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微机原理与接口技术课程设计(串行通讯).doc
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2024-05-11
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微机原理与接口技术课程设计(串行通讯).doc
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串行通讯课程设计
1
一、 设计意义
在信息飞速发展的时代,计算机的应用越来越广泛。而微机原
理是机械工业控制设备的理论基础,学好了就能在激烈的竞争环
境中找到一份好一点的工作。理论课程学习是让学生学习基本理
论知识,对课程内容和原理有比较深刻的理解,只要从理论上理
解,不用考虑实际的可行性。通过本次课程设计是培养学生综合
运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的
重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程,不仅需
要在理论上能实现而且还要考虑实际的可行性,不能纸上谈兵。
二、 设计目的
1、了解串行通信的基本原理。
2、掌握串行接口芯片 8251 的工作原理。
3、掌握 8251 芯片的编程方法。
4、了解 8253 的初始化。
5、巩固和加深在微机原理课程中所学的理论知识。通过课程设
计加深理解课堂教学内容,掌握计算机接口技术的基本应用方
法。
6、学会查阅相关手册与资料,培养独立分析与解决问题能力。
三、 设计环境
PC 机一台,串行通讯接口芯片 8251A 一片,8253 一片。TC-1 集
成开发环境实验箱一台。
四、设计题目及要求
4.1 设计题目
串行通讯
串行通讯课程设计
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4.2 设计要求
设计一个串行通信系统,用软件编程和硬件实验来实现。具体
要求:
用 8253 芯片作为计数器,用于产生 8251 的发送和接受时钟。
TXD 和 RXD 连在一起。
从 PC 机的键盘输入一个字符,将其 ASCII 码加 1 后发送出去,
在接受回来在屏幕上显示,实现自发自收。
8251 的控制端口地址为 2B9H,数据口地址为 2B8H.
8253 计数器的计算初值=时钟频率/(波特率*波特率因子),这里
的时钟频率接 1MHZ,波特率若选 1200,波特因子若选 16,则计
数器初值为 52。
收发采用查询方式。
五、设计原理
5.1.8251A 的基本性能
8251A 是可编程的串行通信接口芯片,基本性能:
1.两种工作方式:同步方式,异步方式。同步方式下,波特
率为 064K,异步方式下,波特率为 0~19.2K。
2.同步方式下的格式
每个字符可以用 5、6、7 或 8 位来表示,并且内部能自动检
测同步字符,从而实现同步。除此之外,8251A 也允许同步方式
下增加奇/偶校验位进行校验。
3.异步方式下的格式
串行通讯课程设计
3
每个字符也可以用 5、6、7 或 8 位来表示,时钟频率为传输
波特率的 1、16 或 64 倍,用 1 位作为奇/偶校验。1 个启动位。
并能根据编程为每个数据增加 1 个、1.5 个或 2 个停止位。可以
检查假启动位,自动检测和处理终止字符。
4.全双工的工作方式
其内部提供具有双缓冲器的发送器和接收器。
5.提供出错检测
具有奇偶、溢出和帧错误三种校验电路。
5.2、8251A 的内部结构
1、发送器
发送器由发送缓冲器和发送控制电路两部分组成。
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
串行通讯课程设计
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串行输出。
8251A 内部结构图
或采用同步方式,则在发送数据之前,发送器将自动送出 1
个 2 个同步字符,然后才逐位串行输出数据。
如果 CPU 与 8251A 之间采用中断方式交换信息,那么 TXRDY
可作为向 CPU 发出的中断请求信号。当发送器中的 8 位数据串行
发送完毕时,由发送控制电路向 CPU 发出 TXE 有效信号,表示发
送器中移位寄存器已空。
2.接收器
接收器由接收缓冲器和接收控制电路两部分组成。
接收移位寄存器从 RXD 引腿上接收串行数据转换成并行数据
后存入接收缓冲器。
异步方式:在 RXD 线上检测低电平,将检测到的低电平作为
起始位, 8251A 开始进行采样,完成字符装配,并进行奇偶校验和
去掉停止位,变成了并行数据后,送到数据输入寄存器,同时发
出 RXRDY 信号送 CPU,表示已经收到一个可用的数据。
同步方式:首先搜索同步字符。8251A 监测 RXD 线,每当 RXD
线上出现一个数据位时,接收下来并送入移位寄存器移位,与同
步字符寄存器的内容进行比较,如果两者不相等,则接收下一位
数据,并且重复上述比较过程。当两个寄存器的内容比较相等时,
8251A 的 SYNDET 升为高电平,表示同步字符已经找到,同步已经
实现。
采用双同步方式,就要在测得输入移位寄存器的内容与第一
个同步字符寄存器的内容相同后,再继续检测此后输入移位寄存
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