低電平有效。可通過編程命令寄存器（CR）使該引腳使能，也可以設置方式寄存器（MR），當發送方結束發送或接收方的接收緩沖區已滿時自動復位。 ② C/TO：計數/定時器輸出。 ③ TxC1X：發送器頻率的1倍頻輸出。 ④ TxC16X：發送器頻率的16倍頻輸出。 ⑤ RxC1X：接收器頻率的1倍頻輸出。 ⑥ RxC16X：接收器頻率的16倍頻輸出。 ⑦ TxRDY：表示發送器保存寄存器（THR）空。低電平有效（漏極開路輸出）。 ⑧ RxRDY/FFULL：標識接收器緩沖區非空或已滿。低電平有效（漏極開路輸出）。 MPI：多功能輸入引腳。該引腳可定義為以下3種功能： ① GPI：通用引腳。該引腳上的跳變或電平狀態可以作為中斷源反映到中斷狀態寄存器（ISR）的相應位。 ② CTCLK：計數器/定時器的外部輸入時鐘。 ③ RTCLK：接收器或發送器的外部時鐘輸入。設置時鐘選擇寄存器（CSR）可選擇輸入的1倍頻或16倍頻作為接收和發送的頻率。 3 主要功能 （1）中斷控制 以下內部事件的發生可以使能中斷輸出引腳（INTRN）：發送保持寄存器（THR）準備好；發送轉移寄存器（TSR）空；接收保持寄存器（RHR）準備好或已滿；接收到break信號的開始或結束；計數器達到定義的計數值；MPI端腳的跳變；MPI端腳的電平狀態。 與中斷控制相關的寄存器是中斷屏蔽寄存器（IMR）和中斷狀態寄存器（ISR）。IMR用于從以上七個中斷源中選擇一種作為觸發INTRN的條件。CPU可以讀取ISR來獲得所有中斷源的狀態。ISR不受IMR的影響。 （2）操作控制 UART的控制邏輯單元接收來自CPU的命令生成相應的信號來支配內部各器件進行操作。控制邏輯單元通過地址譯碼和讀寫控制使CPU與UART相互通信。地址譯碼與讀寫控制之間的關系見表1。 表1 寄存器地址表
方式寄存器1（MR1）和方式寄存器2（MR2）通過一個輔助指針來訪問。當上電復位或通過命令寄存器（CR）執行復位命令時，指針指向MR1，以后對MR1的任何讀寫操作都使指針指向MR2，并一直指向MR2，直到再次執行復位命令。 （3）計數器/定時器 計數器/定時器的工作方式和輸入時鐘源的選擇，可以通過編程輔助控制寄存器（ACR）從八種方式中選擇。計數器/定時器的輸出可以設置為多功能輸出口MPO，定時器的輸出也可以作為生成波特率的選擇之一。 ① 定時方式：定時器的輸出是一個方波，其周期是寄存器CTUR和CTLR中值的2倍。定時器溢出時，中斷狀態寄存器（ISR）中的計數器準備好（counter ready）置位。當發布一個中斷計數器命令時，定時器不會終止，僅影響ISR中的counter ready位。當接收到一個開始計數/定時器命令時，定時器會終止當前的操作，以新的CTUR和CTLR開始一個定時周期。 ② 計數方式：計數器接收到開始計數命令后，將計數值送入CTU和CTL。當計數值達到預定的存入CTUR和CTLR中的值時，ISR中的counter ready位置1，計數操作不會停止，直到接收到結束計數命令為止。CPU可以在任何時候設置寄存器CTUR和CTLR，但是該值僅有當結束本次計數并開始下一次計數命令時才有效。 （4）接收和發送 發送器接收來自CPU的并行數據，將其轉換為串行數據流送往TxD端口，串行數據流被以一個開始位、可編程個數的數據位、可選擇的奇偶校驗位和可編程個數的停止位的組合形式發送出去。發送結束后，若沒有新的數據被送往發送保持寄存器（THR），則TxD端腳保持高電平，并且狀態寄存器（SR）中的位TxEMT置1。當CPU將一個新的數據送往THR后，TxEMT位清零，發送操作繼續。發布一個開始break命令，可以使發送器發送一個break信號（持續的低電平）。發送器接收到一個終止發送的命令時，若其正在發送數據或THR中仍有數據，發送器會繼續發送直到THR為空截止。 接收器從RxD引腳接收串行數據，檢測其開始位、奇偶校驗位、終止位，若有錯誤則設置狀態寄存器（SR）中的相應位。接收器將數據送往接收保持寄存器（RHR），等待CPU以查詢方式或以中斷方式讀取數據，并且將SR中的RxRDY和中斷狀態寄存器（ISR）的RxRDY位置1。 接收保持寄存器（RHR）是一個可容納3個字符的先進先出隊列（FIFO）。接收器將從 RxD接收到的數據送往FIFO的開始位置，并將SR中的RxRDY置1。RxRDY=1，表示FIFO中有接收字符；而FFULL=1，表示FIFO已滿。在方式寄存器1（MR1）中，可以選擇RxRDY或FFULL作為接收中斷源。讀RHR可以將其中的數據連同在SR中的相應狀態位一起從FIFO中彈出。 4 寄存器 寄存器是CPU與UART之間進行操作的橋梁。CPU通過編程寄存器來支配UART操作，另外，各種狀態寄存器的變化也體現了命令的執行結果。 5 應 用 （1）硬件電路 圖1是使用SCC2691設計的擴展串口電路。其中AD0~AD7接CPU（億恒 C164CI）數據總線；A12～A14與CPU地址線相連；、分別與CPU的讀寫信號相連；RESET接CPU的RESETOUT；2691_CS是 SCC2691的片選信號；INTRN接CPU的中斷輸入端。 （2）測試程序 測試程序采用Tasking C集成環境開發，具體程序見網絡補充版（http://www.dpj.com.cn）。 參考文獻 1. SCC2691 data sheet http 查看詳情 2. SCN2681/SCN68681 And SCC2691 Data Communications 3. 程軍 億恒(西門子)C1 66系列1 6位單片機原理與開發 2001 作 者：清華大學 于立萍 煙臺職業學院 王燕 來 源：單片機與嵌入式系統應用2003（7） |
