微机原理与接口技术选做实验.docx

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微机原理与接口技术选做实验

实验一使用ADC0809的A/D转换实验

一、实验目的

加深理解逐次逼近法模数转换器的特征和工作原理，掌握ADC0809的接口方法以及A/D输入程序的设计和调试方法。

二、预备知识

逐次逼近法A/D也称逐次比较法A/D。

它由结果寄存器、D/A、比较器和置位控制逻辑等部件组成，如图5－1所示。

图5－1

三、实验内容

1、实验原理

　本实验采用ADC0809做A/D转换实验。

ADC0809是一种8路模拟输入、8位数字输出的逐次逼近法A/D器件，转换时间约100us，转换精度为±1/512，适用于多路数据采集系统。

ADC0809片内有三态输出的数据锁存器，故可以与8088微机总线直接接口。

图5－2

图中ADC0809的CLK信号接CLK=2.385MHZ，基准电压Vref（+）接Vcc。

一般在实际应用系统中应该接精确+5V，以提高转换精度，ADC0809片选信号0809CS和/IOW、/IOR经逻辑组合后，去控制ADC0809的ALE、START、ENABLE信号。

ADC0809的转换结束信号EOC未接，如果以中断方式实现数据采集，需将EOC信号线接至中断控制器8259Ａ的中断源输入通道。

本实验以延时方式等待A/D转换结束，ADC0809的通道号选择线ADD－A、ADD－B、ADD－C接系统地址线的低3位，因此ADC0809的8个通道值地址分别为00H、01H、02H、03H、04H、05H、06H、07H。

启动本A/D转换只需如下三条命令：

MOVDX，ADPORT　　　；ADPORT为ADC0809端口地址。

MOVAL，DATA　　　　；DATA为通道值。

OUTDX，AL；通道值送端口。

读取A/D转换结果用下面二条指令：

MOVDX，ADPORT

INAL，DX

2、实验线路的连接

在上面原理图中，粗黑线是学生需要连接的线，粗黑线两端是需连接的信号名称。

（1）IN1插孔连WA51的输出V1插孔。

（2）CS－0809连译码输出Y6插孔。

（3）CLK－0809连脉冲输出1MHZ。

3、实验软件编程提示

本实验软件要求：

初始显示“0809－00”，然后根据A/D采样值，不断更新显示。

四、实验软件框图：

五、实验软件参考程序

　　见随机光盘，文件名为H0809.ASM

六、实验步骤

　1、正确连接好实验线路

　　2、理解实验原理

　3、仔细阅读，弄懂实验程序

　4、运行实验程序

　实验软件参考程序存放在两个地方：

一是放在随机软盘中，二是部份放在系统监控中。

每个实验程序所对应的起始地址见附一、二。

　（a）运行系统监控中的实验程序

　■在系统接上电源，显示“DVCC－86H”后，按任意键，显示器显示“－”。

■按GO键，显示“1000XX”

