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实验指导书最新
微机原理与接口技术实验指导书
作者：
路来智
单位：
计算机科学技术系
实验须知
一、预习要求
1.实验前认真阅读实验教程中有关内容，明确实验目的、内容和实验任务。
2.每次实验前做好充分的预习，对所需预备知识做到心中有数。
3.实验前应编好源程序，并对调试过程、实验结果进行预测，然后写入到预习报告中。
二、实验要求
1.实验课请勿迟到，缺席。
2.爱护设备，保持清洁，不随意更换设备。
3.认真完成实验任务，实验结果经教师检查。
4.做硬件实验时，严禁带电操作，即所有的接线、改线及拆线操作均应在不带电的状态下进行，并注意防止导线堵塞插孔。
5.发生事故，应立即切断电源，并马上向教师报告，检查原因，吸取教训。
6.实验完毕，请整理实验设备，再离开实验室。
三、报告要求
每次实验后，应递交一份实验报告，报告中应包含下列内容：
1.实验名称、实验人姓名、学号、班级，所用设备号。
2.实验目的、任务。
3.画出各任务程序流程图。
4.写出实验调试情况，包括上机时遇到的问题及解决办法、实验结果分析等，并附上调试好的程序清单（应加适量注释）。
5.总结实验中的心得体会，提出对实验内容、方案等的建议、意见或设想等。
四、兴趣实验
本实验部分有两个程序，综合使用了实验仪器的各个部件，所以有兴趣的同学，可以根据说明部分，自己读懂实验内容，并添加上注释。
目录
第一章：
概述1
一、系统概述1
二、系统组成3
第二章：
系统的安装和使用7
第三章：
键盘的监控和使用8
一、引言8
二、监控程序命令及操作8
第四章：
汇编语言实验程序11
实验一DEBUG的启动及其基本命令的使用13
实验二内存操作数及寻址方法22
实验三算术运算指令24
实验四查表程序设计26
实验五系统功能调用28
实验六分支程序设计29
实验七循环程序设计32
第五章：
微机原理实验34
实验一：
简单I/O口扩展实验
（一）34
实验二：
简单I/O口扩展实验
（二）36
实验三：
8255A并行口实验
（一）38
实验四：
8255A并行口实验
（二）40
实验五：
定时器/计数器实验46
实验六 8259单级中断控制器实验49
实验七 A/D转换实验56
实验八 D/A转换实验60
第六章：
兴趣爱好实验62
实验一：
电子琴实验62
实验二LED16*16点阵显示实验72
第一章：
概述
为了更好地满足微机原理与接口技术的教学与实验，我校引入了启东计算机总厂有限公司开发的DICE-8086K超强型实验系统。
8086K实验系统软、硬件配置完善，实验内容丰富。
实验电路采用分模块、开放性设计，使实验电路配置灵活，所有实验程序全部调试通过，用户可直接运用。
一、系统概述
1.1系统主要特点
1.采用主频为14.77MHZ的8088CPU为主CPU，并以最小工作方式构成系统。
2．配有二片61C256静态RAM构成系统的64K基本内存，地址范围为00000H-0FFFFH，其中00000H-00FFFH监控占用。
另配一片W27C512（64K）EP1存放监控程序，地址范围F0000H－FFFFF。
还配有一片W27C512EP2存放实验程序，为实验系统独立运行时下载实验程序提供方便。
3.自带键盘、显示器，能独立运行，为实验程序调试带来方便。
4.配备Windows仿真调试软件，支持机器码、汇编、C等三种语言的开发和调试。
5.提供标准RS232异步通讯口，以连接IBM-PC机。
6.配有各种微机常用I/O接口芯片，定时/计数接口芯片8253、A/D转换接口芯片0809、D/A转换接口芯片0832、中断控制器8259、键盘显示接口8279、并行I/O接口芯片8255、8155、通讯接口芯片8250、8251、485和DMA控制器8237等。
