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微机原理与应用实验指导书微机原理与应用实验指导书刘显荣 编重庆科技学院电子信息工程学院第一章 TD-PIT+实验系统概述1.1 TD-IT+实验系统简介实验系统通过PCI总线扩展的形式将32位高速总线连接到实验平台上，在实验平台上实现了面向80x86应用的32位系统总线。在提供的Tddebug集成调试环境下，可以进行80x86系列32位微机实模式和保护模式下汇编程序的编写、运行及调试。结合实验平台上丰富的实验单元，可完成多种接口实验。从而全面支持32位微机原理与接口技术的实验教学内容。系统同时还提供了大量基于Windows的驱动程序开发实验（VxD和WDM），用户可以参考这些实例快速掌握Windows下的驱动程序开发方法。 实验系统还提供了3种可选的扩展实验开发平台。 PCI总线应用开发平台：可以进行PCI扩展总线接口的逻辑电路设计，完成PCI总线扩展应用实验及PCI总线的扩展应用开发。从而实现了集教学实验与应用开发为一体的多种功能。 USB总线应用开发平台：可以学习USB总线设备的应用开发和8051单片机的接口实验与应用开发。 TD-51实验开发平台：结合实验系统中的接口实验单元，可以进行基于增强型51单片机的实验教学及应用开发。 TD-PIT+实验系统主要构成如图1-1所示。 图1-1 TD-PIT+实验系统主要构成 1.2 TD-PIT+实验系统的硬件安装TD-PIT+的硬件安装主要是完成PCI总线扩展卡在PC机内的安装以及实验平台和PCI卡的连接。安装过程如下： （1）进行总线电缆和PCI总线扩展卡的连接。将40线和50线扁平电缆的一端穿过PCI卡侧板的方孔，插入卡上相应的插座中，如图1-2所示。 图1-2 连接PCI卡端总线电缆（2）关闭计算机电源，打开计算机机箱。找到一个未用的PCI插槽，将其对应的机箱侧挡板去掉。如图1-3所示。 图1-3 打开机箱准备安装PCI卡（3）将 PCI 总线扩展卡插入PCI插槽中，用螺丝将侧档板上紧。注意要将扁平电缆从机箱背后穿出。如图1-4所示。图1-4 插入PCI总线扩展卡（4）连接实验平台的电源，实验平台的电源插座在实验平台的后部。（5）进行总线电缆和实验平台的连接，将 2 条扁平电缆的另一端从实验平台后部的侧缝穿入，如图1-5所示。图1-5 扁平电缆穿入实验平台（6）将扁平电缆插头插到系统总线单元的两个 IDC 插座中。注意让扁平电缆保持一定的松度，不要绷的太紧。如图1-6所示。图1-6 将扁平电缆插入插座1.4 TD-PIT+实验系统软件安装系统为微机原理与接口技术实验提供了一个集成操作软件Tddebug。它是专门用于编写及调试 32 位微机实模式、保护模式汇编程序的集成操作软件，包括编辑、编译、连接、调试、运行等功能。微机原理与接口技术实验均在该集成环境下完成。实验运行环境：操作系统：实 DOS 操作系统CPU：80x86 及兼容 CPU内存：16MB 以上显卡：标准 VGA硬盘：15MB 以上该集成操作软件要求微机系统具有实 DOS 操作系统方可运行，其原因出于以下两点：(1)集成操作软件要将微处理器从实地址模式下切换到保护模式，完全操作、调试 CPU 的运行。若微机系统已启动在如 Windows 之类的保护模式系统下，则无法运行。(2)在 Windows 下系统对 I/O、存储器或中断采取保护，汇编程序无法直接操作硬件。在实地址模式下则不受限制，可以更好的反映硬件操作和指令的运行。(可以安装一个 DOS 操作系统或安装 Win98，Win98 带实 DOS 系统)Tddebug 集成操作软件及实验程序安装如下：(1)将光盘中 Pit-asm.exe 自解压文件拷贝到硬盘任一根目录下。(2)执行该自解压文件。实验软件及参考实验程序就拷贝到 x:TangduPit-asm 目录下。1.5 TD-PIT+实验系统的硬件环境1.5.1 概述TD-PIT+实验系统硬件主要由 PCI 总线扩展卡和 TD-PIT+实验平台构成。PCI 总线扩展卡包括 PCI 总线接口电路和系统配置电路以及扩展总线插座。主要实现 PCI 总线接口以及将 32 位总线的引出。其结构如图 1-7 所示。图1-7 PCI总线扩展卡结构图TD-PIT+实验平台上的电路结构主要分两部分：系统总线单元电路和实验单元电路。是微机接口实验的主要操作平台。实验平台结构如图 1-8 所示。图1-8 TD-PIT+实验平台结构图1.5.2 系统总线单元电路系统总线单元实现了 80x86 微机系统主要的系统总线信号，符合80x86总线时序标准。