微机原理串口通信课程设计概要.docx

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微机原理串口通信课程设计概要

1基础理论知识

1.1通信的方式

通信的基本方式可以分为并行通信和串行通信两种。

串行通信时数据用一根传输线逐为顺序传送。

并行通信和串行通信是CPU与外部设备之间进行信息交换的基本方法。

采用并行通信时，构成一个字符或数据的各位同时传送，每一位都占用一条通信线，另外还需要联络以保证和外围设备协调地工作，它具有较高的传输速度。

但由于在长线上驱动和接收信号较困难，驱动和接收电路较复杂，因此并行通信的传输距离受到限制，这种通信方式多用于计算机内部，或者作为计算机与近距离外围设备传输信息用。

1.2串行通信

串行通信分为两种类型：

串行异步通信和串行同步通信。

串行异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。

同步通信时指在约定的数据通信数率下，发送方和接收方的时钟信号频率和相位始终保持一致，通信双方发送数据和接收数据具有完全一致的定时关系。

串行通信的数据传输方式分为单工传送，半双工传送，全双工传送。

单工传送：

单工传送时指在通信时只能由一方发送数据，另一方接收数据的通信方式。

半双工传送：

指在通信时双方都能够接收或者发送，但是不能够同时接收和发送的通信方式。

全双工传送：

通信双方之间有两条通路，发送信息和接收信息可以同时进行。

2串口通信芯片8250

2.18250的内部结构

INS8250是通用异步收发器UART，用作异步通信接口电路。

INS8250的引脚信号基本上可以分为两大类：

与CPU系统总线相连的信号线和与通信设备MODEM连接的信号线

2.28251的内部寄存器及其编程方法

在微机中用可编程芯片8250来实现串行通信。

由于8250的引脚较多，在此就不列出了，仅列出它的几个寄存器，因为在编写串行通信程序时要使用这些寄存器。

2.2.1波特率因子寄存器（DLL/DLH）

8250芯片规定当线路控制寄存器写入D7=1时，接着对口地址3F8H、3F9H可分别写入波特率因子的低字节和高字节，即写入除数寄存器（L）和除数寄存器（H）中。

而波特率为1.8432MHZ/（波特率因子╳16），波特率和除数对照表见下表：

十进制

十六进制

波特率

1047

417

110

768

300

100

384

180

300

192

600

1200

2400

4800

9600

2.2.2通信线路控制寄存器（LCR）（3FBH）

该寄存器规定了异步串行通信的数据格式。

各位含义如下：

DLAB

EPS

PEN

STB

WLS1

WLS0

其中：

D1～D0是字长。

它们的取值和对应的字长如下表：

5位

6位

7位

8位

D2是停止位。

它的取值和对应的停止位如下表：

1位

15位（数据位5位）

2位（数据位6、7、8位）

D3说明是否允许奇偶校验。

如果为0无奇偶校验，如果为1允许奇偶校验。

D4说明是奇校验还是偶校验。

如果为0是奇校验，如果为1是偶校验。

这一位起作用的前题是D3为1。

D5说明是否有附加奇偶校验位。

如果为0无附加奇偶校验位，如果为1有附加奇偶校验位。

D6如果为0正常，如果为1发空缺位。

D7如果为0允许访问接收、发送数据寄存器或中断允许寄存器。

如果为0允许访问波特率因子寄存器。

通信线路控制寄存器LCR主要用来指定异步通信数据格式，即字符长度、停止位位数、奇偶校验。

LCR的控制字如下

2.2.3通信线路状态寄存器（3FDH）

该寄存器向CPU提供有关数据传输的状态信息，各位含义如下：

TSRE

THRE

D0：

DR，接收数据就绪D1：

OE，数据重叠错D2：

PE，数据奇偶错

D3：

FE，缺少正确停止位D4：

BI，接收空缺位D5：

THRE，发送保持器空

D6：

TSRE，发送移位寄存器空

读入时各数据位等于1有效，读入操作后各位均复位。

除D6位外，其它位还可被CPU写入，同样可产生中断请求。

2.2.4中断允许寄存器（3F9H）

该寄存器允许8250四种类型中断（相应位置1）并通过IRQ4向8088CPU发中断请求。

各位含义如下：

EMSI

ELSI

ETBEI

ERBFI

D0：

为1允许接收缓冲区满中断

D1：

为1允许发送保持器空中断

D2：

为1允许接收数据出错中断

D3：

为1允许Modem状态改变中断

2.2.5中断识别寄存器（3FAH）

为了具体识别时哪种事件引起的中断，直到该中断请求被CPU响应并服务之后，才能接收其他的中断请求。

该寄存器为只读寄存器，内容格式为

ID2

ID1

2.2.6调制解调控制寄存器（3FCH）

MODEM控制寄存器用来设置对MODEM的联络控制信号和芯片自检，寄存器的各位定义

LOOP

OUT2

OUT1

RTS

DTR

D0：

DTR=1，数据终端就绪，输出端DTR为低电平

D1：

RTS=1，请求发送，输出端RTS为低电平

D2：

OUT1=1，用户指令输出，输出端OUT1为低电平

D3：

OUT2=1，输出端OUT2为低电平，允许发送IRQ4中断请求

D4：

循环（自诊断用）=1，发送数据立即被接收，可用于自检

