微机接口实验.docx

1、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

2、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 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。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 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

3、 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。 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

4、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。 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

5、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Windows 7系统下

6、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 按接线图连好接线，调用程序源代码 8259-1.asm，观察实验现象。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。

7、参考流程图：程序源代码：(1);数据段DATA SEGMENT MESS DB TPCA interrupt! ,0DH,0AH, $;需要显示的数据，以$结束，方便系统调用。0DH,0AH为换行DATA ENDS ;代码段CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA START: MOV AX, CS ;系统调用25是设置中断MOV DS, AX MOV DX, OFFSET INT3 ;采用间接修改法，设置中断向量 MOV AX, 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

8、，DS放中断程序的段;基址，DX放偏移地址INT 21H ;中断设置完成IN AL, 21H ;读中断屏蔽寄存器，21H 是该寄存器的端口号 AND AL, 0F7H ;开放 IRQ3 中断，允许 IRQ3 的中断申请 OUT 21H, AL ;写OCW1MOV CX, 10 ;记中断循环次数为 10 次 STI ;允许中断发生 WAIT: JMP WAIT INT3: MOV AX, DATA ;中断服务程序 MOV DS, AX MOV DX, OFFSET MESS MOV AH, 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 INT 21H MOV AL

9、, 20H ; 发出 EOI 结束中断到 PC 主片的地址 20H OUT 20H, AL LOOP NEXT ;LOOP每次跳转CX自动减1IN AL, 21H ;读中断屏蔽寄存器，获取中断屏蔽字 OR AL, 08H ;关闭 IRQ3 中断 OUT 21H, AL ;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器 STI ;置中断标志位 MOV AH, 4CH ;返回 DOS INT 21H NEXT: IRET ;中断返回 CODE ENDS END START(2) DATA SEGMENT MESS DB TPCA interrupt! ,0DH,0AH, $ DATA ENDS CODE SEGM

10、ENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA START: MOV AX, CS MOV DS, AX MOV DX, OFFSET INT3 ;采用间接修改法，设置中断向量 MOV AX, 2572H INT 21H IN AL, 21H ;主片 AND AL, 0FBH ;1111 1011 OUT 21H, AL IN AL, 0A1H ;从片 AND AL, 0FBH ;1111 1011 OUT 0A1H, AL MOV CX, 10 ;记中断循环次数为10次 STI ;允许中断发生 WAIT: JMP WAIT INT3: MOV AX, DATA ;中断服务程序 MOV

11、 DS, AX MOV DX, OFFSET MESS MOV AH, 09 ;在屏幕上显示每次中断的提示信息 INT 21H MOV AL, 20H ; 发出EOI结束中断到PC主片的地址20H OUT 20H, AL ;关闭主片 OUT 0A0H,AL ;关闭从片 LOOP NEXT IN AL, 21H ;读中断屏蔽寄存器，获取中断屏蔽字 OR AL, 04H ;关闭IRQ3中断 OUT 21H, AL ;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器 IN AL, 0A1H ;读中断屏蔽寄存器，获取中断屏蔽字 OR AL, 04H ;关闭IRQ10中断 OUT 0A1H, AL ;将中断屏蔽字送到中断

12、屏蔽寄存器 STI ;置中断标志位 MOV AH, 4CH ;返回DOS INT 21H NEXT: IRET ;中断返回 CODE ENDS END START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： CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE ,DS: DATA START: .386 ;告诉汇编器生

13、成intel 80386指令集CLI ;关中断MOV AX,CS ;设置中断向量表INT10MOV DS,AX ;将CS段基址给DSMOV DX,OFFSET INT10 ;int10的偏移地址给DX MOV AX,2572H INT 21H ;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INT3MOV DX,OFFSET INT3 MOV AX,250BH INT 21H ;系统调用25号设置中断功能，中断号0BH;设置完成IN AL,21H AND AL,0F3H ;1111 0011 OUT 21H,AL ;写OCW1，开放2，3号端口IN AL,0A1H AND

14、AL,0FBH ; 1111 1011 OUT 0A1H,AL ; 写OCW1，开放10号端口MOV CX,10 STI WAIT: JMP WAIT ;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MOV CX,10 ;给CX赋值，循环10次NEXT10_1: MOV DX,31H MOV AH,02H INT 21H ;系统调用02功能，DL为显示容ASCII31H ：1MOV DX,30H MOV AH,02H ;系统调用02功能，DL为显示容ASCII31H ：0 INT 21H MOV DX,20H ;系统调

15、用02功能，DL为显示容ASCII20H ： MOV AH,02H INT 21H CALL DELAY1 ;调用 DELAY1 子程序LOOP NEXT10_1 ;在CX0之前跳转，并使CX=CX-1 ;换行操作MOV DX,0DH ;系统调用02功能，DL为显示容ASCII0DH ： MOV AH,02H INT 21H MOV DX,0AH ;系统调用02功能，DL为显示容ASCII0AH ： MOV AH,02H INT 21H MOV AL,20H OUT 0A0H,AL OUT 20H,AL ;发送OCW2结束到主片（偶地址为20H）和从片（偶地址为A0H）POPFD POPAD

16、;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 MOV CX,10 ;给CX赋值，循环10次NEXT3_1: MOV DX,33H ;系统调用02功能，DL为显示容ASCII33H ：3 MOV AH,02H INT 21H MOV DX,20H ;系统调用02功能，DL为显示容ASCII20H ： MOV AH,02H INT 21H CALL DELAY1 ;调用 DELAY1 子程序LOOP NEXT3_1 ;在CX0之前跳转，并使CX=CX-1 ;换行操作MOV DX