7.配备键盘、数码显示、发光二极管显示、开关量、LED16×16、LCD12864、温度压、步进电机、直流电机、扬声器等输入输出设备，可以实现丰富的实验。
8.带有脉冲发生器、计数器电路、单脉冲发生器等常用电路。
9.可以单步、断点、全速调试各实验程序。
10.内置开关电源，为实验提供+5V/3A、±l2V/0.5A直流稳压电源。
11.使用环境：
环境温度0～+40℃，无明显潮湿，无明显振动碰撞。
12.配备USB接口的电子实验演示装置，通过编制程序，对模拟控制对象进行实时控制。
1.2系统资源分配
8088有1兆存储空间，系统提供用户使用的空间为00000H-0FFFFH，用于存放、调试实验程序。
具体分配如下：
⑴存贮器地址分配
系统监控程序区
F0000H-FFFFFH
监控/用户中断矢量
00000H-0000FH
用户中断矢量
00010H-000FFH
监控数据区
00100H-00FFFH
默认用户栈
00683H
用户数据/程序区
01000H-0FFFFH
⑵I/O地址分配
监控占用00004H-0000FH作为单步（T）、断点（INT3）、无条件暂停（NM1）中断矢量区，用户也可以更改这些矢量，指向用户的处理，但失去了相应的单步、断点、暂停等监控功能。
F0000H－FFFFFH监控程序区系统占用。
1.3系统配置
系统内含串行通讯和键盘显示监控的全部软硬件设施，典型配置如下：
⑴主机板+PC机
⑵主机板
二种配置的使用特点如下：
配置一：
主机板和PC机通过RS232串行口相连。
这种配置形式可以充分利用IBMPC机的软硬件资源，实现源程序的编辑、汇编和链接和调试。
你可以利用PC机的键盘显示等输入输出设备完成各种软硬件实验。
配置二：
为最经济型配置，它不需要和IBMPC机联机，自成一体，通过一组键盘命令完成所有软硬件实验，每个实验程序固化在实验监控中。
这种配置为没有PC机的用户带来极大方便。
二、系统组成
8086K实验系统由8088控制单元、实验单元、电子实验演示装置、开关电源和8086K集成调试软件组成。
8088控制单元由8088CPU、CPLD（1032）、监控EP1（27512）、内存RAM1，2和键盘显示电路组成。
实验单元采用一体化、分模块设计，结构合理清晰。
电子实验演示装置由单片机、USB接口和16个I/O扩展接口（IN0~15，OUT0~15）组成。
2.1系统接口定义
（1）CZ1：
MAIN-COM：
通讯接口；
（2）CZ4：
打印接口；
（3）JX0，JX17为系统提供的数据总线接口；
（4）CZ7：
系统提供的扩展接口；
（5）JX12、JX14：
液晶显示接口。
2.2系统硬件组成
（1）LED发光二极管指示电路：
实验台上包括16只发光二极管及相应驱动电路。
见图2-6，Ll-L16为相应发光二极管驱动信号输入端，该输入端为低电平“0”时发光二极管亮。
（2）逻辑电平开关电路：
见图2-7。
实验台上有8只开关Kl-K8，与之相对应的K1-K8各引线孔为逻辑电平输出端。
开关向上拨相应插孔输出高电平“l”，向下拨相应插孔输出低电平“0”。
（3）单脉冲电路：
实验台上单脉冲产生电路如图2-8，标有“
“两个引线插孔为正负单脉冲输出端。
AN为单脉冲产生开关，每拨动一次产生一个单脉冲。
（4）分频电路：
该电路由一片74LS393组成。
T0-T7为分频输出插孔。
该计数器在加电时由RESET信号清零。
当脉冲输入为8.0MHZ时，T0-T7输出脉冲频率依次为4.0MHZ，2.0MHZ，1.0MHZ，500KHZ，250KHZ，125KHZ，62500HZ，31250HZ。
