微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)

1、微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)之雙機(jī)間的串行通信一、課程設(shè)計(jì)目的:通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，熟悉和掌握微機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟，提高綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)及動(dòng)手和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；同時(shí)還應(yīng)達(dá)到以下目的：1. 了解串行通信的一般工作原理和工作過(guò)程；2熟悉8259A中斷控制器的工作原理和應(yīng)用編程；3. 熟悉RS232C串行接口標(biāo)準(zhǔn)及和TTL電路的連接方法；4. 熟悉8251A芯片的工作原理，掌握用8251A進(jìn)行異步串行通信時(shí)的編程方法；5. 熟悉8253A計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的工作方式及應(yīng)用編程。二、課程設(shè)計(jì)任務(wù):設(shè)有兩臺(tái)PC機(jī)甲機(jī)和乙機(jī)，利用兩臺(tái)試驗(yàn)箱上的8251A芯片、TTL和RS232C電平轉(zhuǎn)換芯片

2、（MC1488和MC1489）、8254A芯片等，實(shí)現(xiàn)甲乙兩機(jī)之間的全雙工近距離異步串行通信；具體要求如下：1. 甲機(jī)和乙機(jī)通過(guò)各自的鍵盤(pán)輸入控制鍵（ESC）和要發(fā)送的字符，檢查是否按下ESC鍵，若按下，則退出程序，返回DOS；否則將輸入的字符發(fā)送到對(duì)方，每輸入一個(gè)字符發(fā)送一次；同時(shí)雙方又可接收對(duì)方發(fā)來(lái)的字符。2. 發(fā)送的字符和接收的字符均在甲機(jī)和乙機(jī)各自的顯示器上顯示；雙方的發(fā)送均采用查詢(xún)方式，接收均采用中斷方式。3. 異步串行通信的字符數(shù)據(jù)格式為起止式：1位停止位，8位數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn)，波特率因子為16；傳輸速率,即波特率自定。提示：1. 由于是近距離通信，故雙機(jī)接口間可采用零MODEM方式

3、的簡(jiǎn)單連接。2. 由8254A產(chǎn)生方波時(shí)鐘信號(hào)作為8251A的發(fā)送和接收時(shí)鐘，8254A計(jì)數(shù)通道的CLK輸入可采用1MHZ的方波信號(hào)。3. 中斷采用PC機(jī)內(nèi)部可屏蔽中斷控制器（8259A）的IRQ7。8251A的端口地址：數(shù)據(jù)口210H，命令/狀態(tài)口211H；8254A的端口地址：計(jì)數(shù)器0230H, 計(jì)數(shù)器1231H，計(jì)數(shù)器2232H，控制口233H；8259A的端口地址：20H和21H。三、所用設(shè)備：IBM-PC機(jī)兩臺(tái)（串行通信接口8251A兩片，串行發(fā)送器MC1488和串行接收器MC1489各兩片，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253，終端控制器8259等），串口線一根串行直連電纜用于兩臺(tái)臺(tái)電腦通過(guò)串行

4、口直接相連，電纜兩端的插頭都是9 針的母插頭：四、硬件設(shè)計(jì)：1.設(shè)計(jì)思想：計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)有并行和串行兩種模式。在并行數(shù)據(jù)傳輸方式中，使用8條或更多的導(dǎo)線來(lái)傳送數(shù)據(jù)，雖然并行傳送方式的速度很快，但由于信號(hào)的衰減或失真等原因，并行傳輸?shù)木嚯x不能太長(zhǎng)，在串行通信方式中，通信接口每次由CPU得到8位的數(shù)據(jù)，然后串行的通過(guò)一條線路，每次發(fā)送一位將該數(shù)據(jù)放送出去。串行通信采用兩種方式：同步方式和異步方式。同步傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，一次傳送一個(gè)字節(jié)，而異步傳輸數(shù)據(jù)是一次傳送一個(gè)數(shù)據(jù)塊。串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備串行通信的協(xié)議。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)

5、（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。對(duì)于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配：RS-232（ANSI/EIA-232標(biāo)準(zhǔn)）是IBM-PC及其兼容機(jī)上的串行連接標(biāo)準(zhǔn)?？捎糜谠S多用途，比如連接鼠標(biāo)、打印機(jī)或者M(jìn)odem，同時(shí)也可以接工業(yè)儀器儀表。用于驅(qū)動(dòng)和連線的改進(jìn)， RS-232只限于PC串口和

