微機接口課程設計--雙機間的串行通 信

1、<p><b>　　微</b></p><p><b>　　機</b></p><p><b>　　接</b></p><p><b>　　口</b></p><p><b>　　課</b></p><p

2、><b>　　程</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p><b>　　之</b></p><p><b>　　雙</b></p><p>&

3、lt;b>　　機</b></p><p><b>　　間</b></p><p><b>　　的</b></p><p><b>　　串</b></p><p><b>　　行</b></p><p><b&

4、gt;　　通</b></p><p><b>　　信</b></p><p><b>　　一、課程設計目的:</b></p><p>　　通過本次課程設計實踐，熟悉和掌握微機系統(tǒng)的軟件、硬件設計方法、設計步驟，提高綜合應用所學知識及動手和分析問題、解決問題的能力；同時還應達到以下目的：</p>&

5、lt;p>　　1. 了解串行通信的一般工作原理和工作過程；</p><p>　　2．熟悉8259A中斷控制器的工作原理和應用編程；</p><p>　　3. 熟悉RS—232C串行接口標準及和TTL電路的連接方法；</p><p>　　4. 熟悉8251A芯片的工作原理，掌握用8251A進行異步串行通信時的編程</p><p><

6、b>　　方法；</b></p><p>　　5. 熟悉8253A計數(shù)器/定時器的工作方式及應用編程。</p><p><b>　　二、課程設計任務:</b></p><p>　　設有兩臺PC機——甲機和乙機，利用兩臺試驗箱上的8251A芯片、TTL和RS—232C電平轉換芯片（MC1488和MC1489）、8254A芯片等，實

7、現(xiàn)甲乙兩機之間的全雙工近距離異步串行通信；具體要求如下：</p><p>　　甲機和乙機通過各自的鍵盤輸入控制鍵（ESC）和要發(fā)送的字符，檢查是否按下 ESC鍵，若按下，則退出程序，返回DOS；否則將輸入的字符發(fā)送到對方，每輸入一個字符發(fā)送一次；同時雙方又可接收對方發(fā)來的字符。</p><p>　　2. 發(fā)送的字符和接收的字符均在甲機和乙機各自的顯示器上顯示；雙方

8、的發(fā)送均采用查詢方式，接收均采用中斷方式。</p><p>　　3. 異步串行通信的字符數(shù)據(jù)格式為起止式：1位停止位，8位數(shù)據(jù)位，無校驗，波特率因子為16；傳輸速率,即波特率自定。</p><p><b>　　提示：</b></p><p>　　由于是近距離通信，故雙機接口間可采用零MODEM方式的簡單連接。</p><p&

9、gt;　　由8254A產生方波時鐘信號作為8251A的發(fā)送和接收時鐘，8254A計數(shù)通道的CLK輸入可采用1MHZ的方波信號。</p><p>　　中斷采用PC機內部可屏蔽中斷控制器（8259A）的IRQ7。</p><p>　　8251A的端口地址：數(shù)據(jù)口—210H，命令/狀態(tài)口—211H；8254A的端口地址：計數(shù)器0—230H, 計數(shù)器1—231H，計數(shù)器2—232H，控制口—233

10、H；8259A的端口地址：20H和21H。</p><p><b>　　三、所用設備：</b></p><p>　　IBM-PC機兩臺（串行通信接口8251A兩片，串行發(fā)送器MC1488和串行接收器MC1489各兩片，定時器/計數(shù)器8253，終端控制器8259等），串口線一根</p><p>　　串行直連電纜用于兩臺臺電腦通過串行口直接相連，電

11、纜兩端的插頭都是9 針的母插頭：</p><p><b>　　四、硬件設計：</b></p><p><b>　　1.設計思想：</b></p><p>　　計算機傳輸數(shù)據(jù)有并行和串行兩種模式。在并行數(shù)據(jù)傳輸方式中，使用8條或更多的導線來傳送數(shù)據(jù)，雖然并行傳送方式的速度很快，但由于信號的衰減或失真等原因，并行傳輸?shù)木嚯x不能

12、太長，在串行通信方式中，通信接口每次由CPU得到8位的數(shù)據(jù)，然后串行的通過一條線路，每次發(fā)送一位將該數(shù)據(jù)放送出去。</p><p>　　串行通信采用兩種方式：同步方式和異步方式。同步傳輸數(shù)據(jù)時，一次傳送一個字節(jié)，而異步傳輸數(shù)據(jù)是一次傳送一個數(shù)據(jù)塊。</p><p>　　串口是計算機上一種非常通用設備串行通信的協(xié)議。大多數(shù)計算機包含兩個基于RS232的串口。串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。

13、盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配：</p><p>　

14、　RS-232（ANSI/EIA-232標準）是IBM-PC及其兼容機上的串行連接標準。可用于許多用途，比如連接鼠標、打印機或者Modem，同時也可以接工業(yè)儀器儀表。用于驅動和連線的改進， RS-232只限于PC串口和設備間點對點的通信。</p><p>　　IBM PC及其兼容機提供了一種有較強的硬件依賴性，但卻比較靈活的串行口I/O的方法，即通過INT 14調用ROM BIOS串行通信口的例行程序。該例行程序

15、。該例行程序包括將串行口初始化為指定的字節(jié)結構和傳輸速率，檢查控制器的狀態(tài)，讀寫字符等功能。</p><p>　　14號中斷的功能總結如下：</p><p>　　串行口服務(Serial Port Service——INT 14H) </p><p>　　00H —初始化通信口03H —讀取通信口狀態(tài)</p><p>　　01H —向通信口

