80C152单片机上HDLC通信规程中的应用

80C152是一种基于MCS-51的高集成度8位微控制器，也是一种通用通信控制器。它既适用于外围系统或器件的智能管理，也适用于低成本，高速串行通信场合。80C152是80C51的派生产品，保留了80C51的所有功能；增加了新的功能和外围电路，包括：一种叫做全局串行通道（GSC）的高速多协议串行通讯接口，两个直接存储器存取（DMA）通道，HOLD/HLDA总线控制，第5、6、7个I/O口。较大的片内RAM容量。因而特别适用于综合业务数字网（ISDN）、局域网和用户定义的串行多机系统。

1 80C152的主要特性与结构

80C152的主要特性如下：

（1）MCS-51兼容的UART；

（2）多种省电工作方式；

（3）可寻址64K字节数据存储器；

（4）可寻址64K字节程序存储器；

（5）两个通用定时/计数器；

（6）多协议串行通信I/O口（最大2.048Mbps/2.4Mbps），支持CSMA/CD和SDLC/HDLC，用户定义协议；

（7）全双工/半双工通信；

（8）256字节片内RAM；

（9）两个片内DMA通道；

（10）保持/响应（HOLD/HLDA）总线控制；

（11）7个I/O口；

（12）58个SFR；

（13）11个中断源，除包含80C51的5个中断源外，新增的6个中断源用于全局串行通道。

上述（1）～（5）是与80C51相同的特性，（6）～（13）是80C152所特有或比80C51提高的特性。

其结构简图如图1所示。

2 全局串行通道

全局串行通道（GSC）是一个多协议、高性能的串行接口，用作通信控制器。GSC接口支持同步数据链路控制（SDLC）、具有冲突检测的载波监听多址访问（CSMA/CD）、用户客义协议和高速数据链路控制（HDLC）协议的子集。GSC功能包括：地址识别、冲突解决、CRC产生、标志产生、自动重发送和硬件应答特性。在使用片内时钟时可实现高至2Mbps数据速率，在使用外部时钟可实现高至2.4Mbps数据速率。在使用串行通道的应用中，GSC可实现国际标准化组织（ISO）参考模型中所描述的开放系统互连（OSI）的数据链数层和物理链路层。

2.1 GSC通道的DMA服务

有两种方法来控制GSC：一是CPU控制；二是DMA控制。在用户软件处理一些任务时（如装入TFIFO、读RFIFO、检查状态标志、发送过程一般跟踪），采用CPU控制。当任务数据增加及使用较高的数据速率。CPU所需开销成为主要时间消耗，最后，会达到CPU花费100%的时间去响应GSC请求。DMA通道可由用户软件设置为由DMA控制器来处理GSC数据传送。80C152有两个DMA通道，一个通道用于接收，一个通道用于发送。使用DMA通道时，CPU可省去为GSC缓冲器基本服务所需的时间。DMA通道可提供的服务类型为：装入TFIFO、从RFIFO中移出数据、在收发结束时通千CPU和响应一定的出错条件。在使用DMA通道时，准备串行发送的数据源或目的可以是内部存储器、外部数据存储器或任何SFR。对DMA和GSC寄存器进行初始化手的唯一任务是允许适当地中断并通知DMA控制器什么时候启动DMA。在DMA启动后，CPU所需做的事就是响应出错条件或等待传送结束。80C152专门为GSC数据传送提供了6个中断源，它们是：GSCRV（GSC接收正确）、GSCRE（GSC接收出错）、GSCTV（GSC发送正确）、GSCTE（GSC发送出错）、DMA0（DMA通道0完成）、DMA1（DMA通道1完成）。

2.2 80152中的DMA

80C152包含两个相同的可16位寻址的通用8位DMA通道；DMA0和DMA1。与每个通道相关的有7个SFR。SARLn和SARHn分别保存源地址的低位和高位字节，合在一起构成16位源地址寄存器。DARLn和DARHn分别存储目的地址的低位和高位字节，合在一起构成16位目的地址寄存器。BCRLn和BCRHn分别保存将被传送字节数据地址的低位和高位字节，合在一起成字节计数寄存器。DCONn包含控制和标志位。

对DMA通道的初始化需设置控制寄存器、源地址和目的地址寄存器。

控制寄存器DCON的装入值及意义如图2所示。

DCONn中的DASn（目的地址空间位）和IDAn（目的地址自动加1位）用于指出数据传送的物理目的空间。DCONn中的SASn(源地址空间位)和ISAn（源地址自动加1位）用于指出数据传送的物理源空间。采用DMA控制器来处理GSC数据传送时，当DMA通道用于接收服务时，首先将接收机传送来的数据自动送入到接收缓冲器RFIFO中，其源地址寄存器应置成RFIFO地址（SARHN=x x H，SARLN=0F4H）；然后，将接收缓冲器中的数据传送到目的地址指定的物理空间，其可以是外部RAM、内部RAM或SFR；最后，对收到的数据进行CRC校验，并通知CPU是否正确接收到该帧数据。当DMA通道用于发送服务时，首先将要发送的数据传送到先入先出发送缓冲器TFIFO中，其目的地址寄存器应置成TFIFO地址（DARHN=xxH，DARLN=85H）；然后，将先入先出发送缓冲器TFIFO中的数据传送给发射机；最