微机系统与接口技术实验指导书不含汇编打印精简本.docx
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微机系统与接口技术实验指导书不含汇编打印精简本
微机系统与接口技术
实验指导书
李鹤喜 张健 金旺春
五邑大学计算机学院
2012-5
目录
目录I
０、系统认识实验2
一、8255并行接口实验7
二、8251串行接口应用实验12
三、8254定时/计数器应用实验22
四、8259中断控制实验27
五、A/D转换实验35
六、D/A转换实验38
七、键盘扫描及显示设计实验41
八、电子发声设计实验46
０、系统认识实验
0.1实验目的
掌握TD系列微机原理及接口技术教学实验系统的操作，熟悉Wmd86联机集成开发调试软件的操作环境。
0.2实验设备
PC机一台，TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置一套。
0.3实验内容
编写实验程序，将00H～0FH共16个数写入内存3000H开始的连续16个存储单元中。
0.4实验步骤
1.运行Wmd86软件，进入Wmd86集成开发环境。
2.根据程序设计使用语言的不同，通过在“设置”下拉列表来选择需要使用的语言和寄存器类型，这里我们设置成“汇编语言”和“16位寄存器”，如图0-1、图0-2所示。
设置选择后，下次再启动软件，语言环境保持这次的修改不变。
本章选择16位寄存器。
图0-1语言环境设置界面
图0-2寄存器设置界面
3.语言和寄存器选择后，点击新建或按Ctrl+N组合键来新建一个文档，如图0-3所示。
默认文件名为Wmd861。
图0-3新建文件界面
4.编写实验程序，如图0-4所示，并保存，此时系统会提示输入新的文件名，输完后点击保存。
图0-4程序编辑界面
5.点击
，编译文件，若程序编译无误，则可以继续点击
进行链接，链接无误后方可以加载程序。
编译、链接后输出如图0-5所示的输出信息。
图0-5编译输出信息界面
6.连接PC与实验系统的通讯电缆，打开实验系统电源。
7.编译、链接都正确并且上下位机通讯成功后，就可以下载程序，联机调试了。
可以通过端口列表中的“端口测试”来检查通讯是否正常。
点击
下载程序。
为编译、链接、下载组合按钮，通过该按钮可以将编译、链接、下载一次完成。
下载成功后，在输出区的结果窗中会显示“加载成功！
”，表示程序已正确下载。
起始运行语句下会有一条绿色的背景。
如图0-6所示。
图0-6加载成功显示界面
8.将输出区切换到调试窗口，使用D0000:
3000命令查看内存3000H起始地址的数据，如图0-7所示。
存储器在初始状态时，默认数据为CC。
图0-7内存地址单元数据显示
9.点击按钮
运行程序，待程序运行停止后，通过D0000:
3000命令来观察程序运行结果。
如图0-8所示。
图0-8运行程序后数据变化显示
10.也可以通过设置断点，断点显示如图0-9所示，然后运行程序，当遇到断点时程序会停下来，然后观察数据。
可以使用E0000:
3000来改变该地址单元的数据，如图0-10所示，输入11后，按“空格”键，可以接着输入第二个数，如22，结束输入按“回车”键。
图0-9断点设置显示图0-10修改内存单元数据显示界面
实验例程文件名为Wmd861.asm。
1.5操作练习
编写程序，将内存3500H单元开始的8个数据复制到3600H单元开始的数据区中。
通过调试验证程序功能，使用E命令修改3500H单元开始的数据，运行程序后使用D命令查看3600H单元开始的数据。
一、8255并行接口实验
1.1实验目的
1.学习并掌握8255的工作方式及其应用。
2.掌握8255典型应用电路的接法。
3.掌握程序固化及脱机运行程序的方法。
1.2实验设备
PC机一台，TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置一套。
1.3实验内容
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。
1.4实验原理
图1-18255内部结构及外部引脚图
并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。
CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位或32位等。
8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O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1--选通输入/输出方式、方式2--双向选通工作方式。
8255的内部结构及引脚如图1-1所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图1-2所示。
图1-28255控制字格式
8255实验单元电路图如图1-3所示：
图1-38255实验单元电路图
1.5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1-4所示，按图连接实验线路图。
（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。
图1-48255基本输入输出实验接线图
