微机原理课程设计报告书两台PC机之间进行串口通信.docx

1、微机原理课程设计报告书两台PC机之间进行串口通信一、课程设计题目 两台PC机之间进行串口通信。二、课程设计目的与要求 通过本次实训，加强学生们对微机原理与接口技术这门课程的理解和掌握，同时了解并掌握8250串口芯片和中断管理芯片8259的初始化编程和使用。1.目的： 俩个PC机通过串行口互联，实现文件的无差错传输。2.基本要求：（1） PC机使用8250串口芯片。中断管理芯片使用8259 （2）要求用C语言或汇编语言完成程序的设计。（3）程序必须用中断方式来实现。（4）在U盘上自备TURBO C 2.0编译环境。因为机房的计算机(C和D盘要还原)安装有还原卡。（5）自购DB9P 公插头二个，2

2、，3脚交叉连线，5脚直接连接，焊接。电缆长度一米。（6）不准带电拔插串行口插头。 三、实现方法 1. 8250的初始化依据 8250（16550）的寄存器如下表所示：基地址读/写寄存器缩写注 释0Write-发送保持寄存器（DLAB=0）0Read-接收数据寄存器（DLAB=0）0Read/Write-波特率低八位（DLAB=1）1Read/WriteIER中断允许寄存器1Read/Write-波特率高八位（DLAB=1）2ReadIIR中断标识寄存器2WriteFCRFIFO控制寄存器3Read/WriteLCR线路控制寄存器4Read/WriteMCRMODEM控制寄存器5ReadLSR线

3、路状态寄存器6ReadMSRMODEM状态寄存器7Read/Write-Scratch Register PC机支持1-4个串行口，即COM1-COM4，其基地址在BIOS数据区0000：0400-0000：0406中描述，对应地址分别为3F8/2F8/3E8/2E8，COM1及COM3使用PC机中断4，COM2及COM4使用中断3。 在上表中，8250共有12个寄存器，使用了8个地址，其中部分寄存器共用一个地址，由DLAB=0/1来区分，在DLAB=1用于设定通讯所需的波特率。常用的波特率参数见下表：速率（BPS）波特率高八位波特率低八位5009h00h30001h80h60000hC0h2

4、40000h30h480000h18h960000h0Ch1920000h06h3840000h03h5760000h02h11520000h01h 以下几个表格为8250的寄存器的功能描述： 中断允许寄存器（IER）：位注 释7未使用6未使用5进入低功耗模式（16750）4进入睡眠模式（16750）3允许MODEM状态中断2允许接收线路状态中断1允许发送保持器空中断0允许接收数据就绪中断 Bit0置1将允许接收到数据时产生中断，Bit1置1时允许发送保持寄存器空时产生中断，Bit2置1将在LSR变化时产生中断，相应的Bit3置位将在MSR变化时产生中断。中断识别寄存器（IIR）：位注 释Bi

5、t6:7=00无FIFOBit6:7=01允许FIFO，但不可用Bit6:7=11允许FIFOBit5允许64字节FIFO（16750）Bit4未使用Bit316550超时中断Bit2:1=00MODEM状态中断（CTS/RI/DTR/DCD）Bit2:1=01发送保持寄存器空中断Bit2:1=10接收数据就绪中断Bit2:1=11接收线路状态中断Bit0=0有中断产生Bit0=1无中断产生IIR为只读寄存器，Bit6:7用来指示FIFO的状态，均为0时则无FIFO，此时为8250或16450芯片，为01时有FIFO但不可以使用，为11时FIFO有效并可以正常工作。Bit3用来指示超时中断（1

6、6550/16750）。 Bit0用来指示是否有中断发生，Bit1:2标识具体的中断类型，这些中断具有不同的优先级别，其中LSR中断级别最高，其次是数据就绪中断，然后是发送寄存器空中断，而MSR中断级别最低。FIFO控制寄存器（FCR）：位注 释Bit7:6=001Byte产生中断Bit7:6=014Byte产生中断Bit7:6=108Byte产生中断Bit7:6=1114Byte产生中断Bit5允许64字节FIFOBit4未使用Bit3DMA模式选择Bit2清除发送FIFOBit1清除接收FIFOBit0允许FIFO FCR可写但不可以读，该寄存器用来控制16550或16750的FIFO寄存

