武汉理工大学微机原理接口实验报告Word格式.docx

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实验课程名称：

微机原理及接口技术

实验题目

定时器的使用

报告成绩

实验者

专业班级

组别

同组者

完成日期

第一部分：

实验准备

一、实验目的和意义

1.熟悉接口试验箱的使用环境。

2.体会接口电路通过外部总线与处理器连接原理。

3.掌握可编程芯片8253的编程方法。

二、实验内容和环境

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。

实验设备：

PC机一台，TD-PITE实验装置一套。

三、实验基本原理与方法

〔1〕8254的功能

Ø

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〕8254的内部结构和外部引脚

图1.18254内部结构图1.28254外部引脚

〔3〕8254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：

硬件触发选通方式。

〔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

〔6〕8254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。

表

〔7〕实验原理图

第二部分：

实验过程

四、实验步骤〔硬件连线图，程序代码，及实验操作描述〕

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

连线说明：

〔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。

2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。

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。

五、实验过程分析〔综合分析；

遇到什么问题，如何解决的〕

按照实验指导书的指导内容，完成实验的硬件连线，同时在实验前编写好实验需要用到的程序。

在实验过程中，连线可能出现了问题，按照连线图检查之后改正了错误的连线；

在编译并运行程序的过程中的操作步骤还不够熟练，完成实验的速度较慢，用了比较多的时间。

但最后还是成功地完成了本次实验。

第三部分：

实验结果

六、实验结果及分析〔观察到的结果截图或照片，相关数据及现象分析〕

产生的方波图

输出M，验证了计数功能

七、实验心得

通过本次实验，我熟悉了接口试验箱的使用环境，体会了接口电路通过外部总线与处理器连接原理，掌握了可编程芯片8253的编程方法。

同时通过硬件连线，加深了对硬件工作原理的理解，也提高了自己的动手能力，复杂的连线也是对自己耐心的考验。

但最后成功的实验结果也让人感到欣慰，使我受益匪浅。

微机原理与接口技术

并行接口Intel8255A的方式0应用

1.学习并掌握8255的工作方式及其应用。

2.掌握8255典型应用电路的接法。

3.掌握程序固化及脱机运行程序的方法。

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D7～D0由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示，D15～D8与D7～D0正相反，由右向左，每次仅点亮一个灯，循环显示。

〔1〕8255的功能

●有三个输入输出端口：

端口A，端口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。

〔2〕8255内部结构及外部引脚

图2.18255内部结构图2.28255外部引脚

〔3〕8255A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〕

〔4〕8255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。

图2.38255控制字

〔5〕实验原理图

图2.4实验原理图

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。

实验程序：

〔3〕运行程序，改变拨动开关，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。

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D7～D0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

〔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。

1.基本输入输出

2.流水灯显示

通过本次实验，我熟悉了基本的输入输出和流水灯显示的控制，学习并掌握了8255的工作方式及其应用，还掌握了8255典型应用电路的接法，学习了程序固化及脱机运行程序的方法同时通过硬件连线，加深了对硬件工作原理的理解，也提高了自己的动手能力，复杂的连线也是对自己耐心的考验。

但最后成功的实验结果也让人感到欣慰，使我受益良多。

A/D及D/A转换器应用

1.替换理解模/数、数模信号转换的基本原理。

2.掌握模/数转换芯片ADC0809的使用方法。

3.掌握DAC0832的使用方法。

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。

（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电路。

DAC0832是8位芯片。

图3.1DAC0832引脚图

图3.2DAC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3.3ADC0809引脚图图3.4ADC实验单元电路图

（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：

按钮或直接单击工具栏的

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。

三角波程序：

（1）按图连接实验线路。

图3.6实验连线图

（3）将变量VALUE添加到变量监视窗口中。

（4）在JMPSTART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。

方波：

三角波：

模/数转换

通过本次实验，我理解了模/数、数模信号转换的基本原理，掌握了模/数转换芯片ADC0809的使用方法，掌握了DAC0832的使用方法。

串行接口应用

1.掌握8251的工作方式及应用。

2．了解有关串口通讯的知识

自收自发实验，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。

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。

〔1〕8251的内部结构及外部引脚

图4.18251内部结构图图4.28251引脚图

〔2〕8251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4.5

8251的初始化和操作流程和8251实验单元电路图如下所示。

图实验单元电路图

图4.68251初始化和操作流程图

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。

通过本次实验，我掌握了8251的工作方式及应用，了解了有关串口通讯的知识。