微机系统与接口技术实验指导书不含汇编打印精简本.docx

1、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、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、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.

2、3 实验内容编写实验程序，将00H0FH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

3、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

4、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

5、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

6、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。1.4 实验原理图1-1 8255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

7、，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1-2 8255控制字格式8255实验单元电路图如图1-3所示：图1-3 8255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

8、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1-4 8255基本输入输出实验接线图实验程序清单（A82551.ASM）SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?

9、)SSTACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0646H MOV AL, 90H OUT DX, AL AA1: MOV DX, 0640H IN AL, DX CALL DELAY MOV DX, 0642H OUT DX, AL JMP AA1DELAY: PUSH CX MOV CX, 0F00HAA2: PUSH AX POP AX LOOP AA2 POP CX RETCODE ENDS END 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D7

10、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1-5 8255流水灯实验接线图实验程序清单（A82552.ASM）SSTACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0646H MOV AL, 80H OUT DX, AL MOV B

11、X, 8001HAA1: MOV DX, 0640H MOV AL, BH OUT DX, AL ROR BH, 1 MOV DX, 0642H MOV AL, BL OUT DX, AL ROL BL, 1 CALL DELAY CALL DELAY JMP AA1DELAY: PUSH CX MOV CX, 0F000HAA2: PUSH AX POP AX LOOP AA2 POP CX RETCODE ENDS END START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

12、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3000H3009H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

13、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064K，异步方式下，波特率为019.2K。（3）在同步方式时，可以用58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58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

14、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2-1 8251内部结构图图4.37 8251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2-3 8251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

15、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。D7D6D5D4D3D2D1D0SCS/S2ESD/S1EPPENL2L1B2B1同步/停止位奇偶校验字符长度波特率系数同步（D1D000）X0内同步X1外同步0X双同步1X单同步异步（D1D00）00不用011位101.5位112位X0无校验01奇校验11偶校验005位016位107位118位异步00不用010110161164同步00同步方式标志图2-4 8251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

16、，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。D7D6D5D4D3D2D1D0EHIRRTSERSBRKRxEDTRTxEN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2-5 8251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。D7D6D5D4D3D2D1D0DSRSYNDETFEOEPETxERxRDYTxRDY数

17、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2-6 8251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2-7 8251初始化流程图5. 8251实验单元电路图图2-8 8251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

18、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_DATA EQU 0600H ;端口定义M8251_CON EQU 0602HM8254_2 EQU 06C4HM8254_CON EQU 06C6HSSTACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)SSTA

19、CK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV AX, 0000H MOV DS, AX ;初始化8254，得到收发时钟 MOV AL, 0B6H MOV DX, M8254_CON OUT DX, AL MOV AL, 0CH MOV DX, M8254_2 OUT DX, AL MOV AL, 00H OUT DX, AL ;复位8251 CALL INIT CALL DALLY ;8251方式字 MOV AL,7EH MOV DX, M8251_CON 图2-9 自收自发实验接线图 OUT DX, AL CALL DALLY ;8251控制字 M

20、OV AL, 34H OUT DX, AL CALL DALLY MOV DI, 3000H MOV SI, 4000H MOV CX, 000AHA1: MOV AL, SI PUSH AX MOV AL, 37H MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL POP AX MOV DX, M8251_DATA OUT 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, 01H JZ A2 CALL DALLYA3: IN AL, DX ;判断是否接收到数据 AND AL, 02H JZ A3 MOV

21、DX, M8251_DATA IN AL, DX ;读取接收到的数据 MOV DI, AL INC DI INC SI LOOP A1 MOV AX,4C00H INT 21H ;程序终止INIT: MOV AL, 00H ;复位8251子程序 MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL CALL DALLY OUT DX, AL CALL DALLY OUT DX, AL CALL DALLY MOV AL, 40H OUT DX, AL RETDALLY: PUSH CX MOV CX,3000HA5: PUSH AX POP AX LOOP A5 POP CX RET CO

22、DE ENDS END START3. 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3000H3009H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：01234567

23、89实验参考例程（接收机）（A82513.ASM）M8251_DATA EQU 0600HM8251_CON EQU 0602HM8254_2 EQU 06C4HM8254_CON EQU 06C6HSSTACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV AL, 0B6H ;初始化8254 MOV DX, M8254_CON OUT DX, AL MOV AL, 0CH MOV DX, M8254_2 OUT DX, AL MOV AL, 00H OUT DX, AL CLI CALL

24、INIT ;复位8251 CALL DALLY MOV AL, 7EH MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL CALL DALLY MOV AL, 34H OUT DX, AL CALL DALLY MOV AX, 0152H ;输出显示字符 R INT 10H MOV DI, 3000H MOV CX, 000AHA1: IN AL, DX AND AL, 02H JZ A1 MOV DX, M8251_DATA IN AL, DX AND AL, 7FH MOV DI,AL INC DI LOOP A1 MOV AL, 00H MOV SI, 300AH MOV SI,

25、 AL MOV AH, 06H MOV BX, 3000H INT 10H ;输出显示接收到的数据 STIA2: JMP A2INIT: MOV AL, 00H ;复位8251子程序 MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL CALL DALLY OUT DX, AL CALL DALLY OUT DX, AL CALL DALLY MOV AL, 40H OUT DX, AL RETDALLY: PUSH CX MOV CX, 3000HA3: PUSH AX POP AX LOOP A3 POP CX RETCODE ENDS END START实验参考程序（发送机）（A8

26、2514.ASM）M8251_DATA EQU 0600HM8251_CON EQU 0602HM8254_2 EQU 06C4HM8254_CON EQU 06C6HSSTACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV AL, 0B6H ;初始化8254, 得到收发时钟 MOV DX, M8254_CON OUT DX, AL MOV AL, 0CH MOV DX, M8254_2 OUT DX, AL MOV AL, 00H OUT DX, AL CALL INIT ;复位8251

27、 CALL DALLY MOV AL, 7EH MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL ;8251方式字 CALL DALLY MOV AL, 34H OUT DX, AL ;8251控制字 CALL DALLY MOV DI, 3000H MOV CX, 000AHA1: MOV AL, DI CALL SEND CALL DALLY INC DI LOOP A1A2: JMP A2INIT: MOV AL, 00H ;复位8251子程序 MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL CALL DALLY OUT DX, AL CALL DALLY OUT DX

28、, AL CALL DALLY MOV AL, 40H OUT DX, AL RETDALLY: PUSH CX MOV CX, 3000HA4: PUSH AX POP AX LOOP A4 POP CX RETSEND: PUSH AX ;数据发送子程序 PUSH DX MOV AL, 31H MOV DX, M8251_CON OUT DX, AL MOV DX, M8251_DATA OUT DX, AL MOV DX, M8251_CONA3: IN AL, DX AND AL, 01H JZ A3 POP DX POP AX RETCODE ENDS END START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