单片机与pc机通讯课程设计8251A可编程通讯接口与PC机通讯.docx
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单片机与pc机通讯课程设计8251A可编程通讯接口与PC机通讯
摘要
设计了一个8251可编程通讯接口与PC机通信，8251是一种可编程的通用同步/异步接收发送器，被广泛应用于Intel80X86为CPU的微型计算机中。
本设计采用8253芯片的分频作为8251的收发时钟频率，实现8251可编程通信接口与PC机的通讯。
关键词：
异步；串行通信；8251
1课题描述··································································1
2课题分析··································································2
2.18251基本功能····························································2
2.28251的内部结构··························································2
2.38251编程字·····························································2
3.设计过程··································································4
3.1电路图设计······························································4
3.2硬件设计·······························································4
3.3软件设计·······························································4
4验证测试·································································12
5总结·····································································13
参考文献··································································14
1课题描述
利用8253芯片的分频作为8251的收发时钟频率，8251异步串行通信，实现8251可编程通信接口与PC机的通讯。
采用查询I/O方式，故收/发程序中只需检查发/收准备好的状态是否置位，即可收发l个字节，每按动一次任一数字键，就把该键值通过8251发送给PC机接收，并在PC机屏幕上显示出该键值。
2课题分析
2.18251基本功能
8251A是一种可编程的通用同步/异步接收发送器，通常作为串行通信接口使用，被广泛应用Intel80X86为CPU的微型计算机中。
其基本功能为：
（1）它是全双工、双缓冲器的接收/发送器。
（2）可工作在同步或异步工作方式。
同步方式工作时，波特率在0～64K范围内；异步方式时，波特率在0～9．2K范围内。
（3）同步方式时，字符可选择为5～8bit，可加奇偶校验位，可自动检测同步字符。
（4）异步方式时，字符可选择为5～8bit，可加奇偶校验位，自动为每个字符添加一个启动位，并允许通过编程选择1、2．5、或2位停止位。
2.28251内部结构
本设计采用异步方式，则由发送控制电路在其首尾加上起始位和停止位，然后从起始位开始，经移位寄存器从数据输出线TXD逐位串行输出。
图2.18251内部结构
2.38251编程字
（1）工作方式控制字
D1D0确定是工作于同步方式还是异步方式。
D1D0=00为同步方式，当方式设为同步时，方式控制字后必须装入同步字符，并由同一个方式控制字规定装入单同步字符还是双同步字符；D1D0≠00为异步方式，且有3种组合来选择输入的时钟频率与波特率之间的系数。
D3D2确定每个字符的数据位（不包括奇偶校验位）。
D5D4确定是否校验和奇偶校验的性质。
D7D6含义因同步方式或异步方式而异。
异步方式（D1D0≠00）时用来确定停止位个数。
同步方式时D6用来确定是内同步（SYNDET脚为输出）还是外同步（SYNDET为输入），D7用来确定同步字符个数。
外同步方式时，同步字符只用于发送，接收时不作用。
例：
某异步通讯，数据位为8位，1位起始位、2位停止位、奇校验、波特率系数为16。
则有:
11011110B=0DEH
MOVDX，309H；8251A命令口
MOVAL，0DEH
OUTDX，AL
（2）工作命令控制字
D0设置为1允许8251A开始发送操作。
