武汉理工实验指导书微机原理及接口技术.docx
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武汉理工实验指导书微机原理及接口技术
《微机原理及接口技术B》实验指导书
※实验环境
实验设备——唐都TD-PITE80X86微机原理及接口技术微机实验平台。
每套设备包括实验箱一台、配备安装有Wmd86联机操作软件的PC微机一台、连接线及电源线。
图1实验平台连接示意图
图2唐都TD-PITE实验箱图3唐都TD-PITE实验箱布局图
操作步骤：
1、打开电脑。
2、插好实验平台电源线。
3、通过串口连接线连接实验箱与微机。
4、打开Wmd86联机操作软件。
5、检查端口是否选择好。
6、进行实验接线。
7、录入汇编程序。
8、编译、、下载，观察结果。
图4Wmd86联机操作软件
实验一定时器的使用
1.实验目的和意义
●熟悉接口试验箱的使用环境。
●体会接口电路通过外部总线与处理器连接原理。
●掌握可编程芯片8253的编程方法。
2.实验设备
PC机一台，TD-PITE实验装置一套。
3.实验容
1、编写程序，将8254的计数器0和计数器1都设为方式3，用信号源1MHz作为CLK0时钟，OUT0为波形输出1ms方波，再通过CLK1输入，OUT1输出1s方波。
2、编写程序，将8254的计数器0设为方式3，计数值为十进制数4，用单次脉冲KK1＋作为CLK0时钟，OUT0连接MIR7，每当KK1＋按动5次后产生中断请求，在Wmd86程序运行结果栏上显示字符M。
改变计数值，验证8254的计数功能。
4.背景知识
（1）8254的功能
Ø8253具有三个独立的16位计数器（0#~2#通道）；
Ø每个通道有6种工作方式；
Ø可以进行二进制或十进制计数，计数方式为减1计数。
（最高计数频率2.6MHZ）
（2）8254的部结构和外部引脚
图1.18254部结构图1.28254外部引脚
（3）8254的工作方式
●方式0：
计数到0结束输出正跃变信号方式。
●方式1：
硬件可重触发单稳方式。
●方式2：
频率发生器方式。
●方式3：
方波发生器。
●方式4：
软件触发选通方式。
●方式5：
硬件触发选通方式。
（4）初始化编程的原则:
先写入控制字、再设置计数初值。
方式命令的作用：
对8253进行初始化，锁存当前计数值。
（5）设置计数初始值
Ø是写全字节，还是只写低字节或高字节。
Ø定时器初始值的确定：
计数初值n（时间常数）与定时时间t及输入时钟脉冲周期TCLK之间的关系是：
n=t/TCLK
计数初值n（时间常数）与输入脉冲频率fCLK及输出波形频率fOUT之间的关系是：
n=fOUT/fCLK
（6）8254控制字
8254的控制字有两个：
一个用来设臵计数器的工作方式，称为方式控制字；另一个用来设臵读回命令，称为读回控制字。
这两个控制字共用一个地址，由标识位来区分。
表1.2
表1.1
（7）实验原理图
图1.3
5.实验步骤
1.编写程序，将8254的计数器0和计数器1都设臵为方式3，用信号源1MHz作为CLK0时钟，OUT0为波形输出1ms方波，再通过CLK1输入，OUT1输出1s方波。
（1）按下图1.4接线。
图1.4实验接线图
（2）根据实验容，编写实验程序，经编译、无误后装入系统。
（3）单击
按钮，运行实验程序，8254的OUT1会输出1s的方波。
（4）用示波器观察波形的方法：
单击虚拟仪器菜单中的
按钮或直接单击工具栏的
按钮，在新弹出的示波器界面上单击
按钮运行示波器，就可以观测出OUT1输出的波形。
实验程序清单（A82542.ASM）
A8254EQU0600H
B8254EQU0602H
C8254EQU0604H
CON8254EQU0606H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,CON8254;8254
MOVAL,36H;计数器0，方式3
OUTDX,AL
MOVDX,A8254
MOVAL,0E8H
OUTDX,AL
MOVAL,03H
OUTDX,AL
MOVDX,CON8254;8254
MOVAL,76H;计数器1，方式3
OUTDX,AL
MOVDX,B8254
MOVAL,0E8H
OUTDX,AL
MOVAL,03H
OUTDX,AL
AA1:
JMPAA1
CODEENDS
ENDSTART
2计数应用实验
编写程序，将8254的计数器0设臵为方式3，计数值为十进制数4，用单次脉冲KK1＋作为CLK0时钟，OUT0连接MIR7，每当KK1＋按动5次后产生中断请求，在屏幕上显示字符‚M‛。
实验步骤：
（1）按下图1.5实验接线。
图1.5实验接线图
（2）编写实验程序，经编译、无误后装入系统。
（3）运行程序，按动KK1＋产生单次脉冲，观察实验现象。
