《微型计算机接口技术》实验大纲文档格式.docx
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适用专业及年级：
通信工程、电子信息工程及电子信息科学与技术专业
先修课程：
《计算机文化基础》、《微型计算机原理》、《高级语言程序设计》、《数字电路》、《模拟电路》、《电路分析》及相关课程实验
大纲主撰人：
余军
一、实验教学目的和基本要求
1．教学目的：
该课程是《微型计算机接口技术》的配套实验课程，是我院工科相关本科专业的专业必修课。
它依据《微型计算机接口技术》教学大纲的内容而设定，旨在加深学生对课堂中所学内容的熟悉、了解，从而更进一步理解微型计算机接口硬件的基本工作原理和设计使用。
通过实验能培养锻炼学生分析问题、解决问题的实际能力。
为今后的学习和工作打下基础。
2．教学要求：
通过实验学生能更好的了解掌握微型计算机接口的基本概念、作用、特点和数据输入输出的基本方式；
熟悉了解微型计算机系统中有关总线的概念、标准；
初步掌握微型计算机中常用接口（中断、DMA、并行接口、串行接口、定时/计数、D/A、A/D数转换）的功能、特点、设计及使用；
能够读懂简单的接口硬件原理图及相关的控制程序,能根据要求设计一些常用的较为简单的接口控制线路。
3．实验方式及注意事项：
本课程所有实验均需上机进行，每个实验都明确规定了实验目的，并根据实验要求提供若干难度不同的实验题，读者上机时可根据教师具体安排、学时要求以及学生程度不同，选择每个实验的部分内容作为练习。
为了提高上机的效率，要求：
（1）.学生按照实验要求，上机前写好上机实验预习报告，内容包括：
实验目的、内容、实验步骤；
（2）.上机实验时应按实验要求完成每一个实验的内容；
（3）.课后认真书写并提交实验报告，教师应认真批阅实验报告。
二、实验内容与学时分配
实验一I/O口输入、输出实验（2学时）
1．实验目的：
（1）.掌握基本输入输出口的概念；
（2）.掌握地址译码器的工作原理和设计方法；
（3）.学习单板方式下扩展简单I/O接口的方法；
（4）.学习I/O编程技术。
2．实验设备：
PC机、THTDW-1型单片机及微机原理与接口综合实验装置、示波器、万用表。
3．实验主要内容：
数据口扩展74LS244输入数据，数据口扩展74LS273输出数据。
输入端接八位逻辑电平输出，输出端接八位逻辑电平显示，编写一个程序，读入开关状态并输出显示。
4.实验要求：
（1）.实验前先预习相关知识；
（2）.画出硬件连线示意图和软件框图；
（3）.根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。
实验二扩展存储器读写实验（2学时）
（1）.熟悉存储器类型和引脚分布；
（2）.掌握存储器地址译码器的设计方法；
（3）.掌握微机扩展外部RAM的方法；
（4）.掌握SRAM62256读写数据的方法。
对片外存贮器中一固定地址单元进行读写操作，并比较读写结果是否一致。
不一致则说明读写操作不可靠或该存储器单元不可靠，程序转入出错处理代码段（本示例程序通过熄灭一个发光二极管来表示出错）。
读写数据的选用，可采用的是55（0101，0101）与AA（1010，1010）。
一般采用这两个数据的读写操作就可查出数据总线的短路、断路等，在实际调试电路时非常有效。
用户调试该程序时，可以灵活使用单步、断点和变量观察的等方法，来观察程序执行的流程和各中间变量的值。
实验三8253定时/计数器实验（2学时）
1．实验目的:
（1）.理解定时计数器的工作原理；
（2）.熟悉8253定时器的硬件连接方法及时序关系；
（3）.掌握8253工作方式以及编程方法。
3．实验主要内容:
编程将8253定时器0设定为方式3，定时器1设定在方式2，定时器2设定在方式2，定时器0输出作为定时器1的输入，定时器1的输出作为定时器2的输入，定时器2的输出接在一个LED上，运行后可观察到该LED在不停闪烁。
