8251A可編程通訊接口與PC機通訊.doc

課程設(shè)計IV設(shè)計說明書8251A可編程通訊接口與PC機通訊學(xué)生姓名 學(xué) 號 班 級 成 績 指導(dǎo)教師 數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院2014年 9 月 12 日 課程設(shè)計任務(wù)書20142015學(xué)年第 1 學(xué)期課程設(shè)計名稱： 課程設(shè)計IV 課程設(shè)計題目： 8251A可編程通訊接口與PC機通訊 完 成 期 限：自 2014 年 9 月 1 日至 2014 年 9 月 12 日共 2 周設(shè)計內(nèi)容：1. 任務(wù)說明 目的任務(wù)：依據(jù)實驗器材提供的功能，利用可編程串行接口8251芯片，實現(xiàn)與PC機通訊2. 要求 設(shè)計要求：1.軟件程序文檔 ；2.硬件電路圖（用專用軟件）；3.完成實驗；4.完成設(shè)計說明書。 設(shè)計內(nèi)容： 1. 復(fù)習(xí)相關(guān)課程內(nèi)容：微機原理及應(yīng)用課程相關(guān)內(nèi)容；匯編語言程序設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容；熟悉模擬電路、數(shù)字電路的相關(guān)知識； 2. 熟悉實驗相關(guān)器材的主要功能。 3. 在上述基礎(chǔ)上，根據(jù)課程設(shè)計的基本要求，完成以下各項任務(wù)(反映在設(shè)計說明書中)：（1）題目要求涉及的硬件電路圖及摘要說明。（2）題目的工作原理及相應(yīng)描述。（3）程序流程框圖。 指導(dǎo)教師： 教研室負(fù)責(zé)人： 課程設(shè)計評閱評語： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日摘 要 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的系統(tǒng)功能要求，利用實驗平臺內(nèi)可編程串行接口8251芯片，實現(xiàn)與PC機通訊的功能。關(guān)鍵詞：串行接口； 8251；PC1 課題描述. 目的任務(wù)利用可編程串行接口8251芯片，實現(xiàn)與PC機通訊。 設(shè)計內(nèi)容（1）利用8253芯片的分頻作為8251的收發(fā)時鐘頻率。（2）利用小鍵盤，每按動一次任一數(shù)字鍵 ，就把該鍵值通過8251發(fā)送給PC機接收，并在PC機屏幕上顯示出該鍵值，并將顯示的數(shù)字做好記錄。（3）設(shè)計參考接線圖圖3.18251單元：T/RXCOUT1，TXDEX-TXD，RXDEX-RXD，JX20JX17；8253單元：GATE1+5V，CLK11.8432M；開關(guān)設(shè)置：SW3、SW4、SW5置ON，KB6EXT-C；（2）編程指南8251狀態(tài)口地址：03F9H，8251數(shù)據(jù)口地址：03F8H；8253命令口地址：43H，8253計數(shù)器#1口地址：41H；8155命令口地址：0FF20H，鍵掃口/字位口：0FF21H，鍵入口PC：0FF23H，字形口PB：0FF22H；通訊約定：異步方式，字符8位，一個起始位，一個停止位，波特率因子為16，波特率為9600；計算T/RXC，收發(fā)時鐘fc，fc=16*9600=153.6K；8253分頻系數(shù)：1843.2K / 153.6K=12。3. 參考資料DICK8086K 實驗指導(dǎo)書 HTML help2 詳細(xì)設(shè)計本次設(shè)計由小組成員a、b與本人一起完成。經(jīng)過共同討論、查閱大量文獻(xiàn)資料、并經(jīng)過實際操作，終于完成了本實驗。實驗結(jié)果見下圖：設(shè)計方案以及論證：選擇實驗題目之初，我們選擇課題的原則是：多學(xué)知識、尤其是課堂上未學(xué)過的知識點、盡量鍛煉自己的學(xué)習(xí)能力和動手實踐能力、同時希望選擇一個稍具挑戰(zhàn)性的實驗。因此我們選擇了書本上沒有的Intel 8251A串口通信實驗。8251A是一個通用串行輸入/輸出接口，可用來將86系列CPU以同步或異步方式與外部設(shè)備進行串行通信。它能將主機以并行方式輸入的8位數(shù)據(jù)變換成逐位輸出的串行信號； 也能將串行輸入數(shù)據(jù)變換成并行數(shù)據(jù)傳送給處理機。由于由接口芯片硬件完成串行通信的基本過程，從而大大減輕了CPU的負(fù)擔(dān)， 被廣泛應(yīng)用于長距離通信系統(tǒng)及計算機網(wǎng)絡(luò)。利用集成了Intel 8088芯片，82系列芯片和LED二極管等元件的啟東DV86H系統(tǒng)實驗箱，實現(xiàn)兩實驗箱的8251A串口通信。實驗箱面板上TXC和RXC分別為8251A的發(fā)送時鐘和接收時鐘。它由片外8253A 的OUT1提供。8251A的片選地址為05005FH(系統(tǒng)中已連好)。實驗要求以查詢方式進行收發(fā)。要完成本實驗，需2臺DVCC實驗系統(tǒng)。其中一臺為串行發(fā)送、一臺為串行接收，在1號機上裝串行發(fā)送程序，在2號機上裝串行接收程序，則在1號機上鍵入的字符顯示在2 號機的顯示器上。圖2.1 成果圖照片本系統(tǒng)監(jiān)控中已對8253A、8251A進行初始化。2.1硬件原理圖：圖2.2 實驗箱硬件位置圖圖2.3 實驗硬件連線原理圖8251A是一種可編程的同步/異步串行通信接口芯片， 具有獨立的接收器和發(fā)送器，能實現(xiàn)單工、半雙工、雙工通信。 