16、輸出字符04H —擴充初始化通信口</p><p>　　02H —從通信口讀入字符</p><p>　　(1)、功能00H：初始化通信口</p><p>　　入口參數(shù)：AH＝00H</p><p>　　DX＝初始化通信口號(0＝COM1，1＝COM2，……)</p><p>　　AL＝初始化參數(shù)，參數(shù)的說明如下： 波

17、特率奇偶位停止位字的位數(shù)</p><p><b>　　76543210</b></p><p>　　000 = 110X0 = None0 = 1 bit10 = 7 bits</p><p>　　001 = 15001 = Odd1 = 2 bits11 = 8 bits</p><p>　　010 = 30011 =

18、 Even</p><p><b>　　011 = 600</b></p><p>　　100 = 1200</p><p>　　101 = 2400</p><p>　　110 = 4800</p><p>　　111 = 9600</p><p>　　(2)、功能01H

19、 ：向通信口輸出字符</p><p>　　入口參數(shù)：AH＝01H</p><p><b>　　AL＝字符</b></p><p>　　DX＝初始化通信口號(0＝COM1，1＝COM2，……)</p><p>　　出口參數(shù)：AL的值不變</p><p>　　AH的位7＝0——操作成功，通信口狀態(tài)，A

20、H的位6~0是其狀態(tài)位</p><p>　　(3)、功能02H ：從通信口讀入字符</p><p>　　入口參數(shù)：AH＝02H</p><p>　　DX＝初始化通信口號(0＝COM1，1＝COM2，……)</p><p>　　出口參數(shù)：AL＝接受的字符</p><p>　　AH的位7＝0——操作成功，通信口狀態(tài)，AH的

21、位6~0是其狀態(tài)位</p><p>　　(4)、功能03H </p><p>　　功能描述：讀取通信口狀態(tài)</p><p>　　入口參數(shù)：AH＝03H</p><p>　　DX＝初始化通信口號(0＝COM1，1＝COM2，……)</p><p>　　出口參數(shù)：AH＝通信口狀態(tài)，AL＝Modem狀態(tài)，參見功能號00H中的

22、說明</p><p>　　(5)、功能04H </p><p>　　功能描述：擴充初始化通信口，僅在PS/2中有效</p><p>　　本設計正是利用14號配置串口，實現(xiàn)雙機的雙工通信及單機的自發(fā)自收通信。并畫出了比較完整的原理圖與寫出了比較詳細的程序</p><p><b>　　原理框圖：</b></p>

23、<p><b>　　資料：</b></p><p>　　1）、8251A相關資料介紹：</p><p>　　1、8251A的基本性能：</p><p>　　8251A是可編程的串行通信接口芯片，基本性能有：</p><p>　?。?）．兩種工作方式：同步方式，異步方式。同步方式下，波特率為064K，異步方式下

24、，波特率為0~19.2K。</p><p>　?。?）．同步方式下的格式</p><p>　　每個字符可以用5、6、7或8位來表示，并且內部能自動檢測同步字符，從而實現(xiàn)同步。除此之外，8251A也允許同步方式下增加奇/偶校驗位進行校驗。</p><p>　?。?）．異步方式下的格式</p><p>　　每個字符也可以用5、6、7或8位來表示，

25、時鐘頻率為傳輸波特率的1、16或64倍，用1位作為奇/偶校驗。1個啟動位。并能根據(jù)編程為每個數(shù)據(jù)增加1個、1．5個或2個停止位?？梢詸z查假啟動位，自動檢測和處理終止字符。</p><p>　?。?）．全雙工的工作方式</p><p>　?。?）．提供出錯檢測</p><p>　　2、8251A的內部結構：</p><p>　　發(fā)送器由發(fā)送緩沖

26、器和發(fā)送控制電路兩部分組成。接收器由接收緩沖器和接收控制電路兩部分組成。數(shù)據(jù)總線緩沖器，讀/寫控制電路，調制解調控制電路。</p><p>　　8251A內部結構圖</p><p>　　3、8251外部引腳圖</p><p>　　8251的外部引腳下圖所示，共28個引腳，每個引腳信號的輸入輸出方式如圖中的箭頭方向所示。</p><p><

27、;b>　　8251外部引腳圖</b></p><p>　　4、8251A的編程</p><p>　　編程的內容包括兩大方面：</p><p>　　一是由CPU發(fā)出的控制字，即方式選擇控制字和操作命令控制字；</p><p>　　二是由8251A向CPU送出的狀態(tài)字。</p><p>　?。?）、方式選

28、擇控制字（模式字）</p><p>　　方式選擇控制字的格式如圖所示。</p><p>　?。?）、操作命令控制字（控制字）</p><p>　　操作命令控制字的格式如下：</p><p><b>　?。?）、狀態(tài)字</b></p><p><b>　　狀態(tài)字的格式如下：</b&g

29、t;</p><p>　　2）、8253A相關資料介紹：</p><p>　?。?）可編程定時/計數(shù)器模塊8253</p><p>　　本電路模塊可用于產生定時中斷，實現(xiàn)實時時鐘實驗等，本電路端口地址為CS。</p><p>　　8253由以下幾個部分組成：</p><p>　　（1 數(shù)據(jù)總線緩沖器(8位、三態(tài)、雙向)

30、；</p><p>　　(2 讀/寫控制邏輯；</p><p>　　CS：片選信號，低電平有效；</p><p>　　RD：讀信號，低電平有效；</p><p>　　WR：寫信號，低電平有效</p><p>　　A1A0：端口選擇信號</p><p>　　(3 三個通道( 0 ~ 2)；<

