东南大学微机原理微机系统与接口实验五六实验报告自动化学院.docx
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东南大学微机原理微机系统与接口实验五六实验报告自动化学院
东南大学
《微机实验及课程设计》
实验报告
实验五8253计数器/定时器
实验六8255并行输入输出
姓名:
学号:
08011
专业:
自动化实验室:
计算机硬件技术
实验时间:
2012年04月27日报告时间:
2013年05月15日
评定成绩:
审阅教师:
一.
实验目的
实验五:
1)掌握计数器/定时器8253的基本工作原理和编程应用方法;
2)了解掌握8253的计数器/定时器典型应用方法
实验六:
1)掌握8255方式0的工作原理及使用方法,利用直接输入输出进行控制显示;
2)掌握8段数码管的动态刷新显示控制;
3)分析掌握8255工作方式1时的使用及编程,进一步掌握中断处理程序的编写。
二.实验内容
实验五:
必做:
5-1将计数器0设置为方式0,计数初值为N(小于等于0FH),用手动的方式逐个输入单脉冲,编程使计数值在屏幕上显示,并同时用逻辑笔观察OUT0电平变化。
(参考程序p63)
5-2将计数器0、1分别设置在方式3,计数初值设为1000,用逻辑笔观察OUT0电平的变化。
(参考程序p64)
实验六:
(1)8255方式0:
简单输入输出实验电路如图一,8255C口输入接逻辑电平开关K0~K7,编程A口输出接LED显示电路L0~L7;用指令从C口输入数据,再从A口输出。
图一8255简单输入输出
(2)编程将A口L0-L7控制成流水灯,流水间隔时间由软件产生;流水方向由K0键在线控制,随时
可切换;流水间隔时间也可由K4~K7键编码控制,如0000对应停止,0001对应1秒,1111对应15秒,大键盘输入ESC键退出。
(3)8段数码管静态显示:
按图二连接好电路,将8255的A口PA0~PA6分别与七段数码管的段码驱动输入端a~g相连,位码驱动输入端S1接+5V(选中),S0、dp接地(关闭)。
编程从键盘输入一位十进制数字(0~9),在七段数码管上显示出来。
图二单管静态显示
(4)8段数码管动态显示:
按图三连接好电路,七段数码管段码连接不变,位码驱动输入端S1、S0接8255C口的PC1、PC0。
编程在两个数码管上显示“56”。
图三双管动态显示
二.实验原理与接线
实验五:
5-1参考图3.6-1虚线连接电路,将计数器0设置为方式0,计数器初值为N(N≤0FH),用手动逐个输入单脉冲,编程使计数值在屏幕上显示,并同时用逻辑笔观察OUT0电平变化(当输入N+1个脉冲后OUT0变高电平)
●8253的CS接280H
●8253的GATE0接+5V
●8253的CLK0接单脉冲1或2
●8253的OUT0接逻辑笔(高电平LED12亮,低电平LED13亮)
5-2按图3.6-2连接电路,将计数器0、计数器1分别设置为方式3,计数初值设为1000,用逻辑笔观察OUT1输出电平的变化(频率1Hz)
●8253的CS接280H
●8253的GATE0和GATE1接+5V
●8253的CLK0接1MHz
●8253的OUT0接CLK1
●8253的OUT1接逻辑笔
编辑提示:
1、8253定时器0地址280h
8253定时器1地址281h
8253定时器2地址282h
8253控制口地址283h
2、实验参考程序中的口地址和代号是随意的,看程序的时候要注意。
实验六:
八段式LED数码管的符号和引脚
共阴极七段数码管字型数码
实验接线图
实验接线图(静态显示)
♦PA0~PA6分别接数码管的a~g
♦PC0~PC7分别逻辑电平开关的K0~K7
♦位选端S1接+5V
♦位选端S0接地
♦数码管dp端接地
实验接线图(动态显示)
♦PA0~PA6分别接数码管的a~g
♦位选端S0、S1接8255C口的PC0、PC1端
编程提示:
1、实验台的七段数码管为共阴性,段码同相驱动,输入端加高电平,选中的数码管亮,位码加反相驱动器,位码的输入端高电平选中。
2、8255的A口、B口、C口和控制口的端口地址分别为288H~28BH。
编程首先要设置控制字输出到控制口。
3、逻辑电平开关向上拨到“1”时输出高电平;向下拨到“0”时输出低电平。
4、动态显示时应先从A口输出段码,然后再从C口输出位码,然后应该延时一段时间才能看到数码管的显示。
其中段码需要查表
Leddb3fh,06h,…………71h
位码分别为:
左边的数码管xxxxxx10
右边的数码管xxxxxx01
5、动态显示时为了使两个数码管的字符可以同时看到,应注意延时的时间。
6、注意字符变换之间应使段位全灭,避免影子。
四.实验源程序(主要部分)和流程图
实验五:
源程序:
5-1将计数器0设置为方式0,计数初值为N(小于等于0FH),用手动的方式逐个输入单脉冲,编程使计数值在屏幕上显示,并同时用逻辑笔观察OUT0电平变化。
(参考程序p63)
ioportequ0b800H-0280H;tpc卡中设备的io地址
io8253aequioport+283H;8253控制寄存器地址
io8253bequioport+280H;计数器0地址
stackssegmentstack
db100dup(?
