8251串口通訊課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　成 績(jī)： </p><p>　　《微機(jī)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)》</p><p><b>　　設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè)計(jì)課題： 8251串口通訊課程設(shè)計(jì)</p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 2 班</p><p>　　二O 一四 年 五

2、月二十 日</p><p>　　8251單機(jī)串口通訊</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1．掌握8086 實(shí)現(xiàn)串口通信的方法；</p><p>　　2．了解串行通訊的協(xié)議,8251芯片的邏輯功能以及正確的使用方法；</p><p>　　3．使用微處理器芯片及其它

3、典型的接口芯片，設(shè)計(jì)微處理器應(yīng)用的典型接口電路，加深 對(duì)微處理器、典型接口芯片特性的理解，掌握微處理器接口電路設(shè)計(jì)的初步方法，并進(jìn)行一定的編程訓(xùn)練，加強(qiáng)微機(jī)應(yīng)用的工程實(shí)踐能力；</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、利用 8086 控制8251A 可編程串行通信控制器，實(shí)現(xiàn)向PC 機(jī)發(fā)送字符串“WELCOME TO 8086

4、SIMULATION”</p><p>　　2、要求實(shí)時(shí)顯示傳送或者接受的數(shù)據(jù)</p><p>　　3、CPU和8251之間采用查詢方式交換數(shù)據(jù)</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)電路原理圖</b></p><p><b>　　1．電路原理圖</b></p><p><

5、;b>　　U3</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　4</b></p><p><b>　　7</b></p><p><b>　　2</b></p><p><b&g

6、t;　　5</b></p><p><b>　　6</b></p><p><b>　　9</b></p><p><b>　　12</b></p><p><b>　　15</b></p><p><b>　

7、　16</b></p><p><b>　　19</b></p><p><b>　　D0</b></p><p><b>　　D1</b></p><p><b>　　D2</b></p><p><b>　

8、　D3</b></p><p><b>　　D4</b></p><p><b>　　D5</b></p><p><b>　　D6</b></p><p><b>　　D7</b></p><p><b>　

9、　Q0</b></p><p><b>　　Q1</b></p><p><b>　　Q2</b></p><p><b>　　Q3</b></p><p><b>　　Q4</b></p><p><b>　

10、　Q5</b></p><p><b>　　Q6</b></p><p><b>　　Q7</b></p><p><b>　　A1</b></p><p><b>　　U4</b></p><p><b>　

11、　8</b></p><p><b>　　13</b></p><p><b>　　14</b></p><p><b>　　17</b></p><p><b>　　18</b></p><p><b>　　

12、23</b></p><p><b>　　22</b></p><p><b>　　21</b></p><p><b>　　20</b></p><p><b>　　1</b></p><p><b>　　2

13、</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　4</b></p><p><b>　　5</b></p><p><b>　　6</b></p><p><b>　　7</

14、b></p><p><b>　　8</b></p><p><b>　　A</b></p><p><b>　　B</b></p><p><b>　　C</b></p><p><b>　　D</b>

15、</p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　1</b></p><p><b>　　2</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　4</b></

16、p><p><b>　　5</b></p><p><b>　　6</b></p><p><b>　　7</b></p><p><b>　　8</b></p><p><b>　　IO0</b></p&g

17、t;<p><b>　　IO1</b></p><p><b>　　IO2</b></p><p><b>　　IO3</b></p><p><b>　　IO4</b></p><p><b>　　IO5</b><

18、;/p><p><b>　　IO6</b></p><p><b>　　IO7</b></p><p><b>　　U1</b></p><p><b>　　M/IO</b></p><p><b>　　1</b>

19、</p><p><b>　　11</b></p><p><b>　　18</b></p><p><b>　　19</b></p><p><b>　　OE</b></p><p><b>　　LE</b>

20、</p><p><b>　　E1</b></p><p><b>　　E2</b></p><p><b>　　74HC373</b></p><p><b>　　9</b></p><p><b>　　IO8</