满足 80x86 时序标准的接口电路均可以直接连接到该总线上。总线信号说明如表1-1所示。表1-1 系统总线信号说明信号名称 含义 XD31:0 32位数据总线 XA23:2 22位地址总线 XMER、XMEW、XIOR、XIOW 存储器读写信号、I/O读写信号 IOY0 、IOY1、 IOY2、 IOY3 I/O空间片选信号 MY0、MY1、MY2、MY3 存储器空间片选信号 BE0、BE1、BE2、BE3 32位数据字节使能信号 HOLD、HLDA 总线保持请求和总线保持响应信号 IOM/ 存储器/输入输出总线周期定义信号 INTR 中断请求信号(上升沿有效) CLK 系统时钟 CLK = 1.041667MHz PCLK 扩展时钟 PCLK = 1.8432MHz RST、RST# 系统复位信号 实验系统向PC机申请了接口实验所需的配置资源。其中包括16MB的存储地址空间、256字节的I/O地址空间和一个中断请求线。中断请求线是映射到PC机内15个中断线中的一个。系统总线单元将地址空间进行了译码，各提供 4个片选信号，片选信号同偏移地址空间对应关系如表1-2所示。用PC机分配的I/O或存储器空间始地址加上这个偏移地址，就是实验系统中端口占用的实际地址。PC机分配的起始地址由实验系统附带的配置资源检查程序 CHECK.EXE获得。表1-2 片选信号对应偏移地址范围片选信号 偏移地址范围 片选信号 偏移地址范围 IOY0 003FH MY0 0000003FFFFFH IOY1 407FH MY1 4000007FFFFFH IOY2 80BFH MY2 800000BFFFFFH IOY3 C0-FFH MY3 C00000FFFFFFH 1.5.3 实验平台单元电路 （1）地址译码单元 该单元提供一片开放的译码器74LS138，用于学习地址译码方法，其线路连接如图1-9所示。 图1-9 地址译码单元（2）基本输入输出单元 该单元包括2组8位的数据输入输出端口，用于学习基本I/O端口设计及编程。其中A组线路连接如图1-10所示，B组与A组连接形式相同。 图1-10 基本输入输出单元 （3）SRAM单元 该单元提供32位存储器及其连接电路，并针对32位系统总线提供了存储器译码电路，可以任意完成8位、16位及32位不同字节宽度的存储器操作。其线路连接如图1-11所示。 图1-11 SRAM单元 （4）FLASH ROM单元 该单元提供一片开放的FLASH存储器，用于学习FLASH存储器的编程操作方法。其线路连接如图1-12所示。 图1-12 FLASH ROM单元（5）8259单元 该单元提供中断控制器8259的连接电路，用于学习中断控制器的操作方法。其线路连接如图1-13所示。 图1-13 8259单元 （6）8237单元 该单元提供DMA控制器8237的连接电路，用于学习DMA传送应用编程方法。其线路连接如图1-14所示。 图 1-14 8237单元（7）8255单元 该单元提供一片开放的并口控制器8255，用于学习并行接口8255的编程方法。其线路连接如图1-15所示。 图1-15 8255单元（8）16550单元 该单元提供串行控制器16550的连接电路，并提供一个RS-232C接口，用于学习串行通讯编程方法。其线路连接如图1-16所示。 图1-16 16550单元（9）8254单元 该单元提供一片开放的定时/计数器8254，用于学习定时/计数器的应用编程方法。其线路连接如图1-17所示。 （10）A/D转换单元 该单元提供模/数转换器ADC0809的连接电路，用于学习A/D转换原理及编程操作方法。其线路连接如图1-18所示。 图1-17 8254单元图1-18 AD转换单元（11）D/A转换单元 该单元提供数/模转换器DAC0832的连接电路，用于学习D/A转换原理及编程操作方法。其线路连接如图1-19所示。 图1-19 DA转换单元（12）电子发声单元 该单元提供一个微型扬声器，控制和驱动电路已经连接好。在控制输入端输入一定频率的波形信号即可发声。其线路连接电路如图1-20所示。图1-20 电子发声单元（13）键盘及数码管显示单元 该单元提供44的小键盘阵列及4位七段数码管，电路连接为扫描电路形式。其线路连接如图1-21所示。 图1-21 键盘及数码管显示单元 （14）点阵LED显示单元 该单元提供一个88的点阵LED显示模块，点阵LED的行列控制已经连接好。行控制为R1R8，列控制为L1L8。其线路连接如图1-22所示。 图1-22 点阵LED显示单元 （15）LCD接口 该单元提供了连接12864的图形LCD显示模块的接口电路，用于学习液晶显示模块的使用方法。