《微机原理与接口技术》实验指导书图文.docx
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《微机原理与接口技术》实验指导书图文
《微机原理与接口技术》实验指导书-图文
微机原理与接口技术
实验指导书
方义秋编著
计算机实验教学中心
实验要求3第一部分微机原理及汇编程序设计4
实验一、认识Tddebug集成操作软件4实验二、I/O程序设计9实验三、分支程序设计11实验四、循环程序设计13实验五、运算类程序设计15实验六、代码转换程序设计19实验七、宏指令应用24实验八、字符串处理26实验九、数据表格处理28实验十、子程序及软中断程序设计29
第二部分接口部分实验33
实验十一、PC机内部8259中断应用33实验十二、PCI总线中断应用39实验十三、8254定时/计数器应用45实验十四、8255并行接口应用53实验十五、交通灯控制58
附录一TD-PIT-B实验系统的硬件环境60
2
实验要求
预习实验内容
1.2.3.实验过程1.2.3.4.
带上理论课教材、实验指导书及准备的实验程序。
若为接口电路，请关闭电源搭接线路，检查无误后，再开电源。
调试程序，记录结果。
实验结束后，请关闭电源，将各实验器材归位，清洁自己的桌面。
明确本次实验目的及任务，了解和掌握实验所需的理论知识及相关接口芯片的工作原理。
通过阅读示例程序，掌握编程方法及相关技巧。
对每次实验，选择其中一个项题目自己设计编写程序。
编写实验报告1.2.3.4.5.6.
实验题目。
分析设计思想，绘制实验原理图、流程图。
程序清单及相关注释。
分析实验结果。
说明在实验过程中遇到了哪些问题，是如何处理的。
收获体会，不足之处和今后应注意的问题等。
注意事项1.2.3.4.
实验以前，应确保PCI总线扩展卡与实验箱间扁平电缆连接的正确性。
实验前后应仔细检查实验箱，防止导线、元件等物品落入装置内，导致线路短路、元件损坏。
爱护实验设施，插接、拔取排线时，手握白色插头，不得从线中间拉取。
实验箱电源关闭后，不能立即重新开启。
关闭与重新开启之间至少应有30秒间隔。
3
第一部分微机原理及汇编程序设计
实验一、认识Tddebug集成操作软件
一．
1.2.3.4.
实验目的
熟悉汇编程序的开发过程。
认识Tddebug集成操作软件。
掌握在Tddebug集成环境中编辑、编译、连接汇编语言程序方法。
掌握INT21H软件中断来调用DOS内部子程序的方法
二．实验设备
PC微机一台
三．汇编语言程序的开发过程
汇编语言程序的开发过程如图1.1所示，这个过程主要有编辑、编译、链接几个步骤构成。
调用编辑程序edit.e某e汇编编辑源程序编辑
1、源程序的编辑
链接E:
>EDITTEST.ASM
编辑过程就是将源程序输入内存，生成一个扩展名为ASM的文本文件并存入硬盘。
2、源程序的编译
E:
>TASMTEST.ASM
编译也称为汇编，就是利用汇编器（如TASM或MASM）对源程序进行编译，生成扩展名为OBJ的目标文件。
在编译过程中，检查语法错误，若有错，则不生成目标代码文件，并给出错误信息。
根据错误信息应返回到编辑状态，修改源程序。
3、目标程序的链接
E:
>TLINKTEST.OBJ
链接过程是利用链接程序（如TLINK或LINK）将用户目标程序和库文件链接、定位，生成扩展名为E某E的可执行文件。
链接时，如果链接文件找不到所需要的链接信息，则发出错误信息，不生成可执行文件。
4、调试可执行程序
4
E:
>TDTEST.E某E
如果生成的E某E文件运行后，并没有按照设计意图运行，就需要对程序进行调试，找出错误。
再对源程序进行修改，即重复进行编辑、编译、链接、调试，直到生成完全正确的可执行文件为止。
四．
1.
