串口通讯课程设计

成 绩：

南京信息工程大学

《微机技术综合实验》

设计报告

设计课题： 专业班级： 测控技术与仪器 2 班 学生姓名： 倪阳 学生学号： 指导教师： 杨常松

二O 一四 年 五 月二十 日

8251单机串口通讯

一、设计目的

1．掌握8086 实现串口通信的方法；

U3

2．了解串行通讯的协议,8251芯片的逻辑功能以及正确的使用方法；

3．使用微处理器芯片及其它典型的接口芯片，设计微处理器应用的典型接口电路，加深 对微处理器、典型接口芯片特性的理解，掌握微处理器接口电路设计的初步方法，并进行一定的编程训练，加强微机应用的工程实践能力；

二、设计要求

1、利用 8086 控制8251A 可编程串行通信控制器，实现向PC 机发送字符串“WELCOME TO 8086 SIMULATION”

2、要求实时显示传送或者接受的数据 3、CPU 和8251之间采用查询方式交换数据

三、设计电路原理图

1．电路原理图

U1

3 4 7 8 13 14 17 18 1 11

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 OE LE 74HC373

32 29

M/IO

8086

LOAD_SEG=0x0200 SRCFILE=1.asm

74154

Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

2 5 6 9 12 15 16 19

A1

U4

23 22 21 20 M/IO 18

19

A B C D E1 E2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17

IO0 IO1 IO2 IO3 IO4 IO5 IO6 IO7 IO8 IO9 IO10 IO11 IO12 IO13 IO14 IO15

WR/LOCK

U12(1M)

P1

1 6 2 7 3 8 4 9

DCD DSR RXD RTS TXD CTS DTR RI

D C B A

ERROR COMPIM

四、软件流程图与程序清单

8251是用来作为CPU 与外设或者调制解调器之间的接口芯片。它的信号线可以分为4组：与CPU 连接的信号线，状态信号线，时钟信号线和与外设接口的信号线。与CPU 连接的信号线中，RESET 是芯片复位线，当该线为高电平时，芯片复位而处于空闲状态；C/D是地址线，若此线为高电平，则CPU 访问8251命令寄存器或状态寄存器，低电平则访问数据寄存器。状态信号线供CPU 查询或向CPU 申请中断用。TxRDY 发送准备好信号，高电平有效；RxRDY 接收准备好信号，高电平表示输入端接受了一个字符，通知CPU 取数据；TxE 发送空信号，高电平有效；SYNDET 为双功能引脚，同步方式时作为同步字符检出信号。时钟信号线包括发送器时钟信号（/TxC）、接收器时钟信号（/RxC）和内部工作时钟信号CLK 。 面向调制器的接口信号线包括：/DTR，数据终端准备好，是输出信号，低电平有效；/DSR，通信设备准备好，是输入信号，低电平有效；/RTS，请求发送，是输出信号，低电平有效；/CTS，允许发送，是输入信号，低电平有效；TxD ，发送数据线；RxD ，接收数据线。8251有两个8位的命令字，和一个8位状态字。方式命令字指定通信方式及数据格式，即指定8251为异步或同步，并按照其通信方式约定帧数据的格式。方式命令字的格式为8位，可以分为4组，每组2字，格式如下。

工作命令字指定8251进行某种操作，包括发送、接收、内部复位和检查同步字符等，或者处于某种工作状态，以便接收或发送数据。工作命令字的格式为8位，格式如下。

状态字报告8251何时才能开始接收或发送数据，以及接收数据是否有错。状态字为8位，其格式如下，所有状态位置“1”有效。

方式命令字、工作命令字和状态字之间的关系是：方式命令字只是约定了双方通信的方式及数据格式、传输速率等参数，但并没有规定数据传输的方向是接受还是发送，因此需要工作命令字来控制，而何时才能发送或者接收则由状态字控制。只有在8251进入发送或接受准备好状态才能真正开始数据的传送。

