2022年武汉理工实验指导书-微机原理及接口技术 .pdf

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1、1 微机原理及接口技术B实验指导书实验环境实验设备 唐都 TD-PITE 80X86 微机原理及接口技术微机实验平台。每套设备包括实验箱一台、配备安装有Wmd86 联机操作软件的PC 微机一台、连接线及电源线。图 1 实验平台连接示意图图 2 唐都 TD-PITE 实验箱图 3 唐都 TD-PITE 实验箱布局图操作步骤：1、打开电脑。2、插好实验平台电源线。3、通过串口连接线连接实验箱与微机。4、打开 Wmd86 联机操作软件。5、检查端口是否选择好。6、进行实验接线。7、录入汇编程序。8、编译、链接、下载，观察结果。图 4 Wmd86 联机操作软件精选学习资料 - - - - - - -

2、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 19 页2 实验一定时器的使用1.实验目的和意义熟悉接口试验箱的使用环境。体会接口电路通过外部总线与处理器连接原理。掌握可编程芯片8253 的编程方法。2.实验设备PC 机一台， TD-PITE 实验装置一套。3.实验内容1、编写程序，将8254 的计数器0 和计数器1 都设为方式3，用信号源1MHz 作为 CLK0 时钟， OUT0 为波形输出1ms 方波， 再通过CLK1 输入， OUT1 输出1s 方波。2、 编写程序，将 8254 的计数器0 设为方式3， 计数值为十进制数4， 用单次脉冲KK1作为CLK0 时钟，OUT0

3、 连接MIR7 ， 每当KK1 按动5 次后产生中断请求， 在 Wmd86程序运行结果栏上显示字符M 。改变计数值，验证8254 的计数功能。4.背景知识18254 的功能?8253 具有三个独立的16 位计数器 0#2#通道；?每个通道有6 种工作方式；?可以进行二进制或十进制计数，计数方式为减1 计数。最高计数频率2.6MHZ 28254 的内部结构和外部引脚图 1.1 8254 内部结构图 1.2 8254 外部引脚38254 的工作方式方式0：计数到0 结束输出正跃变信号方式。方式1：硬件可重触发单稳方式。方式2：频率发生器方式。方式3：方波发生器。方式4：软件触发选通方式。方式5：硬

4、件触发选通方式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 19 页3 4初始化编程的原则:先写入控制字、再设置计数初值。方式命令的作用：对8253 进行初始化，锁存当前计数值。5设置计数初始值? 是写全字节，还是只写低字节或高字节。? 定时器初始值确实定：计数初值n时间常数与定时时间t 及输入时钟脉冲周期TCLK之间的关系是：n = t / TCLK 计数初值n时间常数与输入脉冲频率fCLK及输出波形频率fOUT之间的关系是：n = fOUT/ fCLK 68254 控制字8254 的控制字有两个：一个用来设臵计数器的工作方式，称

5、为方式控制字；另一个用来设臵读回命令，称为读回控制字。这两个控制字共用一个地址，由标识位来区分。7实验原理图表 1.2 表 1.3 图 1.3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 19 页4 5.实验步骤1. 编写程序， 将 8254 的计数器 0 和计数器 1 都设臵为方式 3 ， 用信号源 1MHz 作为 CLK0时钟， OUT0 为波形输出 1ms 方波，再通过 CLK1 输入， OUT1 输出 1s 方波。1按下列图接线。图 1.4 实验接线图2根据实验内容，编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。3单击按钮，运行

6、实验程序，8254 的 OUT1 会输出 1s 的方波。4用示波器观察波形的方法：单击虚拟仪器菜单中的按钮或直接单击工具栏的按钮， 在新弹出的示波器界面上单击按钮运行示波器，就可以观测出 OUT1 输出的波形。实验程序清单A82542.ASM A8254 EQU 0600H B8254 EQU 0602H C8254 EQU 0604H CON8254 EQU 0606H SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?) SSTACK ENDS CODE SEGMENT 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共

7、19 页5 ASSUME CS:CODE START: MOV DX, CON8254 ;8254 MOV AL, 36H ;计数器 0 ，方式 3 OUT DX, AL MOV DX, A8254 MOV AL, 0E8H OUT DX, AL MOV AL, 03H OUT DX, AL MOV DX, CON8254 ;8254 MOV AL, 76H ;计数器 1 ，方式 3 OUT DX, AL MOV DX, B8254 MOV AL, 0E8H OUT DX, AL MOV AL, 03H OUT DX, AL AA1: JMP AA1 CODE ENDS END START 2