)
stacksends
codesegment
assumecs:
code,ss:
stacks
mainprocfar
start:
movax,stacks
movss,ax
moval,10h;设置8253通道0为工作方式0,二进制计数
movdx,io8253a
outdx,al
movdx,io8253b;送计数初值为0FH
moval,0fh
outdx,al
ZZZ:
inal,dx;读计数初值
calldisp;调显示子程序
pushdx
movah,06h
movdl,0ffh
int21h
popdx
jzZZZ
movah,4ch;退出
int21h
mainendp
dispprocnear;显示子程序
pushdx
andal,0fh;首先取低四位
movdl,al
cmpdl,9;判断是否<=9
jlenum;若是则为'0'-'9',ASCII码加30H
adddl,7;否则为'A'-'F',ASCII码加37H
num:
adddl,30h
movah,02h;显示
int21h
movdl,0dh;加回车符
int21h
movdl,0ah;加换行符
int21h
popdx
ret;子程序返回
dispendp
codeends
endstart
实验现象:
计数器:
当手动输入单脉冲时,屏幕显示F,E,D,C,B,A……1,然后输出逻辑笔显示一个高电平。
原因:
计数器:
程序中设定的计数初值为0FH,故从0FH递减至1计数,每计完一次,输出一个高电平。
上图为计数过程中逻辑笔红灯亮。
5-2将计数器0、1分别设置在方式3,计数初值设为1000,用逻辑笔观察OUT0电平的变化。
(参考程序p64)
ioportequ0b800h-0280h;tpc卡中设备的io地址
io8253aequioport+280h;计数器0地址
io8253bequioport+281h;计数器1地址
io8253cequioport+283h;8253控制寄存器地址
stackssegmentstack
db100dup(?
)
stacksends
codesegment
assumecs:
code,ss:
stacks
mainprocfar
start:
movax,stacks
movss,ax
movdx,io8253c;向8253写控制字
moval,36h;使0通道为工作方式3
outdx,al
movax,1000;写入循环计数初值1000
movdx,io8253a
outdx,al;先写入低字节
moval,ah
outdx,al;后写入高字节
movdx,io8253c
moval,76h;设8253通道1工作方式2
outdx,al
movax,1000;写入循环计数初值1000
movdx,io8253b
outdx,al;先写低字节
moval,ah
outdx,al;后写高字节
movah,4ch;程序退出
int21h
mainendp
codeends
endstart
定时器:
逻辑笔输出频率为1Hz的信号。
定时器:
初始信号为1MHz,经过2级1000~0的记数,频率变为原来的1000000倍,即1Hz,实现1s的周期信号。
流程图:
实验六:
1.8255简单输入输出程序
ioportequ0b800h-0280h;tpc卡中设备的io地址
io8255aequioport+288h;8255A口地址
io8255bequioport+28bh;8255控制寄存器端口地址
io8255cequioport+28ah;8255C口地址
stackssegmentstack
db100dup(?