6、設(shè)備間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。IBM PC及其兼容機(jī)提供了一種有較強(qiáng)的硬件依賴(lài)性，但卻比較靈活的串行口I/O的方法，即通過(guò)INT 14調(diào)用ROM BIOS串行通信口的例行程序。該例行程序。該例行程序包括將串行口初始化為指定的字節(jié)結(jié)構(gòu)和傳輸速率，檢查控制器的狀態(tài)，讀寫(xiě)字符等功能。14號(hào)中斷的功能總結(jié)如下：串行口服務(wù)(Serial Port ServiceINT 14H) 00H 初始化通信口03H 讀取通信口狀態(tài)01H 向通信口輸出字符04H 擴(kuò)充初始化通信口02H 從通信口讀入字符(1)、功能00H：初始化通信口入口參數(shù)：AH00HDX初始化通信口號(hào)(0COM1，1COM2，)AL初始化參數(shù)，參數(shù)的說(shuō)明

7、如下： 波特率奇偶位停止位字的位數(shù)76543210000 = 110X0 = None0 = 1 bit10 = 7 bits001 = 15001 = Odd1 = 2 bits11 = 8 bits010 = 30011 = Even011 = 600100 = 1200101 = 2400110 = 4800111 = 9600 (2)、功能01H ：向通信口輸出字符入口參數(shù)：AH01HAL字符DX初始化通信口號(hào)(0COM1，1COM2，)出口參數(shù)：AL的值不變AH的位70操作成功，通信口狀態(tài)，AH的位60是其狀態(tài)位(3)、功能02H ：從通信口讀入字符入口參數(shù)：AH02HDX初始化通信

8、口號(hào)(0COM1，1COM2，)出口參數(shù)：AL接受的字符AH的位70操作成功，通信口狀態(tài)，AH的位60是其狀態(tài)位(4)、功能03H 功能描述：讀取通信口狀態(tài)入口參數(shù)：AH03HDX初始化通信口號(hào)(0COM1，1COM2，)出口參數(shù)：AH通信口狀態(tài)，ALModem狀態(tài)，參見(jiàn)功能號(hào)00H中的說(shuō)明(5)、功能04H 功能描述：擴(kuò)充初始化通信口，僅在PS/2中有效本設(shè)計(jì)正是利用14號(hào)配置串口，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)的雙工通信及單機(jī)的自發(fā)自收通信。并畫(huà)出了比較完整的原理圖與寫(xiě)出了比較詳細(xì)的程序2. 原理框圖：CPU總線定時(shí)器82538251148814899針串口資料：1）、8251A相關(guān)資料介紹：1、8251A的基

9、本性能：8251A是可編程的串行通信接口芯片，基本性能有：（1）兩種工作方式：同步方式，異步方式。同步方式下，波特率為064K，異步方式下，波特率為。（2）同步方式下的格式每個(gè)字符可以用5、6、7或8位來(lái)表示，并且內(nèi)部能自動(dòng)檢測(cè)同步字符，從而實(shí)現(xiàn)同步。除此之外，8251A也允許同步方式下增加奇/偶校驗(yàn)位進(jìn)行校驗(yàn)。（3）異步方式下的格式每個(gè)字符也可以用5、6、7或8位來(lái)表示，時(shí)鐘頻率為傳輸波特率的1、16或64倍，用1位作為奇/偶校驗(yàn)。1個(gè)啟動(dòng)位。并能根據(jù)編程為每個(gè)數(shù)據(jù)增加1個(gè)、15個(gè)或2個(gè)停止位?？梢詸z查假啟動(dòng)位，自動(dòng)檢測(cè)和處理終止字符。（4）全雙工的工作方式（5）提供出錯(cuò)檢測(cè)2、8251A的

10、內(nèi)部結(jié)構(gòu)：發(fā)送器由發(fā)送緩沖器和發(fā)送控制電路兩部分組成。接收器由接收緩沖器和接收控制電路兩部分組成。數(shù)據(jù)總線緩沖器，讀/寫(xiě)控制電路，調(diào)制解調(diào)控制電路。8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3、8251外部引腳圖8251的外部引腳下圖所示，共28個(gè)引腳，每個(gè)引腳信號(hào)的輸入輸出方式如圖中的箭頭方向所示。 8251外部引腳圖4、8251A的編程編程的內(nèi)容包括兩大方面：一是由CPU發(fā)出的控制字，即方式選擇控制字和操作命令控制字；二是由8251A向CPU送出的狀態(tài)字。（1）、方式選擇控制字（模式字）方式選擇控制字的格式如圖所示。（2）、操作命令控制字（控制字）操作命令控制字的格式如下：（3）、狀態(tài)字狀態(tài)字的格式如下：2）、

