單片機與pc機通訊課程設(shè)計--8251a可編程通訊接口與pc機通訊

1、<p><b>　　課程設(shè)計IV</b></p><p><b>　　設(shè)計說明書</b></p><p>　　數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院</p><p>　　2013年9月10日 </p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>

2、;　　2013—2014學(xué)年第一學(xué)期</p><p>　　課程設(shè)計名稱： 課程設(shè)計IV </p><p>　　設(shè)計題目： 8251A可編程通訊接口與PC機通訊 </p><p>　　完成期限：自 2013 年 9 月 2日至 2013年 9 月 14 日共 2 周</p><p>　　設(shè)計依據(jù)要求及主要內(nèi)容<

3、;/p><p><b>　　一、目的任務(wù)：</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　二、設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　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

4、模擬電路、數(shù)字電路的相關(guān)知識；</p><p>　　2. 熟悉實驗相關(guān)器材的主要功能。</p><p>　　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)：</p><p>　?。?）題目要求涉及的硬件電路圖及摘要說明。</p><p>　?。?）題目的工作原理及相應(yīng)描述。</p><p

5、>　?。?）程序流程框圖。</p><p>　　（4）程序文本輸入及實驗完成。</p><p><b>　　三、設(shè)計要求：</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　課程設(shè)計評閱</b><

6、/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　設(shè)計了一個8251可編程通訊接口與PC機通信，8251是一種可編程的通用同步/異步接收發(fā)送器，被廣泛應(yīng)用于Intel80X86為CPU的 微型計算機中。本設(shè)計采用8253芯片的分頻作為8251的收發(fā)時鐘頻率，實現(xiàn)8251可編程通信接口與PC機的通訊。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：異步

7、；串行通信；8251</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1課題描述······················

8、3;····································&#

9、183;······1</p><p>　　2課題分析·························&

10、#183;····································

11、;····2</p><p>　　2.1 8251基本功能··························

12、83;·································2</p><p&

13、gt;　　2.2 8251的內(nèi)部結(jié)構(gòu)·································

14、3;························2</p><p>　　2.3 8251編程字······

15、83;····································&

16、#183;·················2</p><p>　　3.設(shè)計過程··············

17、;····································

18、83;···············4</p><p>　　3.1 電路圖設(shè)計···············

19、3;····································&#

20、183;·········4</p><p>　　3.2 硬件設(shè)計·····················

21、3;····································&#

22、183;····4</p><p>　　3.3 軟件設(shè)計··························

23、3;····································4&

24、lt;/p><p>　　4驗證測試································&

25、#183;································12</p><p>

26、　　5總結(jié)····································

27、;·································13</p><p&g

28、t;　　參考文獻···································&#

29、183;······························14</p><p><b>　　1

30、課題描述</b></p><p>　　利用8253芯片的分頻作為8251的收發(fā)時鐘頻率，8251異步串行通信，實現(xiàn)8251可編程通信接口與PC機的通訊。采用查詢 I/O方式，故收/發(fā)程序中只需檢查發(fā)/收準(zhǔn)備好的狀態(tài)是否置位，即可收發(fā) l個字節(jié)，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。</p><p><b>　　2

31、課題分析</b></p><p>　　2.1 8251基本功能</p><p>　　8251A是一種可編程的通用同步/異步接收發(fā)送器，通常作為串行通信接口使用，被廣泛應(yīng)用Intel80X86為CPU的 微型計算機中。其基本功能為：</p><p>　　(1)它是全雙工、雙緩沖器的接收/發(fā)送器。</p><p>　　(2)可工作在同

32、步或異步工作方式。同步方式工作時，波特率在0～64K范圍內(nèi)；異步方式時，波特率在0～ 9．2K范圍內(nèi)。</p><p>　　(3)同步方式時，字符可選擇為5～8bit，可加奇偶校驗位，可自動檢測同步字符。</p><p>　　(4)異步方式時，字符可選擇為5～8bit，可加奇偶校驗位，自動為每個字符添加一個啟動位，并允許通過編程選擇1、2．5、或2位停止位。</p><

