通信-计算机接口技术实验指导书06.doc

计算机接口技术 实实 验验 指指 导导 书书 吴琼 编 沈阳大学信息工程学院 目录目录 实验一：交 通 灯 实 验1 实验二：自发自收通信实验2 实验三：硬件中断实验3 实验四：定时计数器实验4 实验五：输入输出实验5 附录 SAC-8086 实验设备程序主窗口 6 课程编号：课程编号：1121137111211371 课程类别：学科必修课课程类别：学科必修课 适用层次：本科适用层次：本科 适用专业：计算机科学与技术适用专业：计算机科学与技术 课程总学时：课程总学时：4848 适用学期适用学期: :第 7 学期 实验学时：实验学时：1010 开设实验项目数：开设实验项目数：5 5 撰写人：吴琼撰写人：吴琼 审核人：审核人： 周昕周昕 教学院长：范立南教学院长：范立南 实验一：交交 通通 灯灯 实实 验验 一、实验目的与要求 1.学会利用大规模集成的并口芯片 8255 构成并行接口电路的基本方法。 2.熟悉掌握并行接口芯片 8255 的基本性能仅在实际应用中硬件连接、初始化编程方 法。 3.学习双色灯的使用，模拟交通灯。 二、实验类型 设计 三、实验原理及说明 8255A 是通用的可编程并行接口芯片，功能强，使用灵活。适合一些并行输入/输 出设备的使用。三个独立的 8 位 I/O 端口,口 A、口 B、口 C。口 A 有输入、输出锁存器 及输出缓冲器。口 B 与口 C 有输入、输出缓冲器及输出锁存器。在实现高级的传输协 议时，口 C 的 8 条线分为两组，每组 4 条线，分别作为口 A 与口 B 在传输时的控制信 号线。口 C 的 8 条线可独立进行置 1/置 0 的操作。口 A、口 B、口 C 及控制字口共占 4 个设备号。 地址入口： PA=218H PB=219H PC=21AH 8255 控制口21BH 四、实验仪器 序 号名 称主要用途 1SAC-8086实验台 2计算机编程 五、实验内容和步骤 1.实验仪器准备 2.连接实验线路： 将片选信号 8255CS 接至片选地址 X18H 上。 将 C 口 PC0-PC7 用实验导线依次接至实验开发平台的 DC1-DC8. 8255 接口芯片的复位信号 RST 由实验平台上复位按键产生。 3.编写程序：使 8255C 口为输出口，从 C 口写出特定字，使四个双色灯交替闪亮。 4.实验平台上电，按复位按钮一次，下载程序，运行编制的程序。记录实验现象和记录实验现象和 实验结果。实验结果。 5.退出程序，结束实验，写出报告。 六、注意事项 1.请勿带电插拔； 2.注意维护仪器。 七、预习与思考题 1.改变显示频率，观察结果。 2.试用 PA 口实现该功能。 实验二：自发自收通信实验自发自收通信实验 一、实验目的与要求 1.学会利用大规模集成的串口芯片 8251 构成串行接口电路的基本方法。 2.熟悉掌握串行接口芯片 8251 的基本性能仅在实际应用中硬件连接、初始化编程方法。 二、实验类型 验证 三、实验原理及说明 8251A 是通用同步异步接收发送器 USART(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter)，适合作异步起止式数据格式和同步面向字符数据格式的 接口，其功能很强。 本实验采用 8251 自发自收实现串口通信功能，基本思想如下： 初始化 8255，使 PA 口做输入，PB 口做输出。 初始化 8251，首先从 8255 的 PA 口读入一个字节，送 8251 发送。 8251 接收到以后，送 8255 的 PB 口显示。 四、实验仪器 序 号名 称主要用途 1SAC-8086实验台 2计算机编程 五、实验内容和步骤 1.将 8251CS 片选信号接至 X28，将 8255CS 片选信号接至 X18，PA0-PA7 接至 K0- K7，PB0-PB7 接至 L0-L7（对应顺序连接） 。 2.将源程序调入，编译连接后下载，而后全速执行。 3.板动电平输出开关 K0-K7，电平输入有相应显示。 4.不断重复读入，发送，接收，显示的过程。