11、8253A相關(guān)資料介紹：（1）可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器模塊8253本電路模塊可用于產(chǎn)生定時(shí)中斷，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)等，本電路端口地址為CS。8253由以下幾個(gè)部分組成：（1 數(shù)據(jù)總線緩沖器(8位、三態(tài)、雙向)； (2 讀/寫(xiě)控制邏輯； CS：片選信號(hào)，低電平有效； RD：讀信號(hào)，低電平有效； WR：寫(xiě)信號(hào)，低電平有效 A1A0：端口選擇信號(hào) (3 三個(gè)通道( 0 2)； (4 一個(gè)控制寄存器；8253內(nèi)部可分為6個(gè)模塊，每個(gè)模塊的功能如下： 1. 數(shù)據(jù)總線緩沖器及數(shù)據(jù)總線D0D72. 讀/寫(xiě)控制邏輯及控制引腳CS* A1 A0I/O地址讀操作RD*寫(xiě)操作WR*0 0 00 0 10 1 00 1 14

12、0H41H42H43H讀計(jì)數(shù)器0讀計(jì)數(shù)器1讀計(jì)數(shù)器2無(wú)操作寫(xiě)計(jì)數(shù)器0寫(xiě)計(jì)數(shù)器1寫(xiě)計(jì)數(shù)器2寫(xiě)控制字3. 控制字寄存器在初始化編程時(shí)，CPU寫(xiě)入方式控制字到控制字寄存器中，用以選擇計(jì)數(shù)通道及其相應(yīng)的工作方式。8253的控制字：8253的工作方式也是有控制字來(lái)決定，其控制字意義如下4. 計(jì)數(shù)通道0、計(jì)數(shù)通道1、計(jì)數(shù)通道23個(gè)計(jì)數(shù)通道內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同。每個(gè)計(jì)數(shù)通道都由一個(gè)16位計(jì)數(shù)初值寄存器、一個(gè)16位減法計(jì)數(shù)器和一個(gè)16位計(jì)數(shù)值鎖存器組成計(jì)數(shù)初值存于預(yù)置寄存器，在計(jì)數(shù)過(guò)程中，減法計(jì)數(shù)器的值不斷遞減，而預(yù)置寄存器中的預(yù)置不變。輸出鎖存器用于寫(xiě)入鎖存命令時(shí)，鎖定當(dāng)前計(jì)數(shù)值。計(jì)數(shù)器的3個(gè)引腳說(shuō)明：（1）C

13、LK時(shí)鐘輸入信號(hào)在計(jì)數(shù)過(guò)程中，此引腳上每輸入一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)（下降沿），計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減1（2） GATE門(mén)控輸入信號(hào)控制計(jì)數(shù)器工作，可分成電平控制和上升沿控制兩種類(lèi)型（3） OUT計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)當(dāng)一次計(jì)數(shù)過(guò)程結(jié)束（計(jì)數(shù)值減為0），OUT引腳上將產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)8253有6種工作方式，由方式控制字確定區(qū)分這6種工作方式的主要標(biāo)志由3點(diǎn)：一是輸出波形不同；二是啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的觸發(fā)方式不同；三是計(jì)數(shù)過(guò)程中門(mén)控信號(hào)GATE對(duì)計(jì)數(shù)器操作的控制不同。1.方式0-低電平輸出（GATE信號(hào)上升沿繼續(xù)計(jì)數(shù)）2方式1-低電平輸出（GATE信號(hào)上升沿重新計(jì)數(shù)）3方式2-周期性脈沖輸出4方式3-周期性方波輸出OUT輸出低電

14、平，裝入計(jì)數(shù)值n后，OUT立即跳變?yōu)楦唠娖?。如果?dāng)前GATE為高電平，則立即開(kāi)始減“1”計(jì)數(shù)，OUT保持為高電平，若n為偶數(shù)，則當(dāng)計(jì)數(shù)值減到n/2時(shí)，OUT跳變?yōu)榈碗娖剑恢北３值接?jì)數(shù)值為“0”，系統(tǒng)才重新置入計(jì)數(shù)值n，實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。這時(shí)OUT端輸出周期為n×CLK周期，占空比為1：1的方波序列：若n為奇數(shù)，則OUT端輸出周期為n×CLK周期，占空比(n+1)/2 : (n-1)/2的近似方波序列。5方式4-單次負(fù)脈沖輸出（軟件觸發(fā)）6方式5-單次負(fù)脈沖輸出（硬件觸發(fā)）每種工作方式的設(shè)置過(guò)程類(lèi)似：設(shè)定工作方式設(shè)定計(jì)數(shù)初值 硬件啟動(dòng) 計(jì)數(shù)初值進(jìn)入減1計(jì)數(shù)器 每輸入一個(gè)時(shí)鐘計(jì)數(shù)

