深圳大学8251串行接口应用实验.docx

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深圳大学8251串行接口应用实验

得分

教师签名

批改日期

深圳大学实验报告

课程名称：

微型计算机技术及应用

实验名称：

8251串行接口应用实验

学院：

信息工程学院

专业：

班级：

组号：

指导教师：

报告人：

学号：

实验地点

实验时间：

2010年12月23日星期五

实验报告提交时间：

2011.01.07

一、实验目的

1.掌握8251的工作方式及应用。

2.了解有关串口通讯的知识。

二、实验设备：

PC机两台，TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置两套。

三、实验内容：

1.数据信号的串行传输实验，循环向串口发送一个数，使用示波器测量TXD引脚上的波形，以了解串行传输的数据格式。

2.自收自发实验，将3000H起始的10个单元中的初始数据发送到串口，然后自接收并保存到4000H起始的内存单元中。

3.双机通讯实验，本实验需要两台实验装置，其中一台作为接收机，一台作为发送机，发送机将3000H～3009H内存单元中共10个数发送到接收机，接收机将接收到的数据直接在屏幕上输出显示。

四、实验原理：

1.8251的基本性能

8251是可编程的串行通信接口，可以管理信号变化范围很大的串行数据通信。

有下列基本性能：

（1）通过编程，可以工作在同步方式，也可以工作在异步方式。

（2）同步方式下，波特率为0～64K，异步方式下，波特率为0～19.2K。

（3）在同步方式时，可以用5～8位来代表字符，内部或外部同步，可自动插入同步字符。

（4）在异步方式时，也使用5～8位来代表字符，自动为每个数据增加1个启动位，并能够根据编程为每个数据增加1个、1.5个或2个停止位。

（5）具有奇偶、溢出和帧错误检测能力。

（6）全双工，双缓冲器发送和接收器。

注意，8251尽管通过了RS-232规定的基本控制信号，但并没有提供规定的全部信号。

2.8251的内部结构及外部引脚

8251的内部结构图如图4.36所示，可以看出，8251有7个主要部分，即数据总线缓冲器、读/写控制逻辑电路、调制/解调控制电路、发送缓冲器、发送控制电路、接收缓冲器和接收控制电路，图中还标识出了每个部分对外的引脚。

8251的外部引脚如图4.37所示，共28个引脚，每个引脚信号的输入输出方式如图中的箭头方向所示。

图4.368251内部结构图

图4.378251外部引脚图

3.8251在异步方式下的TXD信号上的数据传输格式

图4.38示意了8251工作在异步方式下的TXD信号上的数据传输格式。

数据位与停止位的位数可以由编程指定。

图4.388251工作在异步方式下TXD信号的数据传输格式

4.8251的编程

对8251的编程就是对8251的寄存器的操作，下面分别给出8251的几个寄存器的格式。

（1）方式控制字

方式控制字用来指定通信方式及其方式下的数据格式，具体各位的定义如图4.39所示。

（2）命令控制字

命令控制字用于指定8251进行某种操作（如发送、接收、内部复位和检测同步字符等）或处于某种工作状态，以便接收或发送数据。

图4.40所示的是8251命令控制字各位的定义。

图4.408251命令控制字格式

（3）状态字

CPU通过状态字来了解8251当前的工作状态，以决定下一步的操作，8251的状态字如图4.41所示。

图4.418251状态字格式

（4）系统初始化

8251的初始化和操作流程如图4.42所示。

图4.428251初始化流程图

5.8251实验单元电路图

图4.438251实验单元电路图

五、实验步骤

2.自收自发实验

通过自收自发实验，可以验证硬件及软件设计，常用于自测试。

具体实验步骤如下：

（1）参考实验接线图如图4.45所示，按图连接实验线路。

（2）编写实验程序，编译、链接无误后装入系统。

（3）使用E命令更改4000H起始的10个单元中的数据。

（4）运行实验程序，待程序运行停止。

（5）查看3000H起始的10个单元中的数据，与初始化的数据进行比较，验证程序功能。

实验参考例程（A82512.ASM）

M8251_DATAEQU0600H;端口定义

M8251_CONEQU0602H

M8254_2EQU06C4H

M8254_CONEQU06C6H

SSTACKSEGMENTSTACK

DW64DUP（?

）

SSTACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVAX,0000H

MOVDS,AX

;初始化8254，得到收发时钟

MOVAL,0B6H

MOVDX,M8254_CON

OUTDX,AL

MOVAL,0CH

MOVDX,M8254_2

OUTDX,AL

MOVAL,00H

OUTDX,AL

;复位8251

CALLINIT

CALLDALLY

;8251方式字

MOVAL,7EH

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

CALLDALLY

;8251控制字图4.45自收自发实验接线图

MOVAL,34H

OUTDX,AL

CALLDALLY

MOVDI,3000H

MOVSI,4000H

MOVCX,000AH

A1:

MOVAL,[SI]

PUSHAX

MOVAL,37H

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

POPAX

MOVDX,M8251_DATA

OUTDX,AL;发送数据

MOVDX,M8251_CON

A2:

INAL,DX;判断发送缓冲是否为空

ANDAL,01H

JZA2

CALLDALLY

A3:

INAL,DX;判断是否接收到数据

ANDAL,02H

JZA3

MOVDX,M8251_DATA

INAL,DX;读取接收到的数据

MOV[DI],AL

INCDI

INCSI

LOOPA1

MOVAX,4C00H

INT21H;程序终止

INIT:

MOVAL,00H;复位8251子程序

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

CALLDALLY

OUTDX,AL

CALLDALLY

OUTDX,AL

CALLDALLY

MOVAL,40H

OUTDX,AL

RET

DALLY:

PUSHCX

MOVCX,3000H

A5:

PUSHAX

POPAX

LOOPA5

POPCX

RET

CODEENDS

ENDSTART

3.双机通讯实验

使用两台实验装置，一台为发送机，一台为接收机，进行两机间的串行通讯。

实验步骤如下：

图4.46双机通讯实验接线图

（1）按图4.46连接实验线路。

（2）为两台机器分别编写实验程序，编译、链接后装入系统。

（3）为发送机初始化发送数据。

在发送机3000H～3009H内存单元写入ASCII值：

30，31，32，33，34，35，36，37，38，39共10个数。

（4）首先运行接收机上的程序，等待接收数据，然后运行发送机上的程序，将数据发送到串口。

（5）观察接收机端屏幕上的显示是否与发送机端初始的数据相同，验证程序功能。

屏幕将会显示字符：

0123456789

实验参考例程（接收机）（A82513.ASM）

M8251_DATAEQU0600H

M8251_CONEQU0602H

M8254_2EQU06C4H

M8254_CONEQU06C6H

SSTACKSEGMENTSTACK

DW64DUP（?

）

SSTACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVAL,0B6H;初始化8254

MOVDX,M8254_CON

OUTDX,AL

MOVAL,0CH

MOVDX,M8254_2

OUTDX,AL

MOVAL,00H

OUTDX,AL

CLI

CALLINIT;复位8251

CALLDALLY

MOVAL,7EH

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

CALLDALLY

MOVAL,34H

OUTDX,AL

CALLDALLY

MOVAX,0152H;输出显示字符'R'

INT10H

MOVDI,3000H

MOVCX,000AH

A1:

INAL,DX

ANDAL,02H

JZA1

MOVDX,M8251_DATA

INAL,DX

ANDAL,7FH

MOV[DI],AL

INCDI

LOOPA1

MOVAL,00H

MOVSI,300AH

MOV[SI],AL

MOVAH,06H

MOVBX,3000H

INT10H;输出显示接收到的数据

STI

A2:

JMPA2

INIT:

MOVAL,00H;复位8251子程序

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

CALLDALLY

OUTDX,AL

CALLDALLY

OUTDX,AL

CALLDALLY

MOVAL,40H

OUTDX,AL

RET

DALLY:

PUSHCX

MOVCX,3000H

A3:

PUSHAX

POPAX

LOOPA3

POPCX

RET

CODEENDS

ENDSTART

实验参考程序（发送机）（A82514.ASM）

M8251_DATAEQU0600H

M8251_CONEQU0602H

M8254_2EQU06C4H

M8254_CONEQU06C6H

SSTACKSEGMENTSTACK

DW64DUP（?

）

SSTACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVAL,0B6H;初始化8254,得到收发时钟

MOVDX,M8254_CON

OUTDX,AL

MOVAL,0CH

MOVDX,M8254_2

OUTDX,AL

MOVAL,00H

OUTDX,AL

CALLINIT;复位8251

CALLDALLY

MOVAL,7EH

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL;8251方式字

CALLDALLY

MOVAL,34H

OUTDX,AL;8251控制字

CALLDALLY

MOVDI,3000H

MOVCX,000AH

A1:

MOVAL,[DI]

CALLSEND

CALLDALLY

INCDI

LOOPA1

A2:

JMPA2

INIT:

MOVAL,00H;复位8251子程序

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

CALLDALLY

OUTDX,AL

CALLDALLY

OUTDX,AL

CALLDALLY

MOVAL,40H

OUTDX,AL

RET

DALLY:

PUSHCX

MOVCX,3000H

A4:

PUSHAX

POPAX

LOOPA4

POPCX

RET

SEND:

;数据发送子程序

PUSHDX

PUSHAX

MOVAL,31H

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

MOVDX,M8251_DATA

PopAX

OUTDX,AL

MOVDX,M8251_CON

A3:

INAL,DX

ANDAL,01H

JZA3

POPDX

RET

CODEENDS

ENDSTART

六、实验数据截图：

七、实验总结：

通过这次实验，我初步掌握了8251这个芯片的用法和用途。

第一步成功顺利完成，第二个任务开始找不到联机，最后找没人的两台机操作，貌似不太顺利。

这个实验多动手操作，坚持就是胜利！

指导教师批阅意见：

成绩评定：

预习

（20分）

操作及记录

（40分）

数据处理及思考题（40分）

报告整体

印象

总分

数据处理

（25分）

结果与讨论

（5分）

思考题

（10分）

注：

1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充；

2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内；

3、教师可根据实验报告整体情况酌情扣分（10分）。