北理工微机原理实验三使用8251A的串行接口应用实验

1、 本科实验报告实验名称： 实验三 使用8251A的串行接口应用实验 课程名称：计算机原理与应用实验实验时间：任课教师：实验地点：实验教师：实验类型： 原理验证 综合设计 自主创新学生姓名：学号/班级：组 号：学 院：同组搭档：专 业：成 绩：1. 实验目的1) 掌握串行通信原理及半双工和全双工的编程方法；2) 掌握用8251A接口芯片实现微机间的同步和异步通信；3) 掌握8251A芯片与微机的接口技术和编程方法。2. 实验原理和内容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通过引脚D0D7和系统

2、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。CPU对8251A的读写操作控制表如表3-4所示。表3-4 CPU对8251A的读写操作控制表 2) 8251A的方式控制字和命令控制字方式控制字确定8251A的通信方式（同步/异步）、校验方式（奇校/偶校/不校）、字符长度及波特率等，格式如图3-10所示。命令控制字使8251A处于规定的状态以准备收发数据，格式如图3-11所示。方式控制字和命令控制字无独立的端口地址，8251A 根据写入的次序来区分。CPU对8251A初始化时先写方式控制字，后写命令控制字。3) 状态寄存器8251

3、状态寄存器用于寄存8251A的状态信息，供CPU查询，定义如图3-12所示。TXRDY位：当数据缓冲器空时置位，而TXRDY引脚只有当条件( 数据缓冲器空/CTSTXE)成立时才置位。溢出错误：CPU没读走前一个字符，下一个字符又接收到，称为溢出错误。帧错误：在字符结尾没检测到停止位，称为帧错误。4) PC机寄存器的端口地址其中：线路控制寄存器第七位：DLAB=0；线路控制寄存器第七位：DLAB=1。5) 波特率和除数因子对照表实验硬件连接方法:通过计算机点到点三线制串口通信线，掌握接线的方法以及RS-232标准的机械、电气规范。3. 实验连接方法按图连接好电路,其中8254计数器用于产生82

4、51的发送和接收时钟，TXD和RXD连在一起。1) 8254/CLK0连接时钟/1MHz；2) 8254/CS连接I/O译码/Y0(280H-287H)；3) 8254/OUT0连接8251/TX/RXCLK；4) 8254/GATE0连接+5V；5) 8251/TXD连接8251/RXD；6) 8251/CS连接I/O译码/Y7(2B8H-2BFH。4. 编程提示8251的控制口地址为2B9H，数据口地址为2B8H。8254计数器的计数初值=时钟频率/(波特率X波特率因子)，这里的时钟频率接1MHz，波特率若选1200，波特率因子16，则计数器初值52。1MHz = 1000000Hz基于8

5、251芯片实现异步串行通信一般有两种方式，一种是查询方式，另一种是中断方式，使用哪种方式取决于进行初始化时寄存器的设置。8254 计数器的计数初值=时钟频率/(波特率×波特率因子)，这里的时钟频率接1MHz，波特率若选1200，波特率因子若选16，则计数器初值为52。本实验采用8251A异步方式发送，利用8086汇编语言实验计算机点到点的串口通信，设置：波特率为1200bps、数据位7位、停止位1位、偶校验方式，利用查询方式或中断方式实现双机通信，能够传输多个字符。程序具体设计如下：1) 基础型实验：从键盘输入一个文件或打开已有的文件发送出去,再接收回来在屏幕上显示，实现自发自收。2

6、) 提高型实验：设计发送方和接收方两个程序，要求将某汇编语言传送到接收方，接收方收到后将源程序写入指定磁盘或屏幕显示。5. 实验代码发送端代码：STACK SEGMENT PARA STACKDB 256 DUP(0)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,SS:STACKSTART:MOV DX,3FBH线路控制寄存器MOV AX,80H10000000B，DLAB=1，数据位，停止位，校验位，波特率因子OUT DX,ALMOV DX,3F8H波特率寄存器(低)MOV AX,60H查表OUT DX,ALMOV DX,3F9H波特率寄存器(高)MOV AX,0