33、p>　　2.2 8251內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　本設(shè)計采用異步方式，則由發(fā)送控制電路在其首尾加上起始位和停止位，然后從起始位開始，經(jīng)移位寄存器從數(shù)據(jù)輸出線TXD逐位串行輸出。</p><p>　　圖 2.1 8251內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.3 8251編程字</p><p><b>　　工作方式控制字</

34、b></p><p>　　D1D0確定是工作于同步方式還是異步方式。D1D0=00為同步方式，當(dāng)方式設(shè)為同步時，方式控制字后必須裝入 同步字符，并由同一個方式控制字規(guī)定裝入單同步字符還是雙同步字符；D1D0≠00為異步方式，且有3種組合來 選擇輸入的時鐘頻率與波特率之間的系數(shù)。</p><p>　　D3D2確定每個字符的數(shù)據(jù)位（不包括奇偶校驗位）。</p><p&

35、gt;　　D5D4確定是否校驗和奇偶校驗的性質(zhì)。</p><p>　　D7D6含義因同步方式或異步方式而異。異步方式（D1D0≠00）時用來確定停止位個數(shù)。同步方式時D6用來確定 是內(nèi)同步（SYNDET腳為輸出）還是外同步（SYNDET為輸入），D7用來確定同步字符個數(shù)。外同步方式時，同步字 符只用于發(fā)送，接收時不作用。</p><p>　　例：某異步通訊，數(shù)據(jù)位為8位，1位起始位、2位停

36、止位、奇校驗、波特率系數(shù)為16。</p><p>　　則有:11011110B=0DEH</p><p>　　MOV DX，309H ；8251A命令口</p><p>　　MOV AL，0DEH</p><p><b>　　OUT DX，AL</b></p><p>　　(2)工作命令控制字&l

37、t;/p><p>　　D0設(shè)置為1允許8251A開始發(fā)送操作。只有命令字的D0=1，引腳TXDRY（通知CPU：發(fā)送器準(zhǔn)備好）才可能有效（為1）?？勺鳛榘l(fā)送中斷屏蔽位。</p><p>　　D1 設(shè)置為1強制引腳DTR有效，表示數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好，通知調(diào)制解調(diào)器：8251A已準(zhǔn)備好。 D2 設(shè)置為1允許8251A開始接收數(shù)據(jù)。只有命令字D2=1，RXRDY才有可能為1。允許接收時必須使錯誤標(biāo)志復(fù)

38、位（見D4）。在同步方式時還必須指定進入同步搜索操作（見D7）。</p><p>　　D3設(shè)置為1迫使TXD端發(fā)送低電平，以此作斷點字符。</p><p>　　D4設(shè)置為1則對狀態(tài)字中的所有操作出錯標(biāo)志（FE，OE，PE）復(fù)位。</p><p>　　D5設(shè)置為1強制RTS引腳（請求發(fā)送）有效，向調(diào)制解調(diào)器提出發(fā)送請求。</p><p>　　D

39、6設(shè)置為1強制8251A內(nèi)部復(fù)位，使之回到準(zhǔn)備接收方式字的狀態(tài)。</p><p>　　D7只用于同步方式。為使8251A進入同步搜索操作，將輸入的信息和同步字符比較。</p><p><b>　　(3)狀態(tài)字</b></p><p>　　狀態(tài)字的作用是8251A向CPU送去數(shù)據(jù)傳送操作中的各種狀態(tài)信息。方式字，同步字符，命令字都是CPU寫入82

40、51A的，以控制8251A的工作方式和操作。那么，8251A在發(fā)送，接收數(shù)據(jù)的過程中實際工作狀態(tài)如何呢？如一個字符接收全了 沒有？接收的數(shù)據(jù)有沒有錯誤？有什么類型的錯 誤？發(fā)送緩沖器空了沒有？發(fā)送移位寄存器空了沒有？等等，這些在發(fā)送/接收數(shù)據(jù)操作過程中的狀態(tài)信息隨 時寄存在8251A內(nèi)部的狀態(tài)沖寄存器內(nèi)，CPU可以通過I/O讀操作（=1）把狀態(tài)字讀入加以分析，控制CPU和 8251A之間的數(shù)據(jù)交換。狀態(tài)位D0（TXRDY）——發(fā)送器準(zhǔn)

