当前位置： 首页 > news >正文

PC16550 FIFO接收方式研究

news 2025/9/30 11:22:35

1.两种工作模式下的行为

1. FIFO 禁用模式 (兼容8250/16450模式)

  • 行为：接收到一个字节就产生一次中断。

  • 过程：

    1. 当UART的接收移位寄存器成功接收并组装完一个完整的字节后，会将其放入接收缓冲寄存器。

    2. 此时，UART会立即置位线路状态寄存器(LSR)的"数据就绪"(DR)位，并产生一个接收数据可用中断。

    3. CPU响应中断，从接收缓冲寄存器中读取该字节。

    4. 读取操作会清除LSR的DR位，并撤销中断请求。

  • 特点：中断频率高，CPU负担重，效率低。

2. FIFO 启用模式 (PC16550D的核心特性)

  • 行为：只有当接收FIFO中的数据量达到预设的"触发水平"时，才产生一次中断。

  • 过程：

    1. 通过FIFO控制寄存器(FCR) 启用FIFO，并设置接收FIFO的触发水平（例如8字节）。

    2. UART接收到的字节会被连续存入16字节的接收FIFO中。

    3. 当FIFO中累积的字节数达到或超过设定的触发水平（例如8个）时，UART才产生一次接收数据可用中断。

    4. CPU响应中断后，可以一次性从FIFO中读取多个字节（最多16个）。

    5. 当CPU从FIFO中读取数据，使得FIFO中的字节数低于触发水平后，该中断条件被清除。

  • 特点：中断频率大幅降低，CPU可以批量处理数据，效率高。

2.FIFO工作模式设置
INIT_UART:; 设置波特率除数 (9600 @ 18.432MHz)MOV DX, LCRMOV AL, 80H         ; 设置DLAB=1OUT DX, ALMOV DX, DLL         ; 除数锁存低字节MOV AL, 78H         ; 120 = 78H (18.432MHz / (16 * 9600))OUT DX, ALMOV DX, DLM         ; 除数锁存高字节MOV AL, 00HOUT DX, AL; 设置线路参数: 8位数据, 1停止位, 无校验MOV DX, LCRMOV AL, 03H         ; 8N1, DLAB=0OUT DX, AL; 启用并复位FIFOMOV DX, IIR_FCRMOV AL, 0C7H        ; 启用FIFO, 14字节触发点, 清除接收FIFOOUT DX, AL; 设置调制解调器控制MOV DX, MCRMOV AL, 0BH         ; 启用OUT2(中断使能), RTS和DTROUT DX, AL; 启用接收数据中断MOV DX, IERMOV AL, 01H         ; 仅启用接收数据中断OUT DX, ALRET
3.中断一次性读出FIFO中所有的数据
  MOV DX, RBR_THRIN AL, DX           ; 清除接收数据中断      MOV [recv_char], AL ; 保存字符     CALL SEND_CHAR                               MOV DX, LSRIN AL, DX           ; 清除线路状态中断TEST AL,01H       ;   判断FIFO中是否数据为空，0--为空  1为  不空   JNZ  READ_AGAIN  ;如果不空，继续读取数据并回送
4.完整程序
; =============================================
; PC16550 UART接收中断处理示例
; 功能: 接收字符并回显，显示中断触发与释放状态
; 硬件配置:
;   - UART基地址: 100H
;   - 8259 PIC端口: 400H(命令), 402H(数据)
;   - 中断请求线: IRQ1 (8259 IR1)
;   - 中断向量号: 21H
;   - 时钟频率: 18.432MHz
;   - 波特率: 9600 bps (除数78H)
; =============================================ORG 100H
JMP INITIALIZATION      ; 跳过数据区到初始化代码; 数据段定义
int_triggered DB 0      ; 中断触发标志
int_released DB 0       ; 中断释放标志
recv_char DB 'A'          ; 接收的字符; 状态消息
trigger_msg DB 0Dh, 0Ah, '>>> Interrupt TRIGGERED', 0
release_msg DB 0Dh, 0Ah, '<<< Interrupt RELEASED (EOI sent)', 0
recv_msg    DB 0Dh, 0Ah, 'Received char: ', 0
start_msg   DB 0Dh, 0Ah, 'UART Interrupt Demo Started', 0Dh, 0AhDB 'Send characters to test interrupt...', 0Dh, 0Ah, 0
end_msg     DB 0Dh, 0Ah, 'Program terminated.', 0Dh, 0Ah, 0; 16550寄存器偏移
UART_BASE EQU 100H
RBR_THR EQU UART_BASE + 0  ; 接收缓冲/发送保持寄存器
IER     EQU UART_BASE + 1  ; 中断使能寄存器
IIR_FCR EQU UART_BASE + 2  ; 中断标识/FIFO控制寄存器
LCR     EQU UART_BASE + 3  ; 线路控制寄存器
MCR     EQU UART_BASE + 4  ; 调制解调器控制寄存器
LSR     EQU UART_BASE + 5  ; 线路状态寄存器
DLL     EQU UART_BASE + 0  ; 除数锁存低字节 (DLAB=1)
DLM     EQU UART_BASE + 1  ; 除数锁存高字节 (DLAB=1); 8259 PIC端口
PIC_CMD  EQU 400H
PIC_DATA EQU 402H; 中断向量号
UART_IRQ EQU 21H        ; IRQ1对应中断21H; =============================================
; UART初始化子程序
; =============================================
INIT_UART:; 设置波特率除数 (9600 @ 18.432MHz)MOV DX, LCRMOV AL, 80H         ; 设置DLAB=1OUT DX, ALMOV DX, DLL         ; 除数锁存低字节MOV AL, 78H         ; 120 = 78H (18.432MHz / (16 * 9600))OUT DX, ALMOV DX, DLM         ; 除数锁存高字节MOV AL, 00HOUT DX, AL; 设置线路参数: 8位数据, 1停止位, 无校验MOV DX, LCRMOV AL, 03H         ; 8N1, DLAB=0OUT DX, AL; 启用并复位FIFOMOV DX, IIR_FCRMOV AL, 0C7H        ; 启用FIFO, 14字节触发点, 清除接收FIFOOUT DX, AL; 设置调制解调器控制MOV DX, MCRMOV AL, 0BH         ; 启用OUT2(中断使能), RTS和DTROUT DX, AL; 启用接收数据中断MOV DX, IERMOV AL, 01H         ; 仅启用接收数据中断OUT DX, ALRET; =============================================
; 8259 PIC初始化
; =============================================
INIT_PIC:; 初始化8259MOV DX, PIC_CMDMOV AL, 17H         ; ICW1: 边沿触发, 级联, 需要ICW4OUT DX, ALMOV DX, PIC_DATAMOV AL, UART_IRQ-1    ; ICW2: 中断向量基值OUT DX, ALMOV AL, 01H         ; ICW4: 8086模式, 非缓冲, 正常EOIOUT DX, AL; 允许IRQ1中断IN AL, DXAND AL, 0FDH        ; 清除IRQ1屏蔽位(11111101)OUT DX, ALRET; =============================================