21、b></p><p><b>　　10</b></p><p><b>　　11</b></p><p><b>　　13</b></p><p><b>　　14</b></p><p><b>　　15</

22、b></p><p><b>　　16</b></p><p><b>　　17</b></p><p><b>　　9</b></p><p><b>　　IO9</b></p><p><b>　　32</

23、b></p><p><b>　　29</b></p><p><b>　　10</b></p><p><b>　　11</b></p><p><b>　　12</b></p><p><b>　　13</

24、b></p><p><b>　　14</b></p><p><b>　　15</b></p><p><b>　　IO10</b></p><p><b>　　IO11</b></p><p><b>　　IO1

25、2</b></p><p><b>　　IO13</b></p><p><b>　　IO14</b></p><p><b>　　IO15</b></p><p><b>　　WR/LOCK</b></p><p>&

26、lt;b>　　M/IO</b></p><p><b>　　8086</b></p><p>　　LOAD_SEG=0x0200</p><p>　　SRCFILE=1.asm</p><p><b>　　74154</b></p><p><b>

27、;　　U12(1M)</b></p><p><b>　　P1</b></p><p><b>　　1</b></p><p><b>　　DCD</b></p><p><b>　　6</b></p><p><

28、b>　　2</b></p><p><b>　　7</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　8</b></p><p><b>　　4</b></p><p><b>

29、　　9</b></p><p><b>　　DSR</b></p><p><b>　　RXD</b></p><p><b>　　RTS</b></p><p><b>　　TXD</b></p><p><b&

30、gt;　　CTS</b></p><p><b>　　DTR</b></p><p><b>　　RI</b></p><p><b>　　ERROR</b></p><p><b>　　COMPIM</b></p><p&

31、gt;<b>　　D</b></p><p><b>　　C</b></p><p><b>　　B</b></p><p><b>　　A</b></p><p>　　四、軟件流程圖與程序清單　　</p><p>　　8251是用

32、來作為CPU與外設(shè)或者調(diào)制解調(diào)器之間的接口芯片。它的信號(hào)線可以分為4組：與CPU連接的信號(hào)線，狀態(tài)信號(hào)線，時(shí)鐘信號(hào)線和與外設(shè)接口的信號(hào)線。與CPU連接的信號(hào)線中，RESET是芯片復(fù)位線，當(dāng)該線為高電平時(shí)，芯片復(fù)位而處于空閑狀態(tài)；C/D是地址線，若此線為高電平，則CPU訪問8251命令寄存器或狀態(tài)寄存器，低電平則訪問數(shù)據(jù)寄存器。狀態(tài)信號(hào)線供CPU查詢或向CPU申請(qǐng)中斷用。TxRDY發(fā)送準(zhǔn)備好信號(hào)，高電平有效；RxRDY接收準(zhǔn)備好信號(hào)，高電

33、平表示輸入端接受了一個(gè)字符，通知CPU取數(shù)據(jù)；TxE發(fā)送空信號(hào)，高電平有效；SYNDET為雙功能引腳，同步方式時(shí)作為同步字符檢出信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)線包括發(fā)送器時(shí)鐘信號(hào)（/TxC）、接收器時(shí)鐘信號(hào)（/RxC）和內(nèi)部工作時(shí)鐘信號(hào)CLK。</p><p>　　面向調(diào)制器的接口信號(hào)線包括：/DTR，數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好，是輸出信號(hào)，低電平有效；/DSR，通信設(shè)備準(zhǔn)備好，是輸入信號(hào)，低電平有效；/RTS，請(qǐng)求發(fā)送，是輸出信號(hào)，低電平