将扩展的LCD模块引线同单元中JLCD0排针相连，LCD的控制信号和数据信号就由另外两组排针引出。电位器用于调节LCD的输入电压。连接好的线路如图1-23所示。 图1-23 LCD接口（16）驱动电路和直流电机单元 这两个单元由ULN2803驱动芯片、一台DC12V直流电机及霍尔测速电路构成，N为一组反相驱动信号输入端。其线路连接如图1-24所示。 图1-24 驱动电路和直流电机单元 （17） 温度控制单元 该单元由7805芯片产生+5V的稳定电压和一个24欧的电阻构成回路。其线路图连接如图1-25所示。 图 1-25 温度控制单元（18） 开关及LED显示单元 该单元包括十六组拨动开关及LED显示灯，用于输出和指示逻辑电平(正逻辑)。当显示灯亮时表示逻辑高电平，灭时表示逻辑低电平。其电路连接如图1-26所示。图1-26 开关及LED显示单元 （19） 单次脉冲单元 该单元包括两个单脉冲触发器，由74LS00芯片和微动开关等构成两路R-S 触发器。单脉冲输出分上沿和下沿，分别以“+”和“-”表示。其线路如图1-27所示。 图1-27 单次脉冲单元（20） 扩展单元 该单元由若干组排针、单股导线插座和电源引出插座组成，用于将排针形式的电路引脚和单股导线形式的引脚相互转换。从而为各实验单元的相互配合使用提供方便。另外，还提供了一块面包板，用户可以自己在上面搭接电路，通过小圆孔和排针与实验平台上的单元连接，扩展灵活。 1.5.4 系统电源 TD-PIT+实验系统采用西安唐都科教仪器公司生产的SP-15型三路高效开关电源作为系统工作和实验的电源。 （1）主要技术指标为： 输入电压：AC165-265V 输出电压/电流：+5V/2A，12V/0.2A 输出功率：15W 效率：75% 稳压性能：电压调整率0.2% 负载调整率0.5% 纹波系数0.5% 工作环境温度：-5-40 （2）系统电源安装于电路板下方机箱内，电源开关在电路板左上角，电源输出在供系统使用的同时还以排针方式引出。 （3）当关闭电源后，不能立即重新开启，关闭到重新开启需要至少30秒钟的间隔。 1.6 微机接口技术实验操作说明 1.6.1CHECK检查资源程序 在设计接口实验程序时，关系到接口资源使用的问题。当实验系统安装到一台PC机中时，PC机就为实验系统分配了实验系统申请的相应的接口资源。其中包括I/O、存储器和中断线。具体资源内容通过实验软件目录中的CHECK.EXE程序得出。 例如实验系统安装到某台PC机中，运行CHECK.EXE程序显示画面如图1-28所示。画面中显示了实验系统在该PC机所得到的I/O和存储器空间始地址以及中断号相关信息。 图1-28 系统资源显示1.6.2 实验程序中资源设置举例 （1）使用I/O资源 ;T8255-1.asm ;8255基本输入输出实验 ;*根据CHECK配置信息修改下列符号值* IOY0 EQU 9C00H ;片选IOY0对应的端口始地址 ;* MY8255_A EQU IOY0+00H*4 ;8255的A口地址 MY8255_B EQU IOY0+01H*4 ;8255的B口地址 MY8255_C EQU IOY0+02H*4 ;8255的C口地址 MY8255_MODE EQU IOY0+03H*4 ;8255的控制寄存器地址 （2）使用存储器资源 ;Mem-32.ASM ;32位存储器扩展实验(32位宽度访问) .386P ;*根据CHECK配置信息修改下列符号值* MY0_H EQU 0D9H ;片选MY0起始地址的最高位字节 MY0_M EQU 00H ;片选MY0起始地址的次高位字节 MY0_L EQU 0000H ;片选MY0起始地址的低两位字节 ;* （3）使用中断资源 ;T8259-1.asm ;单一中断应用实验 ;*根据CHECK配置信息修改下列符号值* INTR_IVADD EQU 01CCH ;INTR对应的中断矢量地址 INTR_OCW1 EQU 0A1H ;INTR对应PC机内部8259的OCW1地址 INTR_OCW2 EQU 0A0H ;INTR对应PC机内部8259的OCW2地址 INTR_IM EQU 0F7H ;INTR对应的中断屏蔽字 PCI_INTCSR EQU 9438H ;PCI卡中断控制寄存器地址 ;* 95第二章 基于TD-PIT+的接口技术实验2.1 显示程序实验 2.1.1 实验目的 (1) 掌握在PC机上以十六进制形式显示数据的方法。 (2) 掌握部分DOS功能调用使用方法。 (3) 熟悉Tddebug调试环境和Turbo Debugger的使用。 