31、/p><p>　　(4 一個控制寄存器；</p><p>　　8253內部可分為6個模塊，每個模塊的功能如下：</p><p>　　1. 數(shù)據(jù)總線緩沖器及數(shù)據(jù)總線D0～D7</p><p>　　2. 讀/寫控制邏輯及控制引腳</p><p><b>　　3. 控制字寄存器</b></p>

32、<p>　　在初始化編程時，CPU寫入方式控制字到控制字寄存器中，用以選擇計數(shù)通道及其相應的工作方式。</p><p><b>　　8253的控制字：</b></p><p>　　8253的工作方式也是有控制字來決定，其控制字意義如下</p><p>　　4. 計數(shù)通道0、計數(shù)通道1、計數(shù)通道2</p><p&g

33、t;　　3個計數(shù)通道內部結構完全相同。每個計數(shù)通道都由一個16位計數(shù)初值寄存器、一個16位減法計數(shù)器和一個16位計數(shù)值鎖存器組成</p><p>　　計數(shù)初值存于預置寄存器，在計數(shù)過程中，減法計數(shù)器的值不斷遞減，而預置寄存器中的預置不變。輸出鎖存器用于寫入鎖存命令時，鎖定當前計數(shù)值。</p><p>　　計數(shù)器的3個引腳說明：</p><p>　　（1）CLK時鐘輸

34、入信號</p><p>　　在計數(shù)過程中，此引腳上每輸入一個時鐘信號（下降沿），計數(shù)器的計數(shù)值減1</p><p>　?。?） GATE門控輸入信號</p><p>　　控制計數(shù)器工作，可分成電平控制和上升沿控制兩種類型</p><p>　?。?） OUT計數(shù)器輸出信號</p><p>　　當一次計數(shù)過程結束（計數(shù)值減

35、為0），OUT引腳上將產生一個輸出信號</p><p>　　8253有6種工作方式，由方式控制字確定</p><p>　　區(qū)分這6種工作方式的主要標志由3點：一是輸出波形不同；二是啟動計數(shù)器的觸發(fā)方式不同；三是計數(shù)過程中門控信號GATE對計數(shù)器操作的控制不同。</p><p>　　1．.方式0--低電平輸出（GATE信號上升沿繼續(xù)計數(shù)）</p><

36、;p>　　2．方式1--低電平輸出（GATE信號上升沿重新計數(shù)）</p><p>　　3．方式2--周期性脈沖輸出</p><p>　　4．方式3--周期性方波輸出</p><p>　　OUT輸出低電平，裝入計數(shù)值n后，OUT立即跳變?yōu)楦唠娖?。如果當前GATE為高電平，則立即開始減“1”計數(shù)，OUT保持為高電平，若n為偶數(shù)，則當計數(shù)值減到n/2時，OUT跳變?yōu)?/p>

37、低電平，一直保持到計數(shù)值為“0”，系統(tǒng)才重新置入計數(shù)值n，實現(xiàn)循環(huán)計數(shù)。這時OUT端輸出周期為n×CLK周期，占空比為1：1的方波序列：若n為奇數(shù)，則OUT端輸出周期為n×CLK周期，占空比(n+1)/2 : (n-1)/2的近似方波序列。</p><p>　　5．方式4--單次負脈沖輸出（軟件觸發(fā)）</p><p>　　6．方式5--單次負脈沖輸出（硬件觸發(fā)）<

38、/p><p>　　每種工作方式的設置過程類似：</p><p><b>　?、?設定工作方式</b></p><p><b>　?、?設定計數(shù)初值</b></p><p>　　〔 ⑶ 硬件啟動 〕</p><p>　?、?計數(shù)初值進入減1計數(shù)器</p><p&

39、gt;　　⑸ 每輸入一個時鐘計數(shù)器減1的計數(shù)過程</p><p><b>　?、?計數(shù)過程結束</b></p><p>　　3）、74LS138相關資料介紹：</p><p>　　譯碼器74LS138:</p><p>　　74LS138 為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路

40、結構型式。 </p><p><b>　　其工作原理如下： </b></p><p>　?、佼斠粋€選通端（E3）為高電平，另兩個選通端（E1)和/(E2)）為低電平時，可將地址端（A0、A1、A2）的二進制編碼在Y0至Y7對應的輸出端以低電平譯出。比如：A0A1A2=011時，則Y6輸出端輸出低電平信號。 </p><p>　?、诶?E1、E

41、2和E3可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。</p><p>　　4）、RS—232C電平轉換芯片（MC1488和MC1489）相關資料介紹：</p><p>　　由于制定串行接口標準早在制定TTL邏輯系列之前，因此輸入輸出電平不與TTL兼容。因為這個原因，連接RS232到微機系統(tǒng)必須經過電平轉換。圖9.11中使用了MC1488從TTL 轉換到RS

42、232電平，用MC1489從RS232轉換到TTL電平。MC1488和MC1489集成電路芯片通常稱為線路驅動器和線路接收器。</p><p>　　最簡單的RS-232C數(shù)據(jù)通信連接</p><p>　　RS-232C接口電平轉換：</p><p>　　RS-232C是早期為促進公用電話網絡進行數(shù)據(jù)通信而制定的標準，其邏輯電平對地是對稱的，完全與TTL、CMOS邏輯

