微机原理与接口技术实验指导16学时.docx

1、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

2、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W27C512 EEPROM（64K），EP1存放监控程序， 地址范围F0000HFFFFFH；EP2存放实验程序，为实验系统独立运行

3、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、LED1616、LCD12864、温度压力、步进电机、直流电机、扬声

4、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：存贮器地址分配I/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

5、相应的单步、断点、暂停等监控功能。F0000HFFFFFH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：主机板+PC机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

6、大方便。 第二章 8086K实验系统与PC机联机操作5.1DJ-8086k软件概述 该软件适用于DJ-8086K、DJ-8086KP、DJ-598K等实验仪。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

7、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

8、法实验系统与PC机没有连接；实验系统电源没有打开；串口实际位置与软件设置不一致；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；软件有病毒；实验系统或PC机处于非正常状态。对于的错误，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：WWWQD-DJCN。对于第种错误，重复5.3.1操作，对第种错误，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

9、窗口 顶部为菜单栏和工具栏， 提供调试全部命令和功能。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。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

10、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

11、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“

12、，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XYZ？（X、Y、Z为16位二制数）三、编程指南 由于

13、本实验是三个十六位二制数相加运算，因此，当XY时要考虑用ADC指令，把进位C加到结果的高16位中，当（XY）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4100

14、H4102H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： 在P.态下，按SCAL键，输入2CA0，按EXEC键。复位RST键，运算结果保留在内存4100H4102H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 4100MENXNX。五、实验程序清单CODE SEGMENT ;S1.ASM-BIN ADDASSUME CS:CODE ORG 2CA0H ;this is a program of addSTART: CLC MOV SI,4000H ;result

15、 in 4100 MOV SI,0ffffH MOV SI+2,0ffffH MOV SI+4,0ffffH MOV AX,0000H MOV SI+102H,AX MOV AX,SI ADD AX,SI+2 ADC SI+102H,0000 ADD AX,SI+4 MOV SI+100H,AX ADC SI+102H,0000 JMP $CODE ENDSEND START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、

16、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4000H4007H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：“XXXX”，最左两位为最大值，最

17、右两位为最小值。脱机模式： 1、在P.态下，按SCAL键，然后在内存4000H4007H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：“XXXX”，最左两位为最大值，最右两位为最小值。五、实验程序清单 CODE SEGMENT ;S7.ASM,LOOK FOR MAX & MINASSUME CS:CODE ORG 2E70H ;INPUT DATA 4000H-4007HSTART: JMP START0PA EQU 0FF20H ;字位口PB EQU 0FF21H ;字形口PC EQU 0FF22H ;键入口BUF DB ?

18、,?,?,?,?,?data1: db0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h db 86h,8eh,0ffh,0ch,89h,0deh,0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8FHSTART0: MOV SI,4000H MOV CX,0008H CALL MAXMIN CALL BUF1CON1: CALL DISP JMP CON1MAXMIN: JCXZ EXIT PUSH SI PUSH CX PUSH BX MOV BH,SI MOV BL,BHCON2: LODSB CMP AL,BH JNA X

19、1 MOV BH,AL JMP X2X1: CMP AL,BL JNB X2 MOV BL,ALX2: LOOP CON2 MOV AX,BX POP BX POP CX POP SIEXIT: RETDISP: MOV AL,0FFH ;00H MOV DX,PA OUT DX,AL MOV CL,0DFH ;显示子程序 ,5ms MOV BX,OFFSET BUFDIS1: MOV AL,BX MOV AH,00H PUSH BX MOV BX,OFFSET DATA1 ADD BX,AX MOV AL,BX POP BX MOV DX,PB OUT DX,AL MOV AL,CL MOV

20、 DX,PA OUT DX,AL PUSH CXDIS2: MOV CX,00A0H LOOP $ POP CX CMP CL,0FEH ;01H JZ LX1 MOV AL,0FFH ;00H MOV DX,PA OUT DX,AL INC BX ROR CL,1 ;SHR CL,1 JMP DIS1LX1: MOV AL,0FFH MOV DX,PB OUT DX,AL RETBUF1: MOV BH,AH CALL ZH MOV BUF+5,AL MOV BUF+4,AH MOV AL,BH CALL ZH MOV BUF,AH MOV BUF+1,AL MOV BUF+2,17H MO

21、V BUF+3,17H RET;-ZH: MOV BL,AL MOV CL,4 ROL AL,CL AND AL,0FH MOV AH,AL MOV AL,BL AND AL,0FH RET;-CODE ENDSEND START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38255A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

22、 四、编程指南 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 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 1 8255A芯片A口的PA0-PA7依次和开关量输入Kl-K8相连。2 8255A芯片B口的PB0-PB7依次接Ll-L8。3 运行实验程序。七、思考

23、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

24、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/

25、RXCOUT1，TXDEX-TXD，RXDEX-RXD，JX20JX17；(2) 8253单元：GATE1+5V，CLK11.8432MHZ；(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“How are you!”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

26、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5 8259单级中断控制器实验一、实验目的 掌握8259中断控制器的接口方法。 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 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

27、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。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。8259的INT连8088的INTR；8259的INTA连8088的INTA；“ ”插孔和8259的3号中断IR3插孔相连，“ ”端初始为低电平；8259的CS端接FF80H孔；8255

28、A芯片的PA0-PA7依次和发光二极管L1L8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F

29、F21H和FF20H）实验6 定时器/计数器一、实验目的 学会8253芯片和微机接口的原理和方法。. 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 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0040H0043H。8253的功能用途：延时中断 实时时钟可编程频率发生器 数字单稳事件计数器 复杂的电机控制器二进制倍频器 2，8253的六种工作方式：方式0：计数结束中断 方式3：方波频率发生