只有命令字的D0=1，引脚TXDRY（通知CPU：
发送器准备好）才可能有效（为1）。
可作为发送中断屏蔽位。
D1设置为1强制引脚DTR有效，表示数据终端准备好，通知调制解调器：
8251A已准备好。
D2设置为1允许8251A开始接收数据。
只有命令字D2=1，RXRDY才有可能为1。
允许接收时必须使错误标志复位（见D4）。
在同步方式时还必须指定进入同步搜索操作（见D7）。
D3设置为1迫使TXD端发送低电平，以此作断点字符。
D4设置为1则对状态字中的所有操作出错标志（FE，OE，PE）复位。
D5设置为1强制RTS引脚（请求发送）有效，向调制解调器提出发送请求。
D6设置为1强制8251A内部复位，使之回到准备接收方式字的状态。
D7只用于同步方式。
为使8251A进入同步搜索操作，将输入的信息和同步字符比较。
（3）状态字
状态字的作用是8251A向CPU送去数据传送操作中的各种状态信息。
方式字，同步字符，命令字都是CPU写入8251A的，以控制8251A的工作方式和操作。
那么，8251A在发送，接收数据的过程中实际工作状态如何呢？
如一个字符接收全了没有？
接收的数据有没有错误？
有什么类型的错误？
发送缓冲器空了没有？
发送移位寄存器空了没有？
等等，这些在发送/接收数据操作过程中的状态信息随时寄存在8251A内部的状态冲寄存器内，CPU可以通过I/O读操作（=1）把状态字读入加以分析，控制CPU和8251A之间的数据交换。
状态位D0（TXRDY）——发送器准备好。
状态位D1（RXRDY）——接收准备好。
状态位D2（TxE）——发送器空。
状态位D3（PE）——奇偶校验错标志
状态位D4（OE）——溢出（覆盖）错误标志。
状态位D5（FE）——帧格式错误标志
状态位D6（SYNDET）——同步检测。
状态位D7（DSR）——数据装置准备好。
3设计过程
3.1电路设计
本次设计利用实验机内的8253芯片的分频作为8251的收发时钟频率。
利用实验机内小键盘，每按动一次任一数字键，就把该键值通过8251发送给PC机接收，并在PC机屏幕上显示出该键值。
图3.18251与CPU的连接
3.2硬件设计
采用最简单的发送线TxD、接收线RxD和地线GND三根线连接就能进行通信。
采用8251A作为接口的主芯片再配置少量附加电路，如波特率发生器、RS—232C与TTL电平转换电路、地址译码电路等就可构成一个串行通信接口。
3.3软件设计
（1）程序流程图
图3.2主程序流程图图3.3中断服务程序流程图
（2）程序清单
CODESEGMENT;PC8251.ASM,8251TXD-->PCRXD
ASSUMECS:
CODE
SECOPORTEQU03F9H
SEDAPORTEQU03F8H
PAEQU0FF21H;字位口
PBEQU0FF22H;字形口
PCEQU0FF23H;键入口
ORG1A00H
START:
JMPSTART0
BUFDB
KZDB
lcntkzdw
;lkeydb
zpdw
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
START0:
callfor8251
movzp,offsetbuf
CALLBUF1;DISP:
8251-1
redikey:
calldispkey
cmpKZ,10h
jcwattxd
jmpfunckey
WATTXD:
MOVDX,SECOPORT
INAL,DX
TESTAL,01H
JZWATTXD
MOVAL,KZ
MOVDX,SEDAPORT
OUTDX,AL
movbx,zp
mov[bx],al
cmpbx,offsetbuf+5
jzzp1
incbx
movzp,bx
jmpredikey
zp1:
movzp,offsetbuf
jmpredikey
funckey:
CMPKZ,1FH
JNZREDIKEY
callbuf2;good
monit:
CALLDISP
JMPmonit
dispkey:
calldisp
callkey
XD:
MOVBX,lcntkz
MOVCX,[BX]
MOVAH,AL
CMPAL,CH
JEXD1
MOVCL,88H
XD1:
DECCL
CMPCL,82H
JEXD3
CMPCL,0EH
JEXD3
CMPCL,00H
JEXD2
MOVAL,20H
JMPXD3
XD2:
MOVCL,0FH
XD3:
MOVBX,lcntkz
MOVCH,AH
MOV[BX],CX
movkz,al
RET
key:
moval,0ffh
movdx,0ff22h
outdx,al
movbl,00h
movah,0feh
movcx,08h
key1:
moval,ah
movdx,0ff21h
outdx,al
rolal,01h
movah,al
nop
nop
nop
nop
nop
nop
movdx,0ff23h
inal,dx
notal
nop
nop