43、電平不同。</p><p>　　RS-232C采用負邏輯，即：</p><p>　　邏輯１：-5V～-15V。 邏輯０：+5V～+15V。</p><p>　　由于MCS-51采用TTL電平，若用RS-232C標準接口通信必須進行電平轉換。目前RS-232C與TTL電平轉換最常用的集成電路芯片是傳輸線驅動器MC1488傳輸線接收器MC1489。其內部結構和引腳如下圖

44、所示。</p><p>　　MC1488可完成TTL電平到RS-232C的電平轉換，輸入為TTL電平，輸出為RS-232C電平。其內部有３個與非門和１個反相器。采用±12V或±15V電源供電。</p><p>　　MC1489可完成由RS-232C到TTL電平轉換，輸入為RS-232C電平，輸出為TTL電平。其內部有4個反相器，采用+5V電源供電。MC1489中每個反相

45、器都有一個控制端，高電平有效，可作為RS-232C操作的控制端。RS-232C電平轉換芯片MC1488和MC1489</p><p>　　5）、ISA總線相關資料介紹：</p><p>　　ISA總線是IBM PC／AT機(CPU是80286)所用的系統(tǒng)總線：PC／AT總線經過標準化之后的名稱，IEEE將ISA總線作為IEEE P996推薦標準，這是一個16位兼8位的總

46、線標準。如果忽略標準化細節(jié)，則可認為16位ISA總線就是PC／AT總線。由于IBM PC／AT與IBM PC、IBM PC／XT機(CPU都是8088)所用的Pc總線兼容，所以可認為8位ISA總線(16位ISA總的低8位部分)就是PC總線。</p><p><b>　　引腳信號</b></p><p>　　圖9．1所示為16位ISA總線板

47、卡(又稱I／O擴展板或接口板)及插槽外形示意圖，元件面和焊接面共有31+18個引腳(A1～A31、B1～B31、C1～C18和D1～</p><p>　　D18)，其中A1～A31、Bl～B31是低8位部分即8位ISA總線所用的信號。8位ISA總線板卡及插槽與該圖的區(qū)別在于沒有36個引腳(C1一C18和D1～D18)那部分。顯然，8位ISA總線板卡可以插在16位的插槽中。表9.1給出了16位ISA總線前62個引腳

48、(亦是8位ISA總線的全部引腳)信號定義，表9．2給出了16位ISA總線的后36個引腳信號定義。</p><p>　　下面對引腳信號做一些簡要說明，首先是62線部分(8位ISA總線)。</p><p>　?、貲7～DO：8位數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。對于16位ISA總線，它們是數(shù)據(jù)線 的低8位。</p><p>　?、贏19～A0：20位地址線，輸出。</p

49、><p>　　③SMEMR(上劃線)、SMEMW(上劃線)：存儲器讀、寫命令，輸出，低電平有效。</p><p>　?、躀OR(上劃線)、IOW(上劃線)：I／O讀、寫命令，輸出，低電平有效</p><p>　?、軦EN：地址允許信號，輸出，高電平有效。該信號由DMAC發(fā)出，為高表示DMAC正在控制系統(tǒng)總線進行DMA傳送，所以它可用于指示DMA總線周期。</p&g

50、t;<p>　?、轇ALE：總線地址鎖存允許，輸出。該信號在CPU總線周期的Tl期間有效，可作為CPU總線周期的指示。</p><p>　　⑦I／O CH RAY：I／O通道準備好，輸入，高電平有效。該引腳信號與8086的READY功能相同，用于插入等待時鐘周期。</p><p>　　⑧I／OCHCK(上劃線)：I／0通道校驗，輸入，低電平有效。它有效表示板卡上出現(xiàn)奇偶校驗錯

51、。</p><p>　?、酙RQ7～IRQ2：6個中斷請求信號，輸入，分別接到中斷控制邏輯的主8259A的中斷請求輸入端IR7～IR2(參看第五章的圖5．23)。這些信號由低到高的跳變表示中斷請求，但應一直保持高電平，直到CPU響應中斷為止。它們的優(yōu)先級別與所連接的IR線相同，即IRQ2在這6個請求信號中級別最高，IRQ7的級別最低。</p><p>　?、釪RQ3～DRQl：3個DMA請

52、求信號，輸入，高電平有效。它們分別接到DMA控制器8237A的DMA請求輸入端DREQ3～DREQl。因此，優(yōu)先級別與它們相對應(DRQ1的級別最高，DRQ 3的級別最低)。</p><p>　　?DACK3(上劃線)～DACKl(上劃線)：3個DMA響應信號，輸出，低電平有效。?T／C：計數(shù)結束信號，輸出，高電平有效。它由DMAC發(fā)出，用于表示進行DMA傳送的通道編程時規(guī)定傳送字節(jié)數(shù)已經傳送完。但它沒有說明是哪

53、個通道，這要結合DMA響應信號DACK(上劃線)來判斷。</p><p>　　?OSC：振蕩器的輸出脈沖。</p><p>　　?CLK：系統(tǒng)時鐘信號，輸出。系統(tǒng)時鐘的頻率通常在4．77 MHz一8 MHz內選擇，最高頻率為8．3 MHz。CLK是由()SC的輸出3分頻產生的，也就是說()SC的頻率應是CLK的3倍。</p><p>　　?RESET：系統(tǒng)復位信號，

54、輸出，高電平有效。該信號有效時表示系統(tǒng)正處于復位狀態(tài)，可利用該信號復位總線板卡上的有關電路。</p><p>　　?NOWS：零等待狀態(tài)，輸入，低電平有效。用于縮短按照缺省設置應等待的時鐘數(shù)，當它有效時，不再插入等待時鐘。</p><p>　　?REFRESH(上劃線)：刷新信號，雙向，低電平有效，由總線主控器的刷新邏輯產生。該信號有效表示存儲器正處于刷新周期，</p>&l

55、t;p><b>　　以下是對36線部分</b></p><p>　　16位ISA總線的高8位)的簡要說明：</p><p>　　? SDl5～SD8：數(shù)據(jù)總線的高8位，雙向，三態(tài)。</p><p>　　?SBHE：總線高字節(jié)傳送允許，三態(tài)信號。該信號用來表示SDl5～SD8上正進行數(shù)據(jù)傳送。</p><p>　　?

