微机接口实验.docx
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微机接口实验
科技大学计算机与通信工程学院
实验报告
实验名称：
实验一8259中断控制器应用实验
实验二8254定时/计数器应用实验
实验三8255并口控制器应用实验
学生：
专业：
班级：
学号：
指导教师：
实验成绩：
实验地点：
机电楼320
实验时间：
2015年12月4日
一、实验目的与实验要求
1、实验目的
实验一
1.掌握PC机中断处理系统的基本原理。
2.掌握可编程中断控制器8259的应用编程方法。
实验二
1.掌握8254的工作方式及应用编程。
2.掌握8254典型应用电路的接法。
实验三
1.掌握8255的工作方式及应用编程。
2.掌握8255典型应用电路的接法。
2、实验要求
实验一
（1）实验1-1：
PC机中断应用实验
①按接线图连好接线，调用程序源代码8259-1.asm，观察实验现象，将屏幕显示结果以截图方式写在实验报告中。
②自设计实验。
改变接线方式，将单次脉冲连到USB核心板上的IRQ10插孔上，参考本实验代码，编程实现IRQ10中断。
（注意：
考虑PC机中断级联的方式，参看前面的原理说明），将代码写在报告中。
（2）实验1-2：
PC机中断嵌套实验
①按接线图连好接线，调用程序源代码8259-2.asm，做如下操作，并将屏幕显示结果以截图的方式写在实验报告中，并分析产生该现象的原因：
A．按下连接IRQ的单次脉冲按键，屏幕上会显示10个3，在屏幕上10次显示未结束之前，按下连接IRQ10的单次脉冲按键，观察现象；
B．按下连接IRQ10的单次脉冲按键，屏幕上会显示10个10，在屏幕上10次显示未结束之前，按下连接IRQ3的单次脉冲按键，观察现象。
②程序中所有代码均没有注释，请在报告中补全注释，尽量详细。
（3）实验1-3：
扩展多中断应用实验
说明：
本实验采用查询方式，应用实验箱提供的8259中断源，向PC机提交中断请求。
拨动开关发起请求一次中断，屏幕上显示相应的中断请求号。
调用程序源码文件8259-3.asm，在程序源代码中划横线的位置，请按照所学8259工作原理填写并验证，然后将所填容写在实验报告中，并分析所填数据的形成原理。
实验二
（1）实验2-1：
计数器应用实验
①将计数器0设置为方式3，计数器初值为4，用手动逐个输入单脉冲，用LED灯观察OUT0电平变化。
将代码中划横线的部分填上相应的代码，并在实验报告中对所填代码做原理分析。
②如果令计数器0工作在方式0，其实验现象有什么不同，在报告中进行分析说明。
（2）实验2-2：
自设计实验
参考实验一的程序和接线，自行设计接线图以及程序代码，实现，以1MHz为时钟源，应用8254的定时功能，将其分频为1Hz。
以LED灯作为输出显示。
经过实际验证后，在报告中画出接线图，并给出源代码。
实验三
（1）实验3-1：
可编程并行接口8255方式0应用实验
编写程序，自行设定A、B、C三个口中某一个口为输入，某一个为输出，完成拨动开关到数据灯的数据传输。
要求只要开关拨动，数据灯的显示就改变。
根据原理补全代码中缺失的部分，根据自己的设计，补全接线图，并将代码和对应的接线图写在实验报告中。
（2）实验3-2：
自设计试验
自行设计完成本实验，要求，8255A口工作在方式一输入，B口工作在方式一输出，利用方式一的控制信号，使数据从输入到输出人为可控。
在实验报告中画出接线图，并说明设计的原理，给出对应的程序代码。
二、实验设备（环境）及要求
Windows7系统下的HQFC集成开发环境，CZ-CIUS微机接口实验系统。
三、实验容与步骤
实验一
实验1-1
（1）实验容
PC机中断实验。
使用单次脉冲模拟中断产生。
验证中断处理程序，在显示器屏幕上显示一行预设定的字符串。
（2）主要步骤
①按接线图连好接线，调用程序源代码8259-1.asm，观察实验现象。
②自设计实验。
改变接线方式，将单次脉冲连到USB核心板上的IRQ10插孔上，参考本实验代码，编程实现IRQ10中断。
（注意：
考虑PC机中断级联的方式，参看前面的原理说明）。
接线图：
说明：
本实验只需要一根连线，一端接系统总线区的IRQ引脚，一端接到单脉冲单元的引脚上，接线如图1-1所示。
参考流程图：
程序源代码：
（1）
;数据段
DATASEGMENT
MESSDB'TPCAinterrupt!
