微机原理课程设计报告书-两台PC机之间进行串口通信.doc

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，2，3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5009h00h30001h80h60000hc0h240000h30h480000h18h960000h0ch1920000h06h3840000h03h5760000h02h11520000h01h 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bit6:7=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（16550/16750）。 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bit2=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）*/#define 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（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*/#define 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 ser_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_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 fname80; 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 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 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, 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); setvect(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(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-*/serial_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=null) 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=ch; 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