微机原理与接口技术实验指导16学时.docx

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微机原理与接口技术实验指导16学时

《微机原理与接口技术》

实验讲义

(第四版)

 

编写:

微机原理课程组

单位:

信息工程学院

时间:

2011年9月

 

第一章  系统概述

引言本《实验指导书》适用于DJ系列8086/88微机实验开发系统,本书就DJ-598K实验开发系统的8086部分作详细介绍,其它机型均可参考。

在使用DJ系列单片机、微机实验开发系统之前,请务必先阅读本章内容,以便对实验系统的硬件结构、硬件信息有个全面了解,对后面实验有必不可少的帮助。

1.1系统主要特点

1、598K是集51、96、8088(以下简称88)三大系列CPU于一体的三合一实验系统。

内置5196仿真器和8086实验系统。

该系统以8086实验系统作为基板,自成一体,可单独作为8086微机原理和接口实验使用,也可分别叠插51或96CPU卡,构成51/96单片机实验开发系统,598K系统结构紧凑,资源充分共享,无总线开关切换,自动识别CPU的类型。

2、8086实验系统采用主频为14.7MHZ的8088CPU为CPU,并以最小工作方式构成系统。

3、配有二片61C256静态RAM构成系统的64K基本内存,存放用户程序/数据,地址范围为00000H-0FFFFH,其中00000H-00FFFH监控占用。

配有二片W27C512EEPROM(64K),EP1存放监控程序,地址范围F0000H-FFFFFH;EP2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。

4、自带键盘、显示器,能独立运行,为实验程序调试带来方便。

5、配备Windows/XP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。

6、提供标准RS232异步通讯口,以连接IBM-PC机。

7、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、通讯接口芯片8250、8251、485和DMA控制器8237等。

8、配备键盘、数码显示、发光二极管显示、开关量、LED16×16、LCD12864、温度压力、步进电机、直流电机、扬声器等输入输出设备。

9、带有脉冲发生器、计数器电路、单脉冲发生器等常用电路。

10、可以单步、断点、全速调试各实验程序。

11、内置稳压电源,为实验提供+5V/3A、±l2V/0.5A直流稳压电源。

12、使用环境:

环境温度0~+40℃,无明显潮湿,无明显振动碰撞。

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

⑵I/O地址分配

(一):

I/O地址分配

(二):

监控占用00004H-0000FH作为单步(T)、断点(INT3)、无条件暂停(NMI)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PC机的软硬件资源,实现源程序的编辑、汇编和链接和调试。

实验程序源文件(·ASM)在随机光盘598K8ASM文件夹,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PC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。

第二章8086K实验系统与PC机联机操作

5.1 DJ-8086k软件概述

⑴ 该软件适用于DJ-8086K、DJ-8086KP、DJ-598K等实验仪。

⑵ 该软件运行环境:

该软件适宜在安装Windows98/2000/XP操作系统的PC机上运行。

5.2 DJ-8086k软件安装

运行随机光盘上“DJ-8086k.EXE”安装文件,根据提示完成软件安装,然后双击桌面上‘DJ-8086k’快捷图标,即可运行DJ-8086k软件。

5.3 DJ-8086k软件启动和联机

5.3.1启动和联机

双击桌面上‘DJ-8086k’快捷图标,即可运行DJ-8086k软件,屏幕显示DJ-8086k软件的工作窗口,底边状态栏由“下位机没有连接…”变成“连接上下位机”,说明联机成功,否则会弹出对话框提示:

“下位机没有连接…”,此时单击“OK”,实验系统和PC机处于脱机状态,然后用户根据连接硬件实际情况来设定COMl或COM2,设定方法如下:

依次单击菜单栏:

“设置(X)、通讯口设置(Z)、COM1或COM2”确定,然后点击‘打开端口’,状态设定后,系统会自动检测连接。

如果此时确定端口正确,但系统仍然没有连接,可按以下两种方法解决:

(1)单击工具栏上的“重新连接”按钮,即可联机;

(2)复位实验系统,使得数码管上显示监控提示符“P.”,然后关闭DJ-8086k软件,重新运行,故障即可排除。

  

5.3.2 联机失败原因及解决办法

⑴ 实验系统与PC机没有连接;