34、有效；/CTS，允許發(fā)送，是輸入信號(hào)，低電平有效；TxD，發(fā)送數(shù)據(jù)線；RxD，接收數(shù)據(jù)線。8251有兩個(gè)8位的命令字，和一個(gè)8位狀態(tài)字。方式命令字指定通信方式及數(shù)據(jù)格式，即指定8251為異步或同步，并按照其通信方式約定幀數(shù)據(jù)的格式。方式命令字的格式為8位，可以分為4組，每組2字，格式如下。</p><p>　　工作命令字指定8251進(jìn)行某種操作，包括發(fā)送、接收、內(nèi)部復(fù)位和檢查同步字符等，或者處于某種工作狀態(tài)，以便

35、接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。工作命令字的格式為8位，格式如下。</p><p>　　狀態(tài)字報(bào)告8251何時(shí)才能開始接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，以及接收數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)。狀態(tài)字為8位，其格式如下，所有狀態(tài)位置“1”有效。</p><p>　　方式命令字、工作命令字和狀態(tài)字之間的關(guān)系是：方式命令字只是約定了雙方通信的方式及數(shù)據(jù)格式、傳輸速率等參數(shù)，但并沒有規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚴墙邮苓€是發(fā)送，因此需要工作命令字來控制，而何時(shí)

36、才能發(fā)送或者接收則由狀態(tài)字控制。只有在8251進(jìn)入發(fā)送或接受準(zhǔn)備好狀態(tài)才能真正開始數(shù)據(jù)的傳送。</p><p>　　8251是可編程的串行通信接口，可以管理信號(hào)變化范圍很大的串行數(shù)據(jù)通信。有下列基本性能：</p><p>　?。?）通過編程，可以工作在同步方式，也可以工作在異步方式。</p><p>　?。?）同步方式下，波特率為0～64K，異步方式下，波特率為0～

37、19.2K。</p><p>　?。?）在同步方式時(shí)，可以用5～8位來代表字符，內(nèi)部或外部同步，可自動(dòng)插入同步字符。</p><p>　?。?）在異步方式時(shí)，也使用5～8位來代表字符，自動(dòng)為每個(gè)數(shù)據(jù)增加1個(gè)啟動(dòng)位，并能夠根據(jù)編程為每個(gè)數(shù)據(jù)增加1個(gè)、1.5個(gè)或2個(gè)停止位。</p><p>　?。?）具有奇偶、溢出和幀錯(cuò)誤檢測(cè)能力。</p><p&g

38、t;　?。?）全雙工，雙緩沖器發(fā)送和接收器。</p><p>　?、贁?shù)據(jù)線D7～D0——雙向、三態(tài)，用于與CPU傳送數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài)等信息。</p><p>　?、谄xCS——用于芯片尋址。</p><p>　?、圩x寫控制RD，WR。</p><p>　?、芸刂?數(shù)據(jù)選擇信號(hào)（輸入）。</p><p>　?、軨/D（A

39、0）RD WR功能</p><p>　　0 0 1 CPU從8251A輸入數(shù)據(jù)</p><p>　　0 1 0 CPU向8251A輸出數(shù)據(jù)</p><p>　　1 0 1 CPU讀8251A的狀態(tài)</p><p>　　1 1 0 CPU向

40、8251A寫控制命令</p><p>　　因?yàn)?251A使用前必須進(jìn)行初始化，以確定工作方式、傳送速率、字符格式以及停止位長(zhǎng)度等；改變8251A的工作方式時(shí)必須再次進(jìn)行初始化編程。</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)流程圖</b></p><p>　　8086CPU與8251A的硬件接線圖</p><p><b

41、>　　源程序：</b></p><p>　　ADD8251D EQU 30H ; 串行通信控制器數(shù)據(jù)口地址</p><p>　　ADD8251C EQU 32H ; 串行通信控制器控制口地址</p><p>　　CODE SEGMENT ;</p><p>　　ASSUME DS:DATA,CS:COD

42、E</p><p><b>　　START: </b></p><p>　　MOV AX,DATA</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　INIT: XOR AL,AL ;AL清零</p><p>　　MOV