)
stacksends
codesegment
assumecs:
code,ss:
stacks
mainprocfar
start:
movax,stacks
movss,ax
movdx,io8255b;设8255为C口输入,A口输出
moval,8bh
outdx,al
inout:
movdx,io8255c;从C口输入一数据
inal,dx
movdx,io8255a;从A口输出刚才自C口
outdx,al;所输入的数据
movdl,0ffh;判断是否有按键
movah,06h
int21h
jzinout;若无,则继续自C口输入,A口输出
movah,4ch;否则返回DOS
int21h
mainendp
codeends
endstart
实验现象:
开关K0~K7的高低电平分别表示1和0,设置K0~K7的值,在流水灯L0~L7中用灯的亮与灭来显示。
下图将k0,k1设置为高电平,对应的灯亮起。
2.流水灯
start:
movax,stacks
movss,ax
movdx,io8255b;设8255为C口输入,A口输出
moval,8bh
outdx,al
inout:
movcl,01h
movdx,io8255c;从C口输入一数据
inal,dx
testal,01
jneright;k0为高电平时向右
jmpleft;k0为低电平时向左
right:
movdx,io8255c;从C口输入一数据
inal,dx
cmpal,00h;判断延时,ah=00时停止,ah=10时延时移动显示
jeright
moval,cl
calldelay1
rolcl,1
movdx,io8255c;从C口输入一数据
inal,dx
testal,01
jneright;k0为高电平时向右
jmpleft
left:
movdx,io8255c;从C口输入一数据
inal,dx
cmpal,00h;判断延时,ah=00时停止,ah=10时延时移动显示
jeleft
moval,cl
calldelay1
rorcl,1
movdx,io8255c;从C口输入一数据
inal,dx
testal,01
jneright;k0为高电平时向右
jmpleft
delay1procnear
movdx,io8255a;从A口输出刚才自C口
outdx,al;所输入的数据
calldelay
moval,0
outdx,al
calldelay
ret
delay1endp
DELAYPROCNEAR;延迟子程序
pushcx
pushbx
movbx,0fffh
cc:
movcx,0ffffh
ccc:
loopccc
decbx
jnzcc
popbx
popcx
ret
DELAYENDP
codeends
endstart
实验现象:
流水灯的流水方向可由K0键控制,K0为高电平时向左,K0为低电平时向右。
但是流水间隔时间可由K4~K7来控制,但按ESC键也不能退出流水灯。
虽然我们尝试修改了代码,不过最后还是没能实现按下esc退出。
3.8段数码管静态显示程序段:
start:
movax,stacks
movss,ax
movax,data
movds,ax
movdx,io8255b;将8255设为A口输出
moval,80h
outdx,al
movdi,offsetbuffer1;设di为显示缓冲区
loop2:
movbh,02
lll:
movbyteptrbz,bh
pushdi
decdi
adddi,bz
movbl,[di];bl为要显示的数
popdi
moval,0
movdx,io8255a
outdx,al
movbh,0
movsi,offsetled;置led数码表偏移地址为SI
addsi,bx;求出对应的led数码
moval,byteptr[si]
movdx,io8255c;自8255A的口输出
outdx,al
moval,byteptrbz;使相应的数码管亮
movdx,io8255a
outdx,al
movcx,3000
delay:
loopdelay;延时
movbh,byteptrbz
shrbh,1
jnzlll
movdx,0ffh
movah,06
int21h
jeloop2;有键按下则退出
movdx,io8255a
moval,0;关掉数码管显示
outdx,al
movah,4ch;返回
int21h
codeends
endstart
实验现象:
从键盘输入一个0~9的数字后数码管中显示出该数字。
键入的数字6:
数码管显示6:
4.8段数码管动态显示程序段
datasegment
ioportequ0c800h-0280h
io8255aequioport+288h
io8255bequioport+28bh
leddb3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh
mesg1db0dh,0ah,'Inputanum(0--9h):
',0dh,0ah,'$'
dataends
stackssegmentstack
db100dup(?