⑵ 实验系统电源没有打开;

⑶ 串口实际位置与软件设置不一致;

⑷ 通讯开关位置不正确,检查实验系统各状态设置开关是否正确; 

⑸ 软件有病毒;

⑹ 实验系统或PC机处于非正常状态。

对于⑴⑵⑷⑸的错误,只要在硬件上检查一下,或用杀毒软件清毒一下即可:

如文件已被破坏或需软件升级,可到本公司网站下载,网址:

WWW.QD-DJ.CN。

对于第⑶种错误,重复5.3.1操作,对第⑹种错误,联机之前先按一下实验系统RST复位按钮,使实验系统处于P态,否则说明实验系统不正常,应送当地销售部门或返厂维修。

如PC机工作失常也会引起联机失败,可关闭DJ-8086k软件,重新运行或调换PC机试一下。

5.4 DJ-8086k软件主窗口

① 顶部为菜单栏和工具栏,提供调试全部命令和功能。

② 中间部分为工作窗口区,提供软件调试、寄存器、标志位、存储器、汇编代码对照、编译信息显示等窗口。

③ 底部为状态栏,提示软件联机状态等信息。

5.5 菜单栏和工具栏命令简介

工具栏使用:

只要移动鼠标,指向工具栏中选定的图标,即会提示该图标所执行的命令。

5.5.1  文件菜单栏

● 新建文件

单击菜单栏“文件”或工具栏“新建”图标,即会建立一个新的源程序编辑窗口,此时可在此窗口编辑、输入源程序。

●F3打开文件

单击菜单栏“文件”或工具栏“打开”图标,弹出“打开文件”的对话框,然后选择要装入的源文件,单击“确定”即可装入源文件。

●    关闭

单击菜单栏“文件”下的“关闭”即可关闭源程序编辑窗口。

●    保存

单击菜单栏“文件”下的“保存”或按CTRL+S,即可保存文件。

●N建立新文件

分别单击“F文件”、“建立新文件”即可创建新文件,再选择“换名存盘”填入所存文件名即可。

● 另存为

单击菜单栏“文件”下的“另存为”,可弹出另存为对话框,在此可选择新的文件名和保存文件夹,单击“保存”完成保存操作。

●退出

依次单击“文件”、“退出”或单击菜单栏上的最后一个门形按钮“关闭按钮”即可退出DJ-8086k软件调试环境。

 5.5.2  编辑菜单栏

 剪贴CTRL+X

删除程序中选定的正文,同时将它复制到剪贴板中

复制CTRL+C

保留选定的正文,同时将它复制到剪贴板中

粘贴CTRL|+V

将剪贴板中内容复制在光标处

删除DEL

删除选中的正文

全选CTRL+A

选中源程序编辑窗口中所有的正文

ALT+BackSpace

可恢复上几次误操作

 5.5.3 调试菜单栏

●    编译装载F9

打开源文件,依次单击:

调试”\“编译装载F9”或工具栏上的编译装载图标,状态栏会提示正在编译、编译成功、正在装载数据、装载数据结束,几秒钟后便会弹出‘源文件调试窗口’,如编译出错,会提示错误信息,待修改源文件正确后,重新编译装载即可。

●    连续运行

单击菜单栏“调试”下的“连续运行”或单击工具栏的连续运行图标,即全速连续运行程序。

●    程序单步

单击菜单栏“调试”下的“程序单步”或单击工具栏的程序单步图标,即可单步运行程序。

●    重新连接

可单击菜单栏中“重新连接“,也可单击工具栏的”重新连接“图标,即可重新连接上下位机。

●    复位

菜单栏中“复位”无效,可单击工具栏的“复位”图标,即可复位软件,寄存器置初值,指令指针返回到程序首地址。

5.5.4 设置 

● 单击“设置”下的“通讯口设置”或工具栏上的“通讯口设置”即可打开“通讯设置”对话框,在此可设置端口。

5.5.5窗口

 在此菜单可设置窗口的排列顺序,可打开相应的工作窗口。

具体详见中文菜单。

 

实验1二进制多位加法运算

一、实验目的

1、熟悉实验系统键盘显示的使用。

2、掌握使用加法类运算指令编程及调试方法。

3、掌握加法类指令对状态标志位的影响。

二、实验内容

计算X+Y+Z=?