（5）数码管显示电路
（6）键盘电路
第二章：
系统的安装和使用
1、把系统开关设置为出厂模式。
（1）SW3、SW4、SW5：
为键盘/显示选择开关，开关置ON（出厂模式），键盘/显示控制选择系统配置的8155接口芯片，反之由用户选择自定义的I/O接口芯片控制，在本机实验中，除8279实验外，键盘/显示为出厂模式。
（2）KB6：
通讯选择开关，KB6->SYS-C为系统通讯（出厂模式），KB6->EXT-C为扩展通讯。
2、将随机配送的串行通讯线，一端与实验仪的RS232D型插座CZ1相连，另一端与PC机COM1或COM2串行口相连。
3、接通实验系统电源，+5VLED指示灯应正常发光，实验仪数码管应显示闪动P.，说明实验仪初始化成功，处于待命状态。
（否则应及时关闭电源，待修正常后使用）
4、打开PC机电源，执行8086K的集成调试软件。
第三章：
键盘的监控和使用
一、引言
本章详细叙述键盘监控程序的功能和操作方法。
系统一经接通电源，数码管上显示监控提示符“P.”。
1.1键盘显示
⑴ 系统配备6位LED显示器，左边4位显示地址，右边2位显示该地址内容。
⑵ 系统具有24个注塑键盘，左边l6个是数字键，右边8个是功能键。
在键盘监控状态下用户可以通过一组键命令完成下列操作
· 读写寄存器内容
· 读写存储器内容
· EPROM传送
· 断点设置/清除
· 通过单步、断点、连续等功能来调试运行实验程序。
1.2 总操作过程
8088十六位微机实验系统上电总清以后，显示器上显示监控提示符“P.”，各寄存器的初始化值如下：
SP=0683H，CS=0000H，DS=0000H，SS=0000H，ES=0000H，IP=l000H，FL=0000H
注意：
·所有命令均在提示符“P.”状态输入。
·在键盘监控状态，段地址缺省值为0000H。
二、监控程序命令及操作
⑴ 存贮器单元内容显示修改
操作：
××××ME即在提示符“P.”下，先输入四位存贮单元地址，再按ME键，显示器左边4位显示地址，右边2位显示该单元的内容。
此时
·按NX键使地址加1再显示。
·按LS键使地址减l再显示。
·键入十六进制数据，则将改写现行地址单元的内容。
·按MON键则返回监控，显示提示符“P.”。
⑵ 寄存器内容显示修改
操作：
×RG即在“P.”提示符下，先输入寄存器代号,再按RG键，显示器右边4位显示寄存器中内容，左1、2位显示寄存器名。
此时：
·按NX键，则依次循环显示下一个寄存器中的内容。
·按LS键，则依次显示上一个寄存器中的内容。
·输入十六进制数字,则该寄存器中的内容被修改。
·按MON键则返回监控,显示提示符“P.”。
⑶ EPROM传送
操作：
在提示符“P.”状态下，按SCAL键，开始EPROM传送，把EPROM中1000H～FFFFH内容传送到相应的内存中，传送时数码管显示闪动的“——”，传送完毕返回监控，显示提示符“P.”。
⑷ 单步运行
操作：
有三种状态都可以进入单步操作（段地址固定为0000H）
·在监控提示符“P.”状态下，按STEP键，从默认的起始地址IP＝1000H单元开始单步运行一条指令语句。
·在存贮器单元读写状态（即左边4位显示存贮器地址，右边2位显示存贮器单元内容）下，从当前存贮器地址开始单步运行一条指令语句。
·先输入四位起始地址，再按STEP键，则从输入的起始地址开始运行一条指令语句。
每运行一条语句，显示器显示下一条指令语句的地址及其内容。
⑸ 连续运行
操作：
有三种状态可以进入连续运行
·在监控提示符“P.”状态下，按EXEC键，从默认起始地址CS=0000H，IP＝1000H开始连续运行用户程序。