实验四8259A硬件中断实验（2学时）
1.实验目的：
（1）.掌握PC中断系统原理和相关概念；
（2）.掌握8259A扩展8088系统中断的方法及编程；
（3）.会编制和安装中断服务程序。
根据系统提供的电路，掌握8259的工作原理，编程实现外部脉冲使8259产生中断。
实验五8237ADMA控制实验（2学时，选做）
（1）.理解DMA工作方式；
（2）.掌握DMA的工作原理；
（3）.熟悉8237控制器的编程方法；
（4）.掌握在实验系统环境下，用8237的通道0进行DMA数据传送。
利用8237的通道0，实现系统内存到内存的DMA传送，即把内存3000～4FFFH内容传送到5000～6FFFH中去。
实验六8255输入、输出实验（2学时）
（1）.理解可编程并行接口的特点；
（2）.掌握8255芯片结构和工作方式特点；
（3）.了解8255与系统的接口；
（4）.掌握8255输入、输出的编程方法。
以PA口为输入口，接八位逻辑电平输出，以PC口为输出口，接八位逻辑电平显示，编写一个程序，读入PA口状态并在PC口输出显示。
实验七串转并与并转串实验（2学时，选做）
（1）.掌握串行和并行传输的特点；
（2）.掌握使用74LS164扩展输出的方法，实现串入并出转换；
（3）.掌握使用74LS165扩展输入的方法，实现并入串出转换。
使用74LS165扩展输入数据，使用74LS164扩展输出数据。
74LS165的并行口接八位逻辑电平输出（开关），CPU使用8255的PA口、PC口串行读入开关状态；
74LS164的并行口接一只数码管，CPU使用8255的PC口串行输出刚读入的开关状态，使之在数码管上显示出来。
实验八8251可编程串行口与PC机通信实验（2学时）
（1）.掌握串行通信的基本概念；
（2）.熟悉RS-232C接口标准；
（3）.掌握8251串行口的工作原理和编程方法；
（4）.了解PC机通讯的基本要求。
利用系统提供的硬件电路，实现微机与PC机通信。
从实验机的键盘上输入数字（0～F），字符显示到PC机的显示器上，将PC机键盘输入的字符（0～F）显示到实验机的数码管上。
实验九8255控制键盘与显示实验（2学时，选做）
（1）.键盘的工作原理和数码管的显示方法；
（2）.掌握8255输入、输出的编程方法；
（3）.掌握阵列键盘和数码管动态扫描显示的控制方法。
用8255可编程并行口会、做一个键盘、显示扫描实验，把按键输入的键值，显示在8255控制的七段数码管上。
8255PB口做键盘输入线，PC口做显示扫描线，PA口做显示数据线。
实验十并行D/A转换实验（2学时）
（1）.掌握D/A转换的基本原理；
（2）.了解DAC选型的主要依据；
（3）.掌握DAC和系统的接口方法；
（4）.了解DAC0832直通方式、单缓冲器方式、双缓冲器方式的编程方法。
（5）.掌握DAC0832单缓冲器方式数模转换程序的编程方法和调试方法。
利用系统提供的DAC0832接口电路，实现微机数模转换，使DAC0832输出锯齿波、三角波、正弦波。
实验十一并行A/D转换实验（2学时）
（1）.掌握A/D转换的基本原理；
（2）.了解ADC选型的主要依据；
（3）.掌握ADC和系统的接口方法；
（4）.掌握ADC0809模/数转换芯片与微机的连接方法及ADC0809的典型应用。
（5）.掌握用查询方式、中断方式完成模/数转换程序的编写方法。
利用系统提供的ADC0809接口电路，实现微机模数转换。
模拟信号为0～5V电位器分压输出，微机控制ADC0809读取模拟信号，并在数码管上用十六进制形式显示出来。
实验十二温度传感器与控制实验（2学时）
（1）.了解微机前向和后向通道设计；
（2）.了解温度传感器电路的工作原理；
（3）.学会温度控制的一种方法；
（4）.综合使用各种芯片；
（5）.了解设备驱动程序的综合编制方法。
根据系统提供的温度传感器电路、加热电路、散热电路，使用微机将温度控制在某一设定值。
