北理工微机原理试验三 使用8251A的串行接口应用试验

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本科试验报告

试验名称：试验三使用8251A的串行接口应用试验

课程名称：任课教师：试验教师：学生姓名：学号/班级：学院：专业：计算机原理与应用试验试验时间：试验地点：□原理验证试验类型：■综合设计□自主创新组号：同组同伴：成绩：

1.试验目的

1)把握串行通信原理及半双工和全双工的编程方法；2)把握用8251A接口芯片实现微机间的同步和异步通信；3)把握8251A芯片与微机的接口技术和编程方法。

2.试验原理和内容

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D0~D7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。读写控制规律用来接收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3-4CPU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)状态寄放器

8251状态寄放器用于寄放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?/CTS?TXE)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中止位，称为帧错误。

4)PC机寄放器的端口地址

其中：线路控制寄放器第七位：DLAB=0；线路控制寄放器第七位：DLAB=1。

5)波特率和除数因子对照表

试验硬件连接方法:通过计算机点到点三线制串口通信线，把握接线的方法以及RS-232标准的机械、电气规范。

3.试验连接方法

按图连接好电路,其中8254计数器用于产生8251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(280H287H)；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(2B8H2BFH。

4.编程提醒

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8251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放器的设置。

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。

本试验采用8251A异步方式发送，利用8086汇编语言试验计算机点到点的串口通信，设

置：波特率为1200bps、数据位7位、中止位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)基础型试验：从键盘输入一个文件或开启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)提高型试验：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.试验代码

发送端代码：

STACKSEGMENTPARASTACK

DB256DUP(0)

STACKENDSCODESEGMENT

ASSUMECS:CODE,SS:STACK

START:

MOVDX,3F8HMOVAX,60H

波特率寄放器(低)查表

MOVDX,3FBHMOVAX,80HOUTDX,AL

线路控制寄放器

10000000B，DLAB=1，数据位，中止位，校验位，波特率因子

OUTDX,ALMOVDX,3F9HMOVAX,0OUTDX,AL

波特率寄放器(高)查表

MOVDX,3FBHMOVAX,0AHOUTDX,AL

线路控制寄放器00001010B，DLAB=0

MOVDX,3FCH;MOVAX,03HOUTDX,AL

调制解调器控制寄放器

00000011B，OUT1,2均输出1，请求发送，数据已就绪

MOVDX,3F9HMOVAX,0OUTDX,AL

中断允许寄放器各种中断全部阻止

FOREVER:用死循环不断检测8251状态

TESTAL,20H00100000B，检测发送保持寄放器是否为空JNZSEND可以发了JMPFOREVER

TESTAL,01H00000001B，检测接收缓存寄放器是否有数据JNZRECEIVE可以收了TESTAL,1EH

死记

MOVDX,3FDH;从线路状态寄放器读状态INAL,DX

JNZERROR;传输线状态寄放器全部都是0

SEND:

MOVAH,1INT16H

JZFOREVER

收到了MOVAH,0INT16H

MOVDX,3F8HOUTDX,AL

CMPAL,03HJEDONEMOVDL,ALMOVAH,02HINT21H

CMPAL,0DH

JNZFOREVER

MOVDL,0AHMOVAH,02HINT21HJMPFOREVER

RECEIVE:MOVDX,3F8HINAL,DXANDAL,7FHCMPAL,03H;JZDONEMOVDL,ALMOVAH,02HINT21H

CMPAL,0DH可以发但是未接收到键盘字符

输入读入AL

扔进(对于发送端是)发送保持寄放器，发出显示发送的字符

00001101B

JNZFOREVERMOVDL,0AHMOVAH,02HINT21HJMPFOREVER

ERROR:

MOVDX,3F8HINAL,DXMOVDL,0AHMOVAH,02HINT21HJMPFOREVER

DONE:

CODEENDSENDSTAR

接收端代码：

DATASEGMENT

IO8254AEQU280HIO8251AEQU2B8HIO8251BEQU2B9H

MOVAH,4CHINT21H

DATAENDS

STACKSEGMENTPARASTACK

DB256DUP(0)

STACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART:

MOVAX,DATA

MOVDS,AXMOVDX,IO8254A+3MOVAL,00010110BOUTDX,ALMOVDX,IO8254AMOVAL,52

;给8254计数器0送初值;设置8254计数器0工作方式

OUTDX,AL

MOVDX,IO8251BMOVAX,0

MOVCX,3

reset8251:OUTDX,ALPUSHCX

MOVCX,40HLOOP$POPCXLOOPreset8251MOVAL,40HOUTDX,ALMOVCX,40HLOOP$MOVAL,5AHOUTDX,ALMOVAL,27H

OUTDX,AL

FOREVER:MOVDX,IO8251BINAL,DX

TESTAL,38HJNZERRORTESTAL,02HJNZRECEIVETESTAL,01HJNZsend

JMPFOREVER

;对8251进行初始化;向8251控制端口送40H,使其复位;从线路状态寄放器读状态;检测是否为00111000;传输线状态寄放器全部都是0;检测接受数据是否准备好了;等于0则表示数据没有准备好;数据没有准备好;没有,则跳转等待

send:

MOVAH,1;检测键盘按下INT16H

JZFOREVER;有键盘按下MOVAH,0;读键盘INT16H

MOVDX,IO8251A;将键盘的数据输出发送到缓冲器OUTDX,ALCMPAL,03HJZDONEMOVDL,ALMOVAH,02HINT21HCMPAL,0DHJNZFOREVERMOVDL,0AHMOVAH,02HINT21H

JMPFOREVER

RECEIVE:MOVDX,IO8251AINAL,DX

ANDAL,7FHCMPAL,03H;JZDONEMOVDL,ALMOVAH,02HINT21HCMPAL,0DHJNZFORE