',0DH,0AH,'$'
;需要显示的数据，以'$'结束，方便系统调用。
0DH,0AH为换行
DATAENDS
;代码段
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,CS;系统调用25是设置中断
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETINT3;采用间接修改法，设置中断向量
MOVAX,250BH;设置IRQ3对应的中断向量，25是系统调用功能
;号，在AL里放中断向量号，0B*4=2C，是中断程序的地址所在位置，DS放中断程序的段
;基址，DX放偏移地址
INT21H
;中断设置完成
INAL,21H;读中断屏蔽寄存器，21H是该寄存器的端口号
ANDAL,0F7H;开放IRQ3中断，允许IRQ3的中断申请
OUT21H,AL;写OCW1
MOVCX,10;记中断循环次数为10次
STI;允许中断发生
WAIT:
JMPWAIT
INT3:
MOVAX,DATA;中断服务程序
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS
MOVAH,09
;在屏幕上显示每次中断的提示信息，DS：
DX中存放显示的字符串的地址
INT21H
MOVAL,20H
;发出EOI结束中断到PC主片的地址20H
OUT20H,AL
LOOPNEXT;LOOP每次跳转CX自动减1
INAL,21H;读中断屏蔽寄存器，获取中断屏蔽字
ORAL,08H;关闭IRQ3中断
OUT21H,AL;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器
STI;置中断标志位
MOVAH,4CH;返回DOS
INT21H
NEXT:
IRET;中断返回
CODEENDS
ENDSTART
（2）
DATASEGMENT
MESSDB'TPCAinterrupt!
',0DH,0AH,'$'
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,CS
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETINT3;采用间接修改法，设置中断向量
MOVAX,2572H
INT21H
INAL,21H;主片
ANDAL,0FBH;11111011
OUT21H,AL
INAL,0A1H;从片
ANDAL,0FBH;11111011
OUT0A1H,AL
MOVCX,10;记中断循环次数为10次
STI;允许中断发生
WAIT:
JMPWAIT
INT3:
MOVAX,DATA;中断服务程序
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS
MOVAH,09;在屏幕上显示每次中断的提示信息
INT21H
MOVAL,20H;发出EOI结束中断到PC主片的地址20H
OUT20H,AL;关闭主片
OUT0A0H,AL;关闭从片
LOOPNEXT
INAL,21H;读中断屏蔽寄存器，获取中断屏蔽字
ORAL,04H;关闭IRQ3中断
OUT21H,AL;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器
INAL,0A1H;读中断屏蔽寄存器，获取中断屏蔽字
ORAL,04H;关闭IRQ10中断
OUT0A1H,AL;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器
STI;置中断标志位
MOVAH,4CH;返回DOS
INT21H
NEXT:
IRET;中断返回
CODEENDS
ENDSTART
实验1-2
（1）实验容
PC机中断嵌套实验。
使用单次脉冲模拟两个中断源的中断产生，填写
中断处理程序，体会中断嵌套的过程。
（2）主要步骤
接线图：
说明：
本实验接线图如图1-3所示，从单脉冲单元引出两根导线，一根接到系统总线单元区的IRQ引脚，一根接到USB核心卡的IRQ10端。
参考流程图：
程序源代码：
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
.386;告诉汇编器生成intel80386指令集
CLI;关中断
MOVAX,CS
;设置中断向量表INT10
MOVDS,AX;将CS段基址给DS
MOVDX,OFFSETINT10;int10的偏移地址给DX
MOVAX,2572H
INT21H;系统调用25号设置中断功能，中断号72H
;设置完成
;设置中断向量表INT3
MOVDX,OFFSETINT3
MOVAX,250BH
INT21H;系统调用25号设置中断功能，中断号0BH
;设置完成
INAL,21H
ANDAL,0F3H;11110011
OUT21H,AL;写OCW1，开放2，3号端口
INAL,0A1H
ANDAL,0FBH;11111011
OUT0A1H,AL;写OCW1，开放10号端口
MOVCX,10STI
WAIT:
JMPWAIT;CPU等待中断
;INT10代码