17、,0DH ;系统调用02功能，DL为显示容ASCII0DH ： MOV AH,02H INT 21H MOV DX,0AH ;系统调用02功能，DL为显示容ASCII0AH ： MOV AH,02H INT 21H MOV AL,20H OUT 0A0H,AL OUT 20H,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DELAY1 PROC PUSHAD ;将各种寄存器的值入栈，保存现场PUSHFD MOV CX,0FH ;给CX赋值，循环15次DELAY_LOOP1: MOV

18、 BX,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: DEC BX NOP JNZ DELAY_LOOP2 LOOP DELAY_LOOP1 POPFD POPAD ;恢复现场RET DELAY1 ENDP CODE ENDS END START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

19、、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_1 EQU 2B0H ; 8259的ICW1端口地址 I8259_2 EQU 2B1H ; 8259的ICW2端口地址 I8259_3 EQU 2B1H ; 8259的ICW3端口地址 （奇地址） I8259_4 EQU 2B1H ; 8259的ICW4端口地址 （奇地址） O8259_1 EQU 2B1H ; 8259的OCW1端口地址 （奇地址） O8259_2 EQU 2B0H ; 8259的OCW2端口地址 （偶地址） O8259_3

20、EQU 2B0H ; 8259的OCW3端口地址 （偶地址） DATA SEGMENT MES1 DB YOU CAN PLAY A KEY ON THE KEYBOARD!,0DH, 0AH, 24H ;24H=$ MES2 DD MES1 MESS1 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 0 *!,0DH,0AH,$ MESS2 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 1 *!,0DH,0AH,$ MESS3 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 2 *!,0DH,0AH,$ MESS4 DB HELLO! THIS IS I

21、NTERRUPT * 3 *!,0DH,0AH,$ MESS5 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 4 *!,0DH,0AH,$ MESS6 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 5 *!,0DH,0AH,$ MESS7 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 6 *!,0DH,0AH,$ MESS8 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 7 *!,0DH,0AH,$DATA ENDSSTACKS SEGMENT DB 100 DUP(?)STACKS ENDS STACK1 SEGMENT STACK D

22、W 256 DUP(?)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACKS, ES:DATA.386START: MOV AX,DATA MOV DS, AX MOV ES, AX ;DS，ES段基址都设为DATA MOV AX, STACKS MOV SS, AX;SS段基址都设为STACKS MOV DX, I8259_1 ;初始化8259的ICW1 MOV AL, 13H ; 0001:ICW1 0011:边沿触发、单片8259、需要ICW4;0001 0011 （IR7-3=000：无意义；IR4=1：ICW1标识位；I

23、R3=0：边沿；IR2=0：无意义；IR1=1：单片8259；IR0=1：需要ICW4） OUT DX,AL MOV DX,I8259_2 ;初始化8259的ICW2 MOV AL,0B0H ;1011 0000 OUT DX,AL MOV AL,03H ;ICW4 0000 0011 OUT DX,AL MOV DX, O8259_1 ;初始化8259的中断屏蔽操作命令字 MOV AL, 00H ;打开屏蔽位 OUT DX,AL;写OCW1，打开屏蔽位 QUERY: MOV AH,1 ;判断是否有按键按下 INT 16H JNZ QUIT ;有按键则退出 MOV DX,O8259_3 ;向8

24、259发送查询命令 MOV AL, 0CH ;0000 1100 OUT DX,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。 IN AL,DX ;读出查询字 TEST AL,80H ;判断中断是否已响应;若最高位为1，则有中断请求 JZ QUERY ;没有响应则继续查询 AND AL,07H CMP AL,00H JE IR0ISR ;若为IR0请求，跳到IR0处理程序 CMP AL,01H JE IR1ISR ;若为IR1请求，跳到IR1处理程序 CMP AL,02H

25、 JE IR2ISR ;若为IR2请求，跳到IR2处理程序 CMP AL,03H JE IR3ISR ;若为IR3请求，跳到IR3处理程序 CMP AL,04H JE IR4ISR ;若为IR4请求，跳到IR4处理程序 CMP AL,05H JE IR5ISR ;若为IR5请求，跳到IR5处理程序 CMP AL,06H JE IR6ISR ;若为IR6请求，跳到IR6处理程序 CMP AL,07H JE IR7ISR ;若为IR7请求，跳到IR7处理程序 JMP QUERY IR0ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS1 ;显示提示信息 MO

26、V AH,09 INT 21H JMP EOI IR1ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS2 ;显示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOI IR2ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS3 ;显示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOI IR3ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS4 ;显示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOI IR4ISR: MOV AX,DATA MOV

27、DS,AX MOV DX,OFFSET MESS5 ;显示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOI IR5ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS6 ;显示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOI IR6ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS7 ;显示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOI IR7ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS8 ;显示提示信息 MOV AH,09 INT

28、21H EOI: MOV DX,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。 MOV AL,20H OUT DX,AL JMP QUERY QUIT: MOV AX,4C00H ;结束程序退出 INT 21HCODE ENDS END START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_MODE EQU 283H ;8254控制寄存器端口地址IO8254_COUNT0 EQU 280H ;8254计数器0端口地址 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式 MOV AL, 17H ;计数器0，方式3 0001 0111；方式0 0001 0001：11H OUT DX, AL ;01只写低8位 MOV DX,IO8254_CO