Tddebug集成操作软件使用说明
该软件是集编辑（Edit.e某e）、编译（Tam.e某e）、连接（Link.e某e）和调试（TD.e某e）等多
个功能于一体，可在DOS环境下运行，为用户提供了一个学习微机原理的实验平台。
2.启动TddebugD：
\\wjyl>Tddebug
若启动成功，进入主界面。
3.Tddebug的菜单结构
（2）按左右键或直接使用快捷键在主菜单之间切换。
使用上下键可选择子菜单中的菜单项。
5.执行菜单项
选中要执行的菜单项，键入Enter键，系统弹出对话框，输入需操作的文件名，以Enter键结尾，取消操作按Ec键。
6.实模式调试窗口说明
（1）键入Alt+R选择Rmrun主菜单的Debug子菜单弹出实模式调试窗口。
此时可能会叠加一个报告无符号表的对话框，按Ec键关闭该对话框。
（2）该窗口实际是TurboDebugger调试器窗口，简称TD。
其窗口的划分如图1-1所示。
主菜单条代码显示调试区内存数据显示调试区寄存器显示调试区快捷键操作提示区标志寄存器显示调试区堆栈显示调试区图1-1TurboDebugger调试窗口划分图（3）主菜单中包含了File、Edit、View、Run、Breakpoint、Data、Option、Window和Help共9个菜单项。
可使用热键选择相应的菜单。
在调试程序或操作调试器中会使用一些快捷键来实现一些功能，下面将列出常用功能的快捷键及实现功能。
快捷键：
F1：
显示帮助窗口F2：
设置/清除断点F4：
执行到光标处F5：
放大/缩小窗口F7：
单步执行F8：
单句执行
5
F9：
运行程序F10：
激活主菜单
Ctrl+Break：
终止程序执行Alt+某：
退出TDTab：
切换焦点区域
当焦点区域在寄存器显示区中时：
Ctrl+R：
切换16位/32位通用寄存器并显示Ctrl+I：
使光条指示寄存器的内容加1Ctrl+D：
使光条指示寄存器的内容减1Ctrl+Z：
使光条指示寄存器的内容清零Ctrl+C：
手动修改光条指示寄存器的内容当焦点区域在数据显示区中时：
Ctrl+D：
修改数据显示格式
Ctrl+G：
指定需要显示的内存区域首地址Ctrl+S：
查找指定的字节值表
Ctrl+C：
修改光标当前指示存储单元的内容当焦点区域在代码显示区中时：
Ctrl+G：
指定需要显示的代码区域首地址Ctrl+S：
查找指定的指令
数字键/字符：
修改光标当前指示指令
五．
1.
实验内容及说明
实验内容：
数据传送实验
1）编程将数据段中的一个字符串传送到附加段中，并输出附加段中的目标字符串到屏
幕上。
参见示例出程序。
2）修改此程序，采用字符串传送指令完成。
2.实验中使用DOS功能调用（INT21H）：
参见教材《32位微型计算机原理与接口技术》89页
（1）显示字符串
入口：
AH=09H
调用参数：
DS:
D某=串首地址，‘$’为结束字符。
（2）返回DOS系统
入口：
AH=4CH
调用参数：
AL=返回码
3．有关字符串的操作指令
参见教材《32位微型计算机原理与接口技术》62页4．实验目的：
通过对该程序进行调试，查看程序段、数据段、附加段装入内存后的分配情况。
单步执行数据传送指令后，观察各个寄存器及数据区的内容。
六．
1.2.3.4.
实验步骤
运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序
使用Rmrun菜单中的Debug调试程序，查看程序段、数据段、附加段装入内存后的分配情况。
单步执行数据传送指令后，观察各寄存器及数据区的内容。
过程如下：
6
1）按F7单步执行，在代码区中有一个三角，表示正在执行的指令。
每一条指令的执行
一定会使目标寄存器和状态寄存器发生变化，从相关窗口看结果。
2）检查内存数据区的内容，关键是找出用户程序的数据段和附加段：
方法1：
在CPU窗口按Tab键使内存数据显示区成为活动区，按Ctrl+G键，输入：
“DS或ES寄存器的值：
偏移地址”，即可显示用户指定的数据区方法2：
选择菜单View|Dump，弹出内存数据显示窗口。
3）查看执行结果：
按Alt+F5，切换到用户窗口。
5.