（4）改变计数值，验证8254的计数功能。
实验程序清单（A82541.ASM）
A8254EQU06C0H
B8254EQU06C2H
C8254EQU06C4H
CON8254EQU06C6H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,SS:
SSTACK
START:
PUSHDS
MOVAX,0000H
MOVDS,AX
MOVAX,OFFSETIRQ7;取中断入口地址
MOVSI,003CH;中断矢量地址
MOV[SI],AX;填IRQ7的偏移矢量
MOVAX,CS;段地址
MOVSI,003EH
MOV[SI],AX;填IRQ7的段地址矢量
CLI
POPDS
;初始化主片8259
MOVAL,11H
OUT20H,AL;ICW1
MOVAL,08H
OUT21H,AL;ICW2
MOVAL,04H
OUT21H,AL;ICW3
MOVAL,01H
OUT21H,AL;ICW4
MOVAL,6FH;OCW1
OUT21H,AL
;8254
MOVDX,CON8254
MOVAL,10H;计数器0，方式0
OUTDX,AL
MOVDX,A8254
MOVAL,04H
OUTDX,AL
STI
AA1:
JMPAA1
IRQ7:
MOVDX,A8254
MOVAL,04H
OUTDX,AL
MOVAX,014DH
INT10H;显示字符M
MOVAX,0120H
INT10H
MOVAL,20H
OUT20H,AL;中断结束命令
IRET
CODEENDS
ENDSTART
实验二并行接口Intel8255A的方式0应用
1.实验目的和意义
●学习并掌握8255的工作方式及其应用。
●掌握8255典型应用电路的接法。
●掌握程序固化及脱机运行程序的方法。
2.实验设备
PC机一台，TD-PITE实验装置一套。
3.实验容
1.基本输入输出实验。
编写程序，使8255的A口为输入，B口为输出，完成拨动开关到数据灯的数据传输。
要求只要开关拨动，数据灯的显示就发生相应改变。
2.流水灯显示实验。
编写程序，使8255的A口和B口均为输出，数据灯D7～D0由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示，D15～D8与D7～D0正相反，由右向左，每次仅点亮一个灯，循环显示。
4.背景知识
（1）8255的功能
●有三个输入输出端口：
端口A，端口B，端口C
●每个端口可编程设定为输入端口或输出端口，并可设定为不同的工作方式。
●端口C可作为一个独立的端口使用，但常常是配合A口和B口工作，为这两个端口的输入输出操作提供联络信号。
（2）8255部结构及外部引脚
图2.18255部结构图2.28255外部引脚
（3）8255A有3种工作方式：
方式0，方式l和方式2。
●方式0无条件传送（外设始终做好了准备）
●方式1应答发式传送（查询、中断）
●方式2双向应答发式传送（查询、中断）
（4）8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如下图2.3所示。
图2.38255控制字
（5）实验原理图
图2.4实验原理图
5.实验步骤
1.基本输入输出实验
本实验使8255端口A工作在方式0并作为输入口，端口B工作在方式0并作为输出口。
用一组开关信号接入端口A，端口B输出线接至一组数据灯上，然后通过对8255芯片编程来
实现输入输出功能。
具体实验步骤如下述：
（1）实验接线图如图所示，按图2.5连接实验线路图。
图2.5实验接线图
（2）编写实验程序，经编译、连接无误后装入系统。
（3）运行程序，改变拨动开关，同时观察LED显示，验证程序功能。
（4）点击‚调试‛下拉菜单中的‚固化程序‛项，将程序固化到系统存储器中。
（5）将短路跳线JDBG的短路块短接到RUN端，然后按复位按键，观察程序是否正常
运行；关闭实验箱电源，稍等后再次打开电源，看固化的程序是否运行，验证程序功能。
（6）实验完毕后，请将短路跳线JDBG的短路块短接到DBG端。
实验程序清单（A82551.ASM）
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,0646H
MOVAL,90H
OUTDX,AL
AA1:
MOVDX,0640H
INAL,DX
CALLDELAY
MOVDX,0642H
OUTDX,AL
JMPAA1
DELAY:
PUSHCX
MOVCX,0F00H
AA2:
PUSHAX
POPAX
LOOPAA2
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
2.流水灯显示实验