8、 计数应用实验编写程序， 将 8254 的计数器 0 设臵为方式 3 ， 计数值为十进制数 4 ， 用单次脉冲 KK1作为 CLK0 时钟， OUT0 连接 MIR7，每当 KK1按动 5 次后产生中断请求，在屏幕上显示字符? M ? 。实验步骤：1按下列图实验接线。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 19 页6 图 1.5 实验接线图2编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。3运行程序，按动 KK1产生单次脉冲，观察实验现象。4改变计数值，验证 8254 的计数功能。实验程序清单A82541.ASM A8254 EQU

9、06C0H B8254 EQU 06C2H C8254 EQU 06C4H CON8254 EQU 06C6H SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?) SSTACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, SS:SSTACK START: PUSH DS MOV AX, 0000H MOV DS, AX MOV AX, OFFSET IRQ7 ;取中断入口地址MOV SI, 003CH ;中断矢量地址MOV SI, AX ;填 IRQ7 的偏移矢量MOV AX, CS ;段地址MOV SI, 003EH MOV SI, AX ;填 IRQ

10、7 的段地址矢量CLI POP DS ; 初始化主片 8259 MOV AL, 11H OUT 20H, AL ;ICW1 MOV AL, 08H OUT 21H, AL ;ICW2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 19 页7 MOV AL, 04H OUT 21H, AL ;ICW3 MOV AL, 01H OUT 21H, AL ;ICW4 MOV AL, 6FH ;OCW1 OUT 21H, AL ;8254 MOV DX, CON8254 MOV AL, 10H ;计数器 0 ，方式 0 OUT DX, AL M

11、OV DX, A8254 MOV AL, 04H OUT DX, AL STI AA1: JMP AA1 IRQ7: MOV DX, A8254 MOV AL, 04H OUT DX, AL MOV AX, 014DH INT 10H ;显示字符 M MOV AX, 0120H INT 10H MOV AL, 20H OUT 20H, AL ;中断结束命令IRET CODE ENDS END START 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 19 页8 实验二并行接口 Intel8255A 的方式 0 应用1.实验目的和意义学

12、习并掌握8255 的工作方式及其应用。掌握8255 典型应用电路的接法。掌握程序固化及脱机运行程序的方法。2.实验设备PC 机一台， TD-PITE 实验装置一套。3.实验内容1. 基本输入输出实验。编写程序，使8255 的 A 口为输入， B 口为输出，完成拨动开关到数据灯的数据传输。要求只要开关拨动，数据灯的显示就发生相应改变。2. 流水灯显示实验。编写程序， 使 8255 的 A 口和B 口均为输出， 数据灯D7D0 由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示，D15D8 与 D7D0 正相反，由右向左，每次仅点亮一个灯，循环显示。4.背景知识18255 的功能有三个输入输出端口：端口A，端口

13、B，端口 C 每个端口可编程设定为输入端口或输出端口，并可设定为不同的工作方式。端口 C 可作为一个独立的端口使用，但常常是配合A 口和 B 口工作，为这两个端口的输入输出操作提供联络信号。28255 内部结构及外部引脚图 2.1 8255 内部结构图 2.2 8255 外部引脚38255A 有 3 种工作方式：方式0，方式 l 和方式 2。方式 0 无条件传送外设始终做好了准备方式 1 应答发式传送查询、中断方式 2 双向应答发式传送查询、中断48255 工作方式控制字和C 口按位置位 /复位控制字格式如下列图所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -

14、- - - -第 8 页，共 19 页9 图 2.3 8255 控制字5实验原理图图 2.4 实验原理图5.实验步骤1. 基本输入输出实验本实验使8255 端口A 工作在方式0 并作为输入口，端口B 工作在方式0 并作为输出口。 用一组开关信号接入端口A， 端口B 输出线接至一组数据灯上，然后通过对8255 芯片编程来实现输入输出功能。具体实验步骤如下述：1实验接线图如下图，按图连接实验线路图。图 2.5 实验接线图2编写实验程序，经编译、连接无误后装入系统。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 19 页10 3运行程序，改变