andal,0fh
jnzkey2
incbl
loopkey1
jmpnkey
key2:
testal,01h
jekey3
moval,00h
jmpkey6
key3:
testal,02h
jekey4
moval,08h
jmpkey6
key4:
testal,04h
jekey5
moval,10h
jmpkey6
key5:
testal,08h
jenkey
moval,18h
key6:
addal,bl
cmpal,10h
jncfkey
movbl,al
MOVBH,0H
MOVSI,OFFSETDATA2
MOVAL,[bx+si]
RET
nkey:
MOVAL,20h
fkey:
ret
data2:
DB07h,04h,08h,05h,09h,06h,0ah,0bh,DB01h,00h,02h,0fh,03h,0eh,0ch,0dh
for8251:
CALLT8253
MOVAL,65H
OUTDX,AL
MOVDX,03f9h
MOVAL,25h
OUTDX,AL
MOVDX,03f9h
MOVDX,65h
OUTDX,AL
MOVDX,03f9h
MOVAL,4eh
OUTDX,AL
MOVDX,03f9H
MOVAL,25h
outdx,al
ret
T8253:
MOVDX,43H;9600
MOVAL,76H
OUTDX,AL
MOVDX,41H
MOVAL,0CH
OUTDX,AL
MOVDX,41H
MOVAL,00H
OUTDX,AL
MOVDX,03F9H
MOVDX,03f9h
RET
DISP:
MOVAL,0FFH;00H
MOVDX,PA
OUTDX,AL
MOVCL,0DFH;20H;显示子程序,5ms
MOVBX,OFFSETBUF
DIS1:
MOVAL,[BX]
MOVAH,00H
PUSHBX
MOVBX,OFFSETDATA1
ADDBX,AX
MOVAL,[BX]
POPBX
MOVDX,PB
OUTDX,AL
MOVAL,CL
MOVDX,PA
OUTDX,AL
PUSHCX
DIS2:
MOVCX,00A0H
INCBX
RORCL,1;SHRCL,1
JMPDIS1
LX1:
MOVAL,0FFH
MOVDX,PB
OUTDX,AL
RET
BUF1:
MOVBUF,08H
MOVBUF+1,02H
MOVBUF+2,05H
MOVBUF+3,01H
MOVBUF+4,17H
MOVBUF+5,01H
RET
BUF2:
MOVBUF,09H
MOVBUF+1,00H
MOVBUF+2,00H
MOVBUF+3,0dH
MOVBUF+4,10H
MOVBUF+5,10H
RET
BUF3:
MOVBUF,0eH
MOVBUF+1,18H
MOVBUF+2,18H
MOVBUF+3,10H
MOVBUF+4,10H
MOVBUF+5,10H
RET
CODEENDS
ENDSTART
4验证测试
采用DICE-8086对本设计进行验证。
在P.态下，运行实验程序，如在PC机和实验系统联机状态下，可用鼠标左键单击菜单栏“文件”或工具栏“新建图标”，建立以“.ASM”为后缀的文件，输入源文件并保存，再单击工具栏中编译，即可完成源文件自动编译、装载目标代码功能，再单击“调试”中“R运行”或工具图标运行，运行后的结果如图4.1，此时数码显示8251—1，等待按键，发送键值；运行“串口调试助手”，按动小键盘数字键，在PC机屏幕上显示相应的数字，按MON键发送结束，串口调试助手显示如图4.2。
按RST键，返回P.态。
测试结果如下：
图4.1装载运行程序结果
图4.2小键盘输入后串口调试助手显示
5总结
课程设计的过程是艰辛的，但是收获却是很大的。
这次课程设计主要是应用以前学习的8253芯片的分频作为8251的收发时钟频率，8251异步串行通信，实现8251可编程通信接口与PC机的通信，每按动一次任一数字键，就把该键值通过8251发送给PC机接收，并在PC机屏幕上显示出该键值。
首先，综合课程设计把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更进一步的理解和认识，再次，在课程设计中碰到了很多的问题，通过查阅相关书籍资料，自己钻研，特别是得到了老师的谆谆教导，老师给予了我很大的帮助，不仅给了我思路上的开阔，还让我认识到了自己对以前所学知识的不足方面。
当然，通过这次课程设计，也发现了自身的很多不足之处，在以后的学习中，会不断的完善自我，不断进取，能使自己有一个大的发展。
参考文献
[1]沈美明.IBM-PC汇编语言程序设计.清华大学出版社.2001
[2]戴梅萼.微型计算机技术及应用.清华大学出版社.2003
[3]贾金玲.微型计算机原理与接口技术课程设计指导.2002.
[4]王正龙.微机接口与应用.清华大学出版社.2003
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