2.1.2 实验设备 PC微机一台。 2.1.3 实验内容及说明 一般来说，有很多程序需要显示输出提示运行的状况和结果，有的还需要将数据区中的内容显示在屏幕上。本实验要求将指定数据区的数据以十六进制数形式显示在屏幕上，并通过DOS功能调用完成一些提示信息的显示。实验中可使用DOS功能调用（INT 21H）。 (1) 显示单个字符输出 入口：AH=02H 调用参数：DL=输出字符 (2) 显示字符串 入口：AH=09H 调用参数：DS:DX=串地址，$为结束字符 (3) 键盘输入并回显 入口：AH=01H 返回参数：AL=输出字符 (4) 返回DOS系统 入口：AH=4CH 调用参数：AL=返回码 2.1.4 实验步骤 (1) 运行Tdpit集成操作软件，进入编辑调试集成环境。 图 2-1 设置语言环境(2) 根据程序设计使用语言不同，在“语言设置”菜单项中设置所使用的语言。如图2-1所示。该项一经设置，会再下次启动后仍保持不变。 (3) 开始新建文件进行编程。点击“文件”菜单项中的“新建”，可以新建一个空白文档。默认名为Td-pit1。如图2-2所示。 图2-2 新建空白文档(4)编写程序，如图 2-3 所示，并保存，此时软件会提示输入新的文件名，输入文件名后点击保存。图2-3 程序编辑界面(5)点击，编译文件，若程序编译无误，然后再点击，连接程序。编译连接成功会在输出信息栏显示输出信息，如图 2-4 所示。图2-4 编译连接输出信息(6)编译连接成功后可以点击 ，运行程序，查看运行结果。(7)可以点击 ，调试程序，进入调试界面，进行程序的调试。2.1.5 实验参考 (1) 参考实验程序流程图如2-5所示。 图2-5 显示程序实验参考流程图 (2) 参考实验程序如下。 ;A1.asm ;显示程序实验 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS DATA SEGMENT USE16 MES DB Press any key to exit!,0AH,0DH,0AH,0DH,$ MES1 DB Show a as hex:,0AH,0DH,$ SD DB a DATA ENDS CODE SEGMENT USE16 ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MES ;显示退出提示 MOV AH,09H INT 21H MOV DX,OFFSET MES1 ;显示字符串 MOV AH,09H INT 21H MOV SI,OFFSET SD MOV AL,DS:SI AND AL,0F0H ;取高4位 SHR AL,4 CMP AL,0AH ;是否是A以上的数 JB C2 ADD AL,07H C2: ADD AL,30H MOV DL,AL ;显示字符 MOV AH,02H INT 21H MOV AL,DS:SI AND AL,0FH ;取低4位 CMP AL,0AH JB C3 ADD AL,07H C3: ADD AL,30H MOV DL,AL ;显示字符 MOV AH,02H INT 21H KEY:MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？ INT 16H ;(为观察运行结果，使程序有控制的退出) JZ KEY MOV AX,4C00H ;结束程序退出 INT 21H CODE ENDS END START 2.2 数据传送实验 2.2.1 实验目的 (1) 掌握与数据有关的不同寻址方式。 (2) 继续熟悉实验操作软件的环境及使用方法。 2.2.2 实验设备 PC微机一台、TD-PIT+ 或TD-PIT+ 实验系统一套。 2.2.3 实验内容 本实验要求将数据段中的一个字符串传送到附加段中，并输出附加段中的目标字符串到屏幕上。参考实验程序如下。 DDATA SEGMENT ;定义源数据段 MSR DB HELLO,WORLD!$ LEN EQU $- MSR DDATA ENDS EXDA SEGMENT ;定义附加数据段 MSD DB LEN DUP(?) EXDA ENDS MYSTACK SEGMENT STACK ;定义堆栈段 DW 20 DUP(?) MYSTACK ENDS CODE SEGMENT ;定义代码段 ASSUME CS:CODE,DS:DDATA,ES:EXDA START:MOV AX,DDATA MOV DS,AX ;装载数据段寄存器 MOV AX,EXDA MOV ES,AX ;装载附加数据段寄存器 MOV SI,OFFSET MSR ;设置SI MOV DI,OFFSET MSD ;设置DI MOV CX,LEN NEXT: MOV AL,SI ;开始传输数据 MOV ES:DI,AL INC SI INC DI DEC CX JNZ NEXT PUSH ES POP DS ;将附加段寄存器指向的段值赋给数据段寄存器 MOV DX,OFFSET MSD MOV AH,9 INT 21H KEY: MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？ INT 16H ;(为观察运行结果，使程序有控制的退出) JZ KEY MOV AX,4C00H ;结束程序退出 INT 21H CODE ENDS END START 将程序主体部分的寄存器间接寻址方式改为相对寻址方式，则如下所示。 MOV BX,0 MOV CX,LEN NEXT: MOV AL,MSRBX MOV ES:MSDBX,AL INC BX LOOP NEXT 2.2.4 实验步骤(1)运行 Tdpit 集成操作软件，编写实验程序。(2)编译连接无误后，点击 ，进入调试环境，进行程序的调试。如图2-6所示。图 2-6 进入调试环境(3)按F8键单步运行程序，执行完MOV DS,AX 语句后，观察DS寄存器中出现的段地址。激活 Dump 数据显示区，用 CtrlG 命令，输入要查看的数据区地址“0C69:0000”。如图2-7所示。可以在Dump数据区看到DS数据段中 MSR 源数据串HELLO,WORLD!$。如图 2-8所示。图2-7 根据DS值查看数据段图2-8 DS源数据段数据 (4) 继续单步运行程序，执行MOV ES,AX语句后，可以看到ES附加数据段出现的段地址，用同样的方法可以查看ES:0000的数据。如图2-9所示。图2-9 根据ES值查看附加数据段 (5) 数据传输还没开始进行，此时ES段的数据为空。继续单步执行完程序，可以看到ES数据段逐渐被写入源数据段DS的数据。直到数据传输完毕，可以看到ES数据段中目的数据串MSD已经被写入了数据串HELLO,WORLD!$。如图2-10所示。 图2-10 根据ES值查看附加数据段 (6) 可以更改程序中声明的源数据区数据，考察程序的正确性2.3 数码转换程序实验 2.3.1 实验目的 掌握不同进制数及编码相互转换的程序设计方法。 2.3.2 实验设备 PC微机一台。 2.3.3 实验内容及说明 计算机输入设备输入的信息一般是由ASCII码或BCD码表示的数据或字符，CPU一般均用二进制数进行计算或其他信息处理，处理结果的输出又必须依照外设的要求变为ASCII码、BCD码或七段显示码等。因此，在应用软件中，各类数制的转换和代码的转换是必不可少的。计算机与外设间的数码转换关系如图2-11所示，数码对应关系如表2-1所示。 图2-11 计算机与外设间的数码转换关系 表2-1 数码转换对应关系 十六进制数BCD码二进制机器码ASC码七段码共阳共阴00000000030H40H3FH10001000131H79H06H20010001032H24H5BH30011001133H30H4FH40100010034H19H66H50101010135H12H6DH60110011036H02H7DH70111011137H78H07H81000100038H00H7FH91001100139H18H67HA101041H08H77H十六进制数BCD码二进制机器码ASC码七段码共阳共B101142H03H7CHC110043H46H39HD110144H21H5EHE111045H06H79HF111146H0EH71H(1) 将ASCII码表示的十进制数转换为二进制数 十进制数可以表示为：Dn10n+Dn-110n-1+D0100=Di10i 其中Di代表十进制数1、2、39、0。 上式可以转换为：Di10i=(Dn10+Dn-1)10)+Dn-2)10+D1)10+D0 由上式可归纳十进制数转换为二进制的方法：从十进制数的最高位Dn开始作乘10加次位的操作，依次类推，则可求出二进制数结果。 本实验要求将缓冲区中的一个五位十进制数00012的ASCII码转换成二进制数，并将转换结果按位显示在屏幕上。转换过程的参考流程如图2-12所示。 图2-12 十进制ASCII转换为二进制数参考流程 (2)将十进制数的ASCII码转换为BCD码 本实验要求将键盘输入的一个五位十进制数54321的ASCII码存放在数据区中，转换为BCD码后，并将转换结果按位分别显示于屏幕上。若输入的不是十进制数的ASC码，则输出“FF”。