15、器減1的計(jì)數(shù)過(guò)程計(jì)數(shù)過(guò)程結(jié)束3）、74LS138相關(guān)資料介紹：譯碼器74LS138:74LS138 為3 線8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。 其工作原理如下： 當(dāng)一個(gè)選通端（E3）為高電平，另兩個(gè)選通端（E1)和/(E2)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。比如：A0A1A2=011時(shí)，則Y6輸出端輸出低電平信號(hào)。 利用 E1、E2和E3可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。4）、RS232C電平轉(zhuǎn)換芯片（MC1488和MC1489）相關(guān)資料介紹：

16、由于制定串行接口標(biāo)準(zhǔn)早在制定TTL邏輯系列之前，因此輸入輸出電平不與TTL兼容。因?yàn)檫@個(gè)原因，連接RS232到微機(jī)系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。圖9.11中使用了MC1488從TTL 轉(zhuǎn)換到RS232電平，用MC1489從RS232轉(zhuǎn)換到TTL電平。MC1488和MC1489集成電路芯片通常稱(chēng)為線路驅(qū)動(dòng)器和線路接收器。最簡(jiǎn)單的RS-232C數(shù)據(jù)通信連接RS-232C接口電平轉(zhuǎn)換：RS-232C是早期為促進(jìn)公用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯電平對(duì)地是對(duì)稱(chēng)的，完全與TTL、CMOS邏輯電平不同。RS-232C采用負(fù)邏輯，即：邏輯：-5V-15V。 邏輯：+5V+15V。由于MCS-51采用TTL

17、電平，若用RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口通信必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。目前RS-232C與TTL電平轉(zhuǎn)換最常用的集成電路芯片是傳輸線驅(qū)動(dòng)器MC1488傳輸線接收器MC1489。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳如下圖所示。MC1488可完成TTL電平到RS-232C的電平轉(zhuǎn)換，輸入為T(mén)TL電平，輸出為RS-232C電平。其內(nèi)部有個(gè)與非門(mén)和個(gè)反相器。采用±12V或±15V電源供電。MC1489可完成由RS-232C到TTL電平轉(zhuǎn)換，輸入為RS-232C電平，輸出為T(mén)TL電平。其內(nèi)部有4個(gè)反相器，采用+5V電源供電。MC1489中每個(gè)反相器都有一個(gè)控制端，高電平有效，可作為RS-232C操作的控制端。RS-23

18、2C電平轉(zhuǎn)換芯片MC1488和MC14895）、ISA總線相關(guān)資料介紹：  ISA總線是IBM PCAT機(jī)(CPU是80286)所用的系統(tǒng)總線：PCAT總線經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化之后的名稱(chēng)，IEEE將ISA總線作為IEEE P996推薦標(biāo)準(zhǔn)，這是一個(gè)16位兼8位的總線標(biāo)準(zhǔn)。如果忽略標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)節(jié)，則可認(rèn)為16位ISA總線就是PCAT總線。由于IBM PCAT與IBM PC、IBM PCXT機(jī)(CPU都是8088)所用的Pc總線兼容，所以可認(rèn)為8位ISA總線(16位ISA總的低8位部分)就是PC總線。引腳信號(hào)圖91所示為16位ISA總線板卡(

19、又稱(chēng)IO擴(kuò)展板或接口板)及插槽外形示意圖，元件面和焊接面共有31+18個(gè)引腳(A1A31、B1B31、C1C18和D1D18)，其中A1A31、BlB31是低8位部分即8位ISA總線所用的信號(hào)。8位ISA總線板卡及插槽與該圖的區(qū)別在于沒(méi)有36個(gè)引腳(C1一C18和D1D18)那部分。顯然，8位ISA總線板卡可以插在16位的插槽中。表9.1給出了16位ISA總線前62個(gè)引腳(亦是8位ISA總線的全部引腳)信號(hào)定義，表92給出了16位ISA總線的后36個(gè)引腳信號(hào)定義。下面對(duì)引腳信號(hào)做一些簡(jiǎn)要說(shuō)明，首先是62線部分(8位ISA總線)。D7DO：8位數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。對(duì)于16位ISA總線，它們是數(shù)據(jù)

20、線的低8位。A19A0：20位地址線，輸出。SMEMR(上劃線)、SMEMW(上劃線)：存儲(chǔ)器讀、寫(xiě)命令，輸出，低電平有效。IOR(上劃線)、IOW(上劃線)：IO讀、寫(xiě)命令，輸出，低電平有效AEN：地址允許信號(hào)，輸出，高電平有效。該信號(hào)由DMAC發(fā)出，為高表示DMAC正在控制系統(tǒng)總線進(jìn)行DMA傳送，所以它可用于指示DMA總線周期。BALE：總線地址鎖存允許，輸出。該信號(hào)在CPU總線周期的Tl期間有效，可作為CPU總線周期的指示。IO CH RAY：IO通道準(zhǔn)備好，輸入，高電平有效。該引腳信號(hào)與8086的READY功能相同，用于插入等待時(shí)鐘周期。IOCHCK(上劃線)：I0通道校驗(yàn)，輸入，低電

