8251A可编程通讯接口与PC机通讯.doc

课程设计IV设计说明书8251A可编程通讯接口与PC机通讯学生姓名 学 号 班 级 成 绩 指导教师 数学与计算机科学学院2014年 9 月 12 日 课程设计任务书20142015学年第 1 学期课程设计名称： 课程设计IV 课程设计题目： 8251A可编程通讯接口与PC机通讯 完 成 期 限：自 2014 年 9 月 1 日至 2014 年 9 月 12 日共 2 周设计内容：1. 任务说明 目的任务：依据实验器材提供的功能，利用可编程串行接口8251芯片，实现与PC机通讯2. 要求 设计要求：1.软件程序文档 ；2.硬件电路图（用专用软件）；3.完成实验；4.完成设计说明书。 设计内容： 1. 复习相关课程内容：微机原理及应用课程相关内容；汇编语言程序设计的相关内容；熟悉模拟电路、数字电路的相关知识； 2. 熟悉实验相关器材的主要功能。 3. 在上述基础上，根据课程设计的基本要求，完成以下各项任务(反映在设计说明书中)：（1）题目要求涉及的硬件电路图及摘要说明。（2）题目的工作原理及相应描述。（3）程序流程框图。 指导教师： 教研室负责人： 课程设计评阅评语： 指导教师签名： 年 月 日摘 要 根据设计任务书的系统功能要求，利用实验平台内可编程串行接口8251芯片，实现与PC机通讯的功能。关键词：串行接口； 8251；PC1 课题描述. 目的任务利用可编程串行接口8251芯片，实现与PC机通讯。 设计内容（1）利用8253芯片的分频作为8251的收发时钟频率。（2）利用小键盘，每按动一次任一数字键 ，就把该键值通过8251发送给PC机接收，并在PC机屏幕上显示出该键值，并将显示的数字做好记录。（3）设计参考接线图图3.18251单元：T/RXCOUT1，TXDEX-TXD，RXDEX-RXD，JX20JX17；8253单元：GATE1+5V，CLK11.8432M；开关设置：SW3、SW4、SW5置ON，KB6EXT-C；（2）编程指南8251状态口地址：03F9H，8251数据口地址：03F8H；8253命令口地址：43H，8253计数器#1口地址：41H；8155命令口地址：0FF20H，键扫口/字位口：0FF21H，键入口PC：0FF23H，字形口PB：0FF22H；通讯约定：异步方式，字符8位，一个起始位，一个停止位，波特率因子为16，波特率为9600；计算T/RXC，收发时钟fc，fc=16*9600=153.6K；8253分频系数：1843.2K / 153.6K=12。3. 参考资料DICK8086K 实验指导书 HTML help2 详细设计本次设计由小组成员a、b与本人一起完成。经过共同讨论、查阅大量文献资料、并经过实际操作，终于完成了本实验。实验结果见下图：设计方案以及论证：选择实验题目之初，我们选择课题的原则是：多学知识、尤其是课堂上未学过的知识点、尽量锻炼自己的学习能力和动手实践能力、同时希望选择一个稍具挑战性的实验。因此我们选择了书本上没有的Intel 8251A串口通信实验。8251A是一个通用串行输入/输出接口，可用来将86系列CPU以同步或异步方式与外部设备进行串行通信。它能将主机以并行方式输入的8位数据变换成逐位输出的串行信号； 也能将串行输入数据变换成并行数据传送给处理机。由于由接口芯片硬件完成串行通信的基本过程，从而大大减轻了CPU的负担， 被广泛应用于长距离通信系统及计算机网络。利用集成了Intel 8088芯片，82系列芯片和LED二极管等元件的启东DV86H系统实验箱，实现两实验箱的8251A串口通信。实验箱面板上TXC和RXC分别为8251A的发送时钟和接收时钟。它由片外8253A 的OUT1提供。8251A的片选地址为05005FH(系统中已连好)。实验要求以查询方式进行收发。要完成本实验，需2台DVCC实验系统。其中一台为串行发送、一台为串行接收，在1号机上装串行发送程序，在2号机上装串行接收程序，则在1号机上键入的字符显示在2 号机的显示器上。图2.1 成果图照片本系统监控中已对8253A、8251A进行初始化。2.1硬件原理图：图2.2 实验箱硬件位置图图2.3 实验硬件连线原理图8251A是一种可编程的同步/异步串行通信接口芯片， 具有独立的接收器和发送器，能实现单工、半双工、双工通信。 1、8251A内部结构 8251A内部结构框图如图2.4所示。图2.4 8251A内部结构框图图中I/O缓冲器是双向三态，通过引脚D0D7和系统数据总线直接接口， 用于和CPU传递命令、数据、状态信息。读写控制逻辑用来接收CPU的控制信号、 控制数据传送方向。收发器功能是从引脚RXD(收)和TXD(发)收发串行数据。接收时按指定的方式装配成并行数据，发送时从CPU接收的并行数据，自动地加上适当的成帧信号转换成串行数据。8251A内部的调制解调器控制器，提供和外接的调制解调器的握手信号。表2.1 CPU对8251A的读写操作控制表 2、 8251A的方式控制字、命令控制字和状态字825lA在使用前要用工作方式控制字对其作初始化，以确定它的工作方式，传送速率，字符格式以及停止位长度等。控制字应紧接复位后从控制口写入。图2.5 方式选择控制字命令字在工作方式控制字后通过控制端口写入， 用于命令8251A进行指定的操作（如发送，接收，内部复位，检测同步字符等），或使其处于某种状态（如DTR），以便接收或发送。图2.6 操作命令控制字8251A备有状态寄存器，可供CPU查询其当前工作状态，CPU可用IN指令从控制口读取。图2.7 状态字8251A有一个方式寄存器、一个命令寄存器、 一个状态寄存器和两个同步字符寄存器， 再加上数据发送和数据接收缓冲器，一共有7个用户可访问的寄存器。而8251A芯片只提供2个分别用于命令寄存器和数据寄存器的可访问地址。因此芯片设计约定：凡是初始化有关的方式、命令和同步字或者读取状态字，访问芯片的奇地址，凡是传送数据，访问芯片的偶地址。复位以后，第一次写入奇地址的是方式选择字。如果编程8251A的工作方式为同步方式， 紧接着送入奇地址的是同步字。 方式选择字还规定了同步字的个数， 必须根据方式字的设定，向奇地址写入1个或按顺序写入2个同步字。之后，写入奇地址的数据一概被认为是命令字。命令字中如果包含复位命令，8251A被复位。 其后送入奇地址的字节又被认为是方式字。命令字中如果不包含复位命令，初始化完毕，便可以开始使用偶地址传送数据。 图2.8 8251A初始化编程及数据传送流程图实验连线： （1）将1号机SIO区RXD1插孔和2号机的TXD1插孔相连。 （2）将1号机SIO区TXD1插孔和2号机的RXD1插孔相连。 （3）将1号机和2号机的地线GND插孔相连。实验步骤：1、准备2台DVCC系列实验系统，确定1号为发送，2号为接收。 2、确认1号和2号机通信线路连接无误。 3、先运行2号机，在2号机处于命令提示符“P.”状态下输入F000，按F1键，再输入9500，按EXEC键。即可进入等待接收状态，显示器显示8251-2。后运行1号机，在1号机处于命令提示符“P.”状态下，输入F000，按F1键，再输入9300，按EXEC键。即可进入串行发送状态，显示器显示8251-1。4、 在1号机键盘上按动数字键，在2号机的显示器上应显示对应数字键值。当1号机上按“MON”键时，1号机显示GOOD，此时可按RESET键或STOP键退出。2.2 实验流程图设计NYNYY YNNYY 判是MON键 显示“Err” 按MON键前未按数字键？结 束延时按键次数加1调用显示“82511”子程序N是数字键否？NY读取键盘状态读取键值显示GOOD结束判可发送否？发送键值所对应的显示代码读取串行口状态键值转换成显示代码读取串行口状态判可接收否？从串行口读数据判接收到的数据是否和刚才发送的数据相等显示“Err”结束判有键按下否？开始 Y 图2.9 发送端实验流程图开始调用显示“82512”子程序读取串行口状态判允许接收否？读取串行口数据存入RAM区读取串行口状态判允许发送否？取刚才接收的数据发送显示刚才接收的数NNYY 图2.10 接收端实验流程图 113 总结课设结束以后，我在理论上学会了8251芯片的使用，但实际上由于实验环境的限制，我对于相关芯片