INT10:
CLI;关中断
PUSHAD
PUSHFD;将各种寄存器的值入栈，保存现场
MOVCX,10;给CX赋值，循环10次
NEXT10_1:
MOVDX,31H
MOVAH,02H
INT21H;系统调用02功能，DL为显示容ASCII31H：
1
MOVDX,30H
MOVAH,02H;系统调用02功能，DL为显示容ASCII31H：
0
INT21H
MOVDX,20H;系统调用02功能，DL为显示容ASCII20H：
<空格>
MOVAH,02H
INT21H
CALLDELAY1;调用DELAY1子程序
LOOPNEXT10_1;在CX>0之前跳转，并使CX=CX-1
;换行操作
MOVDX,0DH;系统调用02功能，DL为显示容ASCII0DH：
<归位键>
MOVAH,02H
INT21H
MOVDX,0AH;系统调用02功能，DL为显示容ASCII0AH：
<换行>
MOVAH,02H
INT21H
MOVAL,20H
OUT0A0H,AL
OUT20H,AL;发送OCW2结束到主片（偶地址为20H）和从片（偶地址为A0H）
POPFD
POPAD;将之前入栈的恢复，恢复现场
STI;开中断
IRET;中断返回
;INT3代码
INT3:
CLI;关中断
PUSHAD;将各种寄存器的值入栈，保存现场
PUSHFD
MOVCX,10;给CX赋值，循环10次
NEXT3_1:
MOVDX,33H;系统调用02功能，DL为显示容ASCII33H：
3
MOVAH,02H
INT21H
MOVDX,20H;系统调用02功能，DL为显示容ASCII20H：
<空格>
MOVAH,02H
INT21H
CALLDELAY1;调用DELAY1子程序
LOOPNEXT3_1;在CX>0之前跳转，并使CX=CX-1
;换行操作
MOVDX,0DH;系统调用02功能，DL为显示容ASCII0DH：
<归位键>
MOVAH,02H
INT21H
MOVDX,0AH;系统调用02功能，DL为显示容ASCII0AH：
<换行>
MOVAH,02H
INT21H
MOVAL,20H
OUT0A0H,AL
OUT20H,AL;发送OCW2结束到主片（偶地址为20H）和从片（偶地址为A0H）
POPFD
POPAD;将之前入栈的恢复，恢复现场
STI;开中断
IRET;中断返回
DELAY1PROC
PUSHAD;将各种寄存器的值入栈，保存现场
PUSHFD
MOVCX,0FH;给CX赋值，循环15次
DELAY_LOOP1:
MOVBX,0FFFFH;BX给成FFFFH，每次减一到0跳出循环以此来达到延时的效果
DELAY_LOOP2:
DECBX
NOP
JNZDELAY_LOOP2
LOOPDELAY_LOOP1
POPFD
POPAD;恢复现场
RET
DELAY1ENDP
CODEENDS
ENDSTART
实验1-3
（1）实验容
扩展多中断源查询方式应用实验。
利用实验平台上8259控制器作为中断
扩展源，编写程序对8259控制器的中断请求进行处理。
（2）主要步骤
接线图：
说明：
接线图如图1-5所示，以逻辑电平开关模拟单次脉冲，开关置高电平，代表一次脉冲，8259模块相应管脚分别与系统总线、I/O地址单元和+5V相连。
参考流程图：
源程序代码：
;*****************************************************************
;8259中断查询方式应用实验
;请根据所学原理推断横线处需填写的源代码
;*****************************************************************
I8259_1EQU2B0H;8259的ICW1端口地址
I8259_2EQU2B1H;8259的ICW2端口地址
I8259_3EQU2B1H;8259的ICW3端口地址（奇地址）
I8259_4EQU2B1H;8259的ICW4端口地址（奇地址）
O8259_1EQU2B1H;8259的OCW1端口地址（奇地址）
O8259_2EQU2B0H;8259的OCW2端口地址（偶地址）
O8259_3EQU2B0H;8259的OCW3端口地址（偶地址）
DATASEGMENT
MES1DB'YOUCANPLAYAKEYONTHEKEYBOARD!
',0DH,0AH,24H
;24H='$'
MES2DDMES1
MESS1DB'HELLO!
THISISINTERRUPT*0*!
',0DH,0AH,'$'
MESS2DB'HELLO!
THISISINTERRUPT*1*!
',0DH,0AH,'$'
MESS3DB'HELLO!
THISISINTERRUPT*2*!
',0DH,0AH,'$'
MESS4DB'HELLO!
THISISINTERRUPT*3*!
',0DH,0AH,'$'
MESS5DB'HELLO!
THISISINTERRUPT*4*!
',0DH,0AH,'$'
MESS6DB'HELLO!
THISISINTERRUPT*5*!
',0DH,0AH,'$'
MESS7DB'HELLO!
THISISINTERRUPT*6*!