15、拨动开关，同时观察LED 显示，验证程序功能。4点击 ?调试 ?下拉菜单中的 ?固化程序? 项，将程序固化到系统存储器中。5将短路跳线JDBG 的短路块短接到RUN 端，然后按复位按键，观察程序是否正常运行；关闭实验箱电源，稍等后再次打开电源，看固化的程序是否运行，验证程序功能。6实验完毕后，请将短路跳线JDBG 的短路块短接到DBG 端。实验程序清单A82551.ASM SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?) SSTACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV DX, 0646H MOV AL, 90H OUT D

16、X, AL AA1: MOV DX, 0640H IN AL, DX CALL DELAY MOV DX, 0642H OUT DX, AL JMP AA1 DELAY: PUSH CX MOV CX, 0F00H AA2: PUSH AX POP AX LOOP AA2 POP CX RET CODE ENDS END START 2. 流水灯显示实验使 8255 的 A 口和B 口均为输出，数据灯D7 D0 由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示， D15 D8 与 D7D0 正相反，由右向左，每次仅点亮一个灯，循环显示。实验步骤如下所述：1按图连接实验线路图。图 2.6 实验线路图精选学习资

17、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 19 页11 2编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。3运行程序，观察LED 灯的显示，验证程序功能。4自己改变流水灯的方式，编写程序。5固化程序并脱机运行。实验程序清单A82552.ASM SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?) SSTACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV DX, 0646H MOV AL, 80H OUT DX, AL MOV BX, 8001H AA1: MOV DX, 0640H MO

18、V AL, BH OUT DX, AL ROR BH, 1 MOV DX, 0642H MOV AL, BL OUT DX, AL ROL BL, 1 CALL DELAY CALL DELAY JMP AA1 DELAY: PUSH CX MOV CX, 0F000H AA2: PUSH AX POP AX LOOP AA2 POP CX RET CODE ENDS END START 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 19 页12 实验三A/D 及 D/A 转换器应用1.实验目的和意义替换理解模 /数、数模信号转换的

19、基本原理。掌握模 /数转换芯片ADC0809 的使用方法。掌握DAC0832 的使用方法。2.实验设备PC 机一台， TD-PITE 实验装置一套。3.实验内容1. 数/模转换。要求产生方波，并用示波器观察电压波形。2. 模/数转换。 将 ADC 单元中提供的0V 5V 信号源作为ADC0809 的模拟输入量，进行A/D 转换，转换结果通过变量进行显示。4.背景知识（1）D/A 转换器D/A 转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：接收、保持和转换的数字信息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路抗干扰性较好。大多数的D/A 转换器接口设计主要围绕D/A 集成芯片的使用及配臵响应的外围

20、电路。DAC0832 是 8 位芯片。图 3.1 DAC0832 引脚图图 3.2 DAC 实验单元电路图（2）A/D 转换器ADC0809 包括一个8 位的逐次逼近型的ADC 部分， 并提供一个8 通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。用它可直接输入8 个单端的模拟信号，分时进行A/D 转换，在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。图 3.3 ADC0809 引脚图图 3.4 ADC 实验单元电路图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 19 页13 5.实验步骤1. 数/模转换。要求产生方波，并用示波器观察电压波形。

21、(1)实验接线图如下图，按图连接实验线路图。图 3.5 实验接线图(2)编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。(3)单击按钮，运行实验程序，用示波器测量DA 的输出，观察实验现象。(4)用示波器观察波形的方法：单击虚拟仪器菜单中的按钮或直接单击工具栏的按钮，在新弹出的示波器界面上单击按钮运行示波器，观测实验波形。(5)自行编写实验程序，产生三角波形，使用示波器观察输出，验证程序功能。产生方波程序如下DA2.ASM ：SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?) SSTACK ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV AX,

22、 00H ; 产生方波MOV DX, 600H AA1: MOV AL, 00H OUT DX, AL CALL DELAY 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 19 页14 MOV AL, 7FH OUT DX, AL CALL DELAY JMP AA1 DELAY: PUSH CX MOV CX,0FF00H AA2: PUSH AX POP AX LOOP AA2 POP CX RET CODE ENDS END START 2. 模/数转换。将ADC 单元中提供的0V5V 信号源作为ADC0809 的模拟输入量，

23、进行 A/D 转换，转换结果通过变量进行显示。(1)按图连接实验线路。图 3.6 实验连线图(2)编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。(3)将变量VALUE 添加到变量监视窗口中。(4)在 JMP START 语句行设臵断点，使用万用表测量ADJ 端的电压值， 计算对应的采样值，然后运行程序。(5)程序运行到断点处停止运行，查看变量窗口中VALUE 的值，与计算的理论值进行比较，看是否一致可能稍有误差，相差不大。(6)调节电位器，改变输入电压，比较VALUE 与计算值，反复验证程序功能。实验程序清单AD1.ASM SSTACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?) SST