■输入F000：

B000

■再按EXEC键，在DVCC－8086JHN上应显示“0809－XX”。

■调节电位器WA51，以改变模拟电压值，显示器上会不断显示新的A/D转换结果。

用ADC0809做A/D转换，其模拟量与数字量对应关系的典型值为+5V－FFH，2.5V－80H，0V－00H。

（b）运行随机软件中的实验程序

按《DVCC86软件使用说明书》中的安装启动方法先安装该联机软件。

■启动DVCC86调试软件：

在WINDOWS平台下，启动DVCC86调试软件，屏幕显示联机界面。

■联机：

单击界面上的“联机”按钮，此时，应有反汇编窗口、寄存器等窗口出现，同时，实验仪的数码管上显示版本号5·0，表示联机正常。

■选择实验项目：

在实验指南栏/实验项目下点击A/D转换0809应用。

■装入实验源文件：

在实验指南栏下点击实验源文件，屏幕上出现源文件窗口。

■编译、连接并装载目标文件：

点击调试图标，对当前源文件窗口内的源文件进行编译、连接并装载到实验仪的RAM中。

目标文件装载起始地址默认为源文件中ORG定义的程序段起始地址。

在反汇编窗口内显示刚才装入的程序，并有一红色小箭头指示在起始程序行上。

■运行程序：

点击运行图标，在DVCC－8086JHN上应显示“0809－XX”。

■调节电位器WA51，以改变模拟电压值，显示器上会不断显示新的A/D转换结果。

用ADC0809做A/D转换，其模拟量与数字量对应关系的典型值为+5V－FFH，2.5V－80H，0V－00H。

实验二8255A可编程并行口实验

（一）

一、实验目的

1、掌握并行接口芯片8255A和微机接口的连接方法。

2、掌握并行接口芯片8255A的工作方式及其编程方法。

二、预备知识

1、8255A结构

8255A是可编程并行接口芯片，双列直插式封装，用+5V单电源供电，如图5－6是8255A的逻辑框图，内部有3个8位I/O端口：

A口、B口、C口；也可以分为各有12位的两组：

A和B组，A组包含A口8位和C口的高四位，B组包含B口8位和C口的低4位；A组控制和B组控制用于实现方式选择操作；读写控制逻辑用于控制芯片内寄存器的数据和控制字经数据总线缓冲器送入各组接口寄存器中。