记录实验现象和实验结果。记录实验现象和实验结果。 5.退出程序，结束实验，写出报告。 六、注意事项 1.请勿带电插拔； 2.注意维护仪器。 七、预习与思考题 若实现两个接口试验板上的 8251 串行通信，即一个板上的 8251 发送数据，另一 个板上的 8251 接收数据，那末，硬件如何连线？试画出线路连接图和编写相应的正确 程序，要求：一方采用查询，另一方采用中断。 实验三：硬件中断实验硬件中断实验 一、实验目的与要求 了解中断的原理和过程，了解中断控制器芯片 8259 的使用方法。 二、实验类型 验证 三、实验原理及说明 中断是指 CPU 在执行当前程序的过程中，由于某种随机出现的外围设备的请求， 使得 CPU 暂时停止正在执行的程序（即中断） ，转去执行为外围设备服务的程序。当 为外围设备服务的程序执行完后，CPU 再返回到暂时停止正在执行的程序处（即断点） 继续执行其原来的程序。 82C59A 是为简化微机系统中断接口而实现的 LSI 外围芯片。8259 经级联可接 受 8 至 64 个中断输入，可实现多种优先权策略。 四、实验仪器 序 号名 称主要用途 1SAC-8086实验台 2计算机编程 五、实验内容和步骤 1.连接实验线路。 将片选信号 8259CS 接至片选地址 X00H 上，8279CS 接至片选地址 X10H 上。 将 INT0 接至PULSE。 下载 8259 程序至 8100：0000 地址，下载 INT0 至 8200：0000 地址。设置向量地 址 0000：0020（INT 8H）,中断向量 8200：0000，运行 8259 程序，数码管显 示，中断后显示 888。记录实验现象和实验结果。记录实验现象和实验结果。 2.分别编写程序。 编写 8259 初始化程序。 编写 8259 中断服务程序。 程序提示： 地址：8259CS=X00H 3.退出程序，结束实验，写出报告。 六、注意事项 1.请勿带电插拔； 2.注意维护仪器。 七、预习与思考题 试显示其他数字。 实验四：定时计数器实验定时计数器实验 一、实验目的与要求 1.了解定时器 8253 的初始化及用法。 2.学会用逻辑笔或示波器观察 8253 的工作状态。 二、实验类型 验证 三、实验原理及说明 8253 具有 3 个独立的 16 位计数器,6 种不同的工作方式。 计数寄存器用来寄存计 数初值,计数工作单元为 16 位减 1 计数器,它的初值便是计数寄存器内容,计数单元对 CLK 脉冲计数,每出现一个 CLK 脉冲,计数器减 1,当减为零时,通过 OUT 输出指示信号 表明计数单元已为零。当作为定时器工作时,每当计数单元为零时,计数寄存器内容会自 动重新装入 计数单元,而且 CLK 输入是均匀的脉冲序列,于是 OUT 输出频率是降低了 的(相对于 CLK 信号频率)脉冲序列。 当作为计数器工作时,表明只关心在 CLK 端出现(代表事件)的脉冲个数,当 CLK 端出 现了规定个数的脉冲时,OUT 输出一个脉冲信号。 四、实验仪器 序 号名 称主要用途 1SAC-8086实验台 2计算机编程 五、实验内容和步骤 1.连接： 将片选信号 8253CS 接至片选地址 X00H 上。 将 CLK2分别接至接口时钟产生的分频信号 Q0-Q6 上。 将 GATE2接至开关 K7（信号 GATE 在奔方式下上升沿有效） 。 将 OUT2接至逻辑笔或示波器上。 2.编写程序。使定时器 8253 的通道 2 工作于方式 3（即连续脉冲方式） ，通过改变时 间常数，在逻辑笔或示波器上观察信号频率。 3.实验平台上电，下载程序，运行编制的程序。 4.按键 K11 改变 GATE 的电平状态，观察信号频率的变化及 GATE 的作用。记录实验记录实验 现象和实验结果。现象和实验结果。 5.退出程序，结束实验，写出报告。 程序提示： 入口地址： 8253 控制端口X03H 定时器 0X00H 定时器 1X01H 定时器 2X02H 六、注意事项 1.请勿带电插拔； 2.注意维护仪器。 七、预习与思考题 1.要求用方式“0”实现输出 60ms 的定时脉冲（近似）。 