56、LA23～LAl7：非鎖存的地址線，在BALE為高電平時有效。將它們鎖存起來，并和已鎖存的低位地址線(A19～A0)組合在一起，可形成24位地址線，因而使系統(tǒng)的尋址能力擴大到16 MB。</p><p>　　_MEMR(上劃線)，MEMW(上劃線)：存儲器讀、寫信號，低電平有效。這兩個信號在所有的存儲器讀或寫周期有效。相比之下，前面所介紹的SMEMR(上劃線)和SMEMW(上劃線)僅當訪問存儲器的低1 MB時才有

57、效。</p><p>　　+MEMCSl6(上劃線)：存儲器片選16，輸入，低電平有效。該信號用來表示當前的數(shù)據(jù)傳輸是具有一個等待時鐘的16位存儲器總線周期。</p><p>　　1 I／OCCSl6(上劃線)：I／O片選16，輸入，低電平有效。該信號為集電極開路，為低表示當前的數(shù)據(jù)傳輸是具有一個等待時鐘的16位I／O總線周期。</p><p>　　2 MASTER

58、(上劃線)：總線主控信號，輸入，在ISA總線的主控器初始化總線周期時產生，低電平有效。該信號與I／O通道上的I／0處理器的DRQ線一起用于獲取對系統(tǒng)總線的控制權。</p><p>　　3 IRQl5～IRQ10：6個中斷請求信號，輸入，接到中斷控制邏輯的從8259A。</p><p>　　4 DRQ7～DRQ5、DACK7(上劃線)～DACK5(上劃線)、DACK0(上劃線)：通道7～5

59、的DMA請求和相應的DMA響應信號(另有一個通道0的響應信號)。這3個通道可進行16位DMA傳送。</p><p><b>　　ISA總線時序 </b></p><p>　　ISA總線的時序和8086／8088的時序基本相同，但也有一些區(qū)別。有了8086／8088時序基礎，對ISA總線時序的理解主要在于以下幾點： </p><p>　?、俚刂泛?/p>

60、數(shù)據(jù)已不再分時復用信號線，因此在整個總線周期內有效。 </p><p>　?、诤?086／8088的最大模式一樣，存儲器讀／寫和I／O讀／寫的控制信號已分開，進行一種操作只需一個控制信號。 </p><p>　?、垡粋€典型的存儲器讀／寫周期還是由T1、T2、T3和T4組成，而I／O讀／寫周期和DMA周期都自動插入了一個等待時鐘周期。</p><p>　　④I／O C

61、H RAY相當于8086／8088時序中的：READY信號，當總線板卡上的存儲器或I／0電路較慢時，可利用該信號迫使CPU插入等待時鐘周期，但等待時鐘周期不得超過10個。</p><p>　?、?位ISA總線在存儲器讀／寫周期可用到20位地址，而16位．|SA總線在存儲器讀／寫周期中可使用24位地址。但由于受I／O指令的限制，8位和16位ISA總線的I／0讀／寫周期都只能使用低16位地址。 </p>

62、<p>　?、轇ALE在CPU總線周期的T1期間有效，它的基本作用是進行地址鎖存，但也可以作為一個新的CPU總線周期已開始的標志。 </p><p>　?、逜EN有效表示DMAC正在控制系統(tǒng)總線，所以它可以作為系統(tǒng)處于DMA總線周期的標志。</p><p><b>　　3.工作原理：</b></p><p>　　IBM PC及其兼容

63、機間經過RS－232－C口串行通信是在實際系統(tǒng)中用的最廣泛的。</p><p>　　上述框圖只是串口通信的的一個內部的原理圖，由于，本次設計是直接配置的PC機中的RS232適配卡，上述過程并不能看到，不過在，原理圖的分析中會做詳盡的解釋</p><p>　　本次實驗的外部來看實際的電路圖</p><p>　　PC機上的串行口是 9 針公插座，引腳定義為： </

64、p><p>　　所以本設計所采用的串口為雙端母插頭。</p><p>　　串口為交叉線，2，3號針腳交叉相連，5號針接公共地。</p><p>　　EIA RS-232-C接口（9針）插頭連線方法：</p><p><b>　　4.電路原理圖：</b></p><p>　　4.1頂層的模塊圖，top.