24、ACK ENDS PUBLIC VALUE ;设臵全局变量以便变量监视DATA SEGMENT VALUE DB ? ;AD 转换结果DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 19 页15 START: MOV AX, DA TA MOV DS, AX MOV DX, 640H ;启动AD 采样OUT DX, AL CALL DALL Y IN AL, DX ;读 AD 采样结果MOV V ALUE, AL ;将结果送变量JMP STA

25、RT ;在此处设臵断点, 观察变量窗口中的VALUE 值DALL Y: PUSH CX ;延时程序PUSH AX MOV CX, 100H A5: MOV AX, 0800H A6: DEC AX JNZ A6 LOOP A5 POP AX POP CX RET CODE ENDS END START 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 19 页16 实验四串行接口应用1.实验目的和意义掌握8251 的工作方式及应用。了解有关串口通讯的知识2.实验设备PC 机一台， TD-PITE 实验装置一套。3.实验内容1.自收自发实

26、验，将3000H 起始的10 个单元中的初始数据发送到串口，然后自接收并保存到4000H 起始的内存单元中。4.背景知识8251 是可编程的串行通信接口，可以管理信号变化范围很大的串行数据通信。18251 的内部结构及外部引脚图 4.1 8251 内部结构图图 4.2 8251 引脚图28251 的编程方式控制字用来指定通信方式及其方式下的数据格式。命令控制字用于指定8251 进行某种操作 如发送、 接收、内部复位和检测同步字符等或处于某种工作状态，以便接收或发送数据。CPU 通过状态字来了解8251 当前的工作状态，以决定下一步的操作。图 4.3 图 4.4 精选学习资料 - - - - -

27、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 19 页17 8251 的初始化和操作流程和8251 实验单元电路图如下所示。实验单元电路图图 4.6 8251 初始化和操作流程图5.实验步骤通过自收自发实验，可以验证硬件及软件设计，常用于自测试。具体实验步骤如下：1参考实验接线图如下图，按图连接实验线路。2编写实验程序，编译、链接无误后装入系统。3使用E 命令更改4000H 起始的10 个单元中的数据。4运行实验程序，待程序运行停止。5查看3000H 起始的10 个单元中的数据，与初始化的数据进行比较，验证程序功能。实验参考例程A82512.ASM M8251_D

28、ATA EQU 0600H ;端口定义M8251_CON EQU 0602H M8254_2 EQU 06C4H M8254_CON EQU 06C6H SSTACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?) SSTACK ENDS 图 4.5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 19 页18 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV AX, 0000H MOV DS, AX ;初始化8254，得到收发时钟MOV AL, 0B6H MOV DX, M8254_CON OUT

29、DX, AL MOV AL, 0CH MOV DX, M8254_2 OUT DX, AL MOV AL, 00H OUT DX, AL ;复位 8251 CALL INIT CALL DALL Y ;8251 方式字MOV AL,7EH MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL CALL DALL Y ;8251 控制字MOV AL, 34H OUT DX, AL CALL DALL Y MOV DI, 3000H MOV SI, 4000H MOV CX, 000AH A1: MOV AL, SI PUSH AX MOV AL, 37H MOV DX, M8251_CON

30、OUT DX, AL POP AX MOV DX, M8251_DATA OUT DX, AL ;发送数据MOV DX, M8251_CON A2: IN AL, DX ;判断发送缓冲是否为空AND AL, 01H JZ A2 CALL DALL Y A3: IN AL, DX ;判断是否接收到数据AND AL, 02H JZ A3 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 19 页19 MOV DX, M8251_DATA IN AL, DX ;读取接收到的数据MOV DI, AL INC DI INC SI LOOP A1

31、 MOV AX,4C00H INT 21H ;程序终止INIT: MOV AL, 00H ;复位8251 子程序MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL CALL DALL Y OUT DX, AL CALL DALL Y OUT DX, AL CALL DALL Y MOV AL, 40H OUT DX, AL RET DALL Y: PUSH CX MOV CX,3000H A5: PUSH AX POP AX LOOP A5 POP CX RET CODE ENDS END START 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 19 页