(X、Y、Z为16位二制数)

三、编程指南

由于本实验是三个十六位二制数相加运算,因此,当X+Y时要考虑用ADC指令,把进位C加到结果的高16位中,当(X+Y)+Z时,再把进位C加到结果的高16位中,本实验设定三个加数0FFFFH,计算结果应为2FFFDH。

四、实验步骤 

联机模式:

 

(1)在PC机和实验系统联机状态下,运行该实验程序,可用鼠标左键单击菜单栏“文件”或工具栏“打开图标”,弹出“打开文件”的对话框,然后打开598k8Asm文件夹,点击S1.ASM文件,单击“确定”即可装入源文件,再单击工具栏中编译装载,即可完成源文件自动编译、装载目标代码功能,再单击“调试”中“连续运行”或工具图标运行,即开始运行程序。

  

(2)运算结果保留在内存4100H~4102H单元中,点击DJ-8086K软件中存贮器RAM窗口,输入RAM的起始地址4100、4101、4102,单元内容应为FD、FF、02。

脱机模式:

⑴在P.态下,按SCAL键,输入2CA0,按EXEC键。

⑵复位RST键,运算结果保留在内存4100H~4102H单元中,共内容分别为:

FD、FF、02,低位在前,高位在后,具体操作方法:

输入键[4100]→[ME]→[NX]→[NX]。

                                              五、实验程序清单

CODESEGMENT;S1.ASM-->BINADD

ASSUMECS:

CODE

ORG2CA0H;thisisaprogramofadd

START:

CLC

MOVSI,4000H;resultin[4100]

MOV[SI],0ffffH

MOV[SI+2],0ffffH

MOV[SI+4],0ffffH

MOVAX,0000H

MOV[SI+102H],AX

MOVAX,[SI]

ADDAX,[SI+2]

ADC[SI+102H],0000

ADDAX,[SI+4]

MOV[SI+100H],AX

ADC[SI+102H],0000

JMP$

CODEENDS

ENDSTART

六、思考题

1试编程实现四个十六位二进制数的加法运算,结果存在相同位置。

2试实现X+Y-Z=?

的程序,结果存在相同位置。

 

实验2求最大值和最小值

一、实验目的

1、学习子程序的定义和调用方法。

2、掌握子程序设计、调试。

二、实验内容

对内存中给定的几个无符号字节数,求其最大值和最小值并在数码管上显示。

三、实验程序框图

 

四、实验步骤 

联机模式:

 

(1)在内存4000H~4007H中写入任意八个字节的数,按下MON键,返回P状态。

 

(2)在PC机和实验系统联机状态下,运行该实验程序,可用鼠标左键单击菜单栏“文件”或工具栏“打开图标”,弹出“打开文件”的对话框,然后打开598K8ASM文件夹,点击S7.ASM文件,单击“确定”即可装入源文件,再单击工具栏中编译装载,即可完成源文件自动编译、装载目标代码功能,再单击“调试”中“连续运行”或工具图标运行,即开始运行程序。

 (3)数码管显示为:

“XX——XX”,最左两位为最大值,最右两位为最小值。

脱机模式:

1、在P.态下,按SCAL键,然后在内存4000H~4007H中写入任意八个字节的数,按下MON键,返回P状态。

2、在P.态下,输入2E70,按EXEC键。

3、数码管显示为:

“XX——XX”,最左两位为最大值,最右两位为最小值。

五、实验程序清单

CODESEGMENT;S7.ASM,LOOKFORMAX&MIN

ASSUMECS:

CODE

ORG2E70H;INPUTDATA4000H--4007H

START:

JMPSTART0

PAEQU0FF20H;字位口

PBEQU0FF21H;字形口

PCEQU0FF22H;键入口

BUFDB?

?

?

?

?