41、備好。狀態(tài)位D1（RXRDY）——接收準(zhǔn)備好。</p><p>　　狀態(tài)位D2（TxE）——發(fā)送器空。狀態(tài)位D3（PE）——奇偶校驗錯標(biāo)志</p><p>　　狀態(tài)位D4（OE）——溢出（覆蓋）錯誤標(biāo)志。狀態(tài)位D5（FE）——幀格式錯誤標(biāo)志</p><p>　　狀態(tài)位D6（SYNDET）——同步檢測。狀態(tài)位D7（DSR）——數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好。</p>&

42、lt;p><b>　　3 設(shè)計過程</b></p><p><b>　　3.1電路設(shè)計</b></p><p>　　本次設(shè)計利用實驗機內(nèi)的8253芯片的分頻作為8251的收發(fā)時鐘頻率。利用實驗機內(nèi)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。</p><p>　

43、　圖3.1 8251與CPU的連接</p><p><b>　　3.2 硬件設(shè)計</b></p><p>　　采用最簡單的發(fā)送線TxD、接收線 RxD和 地線GND三 根線連接就能進行通信。采用8251A作為接口的主芯片再配置少量附加電路，如波特率發(fā)生器、 RS—232C 與TTL電平轉(zhuǎn)換電路、地址譯碼電路等就可構(gòu)成一個串行通信接口。</p><p

44、><b>　　3.3 軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　(1) 程序流程圖</b></p><p>　　圖3.2 主程序流程圖 圖3.3 中斷服務(wù)程序流程圖</p><p><b>　　(2)程序清單</b><

45、/p><p>　　CODE SEGMENT ;PC8251.ASM,8251TXD-->PCRXD</p><p>　　ASSUME CS:CODE</p><p>　　SECOPORT EQU 03F9H</p><p>　　SEDAPORT EQU 03F8H</p><p>　　P

46、A EQU 0FF21H ;字位口</p><p>　　PB EQU 0FF22H ;字形口</p><p>　　PC EQU 0FF23H ;鍵入口</p><p><b>　　ORG 1A00H</b></p><p&g

47、t;　　START: JMP START0</p><p>　　BUF DB </p><p>　　KZ DB </p><p>　　lcntkz dw </p><p>　　;lkey db &l

48、t;/p><p>　　zp dw </p><p>　　data1: db0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1hdb86h,8eh,0ffh,0ch,89h,0deh,0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8FH</p><

49、p>　　START0: call for8251</p><p>　　mov zp,offset buf</p><p>　　CALL BUF1 ;DISP:8251-1</p><p>　　redikey: call dispkey</p><p>　　cmp KZ,10h</p><p><b

50、>　　jc wattxd</b></p><p>　　jmp funckey</p><p>　　WATTXD: MOV DX,SECOPORT</p><p><b>　　IN AL,DX</b></p><p>　　TEST AL,01H</p><p><b&g

51、t;　　JZ WATTXD</b></p><p><b>　　MOV AL,KZ</b></p><p>　　MOV DX,SEDAPORT</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　mov bx,zp</b></p

52、><p>　　mov [bx],al</p><p>　　cmp bx,offset buf+5</p><p><b>　　jz zp1</b></p><p><b>　　inc bx</b></p><p><b>　　mov zp,bx</b><

53、;/p><p>　　jmp redikey</p><p>　　zp1: mov zp,offset buf</p><p>　　jmp redikey</p><p>　　funckey: CMP KZ,1FH</p><p>　　JNZ REDIKEY</p>&l

54、t;p>　　call buf2 ;good</p><p>　　monit: CALL DISP</p><p><b>　　JMP monit</b></p><p>　　dispkey: call disp</p><p><b>　　call key</b></p