提示：一字节ASCII码取其低四位即变为BCD码。转换部分的实验流程参见2-13。图2-13 十进制ASCII转换为BCD码数参考流程 (3) 将十六进制数的ASCII码转换为十进制数 十六位二进制数的值域为0-65535，最大可转换为五位十进制数。五位十进制数可表示为：ND=D4104+D3103+D2102+D110+D0 因此，将十六位二进制数转换为五位ASCII码表示的十进制数，就是求D1-D4，并将它们转化为ASCII。 本实验要求将缓冲区中存放的000CH的ASCII码转换成十进制数，并将转换结果显示在屏幕上。转换部分的实验流程参见2-14。 (4) BCD码转换为二进制码 本实验要求将四个二位十进制数的BCD码存放在某一内存单元中，转换出的二进制数码存入其后的内存单元中，转换结束，送屏幕显示。转换部分的实验流程参见2-15。 2.3.4 实验步骤 (1) 运行Tddebug软件，选择Edit菜单，根据实验内容描述的数码转换内容分别编写实验程序。 (2) 利用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接。 (3) 利用Rmrun菜单中的Run，运行程序，观察运行结果。 (4) 使用Rmrun菜单中的Debug，调试程序，观察调试过程中，数据传输指令执行后，各寄存器及数据区的内容。 (5) 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 图2-14 将十六进制数的ASCII码转换为十进制数参考流程 图2-15 BCD码转换为二进制码 2.4 分支程序设计实验 2.4.1 实验目的 掌握分支程序的设计方法。 2.4.2 实验设备 PC微机一台。 2.4.3 实验内容及说明 程序有顺序、循环、分支和子程序四种结构形式，分支结构的示意图如图2-16所示。本实验要求通过求无符号字节序列中的最大值和最小值来反映分支程序的结构形式。 图2-16 分支结构示意图 实验可以使用BH，BL作为暂存现行的最大值和最小值，且在程序的初始，将BH和BL初始化为首字节的内容，然后进入循环操作。在循环操作中，依次从字节序列中逐个取出一个字节的内容与BH，BL进行比较，若取出的字节内容比BH的内容大或比BL中的内容小，则修改之。当循环结束操作时，将BH，BL分别送屏幕显示。参考实验流程如图2-17所示。 2.4.4 实验步骤 (1) 运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序；提供8字节的数据：0D9H，07H，8BH，0C5H，0EBH，04H，9DH，0F9H。 (2) 使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接。 (3) 使用Rmrun菜单中的Run，运行程序，观察运行结果。 (4) 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 图2-17 分支程序实验流程图2.5 循环程序设计实验 2.5.1 实验目的 掌握循环程序的设计方法。 2.5.2 实验设备 PC微机一台。 2.5.3 实验内容及说明 本实验要求通过求某数据区内负数的个数来表现循环程序的结构形式。要求实验程序在数据区中存放一组数据，为统计负数的个数，逐个判断区内的数据，然后将所有数据中凡是符号位为1的数据的个数累加起来，即得到区内所包含负数的个数。循环程序的结构示意如图2-18所示。 图2-18 循环结构示意图 2.5.4 实验步骤 (1) 运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序。提供10字节的数据：12H，88H，82H，89H，33H，90H，01H，10H，0BDH，01H。 (2) 使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接。 (3) 使用Rmrun菜单中的Run，运行程序，观察运行结果。 (4) 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 2.6 子程序设计实验 2.6.1 实验目的 (1) 掌握子程序的定义调用方法。 (2) 掌握系统功能调用程序的使用和编写方法。 2.6.2 实验设备 PC微机一台。 2.6.3 实验内容及步骤 在汇编程序设计中，用户通常会将常用的具有特定功能的程序段编制成子程序使用。