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。
实验接线图如图4.35所示。
实验步骤如下所述：
（1）按图1-5连接实验线路图。
（2）编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。
（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。
图1-58255流水灯实验接线图
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
二、8251串行接口应用实验
2.1实验目的
1.掌握8251的工作方式及应用。
2.了解有关串口通讯的知识。
2.2实验设备
PC机两台，TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置两套。
2.3实验内容
1.数据信号的串行传输实验，循环向串口发送一个数，使用示波器测量TXD引脚上的波形，以了解串行传输的数据格式。
2.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起始的内存单元中。
3.双机通讯实验，本实验需要两台实验装置，其中一台作为接收机，一台作为发送机，发送机将3000H～3009H内存单元中共10个数发送到接收机，接收机将接收到的数据直接在屏幕上输出显示。
2.4实验原理
1.8251的基本性能
8251是可编程的串行通信接口，可以管理信号变化范围很大的串行数据通信。
有下列基本性能：
（1）通过编程，可以工作在同步方式，也可以工作在异步方式。
（2）同步方式下，波特率为0～64K，异步方式下，波特率为0～19.2K。
（3）在同步方式时，可以用5～8位来代表字符，内部或外部同步，可自动插入同步字符。
（4）在异步方式时，也使用5～8位来代表字符，自动为每个数据增加1个启动位，并能够根据编程为每个数据增加1个、1.5个或2个停止位。
（5）具有奇偶、溢出和帧错误检测能力。
（6）全双工，双缓冲器发送和接收器。
注意，8251尽管通过了RS-232规定的基本控制信号，但并没有提供规定的全部信号。
2.8251的内部结构及外部引脚
8251的内部结构图如图2-1所示，可以看出，8251有7个主要部分，即数据总线缓冲器、读/写控制逻辑电路、调制/解调控制电路、发送缓冲器、发送控制电路、接收缓冲器和接收控制电路，图中还标识出了每个部分对外的引脚。
8251的外部引脚如图2-2所示，共28个引脚，每个引脚信号的输入输出方式如图中的箭头方向所示。
图2-18251内部结构图
图4.378251外部引脚图
3.8251在异步方式下的TXD信号上的数据传输格式
图2-3示意了8251工作在异步方式下的TXD信号上的数据传输格式。
数据位与停止位的位数可以由编程指定。
图2-38251工作在异步方式下TXD信号的数据传输格式
4.8251的编程
对8251的编程就是对8251的寄存器的操作，下面分别给出8251的几个寄存器的格式。
（1）方式控制字
方式控制字用来指定通信方式及其方式下的数据格式，具体各位的定义如图2-4所示。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
SCS/S2
ESD/S1
EP
PEN
L2
L1
B2
B1
同步/停止位
奇偶校验
字符长度
波特率系数
同步（D1D0＝00）
X0＝内同步
X1＝外同步
0X＝双同步
1X＝单同步
异步（D1D0≠0）
00＝不用
01＝1位
10＝1.5位
11＝2位
X0＝无校验
01＝奇校验
11＝偶校验
00＝5位
01＝6位
10＝7位
11＝8位
异步
00＝不用
01＝01
10＝16
11＝64
同步
00＝同步方式标志
图2-48251方式控制字
（2）命令控制字
命令控制字用于指定8251进行某种操作（如发送、接收、内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。
图2-5所示的是8251命令控制字各位的定义。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
EH
IR
RTS
ER
SBRK
RxE
DTR
TxEN
进入搜索
1＝允许搜索
内部复位
1＝使8251返回方式控制字
请求发送
1＝使RTS输出0
错误标志复位使错误标志PE、OE、FE复位
发中止字符
1＝使TXD为低0＝正常工作
接收允许
1＝允许
0＝禁止
数据终端准备好
1＝使DTR输出0
发送允许
1＝允许
0＝禁止
图2-58251命令控制字格式
（3）状态字
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，8251的状态字如图2-6所示。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
DSR
SYNDET
FE
OE
PE
TxE
RxRDY
TxRDY
数据装置就绪：
当DSR输入为0时，该位为1
同步检测
帧错误：
该标志仅用于异步方式，当在任一字符的结尾没有检测到有效的停止位时，该位置1。
此标志由命令控制字中的位4复位。
溢出错误：
在下一个字符变为可用前，CPU没有把字符读走，此标志置1。
此错误出现时上一字符已丢失。
奇偶错误：
当检测到奇偶错误时此位置1。