55、><p>　　XD: MOV BX,lcntkz</p><p>　　MOV CX,[BX]</p><p><b>　　MOV AH,AL</b></p><p><b>　　CMP AL,CH</b></p><p><b>　　JE XD1<

56、/b></p><p>　　MOV CL,88H</p><p>　　XD1: DEC CL</p><p>　　CMP CL,82H</p><p><b>　　JE XD3</b></p><p>　　CMP CL,0EH</p><p><b

57、>　　JE XD3</b></p><p>　　CMP CL,00H</p><p><b>　　JE XD2</b></p><p>　　MOV AL,20H</p><p><b>　　JMP XD3</b></p><p>　　XD2:

58、 MOV CL,0FH</p><p>　　XD3: MOV BX,lcntkz</p><p><b>　　MOV CH,AH</b></p><p>　　MOV [BX],CX</p><p><b>　　mov kz,al</b></p>

59、<p><b>　　RET</b></p><p>　　key: mov al,0ffh</p><p>　　mov dx,0ff22h</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov bl,00h</p><

60、;p>　　mov ah,0feh</p><p>　　mov cx,08h</p><p>　　key1: mov al,ah</p><p>　　mov dx,0ff21h</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　rol al,

61、01h</p><p><b>　　mov ah,al</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　

62、　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p>　　mov dx,0ff23h</p><p><b>　　in al,dx</b></p><p><b>

63、　　not al</b></p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop</b></p><p>　　and al,0fh</p><p><b>　　jnz key2</b></p><p><b>

64、;　　inc bl</b></p><p>　　loop key1 </p><p><b>　　jmp nkey</b></p><p>　　key2: test al,01h</p><p><b>　　je key3</b></p><p>　　

65、mov al,00h</p><p><b>　　jmp key6</b></p><p>　　key3: test al,02h</p><p><b>　　je key4</b></p><p>　　mov al,08h</p><p><b>　　j

66、mp key6</b></p><p>　　key4: test al,04h</p><p><b>　　je key5</b></p><p>　　mov al,10h</p><p><b>　　jmp key6</b></p><p>　　key

67、5: test al,08h</p><p><b>　　je nkey</b></p><p>　　mov al,18h</p><p>　　key6: add al,bl</p><p>　　cmp al,10h</p><p><b>　　jnc

68、 fkey</b></p><p><b>　　mov bl,al</b></p><p><b>　　MOV BH,0H</b></p><p>　　MOV SI,OFFSET DATA2</p><p>　　MOV AL,[bx+si]</p><p><

69、;b>　　RET</b></p><p>　　nkey: MOV AL,20h</p><p><b>　　fkey: ret</b></p><p>　　data2:DB 07h,04h,08h,05h,09h,06h,0ah,0bh,DB 01h,00h,02h,0fh,03h,0eh,0ch,0dh</p>

70、<p>　　for8251: CALL T8253</p><p>　　MOV AL,65H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,03f9h</p><p>　　MOV AL,25h</p><p><b>　　OUT D

71、X,AL</b></p><p>　　MOV DX,03f9h</p><p>　　MOV DX,65h</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,03f9h</p><p>　　MOV AL,4eh</p><p&g

72、t;<b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,03f9H</p><p>　　MOV AL,25h</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p><b>　　ret</b></p><p>　　T

73、8253: MOV DX,43H ;9600</p><p>　　MOV AL,76H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,41H</p><p>　　MOV AL,0CH</p><p><b>　　OUT DX,AL</b

74、></p><p>　　MOV DX,41H</p><p>　　MOV AL,00H</p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV DX,03F9H</p><p>　　MOV DX,03f9h</p><p><b>

75、;　　RET</b></p><p>　　DISP: MOV AL,0FFH ;00H</p><p><b>　　MOV DX,PA</b></p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV CL,0DFH ;20H ;顯示子程序 ,5ms <

76、/p><p>　　MOV BX,OFFSET BUF</p><p>　　DIS1: MOV AL,[BX]</p><p>　　MOV AH,00H</p><p><b>　　PUSH BX</b></p><p>　　MOV BX,OFFSET DATA1</p><p&