一般过程定义伪操作的格式如下： procedure name PROC Attribute procedure name ENDP 其中Attribute 是指类型属性，可以是NEAR或FAR，调用程序和过程在同一个代码段中使用NEAR属性，不在同一个代码段中，使用FAR。 2.6.3.1 数据移动实验 本实验要求将指定数据区的数据搬移到另一个数据区，并通过子程序调用的方法将搬移的数据显示在屏幕上。 图2-19 源数据块和目标数据块在存储器中的位置示意 源数据块和目标数据块在存储中的位置可能有三种情况，如图2-19所示。对于两个数据块分离的情况，数据的传送从数据块的首地址开始，或者从数据块的末地址开始均可。但对于有部分重叠的情况，则要加以分析，否则重叠部分会因搬移而遭到破坏。所以搬移过程可以通过以下两个方式完成：当源数据块首地址目标块首址时，从数据块的首地址开始传送数据；当源数据块首地址目标块首址时，从数据块的末地址开始传送数据。具体实验步骤如下述。 (1) 运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序。提供16字节的数据：11H，22H，33H，44H，55H，66H，77H，88H，99H，0AAH，0BBH，0CCH，0DDH，0EEH，0FFH，00H； (2) 使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接； (3) 使用Rmrun菜单中的Run，运行程序，查询数据传输的正确性； (4) 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 2.6.3.2 数码转换及显示实验 有时当系统运行或者程序运行期间在遇到某些特殊情况时，需要计算机自动执行一组专门的例行程序来进行中断处理。这段例程称为中断子程序。中断分为内部中断和外部中断两类。象除法错或者程序中为了作某些处理而设置的中断指令等属于内部中断。外部中断则主要用来处理I/O设备与CPU之间的通信。 在汇编语言程序设计中使用系统功能调用程序，只需要通过MOV指令，将中断参数装到与此有关的寄存器中，然后用INT指令调用所需中断。如果希望中断处理程序是用户自己编写的一段程序，则需要修改对应中断的中断处理程序入口。微机系统中可以使用0-255共256个中断。当80x86系统工作于实模式的时候，内存的000H - 3FFH被用于作为中断向量表，向量表中包含了256个中断的中断子程序入口（中断向量地址），向量表内容如图2-20示。 图2-20 中断向量表 本实验要求利用47H号中断将一组字符转换成十六进制数码，并在屏幕上显示出来。具体实验步骤如下。 (1) 运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程。 (2) 使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接。 (3) 使用Rmrun菜单中的Run，运行程序，观察运行结果。 (4) 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 2.7 80x86简单程序设计实验 2.7.1 实验目的 (1) 掌握基本I/O接口电路的设计方法。 (2) 熟练汇编语言I/O端口操作指令的使用。 2.7.2 实验设备 PC微机一台、TD-PIT+ 实验系统一套。 2.7.3 实验内容 利用三态缓冲器74LS245、锁存器74LS374设计微机总线和外部设备的数据通道，实现微机对外部输入数据的读取和对输出数据的输出。用开关及LED显示单元的开关和数据灯作为输入和输出显示设备，将读到开关的数据显示在数据灯上。 2.7.4 实验原理 2.7.4.1 输入接口设计 输入接口一般用三态缓冲器实现，外部设备输入数据通过三态缓冲器，通过数据总线传送给微机系统。74LS245是一种8通道双向的三态缓冲器，其管脚结构如图2-21所示。DIR引脚控制缓冲器数据方向，DIR为1表示数据由A7:0至B7:0，DIR为0表示数据由B7:0至A7:0。G引脚为缓冲器的片选信号，低电平有效。 图2-21 74LS245双向三态缓冲器管脚图 2.7.4.2 输出接口设计 输出接口一般用锁存器实现，从总线送出的数据可以暂存在锁存器中。74LS374是一种8通道上沿触发锁存器。其管脚结构如图2-22所示。D7:0为输入数据线，Q7:0为输出数据线。CLK引脚为锁存控制信号，上升沿有效。当上升沿到时，输出数据线锁存输入数据线上的数据。OE引脚为锁存器的片选信号，低电平有效。 