北理工微机原理实验三--使用8251A的串行接口应用实验

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：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3-4 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) 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 STACK

D B 256 DUP(0)

STACK ENDS

CODE SEGMENT

A SSUME CS:CODE,SS:STACK

START:

M OV DX,3FBH 线路控制寄存器

M OV AX,80H 10000000B，DLAB=1，数据位，停止位，校验位，波特率因子

O UT DX,AL

M OV DX,3F8H 波特率寄存器(低)

M OV AX,60H 查表

O UT DX,AL

M OV DX,3F9H 波特率寄存器(高)

M OV AX,0 查表

O UT DX,AL

M OV DX,3FBH 线路控制寄存器

M OV AX,0AH 00001010B，DLAB=0

O UT DX,AL

M OV DX,3FCH; 调制解调器控制寄存器

M OV AX,03H 00000011B，OUT1,2均输出1，请求发送，数据已就绪

O UT DX,AL

M OV DX,3F9H 中断允许寄存器

M OV AX,0 各种中断全部禁止

O UT DX,AL

FOREVER:用死循环不断检测8251状态

M OV DX,3FDH ;从线路状态寄存器读状态

I N AL,DX

T EST AL,1EH 死记

J NZ ERROR ;传输线状态寄存器全部都是0

T EST AL,01H 00000001B，检测接收缓存寄存器是否有数据

J NZ RECEIVE 可以收了

T EST AL,20H 00100000B，检测发送保持寄存器是否为空

J NZ SEND 可以发了

J MP FOREVER

SEND: