现场总线实验指导书

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1、实验一RS-232组网通信实验（一）PC及其兼容工控机的异步通讯接口PC及其兼容工控机都有两个异步通讯接口：COM1和COM2，其关键部件是通用异步收发器（UART）INS8250。INS8250的内部有10个寄存器，分别用于通讯参数的设置、线路及MODEM的控制与状态查询、数据收发及中断管理等。要在中断方式下收发数据，必须对INS8250的寄存器直接操作，各寄存器名称及其相应的端口地址列于表1。由表1可知：THR、RBR和DLL占用同一个端口地址3F8H（2F8H），IER和DLM也占用同一个端口地址3F9H（2F9H），对它们进行访问时，如果设置LCR的最高位为1，访问的是除数

2、寄存器；如果设置LCR的最高位为0，则访问的是THR、RBR和IER。而THR是只写寄存器，RBR是只读寄存器，在LCR的最高位设置为0时，对端口地址3F8H（2F8H）的写入操作访问的是THR，读出操作访问的是RBR。硬件连接方式：将2台PC机的COM1/COM2串行通信口通过9针D型接口3线连接。（二）INS8250有关寄存器的设置串行口的初始化主要是对INS8250的有关寄存器进行设置，以确定通讯的数据格式、波特率、中断的触发方式等。①确定数据格式数据格式是通过设置线路控制寄存器（LCR）来确定的，LCR的定义如下：其中：WSL1、WSL0用于选择每个发送或接收的串行字符的位

3、数，分别设置这两位为00、01、10、11时，对应的字长依次是5位、6位、7位、8位；STB用于确定停止位的位数，STB＝0时使用1位停止位，STB＝1时，如果WSL1、WSL0设置为00，使用1．5位停止位，其它情况下使用2位停止位；PEN用于选择是否允许奇偶校验，PEN＝0时，不进行奇偶校验，PEN＝1时有奇偶校验；此时，EPS选择校验方式，EPS＝0时是奇校验，EPS＝1时是偶校验；SP用于选择是否在奇偶校验位和停止位之间插入奇偶标志位，SP＝0时不插入，SP＝1时插入1位奇偶标志位，偶校验时插一个0，奇校验时插入一个1；SB是设置间断控制位，SB＝1时输出数据强迫为0，SB

4、＝0时可进行正常的数据收发；DLAB是除数寄存器访问位，DLAB＝1时访问除数寄存器，DLAB＝0时访问THR、RBR和IER。②设置波特率INS8250内部包含一个可编程的波特率发生器，它允许用1～65535的任意除数对1．8432MHz的输入频率进行分频，分频后的信号即波特率发生器的输出频率，而波特率是波特率发生器输出频率的1／16。由此可知，除数＝1843200／（波特率×16）。16位的除数应在初始化时写入除数锁存器。③中断机制的引发INS8250可由4个事件中的任一个来引发一个中断，这4个事件依此是：接收数据有效；发送保持寄存器空；接收数据出错；MO－DEM状态改变。通过

5、IER的bit0～bit3可依次设置它们是否被允许，某位为1时相应的事件允许引发一个中断，为0时禁止。INS8250通过INTRPT引脚的高电平向系统发出中断请求，为了使INS8250能够向系统发中断，MCR的第三位必须置1。PC使用8259中断控制器，它可以管理来自外设的8个各自独立的中断请求信号IRQ0～IRQ7，其中IRQ4和IRQ3分别用于COM1和COM2的中断申请。8259内部有一个中断屏蔽寄存器（IMR），端口地址为21H，它的bit0～bit7分别对应IRQ0～IRQ7，通过设置其中的某一位为0以允许与其对应的中断请求。（三）程序设计要点在程序设计时，应该考虑以下问

6、题：①设置中断向量，以保证CPU执行中断服务程序时有一个正确的入口地址。可使用C语言的库函数setvect()和getvect()对中断向量进行设置和读取。②中断服务程序什么时候结束，CPU无法知道，8259中断控制器也无法知道，必须通过指令通知8259中断控制器。对于PC机，这条指令就是向端口地址20H写入一个命令字20H。③为保证通讯的可靠性以及不耽误CPU响应其它中断，中断服务程序应尽量短，一些费时的操作如数据存盘等应放在中断服务程序以外。④在把一个数据写入发送保持寄存器（THR）之前，必须检查线路状态寄存器LSR，以保证发送保持寄存器为空。⑤初始化中断系统时，应该关闭中断，

7、初始化完成后再开放。可使用C语言的库函数disable()和enable()来完成。（四）推荐程序调实方式：①在1台PC机上安装具有如下界面的软件工具——“串口调实助手”（图1），在另一台PC机上分别调实发送和接收程序；图1②在2台PC机上联合调实完整的发送/接收程序。（五）推荐基础程序1——TurboC语言程序1．程序说明：本程序是通过硬件中断方式完成RS-232接收与发送串行通信的。使用COM1进行通信时，产生的硬件中断号为IQR4，对应的中断向量为0CH。数据的