·在存贮器读写状态下，按EXEC键，从现行存贮器地址开始（CS=0000H）连续运行用户程序。
·先输入4位起始地址，再按EXEC键，则从输入的起始地址开始连续运行用户程序（CS=0000H）。
要想从运行用户程序返回监控,可以按主机RST键,则重新进入监控状态，初始化部分寄存器。
⑹ 断点运行（默认段地址CS=0000H）
操作：
××××F1,××××EXEC即在提示符“P.”状态下，输入4位断点地址，按F1键，再输入4位起始地址，按EXEC键，程序从起始地址开始运行，显示器显示“「”执行符。
当程序运行到断点地址处会自动停下来，并显示断点地址和内容，同时保护所有寄存器的值。
第四章：
汇编语言实验程序
实验的基本要求与方法
一、实验目的
学习程序设计的基本方法和技能，熟练掌握用汇编语言设计、编写、调试和运行程序的方法。
为后续课程打下坚实的基础。
二、实验要求
1.上机前做好充分的准备，包括程序框图、源程序清单、调试步骤、测试方法，对运行结果的分析等。
2。
上机时要遵守实验室的规章制度，爱护实验设备。
要熟悉与实验有关的系统软件（编辑程序、汇编程序、连接程序和调试程序等）的使用方法。
在程序的调试过程中，有意识地学习及掌握debug程序的各种操作命令，以便掌握程序的调试方法及技巧。
3.每个实验完成后，应写出实验报告，实验报告为word文档。
实验报告要求：
（1）设计说明：
用来说明程序的功能、结构。
它包括：
程序名、功能、原理及算法说明、程序及数据结构、主要符号名的说明等。
（2）调试说明：
便于学生总结编程经验提高编程及高度能力。
它包括：
调试情况，如上机时遇到的问题及解决办法，观察到的现象及其分析，对程序设计技巧的总结及分析等；程序的输出结果及对结果的分析；实验的心得体会。
（3）程序框图
（4）程序清单
4.为了更好地进行上机管理，要求用硬盘存储程序，并建立和使用子目录，以避免文件被别人删除。
为便于统一管理硬盘中的文件，要求实验者在d:
\学号目录下建立自己的文件，文件按以下格式命名：
字母学号.扩充名，其中字母取a~z的26个英文字母，按实验顺序从a至z排列，学号取后面的6位。
如学号为20043727的学生第三个实验第一个源程序所对应的文件名为c1043727.ASM。
三、实验的基本方法
1.从教师机下载汇编程序MASM.EXE和连接程序LINK.EXE到学生机的相应文件夹（文件夹以学号命名）下。
2.进入DOS环境中相应的目录下。
如学生的文件来为：
d:
\20043727，则对应的操作为
（1）选择windows的“开始”→“程序”→“附件”→“命令提示符”
（2）在DOS命令提示符下输入如下命令（其中带下划线部分为输入内容）。
C:
\DocumentsandSettings\new>d:
D:
\>cd20043727
D:
\20043727>edita1043727.asm
进入编辑程序，在其环境下输入编好的源程序，然后在盘上生成一个扩展名为.asm的文件。
3.用宏汇编程序MASM，将扩展名为.ASM的源程序汇编成目标程序，即生成盘上扩展名为.OBJ的文件。
若编过程出现错误，则无法生成目标程序，需要回到编辑程序进行修改，修改后重新汇编直到无错出现。
4.用连接程序LINK，将扩展名为.OBJ的目标程序连接装配成可执行文件，即在盘上生成扩展名为.EXE的文件。
5.用调试程序DEBUG，调试扩展名为.EXE的文件，以发现程序中的逻辑错误并进行排除。
实验一DEBUG的启动及其基本命令的使用
一．实验目的：
掌握DEBUG的基本命令及其功能
二．实验内容：
DEBUG是专门为汇编语言设计的一种调试工具，它通过步进，设置断点等方式为汇编语言程序员提供了非常有效的调试手段。
（1）什么是debug?
