80C152單片機(jī)上HDLC通信規(guī)程中的應(yīng)用

80C152是一種基于MCS-51的高集成度8位微控制器，也是一種通用通信控制器。它既適用于外圍系統(tǒng)或器件的智能管理，也適用于低成本，高速串行通信場(chǎng)合。80C152是80C51的派生產(chǎn)品，保留了80C51的所有功能；增加了新的功能和外圍電路，包括：一種叫做全局串行通道（GSC）的高速多協(xié)議串行通訊接口，兩個(gè)直接存儲(chǔ)器存取（DMA）通道，HOLD/HLDA總線控制，第5、6、7個(gè)I/O口。較大的片內(nèi)RAM容量。因而特別適用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、局域網(wǎng)和用戶定義的串行多機(jī)系統(tǒng)。

1 80C152的主要特性與結(jié)構(gòu)

80C152的主要特性如下：

（1）MCS-51兼容的UART；

（2）多種省電工作方式；

（3）可尋址64K字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；

（4）可尋址64K字節(jié)程序存儲(chǔ)器；

（5）兩個(gè)通用定時(shí)/計(jì)數(shù)器；

（6）多協(xié)議串行通信I/O口（最大2.048Mbps/2.4Mbps），支持CSMA/CD和SDLC/HDLC，用戶定義協(xié)議；

（7）全雙工/半雙工通信；

（8）256字節(jié)片內(nèi)RAM；

（9）兩個(gè)片內(nèi)DMA通道；

（10）保持/響應(yīng)（HOLD/HLDA）總線控制；

（11）7個(gè)I/O口；

（12）58個(gè)SFR；

（13）11個(gè)中斷源，除包含80C51的5個(gè)中斷源外，新增的6個(gè)中斷源用于全局串行通道。

上述（1）～（5）是與80C51相同的特性，（6）～（13）是80C152所特有或比80C51提高的特性。

其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。

2 全局串行通道

全局串行通道（GSC）是一個(gè)多協(xié)議、高性能的串行接口，用作通信控制器。GSC接口支持同步數(shù)據(jù)鏈路控制（SDLC）、具有沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多址訪問(wèn)（CSMA/CD）、用戶客義協(xié)議和高速數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）協(xié)議的子集。GSC功能包括：地址識(shí)別、沖突解決、CRC產(chǎn)生、標(biāo)志產(chǎn)生、自動(dòng)重發(fā)送和硬件應(yīng)答特性。在使用片內(nèi)時(shí)鐘時(shí)可實(shí)現(xiàn)高至2Mbps數(shù)據(jù)速率，在使用外部時(shí)鐘可實(shí)現(xiàn)高至2.4Mbps數(shù)據(jù)速率。在使用串行通道的應(yīng)用中，GSC可實(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）參考模型中所描述的開放系統(tǒng)互連（OSI）的數(shù)據(jù)鏈數(shù)層和物理鏈路層。

2.1 GSC通道的DMA服務(wù)

有兩種方法來(lái)控制GSC：一是CPU控制；二是DMA控制。在用戶軟件處理一些任務(wù)時(shí)（如裝入TFIFO、讀RFIFO、檢查狀態(tài)標(biāo)志、發(fā)送過(guò)程一般跟蹤），采用CPU控制。當(dāng)任務(wù)數(shù)據(jù)增加及使用較高的數(shù)據(jù)速率。CPU所需開銷成為主要時(shí)間消耗，最后，會(huì)達(dá)到CPU花費(fèi)100%的時(shí)間去響應(yīng)GSC請(qǐng)求。DMA通道可由用戶軟件設(shè)置為由DMA控制器來(lái)處理GSC數(shù)據(jù)傳送。80C152有兩個(gè)DMA通道，一個(gè)通道用于接收，一個(gè)通道用于發(fā)送。使用DMA通道時(shí)，CPU可省去為GSC緩沖器基本服務(wù)所需的時(shí)間。DMA通道可提供的服務(wù)類型為：裝入TFIFO、從RFIFO中移出數(shù)據(jù)、在收發(fā)結(jié)束時(shí)通千CPU和響應(yīng)一定的出錯(cuò)條件。在使用DMA通道時(shí)，準(zhǔn)備串行發(fā)送的數(shù)據(jù)源或目的可以是內(nèi)部存儲(chǔ)器、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或任何SFR。對(duì)DMA和GSC寄存器進(jìn)行初始化手的唯一任務(wù)是允許適當(dāng)?shù)刂袛嗖⑼ㄖ狣MA控制器什么時(shí)候啟動(dòng)DMA。在DMA啟動(dòng)后，CPU所需做的事就是響應(yīng)出錯(cuò)條件或等待傳送結(jié)束。80C152專門為GSC數(shù)據(jù)傳送提供了6個(gè)中斷源，它們是：GSCRV（GSC接收正確）、GSCRE（GSC接收出錯(cuò)）、GSCTV（GSC發(fā)送正確）、GSCTE（GSC發(fā)送出錯(cuò)）、DMA0（DMA通道0完成）、DMA1（DMA通道1完成）。