数据通信与控制网络实验指导书

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1、数据通信与控制网络实验指导书一、实验目的:通过计算机点对点、点对多点和构成计算机通信网络或现场总线控制网络,使学生加深对计算机网络的理解,掌握构建计算机控制网络的基本方法。二、实验要求:1.实验前应预先掌握相关的软硬件技术资料。2.提前编写出有关程序,方可进行连线与通信实验。3.根据实验自行确定通信协议。4.实验报告包括:1)实验目的、内容。2)通信连接方式、协议(包括规约与数据格式)。3)具体程序代码和实验结果。5.建议采用C、VC、VB或汇编语言等编程方式实现数据的发送与接收功能,并在屏幕上显示出发送/接收的数据。三、实验内容:1.RS-23

2、2点对点的通信方式:通过PC机的COM1或COM2串行通信口进行双机连接。2.RS-485主从通信方式:通过ADAM模块进行多台(3~4台)PC机的连接,实现一主多从通信。3.CAN总线多主通信方式:通过PC机ISA插槽的CAN通信适配卡进行多台PC机连接,实现多主通信。实验一RS-232点对点通信方式(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

3、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P

4、C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

5、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=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

6、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

7、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set

8、vect()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

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