43、 CX,03 </p><p>　　MOV DX,ADD8251C </p><p>　　OUT1:OUT DX,AL ;往8251A的控制端口送3個(gè)0</p><p>　　LOOP OUT1 </p><p>　　MOV AL,40H </p><p>　　OUT

44、 DX,AL </p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　MOV DX, ADD8251C</p><p>　　MOV AL, 01001101b ;寫模式字 1停止位,無校驗(yàn),8數(shù)據(jù)位, x1</p><p>　　OUT DX, AL</p><p&g

45、t;　　MOV AL, 00010101b ;控制字 清出錯(cuò)標(biāo)志, 允許發(fā)送接收</p><p>　　OUT DX, AL</p><p>　　RE: MOV CX,25</p><p>　　LEA DI,STR1</p><p>　　Send: ; 串口發(fā)送</p

46、><p>　　MOV DX, ADD8251C</p><p>　　MOV AL, 00010101b ; 清出錯(cuò),允許發(fā)送接收</p><p>　　OUT DX, AL</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　WTXD:</b>&

47、lt;/p><p>　　IN AL, DX</p><p>　　TEST AL, 1 ; 發(fā)送緩沖是否為空</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　JZ WTXD</p><p>　　MOV AL, [DI] ; 取要發(fā)送的

48、</p><p>　　MOV DX, ADD8251D</p><p>　　OUT DX, AL ; 發(fā)送</p><p><b>　　PUSH CX</b></p><p>　　MOV CX,20h</p><p>　　SIM: LOOP SIM</

49、p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　INC DI</b></p><p>　　LOOP Send</p><p><b>　　JMP RE</b></p><p>　　CODE ENDS</

50、p><p>　　DATA SEGMENT</p><p>　　STR1 DB 'THIS IS PROTEUS 8251 UART TEST ! '</p><p>　　DB 'WELCOME TO 8086 SIMULATION'</p><p>　　DATA ENDS</p>&l

51、t;p><b>　　END START</b></p><p><b>　　五、結(jié)論與心得</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)的幾天里，我天天對(duì)著電腦，忙著接線，腦袋跟隨者CPU不停的轉(zhuǎn)，中午也不回宿舍睡覺，但是仍然有一種愉悅感，我向這就是程序設(shè)計(jì)的魅力，遇到問題，解決問題的過程時(shí)快樂的。進(jìn)步本身就時(shí)一件令人快樂的事情。</p>

52、;<p>　　做這個(gè)設(shè)計(jì)題目，前前后后花了我一周的時(shí)間。其中前三天用于做前期的知識(shí)準(zhǔn)備，還有一些時(shí)間用于和同學(xué)探討，還有一些時(shí)間用于思維的轉(zhuǎn)變，有時(shí)自己的思維方式相對(duì)有些死板而已。要敢于思考，要喜歡思考，要善于思考，這對(duì)我自己來說，都是一個(gè)啟發(fā)。</p><p>　　在程序調(diào)試成功后，有不少同學(xué)問我，這個(gè)程序如何理解。我從頭到尾給他們講了，他們懂了，我自己對(duì)程序的理解就更深一步了，得到了一種成就感；

53、當(dāng)然在寫程序的過程中，在其他的同學(xué)身上學(xué)到了很多東西，自己也取得了很大的進(jìn)步。</p><p>　　有時(shí)當(dāng)有一個(gè)沒解決的問題困擾我的時(shí)候，在睡覺的時(shí)候，腦袋里出現(xiàn)的全是程序設(shè)計(jì)的代碼，達(dá)到了一種“暮然回首，那人卻在燈火闌珊處”的境界了。程序設(shè)計(jì)的感覺真好！真希望多開幾門這樣的課！</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>

54、;　　[1]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.3:299-319</p><p>　　[2]范立南,張樂.微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2012.1:12-54</p><p>　　[3]楊立,鄧振杰,荊淑霞.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2009.3:45-89</p><p>　　[