当系统采集的温度值低于设定值时，开通加热系统，反之，当温度高于设定值时，关闭加热系统，使加热系统降温。
三、主要仪器设备
PC系列微机、THTDW-1型单片机及微机原理与接口综合实验装置、示波器、万用表。
四、实验教学方式
实验指导与现场讲授方式相结合。
五、实验考核方式
1.指导教师根据学生的预习报告、回答问题情况、实验态度、实验结果、实验报告，对学生评定考核成绩。
2.实验课成绩单独按五级分记录考试成绩。
凡实验成绩不及格者，该门课程必须重修。
学生的实验成绩以平时考查为主，占总分的70%，其平时成绩以实验实际操作的优劣和考勤作为主要考核依据。
在学期末或课程结束时，为复习和巩固实验教学内容，进一步对学生作补充了解，也可举行一定的实验操作考试或考查，无论采取何种方式进行考核，都必须按实验课的目的要求，以实际实验工作能力的强弱作为评定成绩的主要依据。
最终的集中考试或考查结果只占总成绩的30%。
评定各级成绩时，可参考以下标准：
优秀
实验出勤率100%、学习态度端正、学习认真、遵守纪律。
能正确理解实验的目的要求，能独立、顺利而正确地完成实验内容。
会分析和处理实验中遇到的问题，能掌握所学的知识点，有一定创造精神和能力。
有良好的实验室工作作风和习惯。
良好
实验出勤率90%、学习态度较端正、学习较认真、遵守纪律。
能理解实验的目的和要求，能认真而正确地完成实验内容，能分析和处理实验中遇到的一些问题。
能掌握所学知识的绝大部分。
有较好的实验习惯和工作作风。
中等
实验出勤率80%、学习态度一般、学习尚可、较遵守纪律。
能粗浅理解实验目的要求，能认真努力进行实验要求的内容，但技巧较差。
能分析和处理实验中一些较容易的问题，掌握知识点的大部分。
及格
实验出勤率70%、学习态度尚可、学习马虎、能遵守纪律。
只能机械地了解实验内容，能进入编程环境，能编写程序的大体框架。
遇到问题常常缺乏解决的办法，在别人启发下能作些简单处理，但效果不理想。
不及格（很差）
实验出勤率不足70%、学习态度较差、学习敷衍、不遵守纪律。
盲目地抄袭他人程序或者对所学知识掌握很差，编写程序无从下手。
遇到问题时说不清原因，在教师指导下也较难完成实验内容，不求上进。
六、推荐实验教材和教学参考书
1.实验指导书：
《THTDW-1型单片机及微机原理与接口综合实验装置实验指导书—8088分册》，浙江天煌科技实业有限公司。
2.推荐参考书：
（1）.《微机接口技术》（第二版）,王成瑞，高等教育出版社。
（2）.《微型计算机接口技术及应用》刘乐善主编，华中理工大学出版社。
（3）.《微型计算机接口原理与技术》邹逢兴，电子工业出版社。
（4）.《微型计算机技术及应用》戴梅萼，清华大学出版社。
七、实验课程与学时分配表
序号
实验项目名称
实验内容提要
学时分配
实验属性
实验类型
每组人数
实验要求
指导教师
已开/未开
I/O口输入、输出实验
初步掌握输入、输出接口及其程序设计
基础
验证、设计
必开
已开
扩展存储器读写实验
了解存储器类型，存储器扩展设计，读写外扩存储器
3
8253定时/计数器实验
理解定时/计数器，熟悉8253的各种方式，会编制相应程序
4
8259A硬件中断实验
理解中断的含义，熟悉中断响应机制，会编制中断程序
5
8237ADMA控制实验
了解DMA的含义，会编制控制程序
选开
6
8255输入、输出实验
熟悉并行接口，掌握8255的编程
7
串转并与并转串实验
熟悉串行和并行数据传送的特点，会相互转换
8
8251可编程串行口与PC机通信实验
掌握RS232接口标准，会编写通信程序
9
8255控制键盘与显示实验
了解键盘的各种原理，会使用数码管进行显示
10
并行D/A转换实验
会进行DAC扩展软硬件设计
11
并行A/D转换实验
会进行ADC扩展软硬件设计
12
温度传感器与控制实验
结合课程主要知识开发一个综合性微机温度控制系统
验证、设计、综合
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