使8255的A口和B口均为输出，数据灯D7～D0由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示，D15～D8与D7～D0正相反，由右向左，每次仅点亮一个灯，循环显示。
实验步骤如下所述：
（1）按图连接实验线路图。
图2.6实验线路图
（2）编写实验程序，经编译、无误后装入系统。
（3）运行程序，观察LED灯的显示，验证程序功能。
（4）自己改变流水灯的方式，编写程序。
（5）固化程序并脱机运行。
实验程序清单（A82552.ASM）
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,0646H
MOVAL,80H
OUTDX,AL
MOVBX,8001H
AA1:
MOVDX,0640H
MOVAL,BH
OUTDX,AL
RORBH,1
MOVDX,0642H
MOVAL,BL
OUTDX,AL
ROLBL,1
CALLDELAY
CALLDELAY
JMPAA1
DELAY:
PUSHCX
MOVCX,0F000H
AA2:
PUSHAX
POPAX
LOOPAA2
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
实验三A/D及D/A转换器应用
1.实验目的和意义
●替换理解模/数、数模信号转换的基本原理。
●掌握模/数转换芯片ADC0809的使用方法。
●掌握DAC0832的使用方法。
2.实验设备
PC机一台，TD-PITE实验装置一套。
3.实验容
1.数/模转换。
要求产生方波，并用示波器观察电压波形。
2.模/数转换。
将ADC单元中提供的0V～5V信号源作为ADC0809的模拟输入量，进行A/D转换，转换结果通过变量进行显示。
4.背景知识
（1）D/A转换器
D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：
接收、保持和转换的数字信息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路抗干扰性较好。
大多数的D/A转换器接口设计主要围绕D/A集成芯片的使用及配臵响应的外围电路。
DAC0832是8位芯片。
图3.1DAC0832引脚图
图3.2DAC实验单元电路图
（2）A/D转换器
ADC0809包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。
用它可直接输入8个单端的模拟信号，分时进行A/D转换，在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。
图3.3ADC0809引脚图图3.4ADC实验单元电路图
5.实验步骤
1.数/模转换。
要求产生方波，并用示波器观察电压波形。
（1）实验接线图如图所示，按图连接实验线路图。
图3.5实验接线图
（2）编写实验程序，经编译、无误后装入系统。
（3）单击
按钮，运行实验程序，用示波器测量DA的输出，观察实验现象。
（4）用示波器观察波形的方法：
单击虚拟仪器菜单中的
按钮或直接单击工具栏的
按钮，在新弹出的示波器界面上单击
按钮运行示波器，观测实验波形。
（5）自行编写实验程序，产生三角波形，使用示波器观察输出，验证程序功能。
产生方波程序如下（DA2.ASM）：
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAX,00H;产生方波
MOVDX,600H
AA1:
MOVAL,00H
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,7FH
OUTDX,AL
CALLDELAY
JMPAA1
DELAY:
PUSHCX
MOVCX,0FF00H
AA2:
PUSHAX
POPAX
LOOPAA2
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
2.模/数转换。
将ADC单元中提供的0V～5V信号源作为ADC0809的模拟输入量，进行A/D转换，转换结果通过变量进行显示。
（1）按图连接实验线路。
图3.6实验连线图
（2）编写实验程序，经编译、无误后装入系统。
（3）将变量VALUE添加到变量监视窗口中。
（4）在JMPSTART语句行设臵断点，使用万用表测量ADJ端的电压值，计算对应的采样值，然后运行程序。
（5）程序运行到断点处停止运行，查看变量窗口中VALUE的值，与计算的理论值进行比较，看是否一致（可能稍有误差，相差不大）。
（6）调节电位器，改变输入电压，比较VALUE与计算值，反复验证程序功能。
实验程序清单（AD1.ASM）
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP（?