65、pri</p><p>　　此原理圖的主要參考資料是protel 99 se中Z80 Microprocessor的例子。整個串行通信系統(tǒng)包括六大部分：CPU部分、復位和時鐘電路部分、電源部分、存儲器部分、串口通信接口部分和外設部分。</p><p>　　下就各部分座簡要介紹。</p><p>　　4.2 CPU部分。CPU.sch</p><p

66、>　　CPU部分本來是用8086來做的，但考慮到，8086的尋址比較復雜，數(shù)據(jù)線分高八位和低八位，所以就改成了8088。IO/M,RD,WR幾個控制引腳的譯碼通過簡單的組合邏輯電路來實現(xiàn)。對RAM存儲器、ROM存儲器、各IO芯片的尋址譯碼，是通過一片3-8譯碼器74LS138來實現(xiàn)的。地址線的低13位代碼，在芯片選擇的時候，不起作用，只有A13~A15三位地址線負責譯碼。為了便于記憶，可把芯片選擇時的低13位地址線設為零，來代表它

67、的片選地址。如本設計中，RAM地址位0x00000來表示，而ROM的地址為0x20000，相應地，55，53，51的地址分別為：0x30000，0x40000,0x50000。</p><p>　　低13位地址線只在選擇存儲器中的某一存儲單元時使用。</p><p>　　4.3復位和時鐘電路。CPU_Clock.sch</p><p>　　微機電路在工作中受到干擾后

68、,容易出現(xiàn)CPU程序“跑飛”而盲目運行甚至出現(xiàn)死機現(xiàn)象。此時復位信號有效,使微機系統(tǒng)重新恢復正常運行。本設計采用的是比較簡單的一種手動的復位電路。它是通用的吧，是直接從protel的一個例子中拷</p><p><b>　　過來的。</b></p><p>　　關于處理器的時鐘電路確實有研究頭</p><p>　　8284除了提供頻率恒定的時鐘

69、信號外，還對準備好（ready）信號，和復位（reset）信號進行同步。外界的準備好信號輸入到8284的RDY，同步的準備好信號READY從8284輸出。同樣，外界的復位信號輸入到8284的RES，同步的復位信號RESET從8284輸出。這樣，從外部來說，可以在任何時候發(fā)出這兩個信號，但是，8284的內部邏輯電路設計成在時鐘下降沿處使READY和RESET有效。</p><p>　　根據(jù)不同的振蕩器，8284和振

70、蕩器之間，用兩種不同的連接方式。通過F/\C來實現(xiàn)：</p><p>　　此電路圖是按同步通信的方式畫的，READY信號在以后的設計中，也沒有用到，便把它的連接去掉了</p><p>　　4.4電源部分。Power Supply.sch</p><p>　　4.5存儲器部分。serial_memory.sch</p><p>　　2764只可

71、讀，6264可讀可寫，由于處理器用的是8088，便無需考慮A0的問題了，這種便利也體現(xiàn)在，后面的設計中，IO芯片的端口地址的設置上。</p><p>　　4.6 串口通信接口部分。serial51.sch</p><p>　　8253為8251提供波特率，8253只用它的第0個計數(shù)器，工作在方式3。下面是一段基于本設計的連接圖的通過8251實現(xiàn)自發(fā)自收串行通信的程序，內包含了8253，82

72、51的初始化。</p><p>　　STACKSEGMENTPARA STACK 'STACK'</p><p>　　DB128 DUP(?)</p><p>　　STACKENDS</p><p>　　CODESEGMENTPARA PUBLIC 'CODE'</p><p&g

73、t;　　ASSUMECS:CODE,SS:STACK,DS:CODE</p><p>　　START:JMPMAIN</p><p>　　SBUFDB1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;定義保存“發(fā)送信息”</p><p>　　RBUFDB10 DUP(?);和“接收信息”的存儲器區(qū)域</p><p>　　OCOMM

74、PROC ;將(AL)寫入8251的命令口</p><p>　　PUSHCX ;保存所用寄存器</p><p><b>　　PUSHDX</b></p><p>　　MOVDX,209H;執(zhí)行端口寫入操作</p><p><b>　　OUTDX,AL</b></p

75、><p>　　MOVCX,400H ;延時</p><p><b>　　LOOP$</b></p><p>　　POPDX ;恢復所用寄存器</p><p><b>　　POPCX</b></p><p>　　RET ;返回主

76、調程序</p><p>　　OCOMMENDP</p><p>　　INITPROC ;初始化子程序</p><p>　　MOV DX,0x40003H;設置8253的1#通道為方式3、只讀寫低8位數(shù)據(jù)和2進制計數(shù)方式</p><p>　　MOVAL,56H</p><p><b

77、>　　OUTDX,AL</b></p><p>　　MOVDX, 0x40001H;設置計數(shù)值，通訊速率為1M÷52÷16≈1200 bps</p><p><b>　　MOVAL,52</b></p><p><b>　　OUTDX,AL</b></p>&l

78、t;p>　　MOVAX,300H;向8251的命令端口寫入3個0</p><p>　　II1:CALLOCOMM</p><p><b>　　DECAH</b></p><p><b>　　JNZII1</b></p><p>　　MOVAL,40H;復位8251</p&

79、gt;<p>　　CALLOCOMM</p><p>　　MOVAL,4EH;設置1個停止位、8個數(shù)據(jù)位和16的波特率因子</p><p>　　CALLOCOMM</p><p>　　MOVAL,37H;允許8251發(fā)送和接收</p><p>　　CALLOCOMM</p><p>　　RE

80、T ;返回主調程序</p><p><b>　　INITENDP</b></p><p><b>　　MAIN:</b></p><p>　　MOVAX,CS;初始化數(shù)據(jù)段寄存器</p><p><b>　　MOVDS,AX</b></p>

81、<p>　　LEASI,SBUF;和發(fā)送</p><p>　　LEADI,RBUF;與接收指針</p><p><b>　　call init</b></p><p><b>　　M01:</b></p><p>　　MOVDX,0x50002H;等待8251處于允許發(fā)送