1、8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2.4所示。圖2.4 8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖圖中I/O緩沖器是雙向三態(tài)，通過引腳D0D7和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線直接接口， 用于和CPU傳遞命令、數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息。讀寫控制邏輯用來接收CPU的控制信號、 控制數(shù)據(jù)傳送方向。收發(fā)器功能是從引腳RXD(收)和TXD(發(fā))收發(fā)串行數(shù)據(jù)。接收時按指定的方式裝配成并行數(shù)據(jù)，發(fā)送時從CPU接收的并行數(shù)據(jù)，自動地加上適當(dāng)?shù)某蓭盘栟D(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)。8251A內(nèi)部的調(diào)制解調(diào)器控制器，提供和外接的調(diào)制解調(diào)器的握手信號。表2.1 CPU對8251A的讀寫操作控制表 2、 8251A的方式控制字、命令控制字和狀態(tài)字825lA在使用前要用工作方式控制字對其作初始化，以確定它的工作方式，傳送速率，字符格式以及停止位長度等?？刂谱謶?yīng)緊接復(fù)位后從控制口寫入。圖2.5 方式選擇控制字命令字在工作方式控制字后通過控制端口寫入， 用于命令8251A進行指定的操作（如發(fā)送，接收，內(nèi)部復(fù)位，檢測同步字符等），或使其處于某種狀態(tài)（如DTR），以便接收或發(fā)送。圖2.6 操作命令控制字8251A備有狀態(tài)寄存器，可供CPU查詢其當(dāng)前工作狀態(tài)，CPU可用IN指令從控制口讀取。圖2.7 狀態(tài)字8251A有一個方式寄存器、一個命令寄存器、 一個狀態(tài)寄存器和兩個同步字符寄存器， 再加上數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收緩沖器，一共有7個用戶可訪問的寄存器。而8251A芯片只提供2個分別用于命令寄存器和數(shù)據(jù)寄存器的可訪問地址。因此芯片設(shè)計約定：凡是初始化有關(guān)的方式、命令和同步字或者讀取狀態(tài)字，訪問芯片的奇地址，凡是傳送數(shù)據(jù)，訪問芯片的偶地址。復(fù)位以后，第一次寫入奇地址的是方式選擇字。如果編程8251A的工作方式為同步方式， 緊接著送入奇地址的是同步字。 方式選擇字還規(guī)定了同步字的個數(shù)， 必須根據(jù)方式字的設(shè)定，向奇地址寫入1個或按順序?qū)懭?個同步字。之后，寫入奇地址的數(shù)據(jù)一概被認(rèn)為是命令字。命令字中如果包含復(fù)位命令，8251A被復(fù)位。 其后送入奇地址的字節(jié)又被認(rèn)為是方式字。命令字中如果不包含復(fù)位命令，初始化完畢，便可以開始使用偶地址傳送數(shù)據(jù)。 圖2.8 8251A初始化編程及數(shù)據(jù)傳送流程圖實驗連線： （1）將1號機SIO區(qū)RXD1插孔和2號機的TXD1插孔相連。 （2）將1號機SIO區(qū)TXD1插孔和2號機的RXD1插孔相連。 （3）將1號機和2號機的地線GND插孔相連。實驗步驟：1、準(zhǔn)備2臺DVCC系列實驗系統(tǒng)，確定1號為發(fā)送，2號為接收。 2、確認(rèn)1號和2號機通信線路連接無誤。 3、先運行2號機，在2號機處于命令提示符“P.”狀態(tài)下輸入F000，按F1鍵，再輸入9500，按EXEC鍵。即可進入等待接收狀態(tài)，顯示器顯示8251-2。后運行1號機，在1號機處于命令提示符“P.”狀態(tài)下，輸入F000，按F1鍵，再輸入9300，按EXEC鍵。即可進入串行發(fā)送狀態(tài)，顯示器顯示8251-1。4、 在1號機鍵盤上按動數(shù)字鍵，在2號機的顯示器上應(yīng)顯示對應(yīng)數(shù)字鍵值。當(dāng)1號機上按“MON”鍵時，1號機顯示GOOD，此時可按RESET鍵或STOP鍵退出。2.2 實驗流程圖設(shè)計NYNYY YNNYY 判是MON鍵 顯示“Err” 按MON鍵前未按數(shù)字鍵？結(jié) 束延時按鍵次數(shù)加1調(diào)用顯示“82511”子程序N是數(shù)字鍵否？NY讀取鍵盤狀態(tài)讀取鍵值顯示GOOD結(jié)束判可發(fā)送否？發(fā)送鍵值所對應(yīng)的顯示代碼讀取串行口狀態(tài)鍵值轉(zhuǎn)換成顯示代碼讀取串行口狀態(tài)判可接收否？從串行口讀數(shù)據(jù)判接收到的數(shù)據(jù)是否和剛才發(fā)送的數(shù)據(jù)相等顯示“Err”結(jié)束判有鍵按下否？開始 Y 圖2.9 發(fā)送端實驗流程圖開始調(diào)用顯示“82512”子程序讀取串行口狀態(tài)判允許接收否？讀取串行口數(shù)據(jù)存入RAM區(qū)讀取串行口狀態(tài)判允許發(fā)送否？取剛才接收的數(shù)據(jù)發(fā)送顯示剛才接收的數(shù)NNYY 圖2.10 接收端實驗流程圖 113 總結(jié)課設(shè)結(jié)束以后，我在理論上學(xué)會了8251芯片的使用，但實際上由于實驗環(huán)境的限制，我對于相關(guān)芯片