7、器。Bit0置1将允许发送/接收的FIFO工作，Bit1和Bit2置1分别用来清除接收及发送FIFO。清除接收及发送FIFO并不影响移位寄存器。Bit1:2可自行复位，因此无需使用软件对其清零。Bit6:7用来设定产生中断的级别，发送/接收中断将在发送/接收到对应字节数时产生。线路控制寄存器（LCR）：位注 释Bit7=1允许访问波特率因子寄存器Bit7=0允许访问接收/发送及中断允许寄存器Bit6设置间断，0-禁止，1-设置Bit5:3=XX0无校验Bit5:3=001奇校验Bit5:3=011偶校验Bit5:3=101奇偶保持为1Bit5:3=111奇偶保持为0Bit2=01位停止位Bit

8、2=12位停止位（数据位6-8位），1.5位停止位（5位数据位）Bit1:0=005位数据位Bit1:0=016位数据位Bit1:0=107位数据位Bit1:0=118位数据位 LCR用来设定通讯所需的一些基本参数。Bit7为1指定波特率因子寄存器有效，为0则指定发送/接收及IER有效。Bit6置1会将发送端置为0，这将会使接收端产生一个“间断”。Bit3-5用来设定是否使用奇偶校验以及奇偶校验的类型，Bit3=1时使用校验，Bit4为0则为奇校验，1为偶校验，而Bit5则强制校验为1或0，并由Bit4决定具体为0或1。Bit2用来设定停止位的长度，0表示1位停止位，为1则根据数据长度的不同使

9、用1.5-2位停止位。Bit0:1用来设定数据长度。MODEM控制寄存器（MCR）：位注 释Bit7未使用Bit6未使用Bit5自动流量控制（仅16750）Bit4环路测试Bit3辅助输出2Bit2辅助输出1Bit1设置RTSBit0设置DSR MCR寄存器可读可写，Bit4=1进入环路测试模式。Bit3-0用来控制对应的管脚。线路状态寄存器（LSR）：位注 释Bit7FIFO中接收数据错误Bit6发送移位寄存器空Bit5发送保持寄存器空Bit4间断Bit3帧格式错Bit2奇偶错Bit1超越错Bit0接收数据就绪 LSR为只读寄存器，当发生错误时Bit7为1，Bit6为1时标示发送保持及发送移

10、位寄存器均空，Bit5为1时标示仅发送保持寄存器空，此时，可以由软件发送下一数据。当线路状态为0时Bit4置位为1，帧格式错时Bit3置位为1，奇偶错和超越错分别将Bit2及Bit1置位为1。Bit0置位为1表示接收数据就绪。MODEM状态寄存器（MSR）：位注 释Bit7载波检测Bit6响铃指示Bit5DSR准备就绪Bit4CTS有效Bit3DCD已改变Bit2RI已改变Bit1DSR已改变Bit0CTS已改变 MSR寄存器的高4位分别对应MODEM的状态线，低4位表示MODEM的状态线是否发生了变化。 以上我们详细介绍了PC机的串行通讯硬件环境，以下将分别给出使用查询及中断驱动的方法编写的

11、串行口驱动程序。这些程序仅使用RXD/TXD，无需硬件握手信号。 2. 程序源代码和部分注释#include #include #include #include #include #define SER_RBR 0 /*接收缓冲寄存器RBR（读） DLAB=0*/#define SER_THR 0 /*发送保持寄存器THR（写） DLAB=0*/#define SER_IER 1 /*中断允许寄存器IER（读/写） DLAB=0*/#define SER_IIR 2 /*中断识别寄存器IIR （读）*/#define SER_LCR 3 /*通信线路控制寄存器LCR （读/写）*/#defi

12、ne SER_MCR 4 /*Model控制寄存器MCR (读/写）*/#define SER_LSR 5 /*通信线路状态寄存器LSR （读）*/#define SER_MSR 6 /*Modem状态寄存器MSR （读）*/#define SER_DLL 0 /*除数锁存器（波特率低8位）DLL（读/写） DLAB=1*/#define SER_DLH 1 /*除数锁存器（波特率高8位）DLH（读/写） DLAB=1*/*8250使用1.8432MHz的基准时钟输入，所以除数=1843200/(B*16)*/#define SER_BAUD_1200 96 /*波特率为1200时，波特率因子