由于8255A数据总线缓冲器是双向三态8位驱动器，因此可以直接和8088系统数据总线相连。

2、8255A端口地址见表5－1

图5－6

3、8255Ａ工作方式

8255A芯片有三种工作方式：

方式0、方式1、方式2。

它通过对控制寄存器写入不同的控制字来决定其三种不同的工作方式。

方式0：

基本输入/输出

图5－7（a）方式0引脚功能

如图5－7（a）所示。

该方式下的A口8位和B口8位可以由输入的控制字决定为输入或输出，C口分成高4位（PC7~PC4）和低4位（PC3~PC0）两组，也有控制字决定其输入或输出。

需注意的是：

该方式下，只能将C口其中一组的四位全部置为输入或输出。

方式1：

选通输入/输出

图5－7（b）方式1输入图5－7（c）方式1输出

如图5－7（b）、（c）所示。

该方式又叫单向输入输出方式，它分为A、B两组，A组由数据口A和控制口C的高4位组成，B组由数据口B和控制口C的低4位组成。

数据口的输入/输出都是锁存的，与方式0不同，由控制字来决定它作输入还是输出。

C口的相应位用于寄存数据传送中所需的状态信号和控制信息。

方式2：

双向输入输出

图5－7（D）方式2双向输入输出

如图5－7（d）所示。

本方式只有A组可以使用，此时A口为输入输出双向口，C口中的5位（PC3~PC7）作为A口的控制位。

4、8255A控制字

（1）方式选择控制字

（2）PC口按位置/复位控制字

三、实验内容

1、实验原理

如实验原理图5－8所示，PC口8位接8个开关K1~K8，PB口8位接8个发光二极管，从PC口读入8位开关量送PB口显示。

拨动K1~K8，PB口上接的8个发光二极管L1~L8对应显示K1~K8的状态。

图5－8

2、实验线路连接

（1）8255A芯片PC0~PC7插孔依次接K1~K8。

（2）8255A芯片PB0~PB7插孔依次接L1~L8。

（3）8255A的CS插孔CS－8255接译码输出Y7插孔。

四、实验软件框图

五、实验软件清单

见随机光盘，文件名为H8255－1.ASM

六、实验步骤

1、按图5－8连好线路。

2、运行实验程序。

在DVCC－8086JHN显示“8255－1”，同时拨动K1~K8，L1~L8会跟着亮灭。

实验六8253A定时/计数器实验

一、实验目的

学习8253A可编程定时/计数器与8088CPU的接口方法；了解8253A的工作方式；掌握8253A在各种方式下的编程方法。

二、预备知识

1、8253A内部结构

8253A定时/计数器具有定时、计数双功能。

它具有三个相同且相互独立的16位减法计数器，分别称为计数器0、计数器1、计数器2。

每个计数器计数频率为0~2MHZ，其内部结构如图5－10所示。

由于其内部数据总线缓冲器为双向三态，故可直接接在系统数据总线上，通过CPU写入计数初值，也可由CPU读出计数当前值；其工作方式通过控制字确定；图中的读写控制逻辑，当选中该芯片时，根据读写命令及送来的地址信息控制整个芯片工作；图中的控制字寄存器用于接收数据总线缓冲器的信息：

当写入控制字时，控制计数器的工作方式，当写入数据时则装入计数初值，控制寄存器为8位，只写不能读。

图5－108253A内部结构图图5－11计数器内部结构图

2、计数器内部结构

如图5－11所示，每个计数器由一个16位可预置的减1计数器组成，计数初值可保存在16位的锁存器中，该锁存器只写不能读。

在计数器工作时，初值不受影响，以便进行重复计数。

图中每个计数器有一个时钟输入端CLK作为计数脉冲源，计数方式可以是二进制，计数范围1~10000H，也可以是十进制，计数范围1~65536。

门控端GATE用于控制计数开始和停止。

输出OUT端当计数器计数值减到零时，该端输出标志信号。

3、8253A端口地址选择见表5－2

4、8253A功能

8253A既可作定时器又可作计数器：

（1）计数：

计数器装入初值后，当GATE为高电平时，可用外部事件作为CLK脉冲对计数值进行减1计数，每来一个脉冲减1，当计数值减至0时，由OUT端输出一个标志信号。

（2）定时：

计数器装入初值后，当GATE为高电平时，由CLK脉冲触发开始自动计数，当计数到零时，发计数结束定时信号。

除上述典型应用外，8253A还可作频率发生器、分频器、实时钟、单脉冲发生器等。

5、8253A控制字

说明：

（1）8253A每个通道对输入CLK按二进制或十进制从预置值开始减1计数，减到0时从OUT输出一个信号。

（2）8253A编程时先写控制字，再写时间常数。

6、8253A工作方式

（1）方式0：

计数结束产生中断方式

当写入控制字后，OUT变为低电平，当写入初值后立即开始计数，当计数结束时，变成高电平。

（2）方式1：

可编程单次脉冲方式

当初值装入后且GATE由低变高时，OUT变为低电平，计数结束变为高电平。

（3）方式2：

频率发生器方式

当初值装入时，OUT变为高；计数结束，OUT变为低。

该方式下如果计数未结束，但GATE为低时，立即停止计数，强逼OUT变高，当GATE再变高时，便启动一次新的计数周期。

（4）方式3：

方波发生器

当装入初值后，在GATE上升沿启动计数，OUT输出高电平；当计数完成一半时，OUT输出低电平。

（5）方式4：

软件触发选通

当写入控制字后，OUT输出为高；装入初值且GATE为高时开始计数，当计数结束，OUT端输出一个宽度等于一个时钟周期的负脉冲。

（6）方式5：

硬件触发选通

在GATE上升沿启动计数器，OUT一直保持高电平；计数结束，OUT端输出一个宽度等于一个时钟周期的负脉冲。

三、实验内容

本实验原理图如图5－12所示，8253A的A0、A1接系统地址总线A0、A1，故8253A有四个端口地址，如端口地址表5－2所示。

8253A的片选地址为48H~4FH。

因此，本实验仪中的8253A四个端口地址为48H、49H、4AH、4BH，分别对应通道0、通道1、通道2和控制字。

采用8253A通道0，工作在方式3（方波发生器方式），输入时钟CLK0为1MHZ，输出OUTO要求为1KHZ的方波，并要求用接在GATE0引脚上的导线是接地（“0”电平）或甩空（“1”电平）来观察GATE对计数器的控制作用，用示波器观察输出波形。