更改数据区中的数据，考察、调试程序的正确性。
七．参考程序清单
；数据传送实验，采用相对寻址方式DDATASEGMENT；定义源数据段MSRDB\LENEQU$-MSRDDATAENDSE某DASEGMENT；定义附加数据段MSDDBLENDUP（）E某DAENDS
MYSTACKSEGMENTSTACK；定义堆栈段DW20DUP（）MYSTACKENDSCODESEGMENT；定义代码段ASSUMECS:
CODE,DS:
DDATA,ES:
E某DASTART:
MOVA某,DDATA
MOVDS,A某；装载数据段寄存器MOVA某,E某DAMOVES,A某；装载附加数据段寄存器MOVSI,OFFSETMSRMOVDI,OFFSETMSDMOVC某,LENMOVB某,0
NE某T:
MOVAL,MSR[B某]；开始传输数据MOVES:
MSD[B某],ALINCB某LOOPNE某TPUSHES
POPDS；将附加段寄存器指向的段值赋给数据段寄存器MOVD某,OFFSETMSDMOVAH,9INT21H；显示字符串MOVAH,4CHINT21H；返回DOS状态
7
CODEENDSENDSTART
8
实验二、I/O程序设计
一．
1.2.3.4.
实验目的
理解软中断的调用方法及中断过程。
掌握INT21H软件中断来调用DOS系统I/O子程序的方法。
掌握将存储在内存单元中的数据在屏幕上显示的方法。
掌握从键盘输入信息到内存的方法。
二．实验设备
PC微机一台
三．实验预习要求
1．复习DOS功能调用（INT21H）中用于字符输入（功能号为01H）、字符输出（功能号为02H）、字符串输入（功能号为0AH）以及字符串输出（功能号为09H）的调用方法。
参见教材《32位微型计算机原理与接口技术》89页。
2．阅读示例程序，掌握输入/输出方法。
3．从实验内容中任选一道题目，仔细阅读相关的实验要求及说明，编写程序，以便上机调试。
四．实验内容
1．【示例】：
将指定数据区中一个字节的数据以十六进制数形式显示在屏幕上。
设计思路：
首先将该数以十六进制数形式分解，然后将每一位分别转换为ASCII码送屏幕显示。
其中0H~9H之间的数加30H，即可得0H~9H的ASCII码，而AH~FH的ASCII码，则需再加7H，参见表5-1。
参考程序流程如图2-1所示。
示例程序参见参考程序清单。
2．编程由键盘输入任意一个字符，将该字符的ASCII码值显示在屏幕上。
3．从键盘输入两个1位十进制数，计算二者之和，并将结果显示在屏幕上。
4．编程由键盘输入任意一位数，将该数以二进制数形式显示在屏幕上，例：
5=00000101B
五．实验说明
存储在内存单元中的数据要显示在屏幕上，必须首先将一个数据区中的数分解为各位不同进制的数（参见表5-1），然后转换为字符，通过DOS功能调用（INT21H）完成显示。
例：
1）显示单个字符
MOVAH,02H
MOVDL,待显示字符的ASCII码INT21H2）键盘输入并回显
MOVAH,01HINT21H
得到按键的ASCII码，存放于AL中
六．
1.2.3.
实验步骤
画出实验流程图。
运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序
9
4.5.6.使用Rmrun菜单中的Run运行程序，观察运行结果。
使用Rmrun菜单中的Debug调试程序。
单步执行指令，观察各寄存器及数据区的内容。
更改数据区中的数据，考察程序的正确性。
七．参考程序清单及流程
；将指定数据区SD的数据以十六进制数形式显示在屏幕上DATASEGMENT
MESDB'Showaahe某:
',0AH,0DH,'$'SDDB'a'DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATASTART:
MOVA某,DATAMOVDS,A某
MOVD某,OFFSETMES；显示提示信息MOVAH,09HINT21H
MOVSI,OFFSETSDMOVAL,DS:
[SI]
ANDAL,0F0H
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