8251A：全双工串行通信接口与同步异步模式详解

8251A可编程通信接口是一种在早期计算机系统中广泛使用的串行通信控制器，它支持同步和异步通信模式，对于简化主机与外设之间的数据传输起到了关键作用。本文主要介绍了串行通信的一些基本概念和术语，以及8251A在这些方面的应用。 首先，串行通信是一种通过单根传输线逐位发送和接收数据的方式，它具有节省通信线路资源、降低成本、适合远距离传输的优点，特别是在通信和计算机网络领域得到了广泛应用。然而，由于数据传输速率较低且控制相对复杂，随着技术进步，如光纤技术的发展，为串行通信提供了更高的带宽和更稳定的传输环境。 8251A作为可编程通信接口，支持全双工、半双工和单工通信模式。全双工通信允许两个通信设备同时发送和接收数据，而半双工则在任何时候只能有一个方向传输，需要通过线路切换来改变传输方向。单工通信则是单向的，通常用于单向传输，例如主设备对从设备的命令发送。 同步通信和异步通信是两种不同的数据传输方式。同步通信采用统一的时钟信号来同步数据发送，数据以数据包的形式传输，每个数据包都有特定的帧头和帧尾，包含控制字符、地址信息和校验码。同步串行通信要求数据之间没有间隙，若数据流中断，接口会自动插入同步字符以保持同步。 异步通信则不需要统一的时钟，每个字符数据以预先定义的格式发送，包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位，以及特殊的位码用于接收方识别。异步通信的数据流更灵活，但可能会因为时钟不同步而导致接收问题。 8251A接口设计中，为了处理异步通信，提供了对外部时钟Tc的控制，以及数据位间隔管理，比如Start位、data位、Stop位和奇偶校验。这些特性使得8251A能够在不同的通信场景下实现可靠的数据传输。 8251A可编程通信接口在串行通信的应用中扮演着重要的角色，它不仅支持基本的通信模式，还能适应同步和异步通信的不同需求，对于当时的计算机系统扩展和简化通信链路起到了重要作用。随着技术的进步，虽然现在可能已经被更高级的通信接口取代，但8251A作为历史上的经典，其原理和应用依然值得了解和研究。