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。

①数据线D7～D0——双向、三态，用于与CPU 传送数据、命令、状态等信息。 ②片选CS ——用于芯片寻址。 ③读写控制RD ，WR 。

④控制/数据选择信号（输入）。 ⑤C/D（A0）RD WR 功能 0 0 1 CPU 从8251A 输入数据 0 1 0 CPU 向8251A 输出数据 1 0 1 CPU 读8251A 的状态 1 1 0 CPU 向8251A 写控制命令

因为8251A 使用前必须进行初始化，以确定工作方式、传送速率、字符格式以及停止位长度等；改变8251A 的工作方式时必须再次进行初始化编程。

程序设计流程图

系统RESET 初始化

8086CPU 与8251A 的硬件接线图

源程序：

ADD8251D EQU 30H ; 串行通信控制器数据口地址 ADD8251C EQU 32H ; 串行通信控制器控制口地址

CODE SEGMENT ;

ASSUME DS:DATA,CS:CODE

START:

MOV AX,DATA MOV DS,AX

INIT: XOR AL,AL ;AL 清零 MOV CX,03

MOV DX,ADD8251C

OUT1: OUT DX,AL ; 往8251A 的控制端口送3个0 LOOP OUT1

MOV AL,40H OUT DX,AL NOP

MOV DX, ADD8251C

MOV AL, 01001101b ; 写模式字 1停止位, 无校验,8数据位, x1 OUT DX, AL

MOV AL, 00010101b ; 控制字 清出错标志, 允许发送接收 OUT DX, AL

RE: MOV CX,25 LEA DI,STR1

Send: ; 串口发送 MOV DX, ADD8251C

MOV AL, 00010101b ; 清出错, 允许发送接收 OUT DX, AL NOP WTXD:

IN AL, DX

TEST AL, 1 ; 发送缓冲是否为空 NOP

JZ WTXD

MOV AL, [DI] ; 取要发送的 MOV DX, ADD8251D

OUT DX, AL ; 发送 PUSH CX

MOV CX,20h

SIM: LOOP SIM POP CX INC DI LOOP Send JMP RE

CODE ENDS DATA SEGMENT

STR1 DB 'THIS IS PROTEUS 8251 UART TEST ! ' DB 'WELCOME TO 8086 SIMULATION' DATA ENDS

END START

五、结论与心得

课程设计的几天里，我天天对着电脑，忙着接线，脑袋跟随者CPU 不停的转，中午也不回宿舍睡觉，但是仍然有一种愉悦感，我向这就是程序设计的魅力，遇到问题，解决问题的过程时快乐的。进步本身就时一件令人快乐的事情。

做这个设计题目，前前后后花了我一周的时间。其中前三天用于做前期的知识准备，还有一些时间用于和同学探讨，还有一些时间用于思维的转变，有时自己的思维方式相对有些死板而已。要敢于思考，要喜欢思考，要善于思考，这对我自己来说，都是一个启发。

在程序调试成功后，有不少同学问我，这个程序如何理解。我从头到尾给他们讲了，他们懂了，我自己对程序的理解就更深一步了，得到了一种成就感；当然在写程序的过程中，在其他的同学身上学到了很多东西，自己也取得了很大的进步。

有时当有一个没解决的问题困扰我的时候，在睡觉的时候，脑袋里出现的全是程序设计的代码，达到了一种“暮然回首，那人却在灯火阑珊处”的境界了。程序设计的感觉真好！真希望多开几门这样的课！

六、参考文献

[1]胡汉才. 单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,2010.3:299-319 [2]范立南, 张乐. 微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2012.1:12-54

[3]杨立, 邓振杰, 荆淑霞. 微型计算机原理与接口技术[M].北京:中国铁道出版社,2009.3:45-89 [4]方立友. 微机原理与汇编语言实用教程[M].北京：清华大学出版社，2008.5:159-189

附录：

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