; 设置中断向量
; =============================================
SET_INTERRUPT_VECTOR:CLI                 ; 关中断XOR AX, AXMOV ES, AX          ; ES = 0 (中断向量表段地址); 计算中断向量位置 (中断号 * 4)MOV AX, UART_IRQSHL AX, 2           ; 乘以4; 设置中断向量MOV DI, AXMOV AX, OFFSET UART_ISRCLDSTOSW               ; 存储偏移地址MOV AX, CSSTOSW               ; 存储段地址STI                 ; 开中断RET; =============================================
; UART中断服务程序 (IRQ1)
; 演示中断触发和释放过程
; =============================================
UART_ISR PROC FAR; 保存寄存器PUSH AXPUSH DXPUSH DS; 设置DS为当前数据段MOV AX, CSMOV DS, AX; 设置中断触发标志MOV [int_triggered], 1; 发送中断触发消息MOV SI, OFFSET trigger_msgCALL SEND_STRING;ISR_LOOP:
;    ; 检查中断源
;    MOV DX, IIR_FCR
;    IN AL, DX
;    TEST AL, 01H        ; 检查是否有待处理中断 (bit0=1表示无中断)
;    JNZ ISR_EXIT        ; 无中断则退出
;    
;    ; 检查是否为接收数据中断
;    TEST AL, 04H        ; 检查中断类型位 (bit1-2)
;    JNZ CHECK_OTHER     ; 不是接收中断则检查其他
;    
;    ; 处理接收数据中断
;    MOV DX, RBR_THR
;    IN AL, DX           ; 读取接收到的字符
;    MOV [recv_char], AL ; 保存字符
;    
;    ; 发送接收消息
;    MOV SI, OFFSET recv_msg
;    CALL SEND_STRING
;    MOV AL, [recv_char]
;    CALL SEND_CHAR
;    
;    ; 继续检查其他中断
;    JMP ISR_LOOP
;    
;CHECK_OTHER:
;    ; 可以添加其他中断类型的处理
;    ; ...
;    
ISR_EXIT:; 发送中断释放消息MOV SI, OFFSET release_msgCALL SEND_STRING; ; 发送EOI到8259
;    MOV AL, 20H
;    MOV DX, PIC_CMD
;    OUT DX, AL
;    
;    ; 设置中断释放标志
;    MOV [int_released], 1CALL CLEAR_ALL_INTERRUPTS; 恢复寄存器POP DSPOP DXPOP AXIRET
UART_ISR ENDP; =============================================
; 串口发送字符子程序
; 输入: AL = 要发送的字符
; =============================================
SEND_CHAR:PUSH AXPUSH DX; 保存字符MOV AH, ALSEND_WAIT:; 检查发送保持寄存器是否为空MOV DX, LSRIN AL, DXTEST AL, 20H        ; 检查THRE位(bit5)JZ SEND_WAIT        ; 不为空则等待; 发送字符MOV DX, RBR_THRMOV AL, AHOUT DX, ALPOP DXPOP AXRET; =============================================
; 串口发送字符串
; 输入: SI = 字符串偏移地址
; =============================================
SEND_STRING:PUSH AXPUSH SISEND_STR_LOOP:LODSB               ; 加载字符到ALOR AL, AL           ; 检查是否结束(0)JZ SEND_STR_DONE    ; 是则结束CALL SEND_CHAR      ; 发送字符JMP SEND_STR_LOOP   ; 继续发送SEND_STR_DONE:POP SIPOP AXRET; =============================================
; 强制清除所有中断状态
; =============================================
CLEAR_ALL_INTERRUPTS:; 读取所有状态寄存器以清除中断;   MOV DX, LSR
;    IN AL, DX           ; 清除线路状态中断MOV DX, MCRIN AL, DX           ; 清除调制解调器状态中断         READ_AGAIN:MOV DX, RBR_THRIN AL, DX           ; 清除接收数据中断      MOV [recv_char], AL ; 保存字符     CALL SEND_CHAR                               MOV DX, LSRIN AL, DX           ; 清除线路状态中断TEST AL,01H       ;      JNZ  READ_AGAIN
;    
;    MOV DX, IIR_FCR
;    IN AL, DX           ; 清除中断标识
;    ; 发送EOI到8259MOV AL, 20HMOV DX, PIC_CMDOUT DX, ALRET; =============================================
; 主初始化程序
; =============================================
INITIALIZATION:; 初始化标志               CLIMOV  AX,01F0H       ;老版BIOS重新设置CS寄存器地址为01F0H         MOV DS,AXMOV SS,AX    MOV ES,AXMOV AX,5FFFHMOV SP,AX              ;MOV  AX,0000H       ;CS 老版BIOS重新设置CS寄存器地址为01F0H     ;PUSH AX;MOV AX,OFFSET START123         ;IP;PUSH AX;  IRET;MOV  SS,AX;MOV  DS,AX;MOV AX, 01F0H
START123:NOPNOPMOV [int_triggered], 0MOV [int_released], 0; 初始化UARTCALL INIT_UART; 初始化8259 PICCALL INIT_PIC; 设置中断向量CALL SET_INTERRUPT_VECTOR; 通过串口发送启动消息MOV SI, OFFSET start_msgCALL SEND_STRING        STI; =============================================
; 主程序循环
; =============================================
MAIN_LOOP:; 可以在这里添加其他任务; 例如: 检查中断标志状态等; 简单的延时循环MOV CX, 0FFFFH
DELAY_LOOP:LOOP DELAY_LOOP; 检查退出条件(可选); ...   ;CALL CLEAR_ALL_INTERRUPTS      ;  MOV AL, [recv_char]
;    CALL SEND_CHARJMP MAIN_LOOP        DB  55H,55H,55H,55H,55H; =============================================
; 退出程序(可选)
; =============================================
; 此示例程序将无限运行
; 在实际应用中可添加退出逻辑
5.测试结果

