深入解析Z80230/Z85230/L增強(qiáng)型串行通信控制器

在電子工程領(lǐng)域，串行通信控制器是實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)年P(guān)鍵組件。今天，我們將深入探討Zilog公司的Z80230/Z85230/L增強(qiáng)型串行通信控制器（ESCC），從其引腳功能、特性到編程和應(yīng)用，為大家?guī)砣娴慕馕觥?/p>

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一、產(chǎn)品概述

Z80230/Z85230/L ESCC在數(shù)據(jù)通信方面表現(xiàn)卓越，適用于多種協(xié)議，如異步、同步和SDLC等。它不僅具備基本的通信功能，還在多個方面進(jìn)行了增強(qiáng)，為系統(tǒng)設(shè)計提供了更多的靈活性和高效性。

二、引腳功能詳解

（一）引腳分組

ESCC的引腳分為七個功能組，包括地址/數(shù)據(jù)、總線定時和復(fù)位、設(shè)備控制、中斷、串行數(shù)據(jù)、外設(shè)控制和時鐘。不同的引腳組在數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)控制中發(fā)揮著不同的作用。

（二）通用引腳

像CTSA、CTSB、DCDA、DCDB等引腳，在自動使能模式下可作為收發(fā)器使能，否則可作為通用輸入。這些引腳采用施密特觸發(fā)器緩沖，能適應(yīng)緩慢的上升時間輸入。

（三）專用引腳

Z85230/L和Z80230有各自的專用引腳。例如，Z85230/L的D7 - D0用于數(shù)據(jù)和命令傳輸，而Z80230的AD7 - AD0則是地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線。

三、功能特性亮點(diǎn)

（一）輸入/輸出能力

ESCC通過17個寫寄存器和16個讀寄存器實現(xiàn)與系統(tǒng)的通信。其中，新的寫寄存器7 Prime（WR7’）可開啟多項新功能，如擴(kuò)展讀取使能、調(diào)整FIFO中斷級別等。

（二）數(shù)據(jù)通信能力

1. 異步模式：相比標(biāo)準(zhǔn)串行通信控制器，ESCC增加了更深的數(shù)據(jù)FIFO，有效防止數(shù)據(jù)下溢和溢出，提高總線帶寬利用率。它支持5 - 8位字符傳輸，可選擇奇偶校驗和停止位數(shù)量，還具備中斷功能和錯誤檢測機(jī)制。
2. 同步模式：支持字節(jié)和位導(dǎo)向的同步通信，可使用6 - 8位或12 - 16位同步字符進(jìn)行字符同步。同時，它還能自動發(fā)送CRC數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
3. SDLC模式：支持SDLC和HDLC等同步位導(dǎo)向協(xié)議，能自動發(fā)送標(biāo)志、插入零和生成CRC。在傳輸過程中，可處理幀中止和下溢情況，確保數(shù)據(jù)的完整性。

   （三）增強(qiáng)特性

4. FIFO緩沖：4字節(jié)的發(fā)送FIFO和8字節(jié)的接收FIFO可配置中斷級別，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。
5. WR7’寄存器：開啟六項新功能，如自動RTS引腳停用、自動EOM復(fù)位等，簡化編程過程。
6. 其他增強(qiáng)：包括CRC接收改進(jìn)、TxD強(qiáng)制高電平特性、快速SDLC傳輸數(shù)據(jù)中斷響應(yīng)等，提升了系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

四、編程與配置

（一）寄存器編程

ESCC的每個通道都有獨(dú)立的寫寄存器，可通過系統(tǒng)分別編程。Z85230/L和Z80230的寄存器訪問方式有所不同，但都能實現(xiàn)對通道功能的精確配置。

（二）初始化過程

軟件首先初始化基本操作模式，如設(shè)置字符長度、時鐘速率等，然后設(shè)置中斷模式，最后啟用收發(fā)器。

（三）讀寫寄存器

寫寄存器用于配置通道功能，讀寄存器可獲取狀態(tài)信息和BRG時間常數(shù)等。通過合理使用這些寄存器，可實現(xiàn)對ESCC的全面控制。

五、電氣特性與時序

（一）電氣特性

ESCC的絕對最大額定值規(guī)定了其工作的電壓、溫度范圍，標(biāo)準(zhǔn)測試條件則為電氣特性的測量提供了統(tǒng)一的環(huán)境。其直流和交流特性確保了在不同工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

（二）時序要求

Z80230和Z85230/L的讀寫周期、中斷響應(yīng)周期等都有嚴(yán)格的時序要求。在設(shè)計系統(tǒng)時，必須確保滿足這些時序要求，以避免數(shù)據(jù)傳輸錯誤。

六、常見問題與解決方案

（一）IUS問題

在特定條件下，IUS（中斷服務(wù)中）標(biāo)志可能會誤清除EOF中斷?？赏ㄟ^選擇替代操作模式或使用菊花鏈方法來解決。

（二）RTS問題

自動RTS停用功能在多幀連續(xù)傳輸時可能出現(xiàn)問題?？赏ㄟ^在幀間插入空閑時間來避免數(shù)據(jù)損壞。

（三）其他問題

如自動TxD強(qiáng)制高電平、SDLC FIFO溢出、默認(rèn)RR0和RR10值問題以及CRC問題等，都有相應(yīng)的解決方案，可根據(jù)具體情況進(jìn)行處理。

七、應(yīng)用與展望

Z80230/Z85230/L ESCC在工業(yè)自動化、通信設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。其豐富的功能和增強(qiáng)特性為工程師提供了更多的設(shè)計選擇，能夠滿足不同系統(tǒng)的需求。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，ESCC有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

作為電子工程師，我們在使用Z80230/Z85230/L ESCC時，需要深入理解其引腳功能、特性和編程方法，嚴(yán)格遵循電氣特性和時序要求，同時注意解決可能出現(xiàn)的問題。只有這樣，才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢，設(shè)計出高效、穩(wěn)定的通信系統(tǒng)。大家在實際應(yīng)用中遇到過哪些有趣的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。