Trasmissione sincrona e asincrona

USART (Universal Synchronous – Asynchronous receiver – transmitter)

L'USART (Intel 8251A) consente di realizzare una comunicazione seriale tra dispositivi secondo un protocollo sincrono oppure asincrono. Esso è composto da 7 registri leggibili o scrivibili (più 2 registri a scorrimento) ma è visto dal processore come un insieme di soli 2 registri.

Illustrazione 1: schema dell'USART

Collegamento col processore

• Data bus: bus dati di ingresso/uscita
• !CS: chip select
• A0: bit per la selezione dei registri interni
• !RD, !WR: segnali di lettura/scrittura
• Reset: reset del dispositivo
• CLK: clock
• RxRDY: linea per interruzione scatenata quando viene copiato un dato da Receiver shift register in Data-in buffer register
• TxRDY: linea per interruzione scatenata quando viene copiato un dato da Data-out buffer-register in Transmitter shift register

Collegamento esterno

• Rx: linea per la ricezione
• Tx: linea per la trasmissione
• DTR: (data terminal ready) l'interfaccia 1 chiede la connessione
• DSR: (data set ready) l'interfaccia 2 segnala all'interfaccia 1 l'avvenuta connessione
• RTS: (request to send) l'interfaccia 1 chiede all'interfaccia 2 di trasmettere
• CTS: (clear to send) l'interfaccia 2 invia in linea la portante e segnala all'interfaccia 1 che è pronta a trasmettere

Illustrazione 2: segnali di handshaking

Illustrazione 3: collegamento USART-USART

Comunicazione asincrona

Il clock del ricevitore viene settato ad una velocità molto superiore a quella del trasmettitore (16x o 64x) in maniera tale da non perdere la transizione 1->0 del segnale di MARK (bit di START). Dopo aver ricevuto lo START, il ricevitore rifasa il suo clock campionando in modo tale da posizionarsi al centro del bit di start e inizia a campionare tenendosi sempre al centro delle celle per non perdere il dato (nell'esempio campiona ogni 16 impulsi a partire dal centro del bit di START).

Illustrazione 4: sincronizzazione dell'USART (modalità asincrona)

Programmazione del dispositivo

• MODE: permette la configurazione iniziale del dispositivo ed è accedibile in sola scrittura all'indirizzo dispari subito dopo il RESET.
• SYNC1, SYNC2: accedibili in sequenza in sola scrittura all'indirizzo dispari subito dopo l'accesso a MODE ma solo se la trasmissione è stata settata come sincrona in MODE.
• CNTRL: registro di controllo accessibile in sola scrittura all'indirizzo dispari (subito dopo l'accesso a MODE in comunicazione asincrona, altrimenti dopo SYNC2).
• DATIN: registro in cui viene copiato il carattere contenuto in RSHIFT per essere letto dal processore. Esso è accessibile in sola lettura all'indirizzo p