?

data1:

db0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h

db86h,8eh,0ffh,0ch,89h,0deh,0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8FH

START0:

MOVSI,4000H

MOVCX,0008H

CALLMAXMIN

CALLBUF1

CON1:

CALLDISP

JMPCON1

MAXMIN:

JCXZEXIT

PUSHSI

PUSHCX

PUSHBX

MOVBH,[SI]

MOVBL,BH

CON2:

LODSB

CMPAL,BH

JNAX1

MOVBH,AL

JMPX2

X1:

CMPAL,BL

JNBX2

MOVBL,AL

X2:

LOOPCON2

MOVAX,BX

POPBX

POPCX

POPSI

EXIT:

RET

DISP:

MOVAL,0FFH;00H

MOVDX,PA

OUTDX,AL

MOVCL,0DFH;显示子程序,5ms

MOVBX,OFFSETBUF

DIS1:

MOVAL,[BX]

MOVAH,00H

PUSHBX

MOVBX,OFFSETDATA1

ADDBX,AX

MOVAL,[BX]

POPBX

MOVDX,PB

OUTDX,AL

MOVAL,CL

MOVDX,PA

OUTDX,AL

PUSHCX

DIS2:

MOVCX,00A0H

LOOP$

POPCX

CMPCL,0FEH;01H

JZLX1

MOVAL,0FFH;00H

MOVDX,PA

OUTDX,AL

INCBX

RORCL,1;SHRCL,1

JMPDIS1

LX1:

MOVAL,0FFH

MOVDX,PB

OUTDX,AL

RET

BUF1:

MOVBH,AH

CALLZH

MOVBUF+5,AL

MOVBUF+4,AH

MOVAL,BH

CALLZH

MOVBUF,AH

MOVBUF+1,AL

MOVBUF+2,17H

MOVBUF+3,17H

RET

;--------------------------------------------------------

ZH:

MOVBL,AL

MOVCL,4

ROLAL,CL

ANDAL,0FH

MOVAH,AL

MOVAL,BL

ANDAL,0FH

RET

;-------------------------------------------------------

CODEENDS

ENDSTART

六、思考题

1将数码管显示改为“左边显示最小值,右边显示最大值”,试编程实现。

2试用JBE/JAE(或JC/JNC)指令改写“求最大最小值子程序”。

数码管显示器内部电路图

 

实验3 8255A并行口实验

(一)

一、实验目的

1.了解实验箱的组成及实验系统软件的使用。

2.掌握8255A的工作方式、编程原理和与微机的接口方法。

二、实验内容

用8255PA口控制PB口。

三、实验接线图

四、编程指南

⒈ 8255A芯片简介:

8255A可编程外围接口芯片是INTEL公司生产的通用并行接口芯片,它具有A、B、C三个并行接口,用+5V单电源供电,能在以下三种方式下工作:

方式0:

基本输入/输出方式方式l:

选通输入/输出方式方式2:

双向选通工作方式

⒉使8255A端口A工作在方式0并作为输入口,读取Kl-K8个开关量,PB口工作在方式0作为输出口。

8255端口地址见第一章表“I/O地址分配

(二)”

五、实验程序框图

六、实验步骤

18255A芯片A口的PA0-PA7依次和开关量输入Kl-K8相连。

28255A芯片B口的PB0-PB7依次接Ll-L8。

3运行实验程序。

七、思考题

1由8255PA口接发光二极管,PB口接开关,该如何编程?

2由8255控制发光二极管顺序循环点亮,即“流水灯”过程,该如何编程?

3利用8255在方式0下工作,令其在PB1和PB2产生如图所示的波形,试编程实现。

(将图中的延时时间单位为ms的地方均改为s)

 

实验4串行接口和应用

一、实验目的

利用实验机内的8251芯片,实现与PC机通讯。

二、实验内容

(1)利用实验机内的8253芯片的分频作为8251的收发时钟频率。

(2)PC机键盘所按键值(串口调试助手发送)通过RS232串口及8251A后送入8088,然后将所接收键值的ASCII码显示在数码管上(十六进制显示),并将该键值同时回送至PC机显示。

三、实验接线图

图4-1接线图

四、编程指导

(1)8251状态口地址:

03F9H,8251数据口地址:

03F8H;

(2)8253命令口地址:

43H,8253计数器#1口地址:

41H;

(3)8255命令口地址:

0FF23H,键扫口/字位口:

0FF20H,键入口PC:

0FF22H,字形口PB:

0FF21H;

(4)通讯约定:

异步方式,字符8位,一个起始位,一个停止位,波特率因子为16,波特率为9600;