2. 对定时器 8253 的通道 0 和 1 通过进行编程实验，建议在原编制程序中改动即可 实现。 实验五：输入输出实验输入输出实验 一、实验目的与要求 1.学会利用大规模集成的并口芯片 8255 构成并行接口电路的基本方法。 2.熟悉掌握并行接口芯片 8255 的基本性能仅在实际应用中硬件连接、初始化编程方法。 二、实验类型 验证 三、实验原理及说明 8255A 是通用的可编程并行接口芯片，功能强，使用灵活。适合一些并行输入/输 出设备的使用。三个独立的 8 位 I/O 端口,口 A、口 B、口 C。口 A 有输入、输出锁存器 及输出缓冲器。口 B 与口 C 有输入、输出缓冲器及输出锁存器。在实现高级的传输协 议时，口 C 的 8 条线分为两组，每组 4 条线，分别作为口 A 与口 B 在传输时的控制信 号线。口 C 的 8 条线可独立进行置 1/置 0 的操作。口 A、口 B、口 C 及控制字口共占 4 个设备号。 四、实验仪器 序 号名 称主要用途 1SAC-8086实验台 2计算机编程 五、实验内容和步骤 1. 系统连接： 将片选信号 8255CS 接至片选地址 X18H 上。 将 A 口 PA0-PA7 用实验导线依次接至实验开发平台的 K0-K7。 将 B 口 PB0-PB7 用实验导线依次接至实验开发平台的 L0-L7的 LED 显示。 8255 接口芯片的复位信号 RST 由实验平台上复位按键产生。 2.编写程序：使 8255A 口为输入口、B 口为输出口，从 A 口将 K0-K7作为一字节读入。 3.实验平台上电，按复位按钮一次，下载程序，运行编制的程序。 4.改变 K0-K7按键的状态，观察 L0-L7对应的变化。 5.试改动以上程序，使 8255 工作在方式 1。 6. 记录实验现象和实验结果。记录实验现象和实验结果。退出程序，结束实验，写出报告。 六、注意事项 1.请勿带电插拔； 2.注意维护仪器。 七、预习与思考题 尝试使用 PA 口输入和 PC 口输出实现本实验功能。 附录 SAC-8086 实验设备程序主窗口 一、运行一、运行 SAC-8086 实验系统存放在 C:SAC-8086 程序中，在开始菜单程序组中及桌面上 生成快捷方式。双击运行程序。系统主窗口显示如图 11： 图 11 二、文件二、文件 文件菜单包括了新建，打开，保存，打印，打印预览，页面设置，打印设置，退 出等。如图 12 所示 图 12 三、查看三、查看 查看菜单选项如图 13 所示 图 13 工具栏可以进行工具条及输出窗口的显示和隐藏，查看寄存器可以通过串口显示 实验设备各寄存器的内容，供调试使用。 设置中断向量可进行中断向量设置，如 8 号中断，中断服务程序开始地址为 8200：0000，则在设置中断向量对话框向量地址中填入 0000：0020，中断向量中填入 8200：0000 后确定即可（即向 0000：0020 连续量个单元写入中断服务程序的入口地址） 。 四、编译四、编译 编译菜单选项如图 14 所示 图 14 编译可将编辑的源程序先进行保存，然后将源程序编译成 OBJ 文件。编译并连接 则先编译源程序，后连接 OBJ 文件，生成 EXE 可执行文件。所有编译信息均在编译窗 口显示，编译并连接中如源程序有错误，将进行提示。 五、调试五、调试 调试菜单选项如图 15 所示 图 15 程序复位用作单步运行和跟踪调试返回，将指针重置。全速运行是连续执行程序， 返回需要实验设备硬件复位，并需要重新连接。单步执行从程序首地址单步执行程序， 一次执行一条程序，同时在结果窗口显示各寄存器内容，程序地址，指令，遇到函数 调用时进入函数体逐步执行。跟踪调试与单步执行相同，但遇到函数时则一次执行完。 六、通信六、通信 通信菜单选项如图 16 所示 串行通信选项进行串口及波特率选择（默认串口 1，9600 波特率） ，波特率的选择 需要和硬件的波特率设置相对应。下载选项进行程序下载地址设置（默认 8100：0000） ， 并决定程序的首地址。完毕可以选择系统连接，连接成功后在输出窗口显示信息。程