Debug是DOS、windows都提供的实模式（8086方式）程序的调试工具。
使用它，可以查看cpu各种寄存器中的内容、内存的情况和在机器码级跟踪程序的运行。
（2）我们用到的debug的功能
用debug的r命令查看、改变cpu寄存器的内容
用debug的d命令查看内存中的内容
用debug的e命令改写内存中的内容
用debug的u命令将内存中的机器指令翻译成汇编指令
用debug的t命令执行一条机器指令
用debug的a命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令
Debug的命令比较多，共有20多个，但这6个命令是和汇编学习密切相关的。
在以后的实验中，我们还会用到一个p命令。
（3）进入debug
Debug是在dos方式下使用的程序。
我们在进入debug前，应先进入到dos方式。
用以下方式可以进入dos。
1重新启动计算机，进入dos方式，此时进入的是实模式的dos
2在windows中进入dos方式，此时进入的是虚拟8086模式的dos。
例如：
选择【开始】菜单中的【运行】命令，打开【运行】对话框，在文本框中输入“cmd”后，单击【确定】按钮。
结果如下图所示：
进入dos后接着进入debug，敲入debug回车。
结果如图所示：
（4）用R命令查看、改变CPU各寄存器内容
如图上所示：
观察出AX,BX,CX,DX,CS,IP这6个寄存器的内容。
注意CS和IP的值，CS=0B5C,IP=0100，也就是说，内存0B5C：
0100处的指令为CPU当前要读取、执行的指令。
最后一行，DEBUG还列出了CS：
IP所指向的内存单元处所存放的机器代码3426，并将它翻译为汇编指令XORAL,26。
还可以用R命令来改变寄存器中的内容。
如下图所示：
若要修改一个寄存器中的内容，比如AX的值，可用R命令后加寄存器名来进行，输入“rax”后按回车键，将出现：
“：
”作为输入提示，在后面输入要写入的数据后按回车键，即完成了对AX中内容的修改。
若想看一下修改后的结果，可再用R命令查看
（5）用debug的D命令查看内存中的内容。
用debug的D命令，可以查看内存中的内容，D命令的格式较多，这里只介绍在本次实验中用到的格式。
如果我们想知道内存0B640H处的内容，可以用“d段地址：
偏移地址”的格式来查看，如下图所示
看内存0B640H出的内容，首先将这个地址表示为段地址：
偏移地址的格式，可以是0B64：
0000，然后用“d0B64：
0000”列出0B64：
0000处的内容。
使用“d段地址：
偏移地址”的格式，debug将列出从指定内存单元开始的128个内存单元的内容。
如上图所示，在使用d0B64：
0000后，debug列出了0B64：
0000～0B64：
007F中的内容。
使用D命令，debug将输出3部分内容（如上图）
1中间是从指定地址开始的128个内存单元的内容，用十六进制的格式输出，每行的输出从16的整数倍的地址开始，最多输出16个单元的内容。
从图中，我们可以知道，内存0B64：
0000单元中的内容是00H，内存0B64：
0001单元中的内容是0DH。
内存0B64：
0000～0B64：
000F中的内容都在第一行，内存0B64：
0010中的内容是3DH,0B64：
0011处的内容是41H，内存0B64：
0010～0B64：
001F中的内容都在第二行。
注意每行中间都有一个“-”，它将每行的输出分成两部分，这样便于查看。
2左边是每行的起始地址。
3右边是每个内存单元中的数据对应的可现实的ASCII码字符。
比如0B64：
0011处的内容是41H，对应显示的字符就是“A”;0B64：
0010处的内容是3DH，对应显示的字符就是“=”,，内存0B64：
0001单元中的内容是0DH.没有对应可显示的ASCII字符，DEBUG就用“.”来代替。
注意：