82、狀態(tài)</p><p><b>　　M02:</b></p><p><b>　　INAL,DX</b></p><p><b>　　TESTAL,1</b></p><p><b>　　JZM02</b></p><p>　

83、　MOVAL,[SI];發(fā)送1個數(shù)據(jù)</p><p><b>　　INCSI</b></p><p>　　MOVDX,0x50001H</p><p><b>　　OUTDX,AL</b></p><p>　　MOVCX,40H;延時</p><p><b

84、>　　LOOP$</b></p><p>　　MOVDX,0x50002H;等待8251處于允許接收狀態(tài)</p><p><b>　　M03:</b></p><p><b>　　INAL,DX</b></p><p><b>　　TESTAL,2</b

85、></p><p><b>　　JZM03</b></p><p>　　MOVDX,0x50001H;接收</p><p><b>　　INAL,DX</b></p><p>　　MOV[DI],AL;并保存一個數(shù)據(jù)</p><p><b>　　I

86、NCDI</b></p><p>　　CMPSI,OFFSET SBUF+10;判斷是否處理完了全部數(shù)據(jù)？</p><p>　　JBM01;未完，再處理下一個</p><p>　　HLT;完了，執(zhí)行停機動作</p><p><b>　　CODEENDS</b></p><p&

87、gt;<b>　　ENDSTART</b></p><p>　　下面是一段基于本設計的連接圖的通過8251實現(xiàn)串行通信的程序。</p><p>　　stack segment stack</p><p>　　stack ends</p><p>　　data segment</p><p>&l

88、t;b>　　data ends</b></p><p>　　code segment</p><p>　　assume cs:code,ds:data,ss:stack</p><p><b>　　start: </b></p><p><b>　　push cs</b></

89、p><p><b>　　pop ds </b></p><p>　　mov dx,0x0003h;設置8253計數(shù)1工作方式3</p><p>　　mov al,56h</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov al,52 <

90、/p><p>　　mov dx,0x0001h給8253計數(shù)器1送初值</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov dx,0x50001h ;初始化8251</p><p><b>　　xor al,al</b></p><p>　　

91、mov cx,03;向8251控制端口送3個0</p><p><b>　　delay:</b></p><p><b>　　call out1</b></p><p>　　loop delay</p><p>　　mov al,40h;向8251控制端口送40H,使其復位</p&

92、gt;<p><b>　　call out1</b></p><p>　　mov al,4eh;設置為1個停止位,8個數(shù)據(jù)位,波特率因子為16</p><p><b>　　call out1</b></p><p>　　mov al,27h;向8251送控制字允許其發(fā)送和接收</p>

93、<p><b>　　call out1</b></p><p>　　next: mov dx,0x50001h</p><p><b>　　in al,dx</b></p><p>　　test al,02;檢查接收是否準備好</p><p>　　jz next;沒有,

94、等待</p><p>　　mov dx,0x50000h</p><p>　　in al,dx;準備好,接收 </p><p>　　push ax </p><p>　　mov cx,40h</p><p><b>　　s51: </b></p><p

95、>　　loop s51;延時</p><p><b>　　waiti: </b></p><p>　　mov dx,0x50001h</p><p><b>　　in al,dx</b></p><p>　　test al,01;發(fā)送是否準備好</p><p&

96、gt;<b>　　jz waiti</b></p><p>　　mov dx,0x50000h</p><p><b>　　pop ax</b></p><p>　　out dx,al </p><p><b>　　jmp next</b></p><

97、p>　　out1 proc near;向外發(fā)送一字節(jié)的子程序</p><p>　　out dx,al</p><p><b>　　push cx</b></p><p>　　mov cx,400h</p><p><b>　　gg:</b></p><p>　

98、　loop gg;延時</p><p><b>　　pop cx</b></p><p><b>　　ret</b></p><p><b>　　out1endp</b></p><p><b>　　code ends</b></p>

99、;<p><b>　　end start</b></p><p>　　4.7 外設部分。key_led.sch</p><p>　　其實在PC機中應該是用8279來實現(xiàn)的。</p><p><b>　　五、軟件設計：</b></p><p><b>　　1.程序流程圖：<

100、;/b></p><p><b>　　2.程序清單：</b></p><p>　　nameserialcommunication</p><p>　　datasegment</p><p>　　messagedb'Serial Communication',0ah,0dh,</p>

101、;<p>　　db'Any key press is sent to other PC',0ah,0dh</p><p>　　db'press any key to exit','$'</p><p><b>　　dataends</b></p><p>　　codesegm

102、ent</p><p>　　assumecs:code,ds:data</p><p><b>　　start:</b></p><p>　　movax,data</p><p><b>　　movds,ax</b></p><p>　　movah,09 ；顯

103、示字符串</p><p>　　movdx,offset message</p><p><b>　　int21h</b></p><p><b>　??；初始化串口 </b></p><p><b>　　movah,0</b></p><p>　　m

104、ovdx,0 ；初始化COM0</p><p>　　moval,0c3h；11000011，4800，n，1，8</p><p>　　int14h；調用BIOS 14號中斷</p><p><b>　　again:</b></p><p>　　movah,01；獲取鍵盤狀態(tài)</p>

105、<p>　　int16h；檢查鍵盤是否按下</p><p>　　jznext；如果沒有則轉入到接收模式</p><p>　　movah,0；如過有按鍵按下，讀取出來</p><p>　　int16h；調用16號BIOS中斷</p><p>　　cmpal,1bh；比較一下是否是’ESC’鍵</