2.2.7MODEM状态寄存器（3FEH）

Modem状态寄存器用来检测和记录来自Modem的联络信号及其状态变化。

此寄存器的各位定义为：

RLSD

DSR

CTS

△RLSD

△RI

△DSR

△CTS

2.2.8发送保持寄存器和接收缓冲寄存器（3F8H）

发送时，CPU首先将待发送的字符写到8250的发送保持寄存器THR中，然后进入发送移位寄存器，在发送始终的作用下，从SOUT引脚输出。

一旦THR的内容送到发送移位寄存器TSR后，THR就变空，同时将LSR的THRE位置“1”，产生中断请求，要求CPU发送下一个字符。

CPU向THR写入下一个字符后，THRE位自动清“0”。

如此重复，直到全部数据发送完毕。

接收时，串行数据在接收时钟的作用下，从SIN引脚先输入到移位寄存器RSR，然后由RSR并行输入到接收缓冲寄存器RBR，一旦RBR变满，将LSR的DR位置“1”，产生中断请求，要求CPU读取数据字符。

CPU从RBR读取该字符后，DR位自动清“0”。

如此重复，直到所有的数据接收完毕。

2.38250的各寄存器的地址

寄存器

COM1端口下的地址

COM2端口下的地址

发送保持寄存器（THR）

3F8H

2F8H

接收数据寄存器（RBR）

3F8H

2F8H

低字节波特率因子（设置工作方式控制字D7=1）（LSB）

3F8H

2F8H

高字节波特率因子（设置工作方式控制字D7=1）（MSB）

3F9H1

2F9H1

中断允许寄存器（IER）

3F9H

2F9H

中断识别寄存器（IIR）

3FAH

2FAH

线路控制寄存器（LCR）

3FBH

2FBH

MODEM控制寄存器（MCR）

3FCH

2FCH

线路状态寄存器（LSR）

3FDH

2FDH

MODEM状态寄存器（MSR）

3FEH

2FEH

3程序设计

3.1程序设计思路

根据设计要求，要实现通过串口进行通信，就必须有一个发送端和一个接收端，因此要编写两个程序，在发送端编写发送程序，在接受端编写接收程序。

发送PC机和接收PC机通过RS-232C的3根信号线（TXD、RXD、GND）进行相连。

我决定采用查询方式编写发送程序和接收程序。

编写发送程序的时候，首先要初始化段寄存器，设置发送缓冲区指针。

然后初始化8250，通过初始化8250来设置串口的参数。

再根据线路状态寄存器的内容，测试发送保持寄存器是否为空，如果不为空，继续读线状态寄存器的内容，判断发送保持寄存器是否为空，如果为空的话，读取按键字符并显示和发送它。

我事先规定当输入某一个字符的时候发送结束，这时候我就要判断按键是否为该字符，是该字符的时候结束程序。

编写接收程序的时候首先要设置接收缓冲区，设置接收错信息，初始段寄存器，设置接收缓冲寄存器地址指针然后初始化8250，初始设置和接收端的保持一置。

以上完成后开始接收，在屏幕上显示接收开始。

然后读线状态寄存器，判断是否接收错，在屏幕上显示接收错误，继续读线状态寄存器，如果接收无误，则测试接收数据是否准备好了，为准备好则循环测试，准备好了则接收字符。

判断接收的字符是否为规定的结束字符，如果是结束程序，如果不是显示字符。

两台机器的连接图如下。

3.2程序流程图

3.2.1发送端程序流程图

3.2.2接收端的程序流程图

3.3具体的程序

3.3.1发送端的程序代码

STACKSEGMENTPARASTACK'STACK'

DB200DUP（0）

STACKENDS

DATASEGMENT

DISPDB'TRANSMISSIONSTART:

',0AH,0DH,'$'

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA,SS:

STACK

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVAX,STACK

MOVSS,AX

MOVDX,3FBH；置DLAB=1

MOVAL,80H

OUTDX,AL

MOVDX,3F8H；置波特率因子寄存器

MOVAL,0CH；波特率因子低字节

OUTDX,AL

MOVDX,3F9H

MOVAL,0；波特率因子高字节

OUTDX,AL

MOVDX,3FBH；置线路控制寄存器

MOVAL,03H；数据位8位，停止位1位、无校验

OUTDX,AL

MOVDX,3FCH；置MODEM控制寄存器

MOVAL,02H；禁止中断

OUTDX,AL

MOVDX,3F9H；置中断允许寄存器

MOVAL,0；屏蔽所有中断

OUTDX,AL

MOVDX,OFFSETDISP；显示发送提示信息

MOVAH,9

INT21H

LO0P:

MOVDX,3FDH；读线路状态寄存器

INAL,DX

TESTAL,20H；测试发送保持寄存器

JZL0OP；不空，则循环测试

MOVAH,1；读取按键字符并显示

INT21H

MOVDX,3F8H；发送该字符

OUTDX,AL

CMPAL,’P’；判断按下的字符是否为P

JZOVER；是，则结束

JMPLOP；不是继续循环

OVER:

MOVAH,4CH；返回DOS

INT21H

CODEENDS

END

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