21、平有效。它有效表示板卡上出現(xiàn)奇偶校驗(yàn)錯(cuò)。IRQ7IRQ2：6個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸入，分別接到中斷控制邏輯的主8259A的中斷請(qǐng)求輸入端IR7IR2(參看第五章的圖523)。這些信號(hào)由低到高的跳變表示中斷請(qǐng)求，但應(yīng)一直保持高電平，直到CPU響應(yīng)中斷為止。它們的優(yōu)先級(jí)別與所連接的IR線相同，即IRQ2在這6個(gè)請(qǐng)求信號(hào)中級(jí)別最高，IRQ7的級(jí)別最低。DRQ3DRQl：3個(gè)DMA請(qǐng)求信號(hào)，輸入，高電平有效。它們分別接到DMA控制器8237A的DMA請(qǐng)求輸入端DREQ3DREQl。因此，優(yōu)先級(jí)別與它們相對(duì)應(yīng)(DRQ1的級(jí)別最高，DRQ 3的級(jí)別最低)。DACK3(上劃線)DACKl(上劃線)：3個(gè)DMA響

22、應(yīng)信號(hào)，輸出，低電平有效。TC：計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)，輸出，高電平有效。它由DMAC發(fā)出，用于表示進(jìn)行DMA傳送的通道編程時(shí)規(guī)定傳送字節(jié)數(shù)已經(jīng)傳送完。但它沒(méi)有說(shuō)明是哪個(gè)通道，這要結(jié)合DMA響應(yīng)信號(hào)DACK(上劃線)來(lái)判斷。OSC：振蕩器的輸出脈沖。CLK：系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，輸出。系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率通常在477 MHz一8 MHz內(nèi)選擇，最高頻率為83 MHz。CLK是由()SC的輸出3分頻產(chǎn)生的，也就是說(shuō)()SC的頻率應(yīng)是CLK的3倍。RESET：系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)，輸出，高電平有效。該信號(hào)有效時(shí)表示系統(tǒng)正處于復(fù)位狀態(tài)，可利用該信號(hào)復(fù)位總線板卡上的有關(guān)電路。NOWS：零等待狀態(tài)，輸入，低電平有效。用于縮短按照缺省設(shè)

23、置應(yīng)等待的時(shí)鐘數(shù)，當(dāng)它有效時(shí)，不再插入等待時(shí)鐘。REFRESH(上劃線)：刷新信號(hào)，雙向，低電平有效，由總線主控器的刷新邏輯產(chǎn)生。該信號(hào)有效表示存儲(chǔ)器正處于刷新周期，以下是對(duì)36線部分16位ISA總線的高8位)的簡(jiǎn)要說(shuō)明： SDl5SD8：數(shù)據(jù)總線的高8位，雙向，三態(tài)。SBHE：總線高字節(jié)傳送允許，三態(tài)信號(hào)。該信號(hào)用來(lái)表示SDl5SD8上正進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。LA23LAl7：非鎖存的地址線，在BALE為高電平時(shí)有效。將它們鎖存起來(lái)，并和已鎖存的低位地址線(A19A0)組合在一起，可形成24位地址線，因而使系統(tǒng)的尋址能力擴(kuò)大到16 MB。_MEMR(上劃線)，MEMW(上劃線)：存儲(chǔ)器讀、寫(xiě)信號(hào)，低

24、電平有效。這兩個(gè)信號(hào)在所有的存儲(chǔ)器讀或?qū)懼芷谟行?。相比之下，前面所介紹的SMEMR(上劃線)和SMEMW(上劃線)僅當(dāng)訪問(wèn)存儲(chǔ)器的低1 MB時(shí)才有效。+MEMCSl6(上劃線)：存儲(chǔ)器片選16，輸入，低電平有效。該信號(hào)用來(lái)表示當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸是具有一個(gè)等待時(shí)鐘的16位存儲(chǔ)器總線周期。1 IOCCSl6(上劃線)：IO片選16，輸入，低電平有效。該信號(hào)為集電極開(kāi)路，為低表示當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸是具有一個(gè)等待時(shí)鐘的16位IO總線周期。2 MASTER(上劃線)：總線主控信號(hào)，輸入，在ISA總線的主控器初始化總線周期時(shí)產(chǎn)生，低電平有效。該信號(hào)與IO通道上的I0處理器的DRQ線一起用于獲取對(duì)系統(tǒng)總線的控制權(quán)。