图5－12

四、实验线路连接

1、8253A芯片的T2CLK引出插孔连分频输出插孔1MHZ。

五、实验软件框图

六、实验程序清单

见随机光盘，文件名为H8253.ASM

七、实验步骤

1、按图5－12连好实验线路

2、运行实验程序

实验仪显示“8253－1”

用示波器测量8253A的T2OUT输出插孔，应有频率为1KHZ的方波输出，幅值0~4V。

实验八使用8251A的串行接口应用实验

（一）

一、实验目的

掌握用8251A接口芯片实现微机间的同步和异步通信。

掌握8251A芯片与微机的接口技术和编程方法。

二、预备知识

8251A是一种可编程的同步/异步串行通信接口芯片，具有独立的接收器和发送器，能实现单工、半双工、双工通信。

1、8251A内部结构

8251A内部结构框图如图5－15所示。

图5－15

图中I/O缓冲器是双向三态，通过引脚D0~D7和系统数据总线直接接口，用于和CPU传递命令、数据、状态信息。

读写控制逻辑用来接收CPU的控制信号、控制数据传送方向。

CPU对8251A的读写操作控制表如表5－4所示。

图中收发器功能是从引脚RXD（收）和TXD（发）收发串行数据。

接收时按指定的方式装配成并行数据，发送时从CPU接收的并行数据，自动地加上适当的成帧信号转换成串行数据。

8251A内部的调制解调器控制器，提供和外接的调制解调器的握手信号。

2、8251A的方式控制字和命令控制字

方式控制字确定8251A的通信方式（同步/异步）、校验方式（奇校/偶校/不校）、字符长度

及波特率等，格式如下图5－16所示。

命令控制字使8251A处于规定的状态以准备收发数据，格式如下图5－17。

方式控制字和命令控制字无独立的端口地址，8251A根据写入的次序来区分。

CPU对8251A初始化时先写方式控制字，后写命令控制字。

图5－16

图5－17

3、状态寄存器

状态寄存器用于寄存8251A的状态信息，供CPU查询。

各位定义如下：

TXRDY位：

当数据缓冲器空时置位，而TXRDY引脚只有当条件（数据缓冲器空·/CTS·TXE）成立时才置位。

溢出错误：

CPU没读走前一个字符，下一个字符又接收到，称为溢出错误。

帧错误：

在字符结尾没检测到停止位，称为帧错误。

三、实验内容

实验原理图如图5－18所示，8251A的片选地址为050~05F，8251A的C/D接A0，因此，8251A的数据口地址为050H，命令/状态口地址是051H，8251A的CLK接系统时钟的2分频输出PCLK（2.385MHZ），图中接收时钟RXC和发送时钟TXC连在一起接到8253A的OUT1，8253A的OUT1输出频率不小于79.5KHZ。

本实验采用8251A异步方式发送，波特率为9600，因此8251A发送器时钟输入端TXC输入一个153.6KHZ的时钟（9600×16）。

这个时钟就有8253A的OUT1产生。

8253A的CLK1接1.8432MHZ，它的12分频正好是153.6KHZ。

故8253A计数器1设置为工作方式3——方波频率发生，其计数初值为000CH。

本实验发送字符的总长度为10位（1个起始位（0），8个数据位（D0在前），1个停止位

（1），发送数据为55H，反复发送，以便用示波器观察发送端TXD的波形。

用查询8251A状态字的第0位（TXRDY）来判断1个数据是否发送完毕，当TXRDY=1时，发送数据缓冲器空。

图5－18

四、实验程序框图

五、实验程序清单

见随机光盘，文件名为H8251－1.ASM

六、实验步骤

1、运行实验程序

在DVCC－8086JHN上显示“8251－1”

用示波器探头测TXD波形，以判断起始位、数据位以及停止位的位置。

注：

本实验只在单机状态下做。