北理工微机原理实验三使用8251A的串行接口应用实验.docx
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北理工微机原理实验三使用8251A的串行接口应用实验
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：
电脑原理与应用实验
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：
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3-4CPU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）状态寄存器
8251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•/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:
通过电脑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、电气标准。
3.实验连接方法
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（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，波特率假设选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，波特率假设选1200，波特率因子假设选16，则计数器初值为52。
本实验采用8251A异步方式发送，利用8086汇编语言实验电脑点到点的串口通信，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）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：
STACKSEGMENTPARASTACK
DB256DUP（0）
STACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,SS:
STACK
START:
MOVDX,3FBH线路控制寄存器
MOVAX,80H10000000B，DLAB=1，数据位，停止位，校验位，波特率因子
OUTDX,AL
MOVDX,3F8H波特率寄存器（低）
MOVAX,60H查表
OUTDX,AL
MOVDX,3F9H波特率寄存器（高）
MOVAX,0查表
OUTDX,AL
MOVDX,3FBH线路控制寄存器
MOVAX,0AH00001010B，DLAB=0
OUTDX,AL
MOVDX,3FCH;调制解调器控制寄存器
MOVAX,03H00000011B，OUT1,2均输出1，请求发送，数据已就绪
OUTDX,AL
MOVDX,3F9H中断允许寄存器
MOVAX,0各种中断全部禁止
OUTDX,AL
FOREVER:
用死循环不断检测8251状态
MOVDX,3FDH;从线路状态寄存器读状态
INAL,DX
TESTAL,1EH死记
JNZERROR;传输线状态寄存器全部都是0
TESTAL,01H00000001B，检测接收缓存寄存器是否有数据
JNZRECEIVE可以收了
TESTAL,20H00100000B，检测发送保持寄存器是否为空
JNZSEND可以发了
JMPFOREVER
SEND:
MOVAH,1
INT16H
JZFOREVER可以发但是未接收到键盘字符
收到了
MOVAH,0
INT16H输入读入AL
MOVDX,3F8H扔进（对于发送端是）发送保持寄存器，发出
OUTDX,AL
CMPAL,03H
JEDONE
MOVDL,AL
MOVAH,02H
INT21H显示发送的字符
CMPAL,0DH00001101B
JNZFOREVER
MOVDL,0AH
MOVAH,02H
INT21H
JMPFOREVER
RECEIVE:
MOVDX,3F8H
INAL,DX
ANDAL,7FH
CMPAL,03H;
JZDONE
MOVDL,AL
MOVAH,02H
INT21H
CMPAL,0DH
JNZFOREVER
MOVDL,0AH
MOVAH,02H
INT21H
JMPFOREVER
ERROR:
MOVDX,3F8H
INAL,DX
MOVDL,0AH
MOVAH,02H
INT21H
JMPFOREVER
DONE:
MOVAH,4CH
INT21H
CODEENDS
ENDSTAR
接收端代码：
DATASEGMENT
IO8254AEQU280H
IO8251AEQU2B8H
IO8251BEQU2B9H
DATAENDS
STACKSEGMENTPARASTACK
DB256DUP（0）
STACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA,SS:
STACK
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,IO8254A+3
MOVAL,00010110B;设置8254计数器0工作方式
OUTDX,AL
MOVDX,IO8254A
MOVAL,52;给8254计数器0送初值
OUTDX,AL
MOVDX,IO8251B;对8251进行初始化
MOVAX,0
MOVCX,3
reset8251:
OUTDX,AL
PUSHCX
MOVCX,40H;向8251控制端口送40H,使其复位
LOOP$
POPCX
LOOPreset8251
MOVAL,40H
OUTDX,AL
MOVCX,40H
LOOP$
MOVAL,5AH
OUTDX,AL
MOVAL,27H
OUTDX,AL
FOREVER:
MOVDX,IO8251B;从线路状态寄存器读状态
INAL,DX
TESTAL,38H;检测是否为00111000
JNZERROR;传输线状态寄存器全部都是0
TESTAL,02H;检测接受数据是否准备好了
JNZRECEIVE;等于0则表示数据没有准备好
TESTAL,01H;数据没有准备好
JNZsend;没有,则跳转等待
JMPFOREVER
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,AL
CMPAL,03H
JZDONE
MOVDL,AL
MOVAH,02H
INT21H
CMPAL,0DH
JNZFOREVER
MOVDL,0AH
MOVAH,02H
INT21H
JMPFOREVER
RECEIVE:
MOVDX,IO8251A;接收数据
INAL,DX
ANDAL,7FH;最高位为停止位
CMPAL,03H;
JZDONE
MOVDL,AL
MOVAH,02H
INT21H
CMPAL,0DH
JNZFOREVER
MOVDL,0AH
MOVAH,02H
INT21H
JMPFOREVER
CMPAL,0DH
JNZFOREVER
ERROR:
MOVDX,IO8251A
INAL,DX
MOVDL,'?
'
MOVAH,02H
INT21H
JMPFOREVER
DONE:
MOVAH,4CH
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
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