图2-22 74LS374上沿触发锁存器管脚图 2.7.4.3 输入输出接口设计 用74LS245和74LS374可以组成一个输入输出接口电路，既实现数据的输入又实现数据的输出，输入输出可以占用同一个端口。是输入还是输出用总线读写信号来区分。总线读信号IOR和片选信号CS相“或”来控制输入接口74LS245的使能信号G。总线写信号IOW和片选信号CS相“或”来控制输出接口74LS374的锁存信号CLK。实验系统中基本输入输出单元就实现了两组这种的电路，任意A组的电路连接如图2-23所示。 图2-23 用74LS245和74LS374组成的输入输出接口电路 2.7.5 实验说明及步骤 本实验实现的是将开关K7:0的数据通过输入数据通道读入CPU的寄存器，然后再通过输出数据通道将该数据输出到数据灯显示，该程序循环运行，直到按动键盘上任意按键再退出程序。实验程序流程如图2-24所示。参考实验接线如图2-25所示。 实验步骤如下。 (1) 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。 (2) 参考图2-25所示连接实验线路。 (3) 首先运行CHECK程序，查看并记录与片选信号对应的I/O端口始地址。 (4) 参考实验流程图编写程序，注意使用正确的端口地址，然后编译链接。 (5) 运行程序，拨动开关，观看数据灯显示是否正确。 外设CPU图2-24 基本I/O接口设计实验参考程序流程图 数据总线图2-25 基本I/O接口设计实验参考接线图 2.8 地址译码电路设计实验 2.8.1 实验目的 (1) 学习3-8译码器在接口电路中的应用。 (2) 掌握地址译码电路的一般设计方法。 2.8.2 实验设备 PC微机一台、TD-PIT+ 实验系统一套。 2.8.3 实验内容 用74LS138译码器设计地址译码电路，并用其输出作为基本输入输出单元的片选信号，使用设计的端口地址编写程序，实现数据的输入输出。 2.8.4 实验原理 微机接口电路中，常采用74LS138译码器来实现I/O端口或存储器的地址译码。74LS138有3个输入引脚、3个控制引脚及8个输出引脚，其管脚信号如图2-26所示。当3个控制信号有效时，相应于输入信号A、B、C状态的那个输出端为低电平，该信号即可作为片选信号。 图2-26 74LS138译码器管脚 32位扩展系统总线上有一个IOM/信号，该信号为低电平时指示当前操作为I/O操作，为高电平指示当前操作为存储器操作，它和译码器不同的连接可以用来区分是I/O端口译码还是存储器端口译码。32位总线地址是由A2开始，所以地址是以4字节边界对齐的。 实验系统的I/O地址空间共有256字节，偏移地址一般从00HFFH。起始地址由PC机系统分配，可以用CHECK程序读出。所以设计地址译码电路，主要是针对低8位地址线译码，得到偏移在00HFFH之间的端口。本实验要求不使用总线上的片选信号，自行设计端口偏移地址分别为C0HDFH和E0HFFH的译码电路，然后用译码输出作为基本输入输出单元的片选。编写程序，完成I/O数据操作。实验参考线路如图2-27所示。 2.8.5 实验步骤 (1) 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。 (2) 按图3-2-2所示连接实验线路。 (3) 首先运行CHECK程序，查看I/O端口始地址。 (4) 利用设计好的端口地址编写程序，然后编译链接。 (5) 运行程序，拨动开关，观看数据灯显示是否正确。 图2-27 地址译码设计实验参考接线图 2.9 FLASH存储器扩展实验 2.9.1 实验目的 (1) 学习FLASH存储器操作原理。 (2) 了解AT29C010 FLASH ROM的编程特性。 2.9.2 实验设备 PC微机一台、TD-PIT+ 实验系统一套。 2.9.3 实验内容 编写程序对FLASH ROM单元的AT29C010进行数据传输操作，将PC机内存中一段数据写入到FLASH ROM中。并利用FLASH ROM的擦除和写保护命令对存储器进行擦除和写保护。 2.9.4 实验原理 2.9.4.1 FLASH ROM介绍 可编程只读存储器FLASH通常也称“闪烁”存储器（或简称“闪存”），该类型的存储器具有掉电时信息不丢失、块擦除、单一供电、高密度信息存储等特点，主要用于保存系统引导程序和系统参数等需要长期保存的重要信息，现在又广泛应用于移动存储设备中。AT29C010是一种5V的在系统可编程可擦除FLASH ROM，存储容量为128K8bits，其引脚如图2-28所示。 图2-28 AT29C010引脚图 2.9.