13、（除数）为96*/#define SER_BAUD_2400 48 /*波特率为2400时，波特率因子（除数）为48*/#define SER_BAUD_9600 12 /*波特率为9600时，波特率因子（除数）为12*/#define SER_BAUD_19200 6 /*波特率为19200时，波特率因子（除数）为6*/#define COM_1 0x3F8 /*COM1口 8250内部寄存器基地址*/#define COM_2 0x2F8 /*COM2口 8250内部寄存器基地址*/*/#define COM_3 0x3E8 /*COM3口 8250内部寄存器8250基地址*/#defin

14、e COM_4 0x2E8 /*COM4口 8250内部寄存器8250基地址*/#define SER_STOP_1 0 /* 1位停止位*/#define SER_STOP_2 4 /* 2位停止位*/#define SER_BITS_5 0 /* 5位数据位*/#define SER_BITS_6 1 /* 6位数据位*/#define SER_BITS_7 2 /* 7位数据位*/#define SER_BITS_8 3 /* 8位数据位*/#define SER_PARITY_NONE 0 /*无校验*/#define SER_PARITY_ODD 8 /*奇校验*/#define S

15、ER_PARITY_EVEN 24 /*偶校验*/#define SER_DIV_LATCH_ON 128 /*DLAB=1*/#define PIC_IMR 0x21 /*中断屏蔽寄存器*/#define PIC_ICR 0x20 /*中断控制寄存器*/ #define INT_SER_PORT_0 0x0C /*COM1与COM3中断向量编号*/#define INT_SER_PORT_1 0x0B /*COM2与COM4中断向量编号*/*函数声明*/void interrupt far Serial_Isr();void interrupt far Serial_File();Open_

16、Serial(int port_base, int baud, int configuration);Close_Serial(int port_base);/*全局变量定义，可在各函数间传递参数*/void interrupt far (*Old_Isr)(); /* Old_Isr保存原来的串口中断向量*/int old_int_mask; /*保存原来的中断屏蔽寄存器的值*/int open_port; /*当前打开的串口编号*/unsigned char s80;int j=0;char ch=0;int done=0;main()char press; char i; char fn

17、ame80; char fn80; /*初始化COM1端口*/Open_Serial(COM_1,SER_BAUD_1200,SER_PARITY_EVEN|SER_BITS_8|SER_STOP_1); printf(com:1;bps:1200;parity:even;bits:8;stop bit:1); printf(press any key to begin sendingn); enable();/*开中断*/memset(s,0,sizeof(s);/初始化s为零，指针指向swhile(1)printf(Serial Communicationn);printf(1.Send

18、Charn);printf(2.Accept Charn);printf(3.Send Filen);printf(4.Accept Filen);printf(5.Exitn);printf(please select number!n);i=getch();printf(%cn,i);switch(i)case 1: printf(please enter a char:n); press=getch(); Serial_Write(press); break;case 2: Serial_Isr(); break;case 3: printf(Please enter the file

19、name to be sent:n); scanf(%s,&fname); Serial_Write_File(fname); break;case 4: printf(Please enter the file name to preserve:n); scanf(%s,&fn); Serial_File(fn); break; case 5: exit(0); Close_Serial(COM_1);/*关闭串口COM1*/ break;default: printf(error!); break;/*-初始化串口-*/Open_Serial(int port_base, int baud

20、, int configuration) open_port = port_base; disable();/*关闭中断*/ outp(port_base + SER_LCR, SER_DIV_LATCH_ON);/*DLAB=1*/ outp(port_base + SER_DLL, baud); /*通过设置波特率因子来确定波特率*/ outp(port_base + SER_DLH, 0);outp(port_base + SER_LCR, configuration); /*通信方式设定，同时DLAB=0*/ outp(port_base + SER_IER, 1); /*允许接收数据

