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8251A 发布时间 时间:2025/12/28 2:47:40 查看 阅读:10

8251A是一种通用同步/异步接收器/发送器(USART)芯片,由Intel公司在20世纪70年代推出,广泛应用于早期的微机系统和通信设备中。该芯片的主要功能是实现串行数据与并行数据之间的转换,支持同步和异步两种通信模式,使其能够适应多种通信协议和应用场景。在异步模式下,8251A可用于实现标准的RS-232通信,如终端与计算机之间的数据传输;在同步模式下,它可配合外部时钟信号进行高速数据传输,适用于点对点或主从式通信系统。8251A通过编程设置工作方式字和命令字来配置其操作模式,包括字符长度、停止位数、奇偶校验、波特率因子等参数,具有较高的灵活性。该芯片通常与Intel 8080、8085、8086等微处理器配合使用,作为其串行通信接口的核心组件。尽管随着技术的发展,集成度更高的片上系统(SoC)和专用通信芯片逐渐取代了8251A的应用,但在一些工业控制、老旧设备维护以及教学实验场景中,8251A仍具有一定的参考价值和实用意义。

参数

型号:8251A
  封装形式:28引脚DIP
  工作电压:+5V ±10%
  工作温度范围:0°C 至 +70°C(商业级)
  通信模式:同步/异步串行通信
  数据位长度:5、6、7或8位
  停止位选择:1位、1.5位或2位(异步模式)
  奇偶校验:无、奇校验、偶校验
  波特率因子:异步模式下支持1x、16x、64x内部时钟倍频
  最大波特率:同步模式下可达64 kbps
  接口类型:TTL电平兼容
  控制信号:提供TxRDY、RxRDY、CTS、RTS等硬件流控信号
  中断能力:可通过外部逻辑生成中断请求

特性

8251A芯片具备高度灵活的通信配置能力,支持同步与异步两种串行通信模式,用户可通过编程方式设定其工作参数以适应不同的通信需求。在异步模式下,该芯片可配置为5至8位数据位、1至2个停止位,并支持奇偶校验功能,满足当时主流串行通信协议如RS-232的标准要求。其内部设有波特率发生器控制机制,通过外部时钟输入与内部倍频逻辑相结合,实现对发送和接收波特率的精确控制,典型应用中常配合1.8432MHz晶振使用,以便分频得到标准波特率如9600、4800等。在同步模式下,8251A能够检测同步字符并自动进入同步状态,支持单同步字符或多同步字符匹配,适用于面向字符的同步通信协议如IBM的二进制同步通信规程(Bisync)。芯片内部包含发送缓冲寄存器和接收缓冲寄存器,采用双缓冲结构,确保在数据传输过程中不会因CPU处理延迟而导致数据丢失。此外,8251A提供了丰富的控制信号线,如发送准备好(TxRDY)、接收准备好(RxRDY)、请求发送(RTS)和清除发送(CTS),便于实现硬件握手和流量控制,提升通信可靠性。该器件还支持全双工通信,即可以同时进行数据发送与接收操作,适用于需要实时双向交互的应用场景。值得注意的是,8251A本身不带内置波特率发生器,需依赖外部电路提供适当的时钟信号,因此在实际应用中通常需搭配8253可编程定时器或其他时钟源共同工作。初始化过程较为复杂,必须严格按照顺序写入方式字、同步字符和命令字才能正确配置芯片状态,这对软件编程提出了较高要求。虽然其性能相较于现代UART芯片显得落后,但其模块化设计思想和可编程架构为后续通信芯片的发展奠定了基础。
  

应用

8251A曾广泛应用于20世纪70年代末至80年代的微型计算机系统中,作为中央处理器与外部设备之间进行串行通信的关键接口芯片。典型应用包括早期个人计算机的串行端口(COM口),用于连接调制解调器、打印机、终端显示器等外设,实现数据的远程传输与本地输出。在工业自动化领域,8251A被用于构建分布式控制系统中的通信节点,完成PLC与上位机之间的数据交换。由于其支持同步通信模式,也被应用于金融终端、银行柜员机以及航空订票系统等需要高可靠性通信的场合。教育领域中,许多微机原理与接口技术课程将8251A作为教学实例,帮助学生理解串行通信协议、可编程接口芯片的工作机制以及微处理器与外设的协同控制方法。此外,在一些军事和航天领域的旧式设备中,由于系统稳定性要求高且更换成本大,部分仍在使用基于8251A的通信模块。随着集成电路技术的进步,该芯片已逐步被集成在多功能I/O芯片或嵌入式处理器内部,但在维修、逆向工程和历史设备复原项目中,8251A仍然是重要的研究对象和技术参考资料。

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