8251实验

浙江工业大学计算机学院

实验报告四

实验名称 8251实验

教师雷艳静

日期 2014.12.18

一、实验内容与要求

1.1 实验内容

从键盘输入一个字符，将其ASCII码加3后串行发送出去，再从串行口接收回来在屏幕上显示，实现自发自收。将输入的字符ASCII码加3输出，假设输入的字符是A，那么加3后输出的就是D，以此类推，可以得出如1.1表：

表1.1

要注意的是输出到Z结束之后，A，B，C三个字母没有输出，所以此处实验应该循环到字母表开始，将A，B，C输出。

1.2 实验要求

实验效果：

（1）从键盘上随意输出一个字母，将其ASCII码加3后显示在屏幕上；

（2）大小写要一致；

（3）输入输出的字母要与表1.1一样；

（4）由8253A计数器产生发送和接收时钟；由8251A的芯片功能实现自发自收。

（5）8253A的计数初值设为52，计数器0。8251A的发送数据是1个停止位，8个数据位，波特率因子为16。

二、实验原理与硬件连线

2.1 实验原理

TCP-USB平台上有一块8251A串行接口芯片。它是一种可编程的通用同步/异步接收发送器，其基本性能如下：

①可以工作在同步或异步串行通信方式。工作在同步方式时，波特率为

0~64Kbout/s。工作在异步方式时，波特率为0~19.2Kbout/s。

②具有独立的发送器和接收器，能以单工、半双工和全双工方式进行通信。

③同步方式时，字符可选择为5~8位，可用内、外同步，自动插入同步字符。

④异步方式时，字符可选择5~8位，波特率因子可选为1、16、64.

⑤提供基本的控制信号，可方便的与Modem相连。

8251A的内部组成中有发送器和接收器。它们可以发生/接收控制电路和管理所有的发送/接收操作。数据总线缓冲器可以使8251A与CPU之间传送数据、状态和控制信息。读写控制逻辑可以接收CPU送来的控制信号。8251A的外部引脚包括发送引脚、接收引脚，读写控制逻辑引脚。发送引脚用来发送数据，接收引脚用来接收外部数据。读写控制逻辑来控制数据的读写，这里时钟信号输入端在异步和同步两种方式的下频率的大小与波特率会有变化。

上面是8251A的硬件结构功能，通过对8251A的初始化编程，可以进行各种应用。8251A的控制字：①方式控制字，用来决定8251A工作在同步还是异步方式，以及数据格式。②操作命令字，可是8251A工作在规定的状态。③状态字，放在8251A的状态寄存器中，可由CPU读出。

2.2 硬件连线

实验中需要将8251A的方式控制字，操作命令字送到控制端口，要连接8251A芯片的端口，8251A的复位信号连接实验板上的复位信号。而实验中要8253计数器用于产生8251的发送和接收时钟，所以连接的端口是280H~287H，发送器也要相应的连接到8253的OUT端。8253芯片的时钟控制端也要与8251的时钟控制端相连。电路8251的控制口地址为2B9H，数据口地址为2B8H。8253计数器的计数初值=时钟频率/（波特率*波特率因子），这里的时钟频率为1MHz，波特率若选1200，波特率因子若选为16，则计数器初值为52。8253的GATE端输入高电平（高电平有效）。8251的VCC 接高电平，GND、CTS两端接地。硬件连接图如图2.2

图2.2

三、设计思路、步骤和程序流程图

3.1 设计思路

①首先写好数据项，将数据项送ds保存，然后设置8253A计数器0和工作方式送8253端口b（即283H）保存。给8253计数器0送初值，计数器初值为52，8253A初始化完成。

②初始化8251，8251端口b（即2B9H）送dx保存。将al清0，以便之后数据送入。向8251控制端口送3个0，完成8251初始化。

③写8251的发送程序：首先向8251控制端口送40H，使其复位。设置停止位，数据位，波特率因子。由实验要求可知设置为1个停止位，8个数据位，波特率因子为16。

④向8251发送控制字允许其发送和接收，调用子程序out发送数据。显示提示信息。（这里lds指令是从存储器取出32位地址.），out子程序：向外发送字节的子程序

⑤发送程序：从8251端口b读取设备状态。利用test指令检测发送是否准备好。（测试第0位是否为1，为1则从键盘上读取一个字符。否，则跳转进行test指令继续测试。这里从键盘上读入的字符的ASCII码和27（27是ESC的ASCII码）比较，如果相等，则跳出。如果不是，则将字符加3之后与5ah（Z的ASCII码）比较，如果相等，

则跳转到子程序ll，如果不是则字符的ASCII码减26，然后跳转ll子程序，然后发送该字符。这里ll子程序是将字符送al保存，然后输出。

⑥因为发送需要一段时间，所以这里添加一段延时程序。

⑦接收程序：从5251端口b读取发送的字符。用test指令检测接收是否准备好，如果没有，跳回继续检测。准备好，从8251端口a接收。接收到后保存在al中调用2号功能，将接收到的字符显示在屏幕上。跳回发送程序。

⑧退出程序。

3.2 实验步骤

①仔细阅读实验内容和预期所要达到的执行效果。参考8253A芯片的各种工作方式和计数器功能。8251的发送和接收功能，控制字等内容，然后根据实验内容写自发自收功能程序。

②熟悉各个硬件连接方式与8253A和8251芯片的连接。

③根据设计思路写好程序流程图，根据流程图编程。编程过程中可以根据程序适当的修改程序流程图。

④运行并观察实验结果，看是否与实验内容，预期效果一致，如果一致，实验完成。如果不一致，修改程序并再次运行。

⑤根据得到的实验结果了解8251芯片可以实现的各种功能，并考虑它可以实现其他功能

3.3 程序流程图

如图3.3