7、查表OUT DX,ALMOV DX,3FBH线路控制寄存器MOV AX,0AH00001010B，DLAB=0OUT DX,ALMOV DX,3FCH;调制解调器控制寄存器MOV AX,03H00000011B，OUT1,2均输出1，请求发送，数据已就绪OUT DX,ALMOV DX,3F9H中断允许寄存器MOV AX,0各种中断全部禁止OUT DX,ALFOREVER:用死循环不断检测8251状态MOV DX,3FDH ;从线路状态寄存器读状态IN AL,DXTEST AL,1EH死记JNZ ERROR ;传输线状态寄存器全部都是0TEST AL,01H 00000001B，检测接收缓存寄存

8、器是否有数据JNZ RECEIVE 可以收了 TEST AL,20H 00100000B，检测发送保持寄存器是否为空JNZ SEND 可以发了JMP FOREVERSEND:MOV AH,1INT 16HJZ FOREVER 可以发但是未接收到键盘字符收到了MOV AH,0INT 16H输入读入ALMOV DX,3F8H 扔进(对于发送端是)发送保持寄存器，发出OUT DX,ALCMP AL,03HJE DONEMOV DL,ALMOV AH,02HINT 21H显示发送的字符CMP AL,0DH00001101BJNZ FOREVERMOV DL,0AHMOV AH,02HINT 21HJM

9、P FOREVERRECEIVE:MOV DX,3F8HIN AL,DXAND AL,7FHCMP AL,03H;JZ DONEMOV DL,ALMOV AH,02HINT 21HCMP AL,0DHJNZ FOREVERMOV DL,0AHMOV AH,02HINT 21HJMP FOREVERERROR:MOV DX,3F8HIN AL,DXMOV DL,0AHMOV AH,02HINT 21HJMP FOREVERDONE:MOV AH,4CHINT 21H CODE ENDSEND STAR接收端代码：DATA SEGMENT IO8254AEQU 280H IO8251AEQU 2B

10、8H IO8251BEQU 2B9HDATA ENDS STACK SEGMENT PARA STACKDB 256 DUP(0)STACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,IO8254A+3MOV AL,00010110B ;设置8254计数器0工作方式OUT DX,ALMOV DX,IO8254AMOV AL,52 ;给8254计数器0送初值OUT DX,ALMOV DX,IO8251B ;对8251进行初始化MOV AX,0MOV CX,3reset825

11、1: OUT DX,ALPUSH CXMOV CX,40H ;向8251控制端口送40H,使其复位LOOP $POP CXLOOP reset8251MOV AL,40HOUT DX,ALMOV CX,40HLOOP $MOV AL,5AHOUT DX,ALMOV AL,27HOUT DX,ALFOREVER:MOV DX,IO8251B ;从线路状态寄存器读状态IN AL,DXTEST AL,38H ;检测是否为00111000JNZ ERROR ;传输线状态寄存器全部都是0TEST AL,02H ;检测接受数据是否准备好了JNZ RECEIVE ;等于0则表示数据没有准备好TEST AL,

12、01H ;数据没有准备好JNZ send ;没有,则跳转等待JMP FOREVERsend:MOV AH,1 ;检测键盘按下INT 16HJZ FOREVER ;有键盘按下MOV AH,0 ;读键盘INT 16HMOV DX,IO8251A ;将键盘的数据输出发送到缓冲器OUT DX,ALCMP AL,03HJZ DONEMOV DL,ALMOV AH,02HINT 21HCMP AL,0DHJNZ FOREVERMOV DL,0AHMOV AH,02HINT 21HJMP FOREVERRECEIVE:MOV DX,IO8251A ;接收数据IN AL,DXAND AL,7FH ;最高位为停止位CMP AL,03H;JZ DONEMOV DL,ALMOV AH,02HINT 21HCM