武汉理工实验指导书微机原理及接口技术.docx

1、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-PITE 80X86 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4 Wmd86联机操作软件实验一 定时器的使用1.实验目的和意义熟

2、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

3、数值，验证 8254 的计数功能。 4.背景知识（1）8254的功能8253具有三个独立的16位计数器（0#2#通道）；每个通道有6种工作方式；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1.1 8254部结构 图1.2 8254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

4、进行初始化，锁存当前计数值。（5）设置计数初始值是写全字节，还是只写低字节或高字节。 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1.35.实验步骤1.编写程序，将 8254 的计数器 0 和计数器 1 都

5、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）A8254 EQU 0600HB8254 EQU 0602HC8254 EQU 060

6、4HCON8254 EQU 0606HSSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX, CON8254 ;8254MOV AL, 36H ;计数器 0，方式 3OUT DX, ALMOV DX, A8254MOV AL, 0E8HOUT DX, ALMOV AL, 03HOUT DX, ALMOV DX, CON8254 ;8254MOV AL, 76H ;计数器 1，方式 3OUT DX, ALMOV DX, B8254MOV AL, 0E8HOUT DX, ALMOV AL

7、, 03HOUT DX, ALAA1: JMP AA1CODE ENDSEND START2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）A8254 EQU 06C0HB8254 EQU 06

8、C2HC8254 EQU 06C4HCON8254 EQU 06C6HSSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, SS:SSTACKSTART: PUSH DSMOV AX, 0000HMOV DS, AXMOV AX, OFFSET IRQ7 ;取中断入口地址MOV SI, 003CH ;中断矢量地址MOV SI, AX ;填 IRQ7 的偏移矢量MOV AX, CS ;段地址MOV SI, 003EHMOV SI, AX ;填 IRQ7 的段地址矢量CLIPOP DS;初始化主片 8259MO

9、V AL, 11HOUT 20H, AL ;ICW1MOV AL, 08HOUT 21H, AL ;ICW2MOV AL, 04HOUT 21H, AL ;ICW3MOV AL, 01HOUT 21H, AL ;ICW4MOV AL, 6FH ;OCW1OUT 21H, AL;8254MOV DX, CON8254MOV AL, 10H ;计数器 0，方式 0OUT DX, ALMOV DX, A8254MOV AL, 04HOUT DX, ALSTIAA1: JMP AA1IRQ7: MOV DX, A8254MOV AL, 04HOUT DX, ALMOV AX, 014DHINT 10H

10、 ;显示字符 MMOV AX, 0120HINT 10HMOV AL, 20HOUT 20H, AL ;中断结束命令IRETCODE ENDSEND START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 8

11、255 的 A 口和 B 口均为输出，数据灯 D7D0 由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示，D15D8 与 D7D0 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2.1 8255部结构 图2.2 8255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

12、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2.3 8255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

13、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）SSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0646HMOV AL, 90HOU

14、T DX, AL AA1: MOV DX, 0640HIN AL, DXCALL DELAYMOV DX, 0642HOUT DX, ALJMP AA1DELAY: PUSH CXMOV CX, 0F00HAA2: PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START2. 流水灯显示实验使 8255 的 A 口和 B 口均为输出，数据灯 D7D0 由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示，D15D8 与 D7D0 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

15、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）SSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0646HMOV AL, 80HOUT DX, ALMOV BX, 8001HAA1: MOV DX, 0640HMOV AL, BHOUT DX, ALROR BH, 1MOV DX, 0642HMOV AL, BLOUT DX, ALROL BL, 1 CALL

16、 DELAYCALL DELAYJMP AA1DELAY: PUSH CXMOV CX, 0F000HAA2: PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START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 0V5V 信号源作为 ADC0809 的模拟输入量

17、，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3.1 DAC0832引脚图 图3.2 DAC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

18、回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。图3.3 ADC0809引脚图 图3.4 ADC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）：

19、SSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV AX, 00H ; 产生方波MOV DX, 600HAA1: MOV AL, 00HOUT DX, ALCALL DELAYMOV AL, 7FHOUT DX, ALCALL DELAYJMP AA1DELAY: PUSH CXMOV CX,0FF00HAA2: PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START2. 模/数转换。将 ADC 单元中提供的 0V5V 信号源作为 ADC0809

20、 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 JMP START 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）SSTACK SEGMENT STACKDW 6

21、4 DUP(?)SSTACK ENDSPUBLIC VALUE ;设臵全局变量以便变量监视DATA SEGMENTVALUE DB ? ;AD 转换结果DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, DS:DATASTART: MOV AX, DATAMOV DS, AXMOV DX, 640H ;启动 AD 采样OUT DX, ALCALL DALLYIN AL, DX ;读 AD 采样结果MOV VALUE, AL ;将结果送变量JMP START ;在此处设臵断点, 观察变量窗口中的 VALUE 值DALLY: PUSH CX ;延时程序PUSH AXMOV C

22、X, 100HA5: MOV AX, 0800HA6: DEC AXJNZ A6LOOP A5POP AXPOP CXRET CODE ENDSEND START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4.1 8251部结构图 图4.

23、2 8251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4.48251 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4.6 8251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

24、 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_DATA EQU 0600H ;端口定义M8251_CON EQU 0602HM8254_2 EQU 06C4H M8254_CON EQU 06C6HSSTACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV AX, 0000HMOV DS, AX;初始化 825

25、4，得到收发时钟MOV AL, 0B6HMOV DX, M8254_CONOUT DX, ALMOV AL, 0CHMOV DX, M8254_2OUT DX, ALMOV AL, 00HOUT DX, AL;复位 8251CALL INITCALL DALLY;8251 方式字MOV AL,7EHMOV DX, M8251_CONOUT DX, ALCALL DALLY;8251 控制字MOV AL, 34HOUT DX, ALCALL DALLYMOV DI, 3000HMOV SI, 4000HMOV CX, 000AHA1: MOV AL, SIPUSH AXMOV AL, 37HMO

26、V DX, M8251_CONOUT DX, ALPOP AX MOV DX, M8251_DATAOUT DX, AL ;发送数据MOV DX, M8251_CON A2: IN AL, DX ;判断发送缓冲是否为空AND AL, 01HJZ A2CALL DALLYA3: IN AL, DX ;判断是否接收到数据AND AL, 02HJZ A3MOV DX, M8251_DATAIN AL, DX ;读取接收到的数据MOV DI, ALINC DIINC SILOOP A1MOV AX,4C00HINT 21H ;程序终止INIT: MOV AL, 00H ;复位 8251 子程序MOV DX, M8251_CONOUT DX, ALCALL DALLYOUT DX, ALCALL DALLYOUT DX, ALCALL DALLYMOV AL, 40HOUT DX, ALRETDALLY: PUSH CXMOV CX,3000HA5: PUSH AXPOP AXLOOP A5POP CXRET CODE ENDSEND START