发送器空
接收就绪为1表明接收到一个字符。
发送就绪为1表明发送缓冲器空。
图2-68251状态字格式
（4）系统初始化
8251的初始化和操作流程如图2-7所示。
图2-78251初始化流程图
5.8251实验单元电路图
图2-88251实验单元电路图
2.5实验步骤
1.自收自发实验
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2-9所示，按图连接实验线路。
（2）编写实验程序，编译、链接无误后装入系统。
（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图2-9自收自发实验接线图
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
ENDSTART
3.双机通讯实验
使用两台实验装置，一台为发送机，一台为接收机，进行两机间的串行通讯。
实验步骤如下：
图2-10双机通讯实验接线图
（1）按图2-10连接实验线路。
（2）为两台机器分别编写实验程序，编译、链接后装入系统。
（3）为发送机初始化发送数据。
在发送机3000H～3009H内存单元写入ASCII值：
30，31，32，33，34，35，36，37，38，39共10个数。
（4）首先运行接收机上的程序，等待接收数据，然后运行发送机上的程序，将数据发送到串口。
（5）观察接收机端屏幕上的显示是否与发送机端初始的数据相同，验证程序功能。
屏幕将会显示字符：
0123456789
实验参考例程（接收机）（A82513.ASM）
M8251_DATAEQU0600H
M8251_CONEQU0602H
M8254_2EQU06C4H
M8254_CONEQU06C6H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAL,0B6H;初始化8254
MOVDX,M8254_CON
OUTDX,AL
MOVAL,0CH
MOVDX,M8254_2
OUTDX,AL
MOVAL,00H
OUTDX,AL
CLI
CALLINIT;复位8251
CALLDALLY
MOVAL,7EH
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL
CALLDALLY
MOVAL,34H
OUTDX,AL
CALLDALLY
MOVAX,0152H;输出显示字符'R'
INT10H
MOVDI,3000H
MOVCX,000AH
A1:
INAL,DX
ANDAL,02H
JZA1
MOVDX,M8251_DATA
INAL,DX
ANDAL,7FH
MOV[DI],AL
INCDI
LOOPA1
MOVAL,00H
MOVSI,300AH
MOV[SI],AL
MOVAH,06H
MOVBX,3000H
INT10H;输出显示接收到的数据
STI
A2:
JMPA2
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
A3:
PUSHAX
POPAX
LOOPA3
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
实验参考程序（发送机）（A82514.ASM）
M8251_DATAEQU0600H
M8251_CONEQU0602H
M8254_2EQU06C4H
M8254_CONEQU06C6H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP（?
）
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAL,0B6H;初始化8254,得到收发时钟
MOVDX,M8254_CON
OUTDX,AL
MOVAL,0CH
MOVDX,M8254_2
OUTDX,AL
MOVAL,00H
OUTDX,AL
CALLINIT;复位8251
CALLDALLY
MOVAL,7EH
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL;8251方式字
CALLDALLY
MOVAL,34H
OUTDX,AL;8251控制字
CALLDALLY
MOVDI,3000H
MOVCX,000AH
A1:
MOVAL,[DI]
CALLSEND
CALLDALLY
INCDI
LOOPA1
A2:
JMPA2
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
A4:
PUSHAX
POPAX
LOOPA4
POPCX
RET
SEND:
PUSHAX;数据发送子程序
PUSHDX
MOVAL,31H
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL
MOVDX,M8251_DATA
OUTDX,AL
MOVDX,M8251_CON
A3:
INAL,DX
ANDAL,01H
JZA3
POPDX
POPAX
RET
CODEENDS
ENDSTART
三、8254定时/计数器应用实验
3.1实验目的
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。
3.2实验设备
P
升级会员 