接口实验报告

实 验 报 告实验名称_8251A串行口实验_课程名称_微机原理与接口技术_院 系 部: 专业班级：学生姓名: 学 号: 同 组 人 : 实验台号: 指导教师: 成 绩： 实验日期: 华北电力大学一、实验目的及要求： （1）了解串行通信的一般原理和8251A的工作原理。（2）掌握8251A的编程方法。二、仪器用具：仪器名称规格/型号数量备注TPC-1实验系统160芯扁平电缆线1计算机1单股导线若干三、实验原理：1. 串行通信的原理串行通信是通过一位一位地进行数据传输来实现通信。具有传输线少，成本低等优点，适合远距离传送；缺点是速度慢。完成串行通信任务的接口称为串行通信接口，简称串行接口。串行接口作为输入时，完成串行到并行格式转换，作为输出时，完成并行到串行格式转换。图1是串行通信的一般模型。图1 串行通信的一般模型2. 8251A的工作原理825lA是可编程的串行通信接口芯片，是Intel公司生产的一种通用同步/异步数据收发器（USART）, 可工作在同步方式，也可工作在异步方式，且能进行出错检测。其内部结构框图如图2所示。图2 8251A内部结构框图由图可知，8251A由数据总线缓冲器、读/写控制逻辑、调制/解调器控制逻辑、发送缓冲器、发送控制器、接收缓冲器、接收控制器等组成。（1）在同步方式时，每个字符可定义为5、6、7或8位。两种方法实现同步，由内部自动检测同步字符或由外部给出同步信号。允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。（2）在异步方式下，每个字符可定义为5、6、7或8位，用1位作奇偶校验。时钟速率可用软件定义为波特率的l、16或64倍。另外，8251A在异步方式下能自动为每个被输出的数据增加1个起始位，并能根据软件编程为每个输出数据设置1位、1.5位或2位停止位。（3）能进行出错检测。带有奇偶、溢出和帧错误等检测电路，用户可通过输入状态寄存器的内容进行查询。3. 8251A的编程（1）8251A的编程地址：8251A只需要两个端口地址，一个用于数据端口，一个用于控制端口。数据输入输出用读信号RD和写WR信号区分；状态端口只能读不能写，控制端口只能写不能读。（2）8251A初始化的编程流程：初始化编程主要是对8251A的方式字、命令字和状态字进行编程设置。其中，方式字为确定8251A的工作方式（异步，波特率，字符长度，奇偶校验）；命令字为控制8251A按方式字所规定的方式工作（允许，禁止收发数据，启动搜索同步字符，8251复位）；状态字是了解8251A的工作状态。流程图如图3 所示。 图3 编程流程图四、实验方法与步骤:采用自发自收方式，通过8251A将主机键盘输入字符串行发送出去，再将串行接收到的字符显示在主机屏幕上，发送和接收时钟信号由8253提供。 （1）如图4连接线路，即：将分频器74LS393的B端与8MHz信号相连；将分频器74LS393的A端接 +5V；将8253的 CLK2与8MHz分频得到的250KHz信号（74LS393的Q4端）相连；8253的GATE2接+5V；8253的OUT2与8251的TXC、RXC相连，作为发送和接收时钟，波特率自定；8253的CLK2和250KHz（74LS393的Q4）相连；RXRDY和 PC总线的 IRQ2（或B4）相连，由此端向PC主机发中断请求；8253的CS和200207插孔相连，8251A的CS和20820F插孔相连；将8251A的TXD与RXD端连接，形成自发自收。（2）编写程序，将主机键盘输入字符从8251A串行发送出去，再将8251A串行接收到的字符显示在主机屏幕上。串行通信波特率可选1200BPS、4800BPS；发送数据用查询方式；接收数据用查询方式或中断方式。图4 显示键入字符的线路编程提示：（1）将8253计数器2构成一个方波发生器，提供8251A接收和发送时钟信号。（2）发送、接收字符均采用查询方式。计数器初值计算公式为： 计数器2初值FDK2/（BPS*波特率因子）；其中，FDK2为8253计数器2的时钟频率；BPS为8251A和终端之间数据传送的波特率；波特率因子在825lA初始化时通过编程确定。（3）8251A数据口地址 208H控制口地址 209H8253定时器2地址 202H控制口地址 203H（4）参考流程见图5和图6。图5 查询方式自发自收的程序参考流程图6 中断方式接收的中断处理程序参考流程五、实验结果与数据处理： 六、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见。）（1）实验现象：实际接线图如上图所示，从示波器上可以看出，8253构成一个方波发生器或者分频器，将8MHz的信号分频成250kHz的信号。（2）实验故障及处理方法：实验连线完成后，示波器上未出现预期的波形。经检查后发现接线并没有错误，在老师的指导下，发现是示波器未调节