25、3 IRQl5IRQ10：6個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸入，接到中斷控制邏輯的從8259A。4 DRQ7DRQ5、DACK7(上劃線)DACK5(上劃線)、DACK0(上劃線)：通道75的DMA請(qǐng)求和相應(yīng)的DMA響應(yīng)信號(hào)(另有一個(gè)通道0的響應(yīng)信號(hào))。這3個(gè)通道可進(jìn)行16位DMA傳送。ISA總線時(shí)序 ISA總線的時(shí)序和80868088的時(shí)序基本相同，但也有一些區(qū)別。有了80868088時(shí)序基礎(chǔ)，對(duì)ISA總線時(shí)序的理解主要在于以下幾點(diǎn)： 地址和數(shù)據(jù)已不再分時(shí)復(fù)用信號(hào)線，因此在整個(gè)總線周期內(nèi)有效。 和80868088的最大模式一樣，存儲(chǔ)器讀寫(xiě)和IO讀寫(xiě)的控制信號(hào)已分開(kāi)，進(jìn)行一種操作只需一個(gè)控制信號(hào)。 一個(gè)典型

26、的存儲(chǔ)器讀寫(xiě)周期還是由T1、T2、T3和T4組成，而IO讀寫(xiě)周期和DMA周期都自動(dòng)插入了一個(gè)等待時(shí)鐘周期。IO CH RAY相當(dāng)于80868088時(shí)序中的：READY信號(hào)，當(dāng)總線板卡上的存儲(chǔ)器或I0電路較慢時(shí)，可利用該信號(hào)迫使CPU插入等待時(shí)鐘周期，但等待時(shí)鐘周期不得超過(guò)10個(gè)。8位ISA總線在存儲(chǔ)器讀寫(xiě)周期可用到20位地址，而16位|SA總線在存儲(chǔ)器讀寫(xiě)周期中可使用24位地址。但由于受IO指令的限制，8位和16位ISA總線的I0讀寫(xiě)周期都只能使用低16位地址。 BALE在CPU總線周期的T1期間有效，它的基本作用是進(jìn)行地址鎖存，但也可以作為一個(gè)新的CPU總線周期已開(kāi)始的標(biāo)志。 AEN有效表示

27、DMAC正在控制系統(tǒng)總線，所以它可以作為系統(tǒng)處于DMA總線周期的標(biāo)志。：IBM PC及其兼容機(jī)間經(jīng)過(guò)RS232C口串行通信是在實(shí)際系統(tǒng)中用的最廣泛的。上述框圖只是串口通信的的一個(gè)內(nèi)部的原理圖，由于，本次設(shè)計(jì)是直接配置的PC機(jī)中的RS232適配卡，上述過(guò)程并不能看到，不過(guò)在，原理圖的分析中會(huì)做詳盡的解釋本次實(shí)驗(yàn)的外部來(lái)看實(shí)際的電路圖PC機(jī)上的串行口是 9 針公插座，引腳定義為：PinNameDirDescription1CDCarrier Detect2RXDReceive Data3TXDTransmit Data4DTRData Terminal Ready5GNDSystem Ground

28、6DSRData Set Ready7RTSRequest to Send8CTSClear to Send9RIRing Indicator所以本設(shè)計(jì)所采用的串口為雙端母插頭。串口為交叉線，2，3號(hào)針腳交叉相連，5號(hào)針接公共地。EIA RS-232-C接口（9針）插頭連線方法：發(fā)送RXD23TXD接收接收TXD32RXD發(fā)送信號(hào)地GND55GND信號(hào)地：此原理圖的主要參考資料是protel 99 se中Z80 Microprocessor的例子。整個(gè)串行通信系統(tǒng)包括六大部分：CPU部分、復(fù)位和時(shí)鐘電路部分、電源部分、存儲(chǔ)器部分、串口通信接口部分和外設(shè)部分。下就各部分座簡(jiǎn)要介紹。CPU部分本來(lái)

29、是用8086來(lái)做的，但考慮到，8086的尋址比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)線分高八位和低八位，所以就改成了8088。IO/M,RD,WR幾個(gè)控制引腳的譯碼通過(guò)簡(jiǎn)單的組合邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)RAM存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、各IO芯片的尋址譯碼，是通過(guò)一片3-8譯碼器74LS138來(lái)實(shí)現(xiàn)的。地址線的低13位代碼，在芯片選擇的時(shí)候，不起作用，只有A13A15三位地址線負(fù)責(zé)譯碼。為了便于記憶，可把芯片選擇時(shí)的低13位地址線設(shè)為零，來(lái)代表它的片選地址。如本設(shè)計(jì)中，RAM地址位0x00000來(lái)表示，而ROM的地址為0x20000，相應(yīng)地，55，53，51的地址分別為：0x30000，0x40000,0x50000。低13位地址