77、gt;<b>　　ADD BX,AX</b></p><p>　　MOV AL,[BX]</p><p><b>　　POP BX</b></p><p><b>　　MOV DX,PB</b></p><p><b>　　OUT DX,AL</b><

78、;/p><p><b>　　MOV AL,CL</b></p><p><b>　　MOV DX,PA</b></p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　PUSH CX</b></p><p>

79、　　DIS2: MOV CX,00A0H</p><p><b>　　INC BX</b></p><p>　　ROR CL,1 ;SHR CL,1</p><p><b>　　JMP DIS1</b></p><p>　　LX1: MOV AL,0FFH</p><p&

80、gt;<b>　　MOV DX,PB</b></p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　BUF1: MOV BUF,08H</p><p>　　MOV BUF+1,02H</p>&

81、lt;p>　　MOV BUF+2,05H</p><p>　　MOV BUF+3,01H</p><p>　　MOV BUF+4,17H</p><p>　　MOV BUF+5,01H</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　BUF2: MOV BUF,09H&l

82、t;/p><p>　　MOV BUF+1,00H</p><p>　　MOV BUF+2,00H</p><p>　　MOV BUF+3,0dH</p><p>　　MOV BUF+4,10H</p><p>　　MOV BUF+5,10H</p><p><b>　　RET</b&

83、gt;</p><p>　　BUF3: MOV BUF,0eH</p><p>　　MOV BUF+1,18H</p><p>　　MOV BUF+2,18H</p><p>　　MOV BUF+3,10H</p><p>　　MOV BUF+4,10H</p><p>　　MOV BUF+

84、5,10H</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　CODE ENDS</p><p><b>　　END START</b></p><p><b>　　4 驗證測試</b></p><p>　　采用DICE-8086對本

85、設(shè)計進行驗證。在P.態(tài)下，運行實驗程序，如在PC機和實驗系統(tǒng)聯(lián)機狀態(tài)下，可用鼠標(biāo)左鍵單擊菜單欄“文件”或工具欄“新建圖標(biāo)”， 建立以“.ASM”為后綴的文件，輸入源文件并保存，再單擊工具欄中編譯，即可完成源文件自動編譯、裝載目標(biāo)代碼功能，再單擊“調(diào)試”中“R運行”或工具圖標(biāo)運行，運行后的結(jié)果如圖4.1，此時數(shù)碼顯示8251—1，等待按鍵，發(fā)送鍵值；運行“串口調(diào)試助手”，按動小鍵盤數(shù)字鍵，在PC機屏幕上顯示相應(yīng)的數(shù)字，按MON鍵發(fā)送結(jié)束，

86、串口調(diào)試助手顯示如圖4.2。按RST鍵，返回P.態(tài)。</p><p><b>　　測試結(jié)果如下：</b></p><p>　　圖4.1 裝載運行程序結(jié)果</p><p>　　圖4.2 小鍵盤輸入后串口調(diào)試助手顯示</p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　

87、　課程設(shè)計的過程是艱辛的，但是收獲卻是很大的。這次課程設(shè)計主要是應(yīng)用以前學(xué)習(xí)的8253芯片的分頻作為8251的收發(fā)時鐘頻率，8251異步串行通信，實現(xiàn)8251可編程通信接口與PC機的通信，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。 </p><p>　　首先，綜合課程設(shè)計把以前學(xué)習(xí)到的知識得到鞏固和進一步的提高認(rèn)識，對已有知識有了更進一步的理解和認(rèn)識，再次，在課程

88、設(shè)計中碰到了很多的問題，通過查閱相關(guān)書籍資料，自己鉆研，特別是得到了老師的諄諄教導(dǎo)，老師給予了我很大的幫助，不僅給了我思路上的開闊，還讓我認(rèn)識到了自己對以前所學(xué)知識的不足方面。當(dāng)然，通過這次課程設(shè)計，也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足之處，在以后的學(xué)習(xí)中，會不斷的完善自我，不斷進取，能使自己有一個大的發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]