106、p><p>　　jeexit；如果是，直接退出通信</p><p>　　movah,1；如果不是，把按下的字符發(fā)送到COM</p><p>　　movdx,0 ；選擇COM0</p><p>　　int14h；調用BIOS中斷</p><p>　??；以下這部分代碼，檢查COM0端口，看看是否有字符接

107、收，如果有，接收，并且把它在終端上顯示出來</p><p><b>　　next:</b></p><p>　　movah,3；把COM口的狀態(tài)讀到AH</p><p>　　movdx,0 ；選擇COM0</p><p>　　int 14h；解釋同上</p><p>　　a

108、ndah,1；屏蔽除D0位的其它位</p><p>　　cmpah,1；檢查D0看是否有一個字符等待接收</p><p>　　jneagain；沒有，則轉入到監(jiān)視鍵盤模塊</p><p>　　movah,2；有的話，從COM0讀出</p><p><b>　　movdx,0</b></p&

109、gt;<p><b>　　int14h</b></p><p>　　movdl,al；dl中存放要顯示的字符</p><p>　　movah,2；21號中斷2號調用，顯示字符</p><p>　　int21h；調用DOS 21號中斷</p><p>　　jmpagain；跳回到監(jiān)視

110、鍵盤模塊</p><p><b>　　exit:</b></p><p>　　movah,4ch；退出DOS</p><p><b>　　int21h</b></p><p><b>　　codeends</b></p><p>　　end s

111、tart</p><p>　　以上是全雙工雙機通信的程序代碼，自發(fā)自收也可以用同樣的代碼，只需改變連線，把9針插座的2，3引腳用導線交叉互聯(lián)即可。</p><p><b>　　六、方案論證：</b></p><p>　　按設計題目實現(xiàn)雙機通信可有三種方法：</p><p>　　第一種方法：通過配置PC機中固有的RS23

112、2適配卡，通過調用BIOS的14號中斷，及DOS中斷的16號、21號中斷里的功能，實現(xiàn)雙機的通信。</p><p>　　第二種方案：在微機中通過配置可編程芯片8251來實現(xiàn)串行通信。</p><p>　　第三種方案：由芯片級做起，查資料，畫原理圖，版圖，制版，調試，實現(xiàn)串口通信。</p><p>　　總地來說，第三種方案不符合現(xiàn)實情況，在時間上，資源上不允許，但毋庸

113、置疑的是，它確實是最吸引我們的一種方案。</p><p>　　第二種方案是最合情合理的，既不像第三種方案那樣遙遠，也不像第一種方案那樣簡單。但在實際做的工程中，發(fā)現(xiàn)按實驗資料所設計的程序并沒有實現(xiàn)，可能有一些未知的原因。最后選擇了第三種方案，可惜的是，這種程序更加偏向于軟件。為彌補這種不足，只能把實驗原理圖畫得詳細一點了。</p><p><b>　　七、實驗結果：</b&

114、gt;</p><p>　　1.在發(fā)送端的程序顯示結果</p><p>　　輸入的字符沒有顯示，因為程序沒有回顯功能</p><p>　　2.在接收端的程序顯示結果</p><p>　　注：其實“接收端”與“發(fā)送端”描述，只是在一次的通信中相對而言的，并沒有絕對的接收端與發(fā)送端，因為此程序是雙工的。</p><p>　

115、　八、設計小結和心得：</p><p>　　這次的課程設計，我覺得我學到了很多的東西，受益匪淺。因為之前已經做了幾次單片機課程設計的經驗，這次的課程設計相對于上次來說，明顯不再是那么手足無措。因為，對于一些基本硬件的基本用法，我們在前幾次的實驗中基本上都已經用過，所以比較了解來。此外，對于電路的設計也有了一定的理解。但是，通過本次的課程設計，我還是很很多體會。我更加懂得了如何利用匯編語言聯(lián)系實際來進行編程，同時在

116、編程的過程中，應當了解一些管腳的使用方法，以及在匯編語言中使用的代碼和一些器件的初始化方法，同時也讓我明白了自己的一些不足，認識到僅僅把書本上的知識學好是遠遠不夠的，需要拓寬自己的知識面，將所學習到的東西運用到實踐中去，這樣才能夠應付未來的挑戰(zhàn)。</p><p>　　當然在本次課程設計中，我遇到了很多之前沒有想到會遇到的困難。此時，圖書館和上網查資料成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關

117、知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學習的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領域，這方面能力的提升便會使我們受益非淺。而且在設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作來進行調試，然后才能解決。自然而然，我分析問題解決問題的能力得到了增強。為以后的工作積累了經驗，增強了信心。通過這次的軟件設計，我熟悉了單片機開發(fā)的每個步驟，它不但檢查了我的整個知識面的掌握程度，知

118、道了自己的不足，讓我更加牢固的掌握了單片機方面的相關知識！這次的軟件設計也讓我學會了在遇到問題時，如何冷靜的思考問題以及解決問題！更讓我懂得了學習貴在堅持。我學到了更多以前沒有學到過的知識。在這里，我很感謝指導老師和同學給我的幫助，使我能順利完成我的軟件設計。</p><p>　　總之通過本次設計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，如何把理論應用于實際，又如何實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。感謝學校給我們大家這樣一

119、次課程設計的機會，為我們以后的工作打下了堅實的基礎。</p><p><b>　　九、參考文獻：</b></p><p>　　《微型計算機接口技術及應用》</p><p><b>　　十、小組安排：</b></p><p>　　組長（彭 勇）：設計原理及方案；設計小結和心得；以及實驗報告</