http://www.dtcms.com/a/423914.html

相关文章：

  • 做基金的网站哪个好用什么程序做资讯类网站
  • 图书馆网站建设申请国外做仿牌网站
  • make, makefile, cmake, qmake 有何区别?
  • vite如何处理项目中的资源
  • 文网文网站建设wordpress只显示首页
  • sk07.【scikit-learn基础】--『监督学习』之支持向量机
  • 网站建设与管理好学吗打广告网站
  • 免费门户网站源码长春企业网站建设价格
  • 【APK安全】HTTPS证书校验的核心风险与防御指南
  • 小迪web自用笔记41
  • 国外网站国内做好还是国外做邹城住房城乡建设部网站
  • 预付做网站定金如何免费的网站模板哪里有
  • 黄金、白银、石油期货市场API对接文档
  • linux入门5.1（Nginx服务器）
  • Hadess入门到实战(5) - 如何管理通用Generic制品
  • 丰台手机网站建设2023年新闻摘抄
  • Adobe Journey Optimizer 实战应用：企业如何整合全渠道营销与实时互动
  • 网站建设客户相关问题佛山网页设计师
  • 【附源码】基于Spring Boot的高校爱心捐助平台的设计与实现
  • PPIO上线DeepSeek-V3.2-Exp：引入稀疏注意力机制，API 大幅降价
  • 成都私人视频网站制作平台沈阳看男科的权威医院
  • 从零开始掌握 uv：新一代超快 Python 项目与包管理器（含 Windows 支持）
  • 天津网站建设 泰姆仕四川网络营销推广
  • 政务网站建设经验做法东莞企业网站建设预算大概多少
  • 怎么做网站icp备案有没有学做家具的网站
  • 新天力科技冲刺北交所：供应链韧性成资本市场“加分项”
  • Linux之线程池
  • 摄影师网站html5wordpress分类加密
  • 免费机械网站模板绵阳市建设工程监督网站
  • React Native 中的 useCallback