)
stacksends
codesegment
assumecs:
code,ds:
data,ss:
stacks
start:
movax,stacks
movss,ax
movax,data
movds,ax
movdx,io8255b;使8255的A口为输出方式
movax,80h
outdx,al
sss:
movdx,offsetmesg1;显示提示信息
movah,09h
int21h
movah,01;从键盘接收字符
int21h
cmpal,'0';是否小于0
jlexit;若是则退出
cmpal,'9';是否大于9
jgexit;若是则退出
subal,30h;将所得字符的ASCII码减30H
movbx,offsetled;bx为数码表的起始地址
xlat;求出相应的段码
movdx,io8255a;从8255的A口输出
outdx,al
jmpsss;转SSS
exit:
movah,4ch;返回DOS
int21h
codeends
endstart
实验现象:
两个数码管动态显示出“56”。
流程图
图四8255简单输入输出程序流程图图五8255动态显示56程序流程图
五.提高与创新研究
实验五:
1.图3.6-2系统中最大定时时间为多长,如果需要获得20秒的精确定时该如何处理?
CLK0:
0.0000001s
CLK1、OUT0:
0.0001s
CLK2、OUT1:
1s
所以最大定时时间为一秒。
如果要获得20秒的精确定时应将OUT1接CLK2,OUT2接输出,当OUT2输出20个方波时,为20s。
2.计数器选用方式三的原因:
应要将OUT0接CLK1,所以输出最好为占空比为1:
1的方波,而只有方式3输出为占空比为1:
1的方波,故选用方式三。
实验六:
递增00~99计数器
在电路图3的基础上,编程实现递增00~99计数器(选作与探索实验一),编程如下:
datasegment
ioportequ0e000h-0280h
io8255aequioport+28ah
io8255bequioport+28bh
io8255cequioport+288h
leddb3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh;段码
buffer1db0,0;存放要显示的十位和个位
bzdw?
;位码
dataends
stackssegmentstack
db100dup(?
)
stacksends
codesegment
assumecs:
code,ds:
data,ss:
stacks
start:
movax,stacks
movss,ax
movax,data
movds,ax
movdx,io8255b;将8255设为A口输出
moval,80h
outdx,al
movdi,offsetbuffer1;设di为显示缓冲区
loop1:
movcx,0300h;循环次数
loop2:
movbh,02
diy:
movbyteptrbz,bh
pushdi
decdi
adddi,bz
movbl,[di];bl为要显示的数
popdi
movbh,0
movsi,offsetled;置led数码表偏移地址为SI
addsi,bx;求出对应的led数码
moval,byteptr[si]
movdx,io8255c;自8255A的口输出
outdx,al
moval,byteptrbz;使相应的数码管亮
movdx,io8255a
outdx,al
pushcx
movcx,0ffffh;如果显示过快,可更改cx值为最大0ffffh
delay:
loopdelay;延时
popcx
movbh,byteptrbz
shrbh,1
jnzdiy
looploop2;循环延时
movax,wordptr[di]gg
cmpah,09
jnzset
cmpal,09
jnzset
movax,0000
mov[di],al
mov[di+1],ah
jmploop1
set:
movah,01
int16h
jneexit;有键按下则转exit
movax,wordptr[di]
incal
aaa
mov[di],al;al为十位
mov[di+1],ah;ah中为个位
jmploop1
exit:
movdx,io8255a
moval,0;关掉数码管显示
outdx,al
movah,4ch;返回DOS
int21h
codeends
endstart
六.实验结果以及遇到的问题和解决办法
实验五:
实验五的目的主要是通过实验对芯片8253的工作机理有了更加清楚地认识。
通过本次实验,我熟悉了8253定时器/计数器的内部工作原理,透彻理解了8253的方式控制字,状态字等功能的实现原理,这是本次实验最大的收获!
并且,掌握了对8253的初始化以及运行的过程,让我对于课本上讲的8253的工作方式有了更深刻的体会。
实验六:
通过这次实验我了解了一些8255简单输入与输出的使用方法。
8255的简单输入输出实验完成的比较顺利,但是流水灯做了好久,不知道是不是线或者试验箱的问题,我们运行一次是好的,但是再回来运行一次又观察不到现象了。
还有按下esc退出的问题,我们仿照下一个实验数码管静态显示的实验来做,但是不按键灯就不动。
后来几次尝试还是失败了。
数码管的静态动态显示也比较顺利,我们更加熟悉了8255的使用方法,也加强了对于数码管显示机理的理解。
总之,虽然在调试中会遇到各种各样的问题,但程序的调试提高了我解决问题的能力,学会了在设计中独立解决问题,也包括怎样去查找问题,只有自己亲手去操作才会在脑海中留下深刻的印象。