）
SSTACKENDS
PUBLICVALUE;设臵全局变量以便变量监视
DATASEGMENT
VALUEDB?
;AD转换结果
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,640H;启动AD采样
OUTDX,AL
CALLDALLY
INAL,DX;读AD采样结果
MOVVALUE,AL;将结果送变量
JMPSTART;在此处设臵断点,观察变量窗口中的VALUE值
DALLY:
PUSHCX;延时程序
PUSHAX
MOVCX,100H
A5:
MOVAX,0800H
A6:
DECAX
JNZA6
LOOPA5
POPAX
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
实验四串行接口应用
1.实验目的和意义
●掌握8251的工作方式及应用。
●了解有关串口通讯的知识
2.实验设备
PC机一台，TD-PITE实验装置一套。
3.实验容
1.自收自发实验，将3000H起始的10个单元中的初始数据发送到串口，然后自接收并保存到4000H起始的存单元中。
4.背景知识
8251是可编程的串行通信接口，可以管理信号变化围很大的串行数据通信。
（1）8251的部结构及外部引脚
图4.18251部结构图图4.28251引脚图
（2）8251的编程
●方式控制字用来指定通信方式及其方式下的数据格式。
●命令控制字用于指定8251进行某种操作（如发送、接收、部复位和检测同步字符等）或处于某种工作状态，以便接收或发送数据。
●CPU通过状态字来了解8251当前的工作状态，以决定下一步的操作。
图4.4
8251的初始化和操作流程和8251实验单元电路图如下所示。
图4.7实验单元电路图
图4.68251初始化和操作流程图
5.实验步骤
通过自收自发实验，可以验证硬件及软件设计，常用于自测试。
具体实验步骤如下：
（1）参考实验接线图如图所示，按图连接实验线路。
（2）编写实验程序，编译、无误后装入系统。
（3）使用E命令更改4000H起始的10个单元中的数据。
（4）运行实验程序，待程序运行停止。
（5）查看3000H起始的10个单元中的数据，与初始化的数据进行比较，验证程序功能。
实验参考例程（A82512.ASM）
M8251_DATAEQU0600H;端口定义
M8251_CONEQU0602H
M8254_2EQU06C4H
M8254_CONEQU06C6H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAX,0000H
MOVDS,AX
;初始化8254，得到收发时钟
MOVAL,0B6H
MOVDX,M8254_CON
OUTDX,AL
MOVAL,0CH
MOVDX,M8254_2
OUTDX,AL
MOVAL,00H
OUTDX,AL
;复位8251
CALLINIT
CALLDALLY
;8251方式字
MOVAL,7EH
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL
CALLDALLY
;8251控制字
MOVAL,34H
OUTDX,AL
CALLDALLY
MOVDI,3000H
MOVSI,4000H
MOVCX,000AH
A1:
MOVAL,[SI]
PUSHAX
MOVAL,37H
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL
POPAX
MOVDX,M8251_DATA
OUTDX,AL;发送数据
MOVDX,M8251_CON
A2:
INAL,DX;判断发送缓冲是否为空
ANDAL,01H
JZA2
CALLDALLY
A3:
INAL,DX;判断是否接收到数据
ANDAL,02H
JZA3
MOVDX,M8251_DATA
INAL,DX;读取接收到的数据
MOV[DI],AL
INCDI
INCSI
LOOPA1
MOVAX,4C00H
INT21H;程序终止
INIT:
MOVAL,00H;复位8251子程序
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL
CALLDALLY
OUTDX,AL
CALLDALLY
OUTDX,AL
CALLDALLY
MOVAL,40H
OUTDX,AL
RET
DALLY:
PUSHCX
MOVCX,3000H
A5:
PUSHAX
POPAX
LOOPA5
POPCX
RET
CODEENDS
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