(5)计算T/RXC,收发时钟fc,fc=16*9600=153.6K;

(6)8253分频系数:

1843.2K/153.6K=12。

五、实验步骤

(1)8251单元:

T/RXC→OUT1,TXD→EX-TXD,RXD→EX-RXD,JX20→JX17;

(2)8253单元:

GATE1→+5V,CLK1→1.8432MHZ;

(3)CZ11用户通信口→PC机串口;

(4)按EXEC键运行程序;

(5)运行“串口调试助手”,通过PC键盘输入任意一个字符至发送区,在点击“手动发送”后,在实验箱数码管上显示“XXH”(ASCII码),并在“串口调试助手”接收区能看到由实验箱回送的该字符。

按RST键,返回P.态。

六、实验程序(自己编写)

七、思考题

1实现将“Howareyou!

”字符串通过8251A送至PC机并显示的程序,要求字符串每隔1s输出一次。

2利用实验机内小键盘,每按动一次任一数字键,就把该键值通过8251发送给PC机接收,并在PC机屏幕上显示出该键值。

 

实验58259单级中断控制器实验

一、实验目的

⒈ 掌握8259中断控制器的接口方法。

⒉ 掌握8259单级中断控制器的应用编程。

二、实验内容

利用8259实现对外部中断的响应和处理,要求按键以后使发光二极管按照每次加1的方式进行亮灭。

三、实验接线图

四、编程指南

⑴ 8259芯片介绍

中断控制器8259A是专为控制优先级中断而设计的芯片。

它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中。

因此无需附加任何电路,只需对8259A进行编程,就可以管理8级中断,并选择优先模式和中断请求方式。

即中断结构可以由用户编程来设定。

同时,在不需要增加其它电路的情况下,通过多片8259A的级联,能构成多达64级的矢量中断系统。

⑵ 本实验中使用3号中断源IR3,“

”插孔和IR3相连,中断方式为全嵌套、边沿触发、非级联、普通中断结束,中断类型码根据上表分析,每按一次开关触发一次中断请求。

此时发光二极管按照加1方式亮灭,延时用软件延时的方式。

端口地址见连线图。

五、实验程序框图

IR3中断服务程序:

六、实验步骤

1、按图连好实验线路图。

⑴8259的INT连8088的INTR;⑵8259的INTA连8088的INTA;⑶“

”插孔和8259的3号中断IR3插孔相连,“

”端初始为低电平;⑷8259的CS端接FF80H孔;⑸8255A芯片的PA0-PA7依次和发光二极管L1~L8相连。

2、运行实验程序并观察结果。

七、思考题

1另由开关K1接IR0,K2接IR1,开关K1拨动使发光二极管从左往右循环点亮一遍,开关K2拨动则使发光二极管从右往左循环点亮一遍,最多实现三重中断嵌套,并可回到断点处继续运行。

试编程实现该功能。

2利用8253每1S产生一次中断请求,送8259的IR3,通过该信号控制使得8255PA口连接的发光二极管每秒加1的方式亮灭。

试编程实现该功能。

3利用8253、8259和数码LED显示器构建一个能准确计时的数字时钟,要求能显示时、分、秒。

试编程实现该功能。

(显示电路如下图所示,字型口和字位口端口地址分别为FF21H和FF20H)

 

实验6定时器/计数器

一、实验目的

⒈ 学会8253芯片和微机接口的原理和方法。

⒉.掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。

二、实验内容

用8253的0通道工作在方式3,产生方波,其输出作为1通道的输入信号;1通道工作在方式2,产生分频信号。

通过2个发光二极管分别观察OUT0和OUT1的输出信号。

三、实验接线图

四、编程指南

⒈ 8253芯片介绍

8253是一种可编程定时/计数器,有三个十六位计数器,其计数频率范围为0-2MHz,用+5V单电源供电。

端口地址为0040H~0043H。

8253的功能用途:

⑴ 延时中断⑸ 实时时钟

⑵ 可编程频率发生器⑹ 数字单稳

⑶ 事件计数器⑺ 复杂的电机控制器

⑷ 二进制倍频器

2,8253的六种工作方式:

⑴ 方式0:

计数结束中断 ⑷ 方式3:

方波频率发生

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