30、線只在選擇存儲(chǔ)器中的某一存儲(chǔ)單元時(shí)使用。微機(jī)電路在工作中受到干擾后,容易出現(xiàn)CPU程序“跑飛”而盲目運(yùn)行甚至出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。此時(shí)復(fù)位信號(hào)有效,使微機(jī)系統(tǒng)重新恢復(fù)正常運(yùn)行。本設(shè)計(jì)采用的是比較簡(jiǎn)單的一種手動(dòng)的復(fù)位電路。它是通用的吧，是直接從protel的一個(gè)例子中拷過(guò)來(lái)的。關(guān)于處理器的時(shí)鐘電路確實(shí)有研究頭8284除了提供頻率恒定的時(shí)鐘信號(hào)外，還對(duì)準(zhǔn)備好（ready）信號(hào)，和復(fù)位（reset）信號(hào)進(jìn)行同步。外界的準(zhǔn)備好信號(hào)輸入到8284的RDY，同步的準(zhǔn)備好信號(hào)READY從8284輸出。同樣，外界的復(fù)位信號(hào)輸入到8284的RES，同步的復(fù)位信號(hào)RESET從8284輸出。這樣，從外部來(lái)說(shuō)，可以在任何時(shí)候

31、發(fā)出這兩個(gè)信號(hào)，但是，8284的內(nèi)部邏輯電路設(shè)計(jì)成在時(shí)鐘下降沿處使READY和RESET有效。根據(jù)不同的振蕩器，8284和振蕩器之間，用兩種不同的連接方式。通過(guò)F/C來(lái)實(shí)現(xiàn)：此電路圖是按同步通信的方式畫(huà)的，READY信號(hào)在以后的設(shè)計(jì)中，也沒(méi)有用到，便把它的連接去掉了2764只可讀，6264可讀可寫(xiě)，由于處理器用的是8088，便無(wú)需考慮A0的問(wèn)題了，這種便利也體現(xiàn)在，后面的設(shè)計(jì)中，IO芯片的端口地址的設(shè)置上。8253為8251提供波特率，8253只用它的第0個(gè)計(jì)數(shù)器，工作在方式3。下面是一段基于本設(shè)計(jì)的連接圖的通過(guò)8251實(shí)現(xiàn)自發(fā)自收串行通信的程序，內(nèi)包含了8253，8251的初始化。STACK

32、SEGMENTPARA STACK 'STACK'DB128 DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTPARA PUBLIC 'CODE'ASSUMECS:CODE,SS:STACK,DS:CODESTART:JMPMAINSBUFDB1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;定義保存“發(fā)送信息”RBUFDB10 DUP(?);和“接收信息”的存儲(chǔ)器區(qū)域OCOMMPROC;將(AL)寫(xiě)入8251的命令口PUSHCX;保存所用寄存器PUSHDXMOVDX,209H;執(zhí)行端口寫(xiě)入操作OUTDX,ALMOVCX,400H;延時(shí)LOOP$POPDX;恢復(fù)所用

33、寄存器POPCXRET;返回主調(diào)程序OCOMMENDPINITPROC;初始化子程序MOV DX,0x40003H;設(shè)置8253的1#通道為方式3、只讀寫(xiě)低8位數(shù)據(jù)和2進(jìn)制計(jì)數(shù)方式MOVAL,56HOUTDX,ALMOVDX, 0x40001H;設(shè)置計(jì)數(shù)值，通訊速率為1M÷52÷161200 bpsMOVAL,52OUTDX,ALMOVAX,300H;向8251的命令端口寫(xiě)入3個(gè)0II1:CALLOCOMMDECAHJNZII1MOVAL,40H;復(fù)位8251CALLOCOMMMOVAL,4EH;設(shè)置1個(gè)停止位、8個(gè)數(shù)據(jù)位和16的波特率因子CALLOCOMMMOVAL,37

34、H;允許8251發(fā)送和接收CALLOCOMMRET;返回主調(diào)程序INITENDPMAIN:MOVAX,CS;初始化數(shù)據(jù)段寄存器MOVDS,AXLEASI,SBUF;和發(fā)送LEADI,RBUF;與接收指針call initM01:MOVDX,0x50002H;等待8251處于允許發(fā)送狀態(tài)M02:INAL,DXTESTAL,1JZM02MOVAL,SI;發(fā)送1個(gè)數(shù)據(jù)INCSIMOVDX,0x50001HOUTDX,ALMOVCX,40H;延時(shí)LOOP$MOVDX,0x50002H;等待8251處于允許接收狀態(tài)M03:INAL,DXTESTAL,2JZM03MOVDX,0x50001H;接收INAL

