【正文】 微 機 接 口 課 程 設(shè) 計 之 雙 機 間 的 串 行 通 信 微機接口課程設(shè)計實驗報告 第 1 頁 一、課程設(shè)計目的 : 通過本次課程設(shè)計實踐，熟悉和掌握微機系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計方法、設(shè)計步驟，提高綜合應(yīng)用所學(xué)知識及動手和分析問題、解決問題的能力；同時還應(yīng)達到以下目的： 1. 了解串行通信的一般工作原理和工作過程； 2． 熟悉 8259A中斷控制器的工作原理和應(yīng)用編程； 3. 熟悉 RS— 232C串行 接口標準及和 TTL電路的連接方法； 4. 熟悉 8251A芯片的工作原理 ，掌握用 8251A進行異步 串行通信時的 編程 方法； 5. 熟悉 8253A計數(shù)器 /定時器的工作方式及應(yīng)用編程。 二、課程設(shè)計任務(wù) : 設(shè)有兩臺 PC機 —— 甲機和乙機，利用兩臺試驗箱上的 8251A 芯片、 TTL 和RS— 232C 電平轉(zhuǎn)換 芯片（ MC1488 和 MC1489） 、 8254A 芯片等，實現(xiàn)甲乙兩機之間的全雙工近距離 異步 串行通信；具體要求如下： 1. 甲機和 乙機通過各自的鍵盤輸入控制鍵（ 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)送到對方， 每輸入一個字符發(fā)送一次；同時雙方又可接收對方發(fā)來的字符。 2. 發(fā)送的字符和接收的字符均在甲機和乙機各自的顯示器上顯示；雙方的發(fā)送均采用查詢方式，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，無校驗，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，故雙機接口間可采用零 MODEM方式的簡單連接。 2. 由 8254A產(chǎn)生方波時鐘信號作為 8251A的發(fā)送和接收時鐘， 8254A計數(shù)通道的 CLK輸入可采用 1MHZ的方波信號。 3. 中斷采用 PC機內(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：計數(shù)器 0— 230H, 計數(shù)器 1— 231H，計數(shù)器 2— 232H，控制口 — 233H； 8259A的端口地址： 20H和 21H。 三 、所用設(shè)備 ： IBMPC 機兩臺（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，定時器 /計數(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臺電腦通過串行口直接相連，電纜兩端的插頭都是 9 針的母插頭： 微機接口課程設(shè)計實驗報告 第 2 頁 四、硬件設(shè) 計： ： 計算機傳輸數(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)線來傳送數(shù)據(jù)，雖然并行傳送方式的速度很快，但由于信號的衰減或失真等原因，并行傳輸?shù)木嚯x不能太長，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，一次傳送一個字節(jié)，而異步傳輸數(shù)據(jù)是一次傳送一個數(shù)據(jù)塊。 串口是計算機上一種非常通用設(shè)備 串行 通信的協(xié)議。大多數(shù)計算機包含兩個基于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)（ 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。對于兩個進行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配： RS232（ ANSI/EIA232 標準）是 IBMPC 及其兼容機上的串行連接標準。 可用于許多用途，比如連接鼠標、打印機或者 Modem，同時也可以接工業(yè)儀器儀表。用于驅(qū)動和連線的改進， RS232 只限于 PC 串口和設(shè)備間點對點的通信。 IBM PC 及其兼容機提供了一種有較強的硬件依賴性，但卻比較靈活的串行口 I/O的方法，即通過 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)，讀寫字符等功能。 14 號中斷的功能總結(jié)如下： 串行口服務(wù) (Serial Port Service—— INT 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 微機接口課程設(shè)計實驗報告 第 3 頁 入口參數(shù)： AH＝ 00H DX＝初始化通信口號 (0＝ COM1， 1＝ COM2，?? ) AL＝初始化參數(shù)，參數(shù)的說明如下： 波特率奇偶位停止位字的位數(shù) 76543210 000 = 110X0 = None0 = 1 bit10 = 7 bits 001 = 15001 = Odd1 = 2 bits11 = 8 bits 010 = 30011 = Even 011 = 600 100 = 1200 101 = 2400 110 = 4800 111 = 9600 (2)、功能 01H ：向通信口輸出字符 入口參數(shù)： AH＝ 01H AL＝字符 DX＝初始化通信口號 (0＝ COM1， 1＝ COM2，?? ) 出口參數(shù)： AL 的值不變 AH 的位 7＝ 0—— 操作成功，通信口狀態(tài)， AH 的位 6~0 是其狀態(tài)位 (3)、功能 02H ：從通信口讀入字符 入口參數(shù)： AH＝ 02H DX＝初始化通信口號 (0＝ COM1， 1＝ COM2，?? ) 出口參數(shù)： AL＝接受的字符 AH 的位 7＝ 0—— 操作 成功，通信口狀態(tài)， AH 的位 6~0 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)： AH＝ 03H DX＝初始化通信口號 (0＝ COM1， 1＝ COM2，?? ) 出口參數(shù)： AH＝通信口狀態(tài)， AL＝ Modem 狀態(tài)，參見功能號 00H 中的說明 (5)、功能 04H 微機接口課程設(shè)計實驗報告 第 4 頁 功能描述：擴充初始化通信口，僅在 PS/2 中有效 本設(shè)計正是利用 14 號配置串口，實現(xiàn)雙機的雙工通信及單機的自發(fā)自收通信。并畫出了比較完整的原理圖與寫出了比較詳細的程序 2. 原理框圖 ： 資料： 1）、 8251A 相關(guān)資料介紹： 8251A 的基本性能 ： 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 0~。 （ 2）．同步方式下的格式 每個字符可以用 7 或 8 位來表示，并且內(nèi)部能自動檢測同步字符，從而實現(xiàn)同步。除此之外， 8251A 也允許同步方式下增加奇 /偶校驗位進行校驗。 （ 3）．異步方式下的格式 每個字符也可以用 7 或 8 位來表示，時鐘頻率為傳輸波特率的 16 或 64 倍，用 1 位作為奇 /偶校驗。 1 個啟動位。并能根據(jù)編程 為每個數(shù)據(jù)增加 1 個、 1． 5 個或 2 個停止位?？梢詸z查假啟動位，自動檢測和處理終止字符。 （ 4）．全雙工的工作方式 （ 5）．提供出錯檢測 8251A 的內(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 /寫控制電路，調(diào)制解調(diào)控制電路。 CPU 總線 定時器8253 8251