',0DH,0AH,'$'
MESS8DB'HELLO!
THISISINTERRUPT*7*!
',0DH,0AH,'$'
DATAENDS
STACKSSEGMENT
DB100DUP（?
）
STACKSENDS
STACK1SEGMENTSTACK
DW256DUP（?
）
STACK1ENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA,SS:
STACKS,ES:
DATA
.386
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVES,AX;DS，ES段基址都设为DATA
MOVAX,STACKS
MOVSS,AX ;SS段基址都设为STACKS
MOVDX,I8259_1;初始化8259的ICW1
MOVAL,13H;0001:
ICW10011:
边沿触发、单片8259、需要ICW4
;00010011（IR7-3=000：
无意义；IR4=1：
ICW1标识位；IR3=0：
边沿；IR2=0：
无意义；IR1=1：
单片8259；IR0=1：
需要ICW4）
OUTDX,AL
MOVDX,I8259_2;初始化8259的ICW2
MOVAL,0B0H;10110000
OUTDX,AL
MOVAL,03H;ICW400000011
OUTDX,AL
MOVDX,O8259_1;初始化8259的中断屏蔽操作命令字
MOVAL,00H;打开屏蔽位
OUTDX,AL
;写OCW1，打开屏蔽位
QUERY:
MOVAH,1;判断是否有按键按下
INT16H
JNZQUIT;有按键则退出
MOVDX,O8259_3;向8259发送查询命令
MOVAL,0CH;00001100
OUTDX,AL
;先向8259发送一个OCW3，其中查询位P为1，则下一条指令中可以从同样的地址中取得一个查询字，得到的查询字中最高位（D7）为1代表有中断请求，第三位为请求的来源。
INAL,DX;读出查询字
TESTAL,80H;判断中断是否已响应
;若最高位为1，则有中断请求
JZQUERY;没有响应则继续查询
ANDAL,07H
CMPAL,00H
JEIR0ISR;若为IR0请求，跳到IR0处理程序
CMPAL,01H
JEIR1ISR;若为IR1请求，跳到IR1处理程序
CMPAL,02H
JEIR2ISR;若为IR2请求，跳到IR2处理程序
CMPAL,03H
JEIR3ISR;若为IR3请求，跳到IR3处理程序
CMPAL,04H
JEIR4ISR;若为IR4请求，跳到IR4处理程序
CMPAL,05H
JEIR5ISR;若为IR5请求，跳到IR5处理程序
CMPAL,06H
JEIR6ISR;若为IR6请求，跳到IR6处理程序
CMPAL,07H
JEIR7ISR;若为IR7请求，跳到IR7处理程序
JMPQUERY
IR0ISR:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS1;显示提示信息
MOVAH,09
INT21H
JMPEOI
IR1ISR:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS2;显示提示信息
MOVAH,09
INT21H
JMPEOI
IR2ISR:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS3;显示提示信息
MOVAH,09
INT21H
JMPEOI
IR3ISR:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS4;显示提示信息
MOVAH,09
INT21H
JMPEOI
IR4ISR:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS5;显示提示信息
MOVAH,09
INT21H
JMPEOI
IR5ISR:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS6;显示提示信息
MOVAH,09
INT21H
JMPEOI
IR6ISR:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS7;显示提示信息
MOVAH,09
INT21H
JMPEOI
IR7ISR:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMESS8;显示提示信息
MOVAH,09
INT21H
EOI:
MOVDX,O8259_2;向8259发送中断结束命令
;向8259发OCW2，D5位为EOI中断结束命令位，20H表示清除当前中断服务寄存器的ISn位，在非自动结束中断方式中使用。
MOVAL,20H
OUTDX,AL
JMPQUERY
QUIT:
MOVAX,4C00H;结束程序退出
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
实验二
实验2-1
（1）实验容
计数应用实验。
应用8254的计数功能，用开关模拟计数，使每当按照计数初值的次数按动单次脉冲后，观察LED的变化。
（2）主要步骤
说明：
运行源程序8254.asm，按接线图接线，实现计数器功能。
接线图：
程序源代码：
IO8254_MODEEQU283H;8254控制寄存器端口地址
IO8254_COUNT0EQU280H;8254计数器0端口地址
STACK1SEGMENTSTACK
DW256DUP（?
）
STACK1ENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,IO8254_MODE;初始化8254工作方式
MOVAL,17H;计数器0，方式300010111；方式000010001：
11H
OUTDX,AL;01只写低8位
MOVDX,IO8254_CO
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