35、,DXMOVDI,AL;并保存一個(gè)數(shù)據(jù)INCDICMPSI,OFFSET SBUF+10;判斷是否處理完了全部數(shù)據(jù)？JBM01;未完，再處理下一個(gè)HLT;完了，執(zhí)行停機(jī)動(dòng)作CODEENDSENDSTART下面是一段基于本設(shè)計(jì)的連接圖的通過(guò)8251實(shí)現(xiàn)串行通信的程序。stack segment stackstack endsdata segmentdata endscode segmentassume cs:code,ds:data,ss:stackstart: push cspop dsmov dx,0x0003h;設(shè)置8253計(jì)數(shù)1工作方式3mov al,56hout dx,almov al

36、,52 mov dx,0x0001h給8253計(jì)數(shù)器1送初值out dx,almov dx,0x50001h ;初始化8251xor al,almov cx,03;向8251控制端口送3個(gè)0delay:call out1loop delaymov al,40h;向8251控制端口送40H,使其復(fù)位call out1mov al,4eh;設(shè)置為1個(gè)停止位,8個(gè)數(shù)據(jù)位,波特率因子為16call out1mov al,27h;向8251送控制字允許其發(fā)送和接收call out1next: mov dx,0x50001h in al,dx test al,02;檢查接收是否準(zhǔn)備好 jz next;沒(méi)有

37、,等待 mov dx,0x50000h in al,dx;準(zhǔn)備好,接收 push ax mov cx,40hs51: loop s51;延時(shí)waiti: mov dx,0x50001hin al,dxtest al,01;發(fā)送是否準(zhǔn)備好jz waitimov dx,0x50000hpop axout dx,al jmp nextout1 proc near;向外發(fā)送一字節(jié)的子程序out dx,alpush cxmov cx,400hgg:loop gg;延時(shí)pop cxretout1endpcode ends end start其實(shí)在PC機(jī)中應(yīng)該是用8279來(lái)實(shí)現(xiàn)的。五、軟件設(shè)計(jì)：程序流程圖N

38、YY退出N開(kāi) 始顯示提示信息配置串口0為4800波特，無(wú)校驗(yàn)，1位停止位，一幀8位檢查鍵盤(pán)狀態(tài)是否有鍵按下?讀取此鍵是否是ESC?把此字符送到COM端口讀取COM0的狀態(tài)到AH發(fā)送獲取狀態(tài)位是否有字符?從COM0讀出顯示到DOS端口N2.程序清單：nameserialcommunicationdatasegmentmessagedb'Serial Communication',0ah,0dh,db'Any key press is sent to other PC',0ah,0dhdb'press any key to exit','$&

39、#39;dataendscodesegmentassumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axmovah,09；顯示字符串movdx,offset messageint21h；初始化串口 movah,0movdx,0；初始化COM0moval,0c3h；11000011，4800，n，1，8int14h；調(diào)用BIOS 14號(hào)中斷again:movah,01；獲取鍵盤(pán)狀態(tài)int16h；檢查鍵盤(pán)是否按下jznext；如果沒(méi)有則轉(zhuǎn)入到接收模式movah,0；如過(guò)有按鍵按下，讀取出來(lái)int16h；調(diào)用16號(hào)BIOS中斷cmpal,1bh；比較一下是否是ESC鍵

40、jeexit；如果是，直接退出通信movah,1；如果不是，把按下的字符發(fā)送到COMmovdx,0；選擇COM0int14h；調(diào)用BIOS中斷；以下這部分代碼，檢查COM0端口，看看是否有字符接收，如果有，接收，并且把它在終端上顯示出來(lái)next:movah,3；把COM口的狀態(tài)讀到AHmovdx,0；選擇COM0int 14h；解釋同上andah,1；屏蔽除D0位的其它位cmpah,1；檢查D0看是否有一個(gè)字符等待接收jneagain；沒(méi)有，則轉(zhuǎn)入到監(jiān)視鍵盤(pán)模塊movah,2；有的話，從COM0讀出movdx,0int14hmovdl,al；dl中存放要顯示的字符movah,2；21號(hào)中斷2號(hào)調(diào)用，顯示字符int21h；調(diào)用DOS 21號(hào)中斷jmpagain；跳回到監(jiān)視鍵盤(pán)模塊exit:movah,4ch；退出DOSint21hcodeendsend start以上是全雙工雙機(jī)通信的程序代碼，自發(fā)自收也可以用同樣的代碼，只需改變連線，把9針插座的2，3引腳用導(dǎo)線交叉互聯(lián)即可。六、方案論證：按設(shè)計(jì)題目實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信可有三種方