我们看到的内存中的内容，在不同的计算机中都是不一样的，也可能每次用DEBUG看到的内容都不相同，因为我们用DEBUG看到的都是原来就在内存中的内容，这些内容受随时都有可能变化的系统环境的影响。
当然，我们也可以改变内存、寄存器中的内容。
我们使用d0B64：
0009查看0B64：
0009处的内容，debug将怎么样输出呢？
如下图所示
也可以指定D命令的查看范围，此时采用“d段地址：
起始偏移地址结尾偏移地址”的格式
（6）用debug的E命令改写内存中的内容。
可以使用E命令来改写内存中的内容，比如，要将内存0B64：
0000～0B64：
9单元中的内容分别些微0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，可以使用“e起始地址数据数据数据……”的格式来进行，如下图所示：
（下图先用D命令查看内存单元0B64：
0000～0B64：
f中内容，再用e命令修改内存0B64：
0000开始的十个单元内容，最后用D命令查看0B64：
0000～0B64：
f中的内容变化。
）
可以用E命令向内存中写入字符，比如，用E命令从内存0B64：
0000开始写入数值1、字符“a”，数值2、字符“b”，数值3、字符“c”，可采用下图所示方法进行。
也可以用E命令向内存中写入字符串，比如，用E命令从内存0B64：
0000开始写入：
数值1、字符串“a+b”，数值2、字符串“c++”，数值3、字符串“IBM”。
如下图所示
（7）用E命令向内存中写入机器码，用U命令查看内存中机器码的含义，用T命令执行内存中的机器码。
如何向内存中写入机器码呢？
我们知道，机器码也是数据，当然可以用E命令将机器码写入内存。
比如我们要从内存0B64：
0000单元开始写入这样一段机器码：
机器码对应的汇编指令
B80100movax,0001
B90200movcx,0002
01c8addax,cx
可用如下所示的方法进行
e0b64:
0b80100b9020001c8
如何查看写入的或内存中原有的机器码所对应的汇编指令呢？
可以使用U命令。
比如可以用U命令将从0B64：
0000开始的内存单元中的内容翻译为汇编指令，并显示出来。
如下图所示：
在上图中，首先用E命令从0B64：
0000开始的内存单元中写入了8个字节的机器码，然后用D命令查看内存0B64：
0000～0B64：
001f中的数据，最后用U命令查看从0B64：
0000开始的内存单元中的机器指令和它们所对应的汇编指令。
U命令的显示输出分为3部分，每一条机器指令的地址、机器指令、机器指令所对应的汇编指令。
我们可以看到：
0B64：
0000处存放的是写入机器码B80100所组成的机器指令，对应的汇编指令是movax,1；
0B64：
0003处存放的是写入机器码B90200所组成的机器指令，对应的汇编指令是movbx,2；
0B64：
6处存放的是写入机器码01c8所组成的机器指令，对应的汇编指令是addax,cx；
0B64：
8处存放的是写入机器码20424c所组成的机器指令，对应的汇编指令是AND[BP+SI+4C],AL；
由此，我们可以再一次看到内存中的数据和代码没有任何区别，关键在于如何解释。
如何执行我们写入的机器指令呢？
使用debug的T命令可以执行一条或多条指令，简单地使用T命令，可以执行CS:
IP指向的指令，如下表所示。
、
e0b64:
0b80100b9020001c8
-r
AX=0000BX=0000CX=0000DX=0000SP=FFEEBP=0000SI=0000DI=0000
DS=0B5CES=0B5CSS=0B5CCS=0B5CIP=0100NVUPEIPLNZNAPONC
0B5C:
01003426XORAL,26
-rcs
CS0B5C
:
0b64
-rip
IP0100
:
0000
-r
AX=0000BX=0000CX=0000DX=0000S
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