21、就绪中断，关闭其它中断*/ if(port_base = COM_1|port_base=COM_3) /*保存串口1、3原来的中断向量，以便在退出程序时恢复*/ Old_Isr =getvect(INT_SER_PORT_0); /*为串口设置新的中断向量，在发生中断时就会调用执行用户所指定的中断服务程序*/ setvect(INT_SER_PORT_0, Serial_Isr); printf(nOpening Com Port #1/3.n); else /*功能与上面的代码类似，只是处理的对象是串口2、4*/ Old_Isr =getvect(INT_SER_PORT_1); setv

22、ect(INT_SER_PORT_1, Serial_Isr); printf(nOpening Com Port #2/4.n); old_int_mask = inp(PIC_IMR);/*读入中断屏蔽寄存器的值*/ /*对应位为0则允许该中断，允许3（串口1中断）、4（串口2中断）而不影响其它中断的屏蔽状态*/ outp(PIC_IMR, (port_base=COM_1) ? (old_int_mask & 0xEF) : (old_int_mask & 0xF7 ); enable();/*允许中断*/*-关闭串口-*/Close_Serial(int port_base) outp

23、(port_base + SER_MCR, 0); outp(port_base + SER_IER, 0);/*禁止所有串口中断*/ outp(PIC_IMR, old_int_mask );/*恢复原来的中断屏蔽状态*/ if(port_base = COM_1) setvect(INT_SER_PORT_0, Old_Isr);/*恢复原来的串口中断向量*/ printf(nClosing Com Port #1.n); else setvect(INT_SER_PORT_1, Old_Isr); printf(nClosing Com Port #2.n); /*-写串口-*/Seri

24、al_Write(char ch) while(!(inp(open_port + SER_LSR) & 0x20)/*如串口不空闲，则循环等待*/ disable();/*当上面条件不等，说明串口空闲，退出循环*/ outp(open_port + SER_THR, ch); /*开始发送数据*/ enable();/*开中断*/*-写文件-*/Serial_Write_File() FILE *fp; while(!(inp(open_port + SER_LSR) & 0x20)/*如串口不空闲，则循环等待*/ disable(); fp=fopen(fname,rb); if(fp=N

25、ULL) printf(Failure to open the file!n); return; while(ch=fgetc(fp)!=eof() outp(open_port + SER_THR, ch); fclose(fp); enable();/*-串口中断服务程序-*/void interrupt far Serial_Isr()char ch;int x=inp(0x3fd);/读出线路状态寄存器的值给变量Xint j=1;disable(); while(j5)x=inp(0x3fd);if(x & 0x01)=1) ch=inp(0x3F8); /*开始接受数据*/ sj=c

26、h; printf(%d-%cn,j,ch); j+;j=j%50; j=1;enable();outp(PIC_ICR,0x20); main();/*写入OCW2，向8259发普通EOI指令*/void interrupt far Serial_File() FILE *p; char ch; int x=inp(0x3fd); int j=1; p=fopen(fn,w);/用写入的方式打开当前目录名为fn的文件 disable(); while(j1000)/从1循环到999x=inp(0x3fd);/再次读出变化后的线路状态寄存器的值给变量Xif(x & 0x01)=1) ch=in

27、p(0x3F8); /*开始接受数据*/ sj=ch;/将值给数组sj j在循环 fputc(ch,p);/*将ch中的字符输出到p指针中 ，也就是文件fn中*/ j+; j=j%50; j=1;enable();outp(PIC_ICR,0x20); fclose(fp); /*写入OCW2，向8259发普通EOI指令*/ 3. 程序流程图 四.实训体会经过一个星期的上机实践学习，使我对微机原理与接口技术这门课程有了更进一步的认识和了解，要想学好它要重在实践，要通过不断的对硬件操作才能更好地学习它，通过实践，我也发现我的好多不足之处，首先是自己在编程上比较差，对一些函数的认识和运用还不是很熟悉，其中曾遇到过很多问题，不过通过这次学习也有所改进；再有对8250的一些寄存器不太了解。通过实践，使我在这几个方面的认识有所提高。通过实践的学习，我认到学好计算机要重视实践操作，不仅仅是学习微机原理这门课程，还是其它的课程，以及其它的计算机方面的知识都要重在实践，所以后在学习过程中，我会更加注视实践操作，使自己便好地学好计算机。备注:由于设计的时间比较短暂，程序功能不是很完善，请老师批评指正！