微机原理与接口技术实验报告.doc

1 微机原理与接口技术实验报告微机原理与接口技术实验报告 专业_ 年级_ 完成时间_ 小组成员_ 实验一实验一 汇编语言编译过程汇编语言编译过程 一、实验目的一、实验目的 1、熟悉汇编语言源程序的基本格式。 2、掌握在 DOS 环境下汇编程序的编写、汇编和调试方法。 3、掌握在 MF2KP（MIFID 实验箱软件平台）环境下汇编程序的编写、汇编和调试方 法。 二、实验内容二、实验内容 软件实验 1、编写汇编语言源程序 2、使用 MASM 进行汇编，查找错误并修改 3、使用 LINK 进行连接 4、运行程序 三、实验要求三、实验要求 在 DOS 环境下利用文本编辑器编写汇编语言源程序，用汇编工具编译、调试、连接， 生成可执行文件在 DOS 环境下正确运行，并记录相关数据。 四、实验仪器四、实验仪器 IBM-PC 机，MFID 实验箱 五、实验步骤五、实验步骤 1、在 DOS 方式下键入 edit new.asm 2、输入源程序并保存 3、键入 masm new进行汇编，生成 new.obj 目标文件，并保存 new.list 列表文件 4、如果提示有错误，参考列表文件并修改程序文件 new.asm，重复第三步 5、键入 link new进行连接，生成 new.exe 可执行文件 6、键入 new运行程序 六、实验程序六、实验程序 stack segment stack stack dw 32 dup(?) stack ends datasegment SBDB 9AH OBUFDB 9 DUP (?) dataends codesegment 2 mainprocfar assume ss:stack, cs:code, ds:data start:pushds subax, ax movax, data movds, ax MOVCX, 8 MOVBX, 0 MOVAL, SB AGAIN: MOVAH,0 SHLAX, 1 ADDAH, 30H MOVOBUFBX, AH INCBX LOOPAGAIN MOVOBUFBX, $ MOVDX, OFFSET OBUF MOVAH, 9 INT21H ret mainendp codeends endstart 七、实验结果分析七、实验结果分析 1、 记录编译过程中错误并分析原因 2、 本程序中 9 号功能调用输出数据如何获得 3、 如将 MOV CX, 8 语句中的 8 改为 4，输出结果又是什么 4、 如果将语句 MOV OBUFBX, $ 去掉，输出结果是什么，试分析其原因 3 微机原理与接口技术实验报告微机原理与接口技术实验报告 专业_ 年级_ 完成时间_ 小组成员_ 实验二实验二 DEBUGDEBUG 调试调试 一、实验目的一、实验目的 1、熟悉使用 DEBUG 调试可执行文件的基本方法 2、掌握在 DEBUG 中显示寄存器内容与显示存储器内容的命令 3、掌握利用 DEBUG 中的反汇编命令对可执行文件进行反汇编与置断点的命令 二、实验原理二、实验原理 DEBUG 是一个专门为汇编语言设计的交互式调试工具，它提供一个控制测试的环境， 以便用户能够监视和控制被调试程序的执行；可以直接确定直接确定程序中出现的问题， 然后立即修改程序以便判定这些问题是否已经解决，而不必重新去编写一个程序；可以直 接设置寄存器和存储器的值，也可设置断点使程序暂停执行以便察看中间结果；总之，它 为汇编语言程序员提供了非常有效的调试手段。 三、实验内容三、实验内容 软件实验 调试实验一的可执行文件 三、实验要求三、实验要求 在 DOS 环境下利用 DEBUG 调试实验一中的程序，查看各寄存器和存储器的值，并设 置相应断点，比较断点前后寄存器和存储器的值有何变化。 四、实验仪器四、实验仪器 IBM-PC 机 五、实验步骤五、实验步骤 1、在 DOS 方式下键入 DEBUG new.exe 2、在 DEBUG 的提示符下输入 R，显示各寄存器的值 3、输入 D，察看指定存储单元的值 4、使用命令 T，单步执行程序 5、使用命令 U，对文件进行反汇编 6、使用 G 命令，设置相应断点 六、实验程序六、实验程序 stack segment stack stack dw 32 dup(?) stack ends datasegment SBDB 9AH 4 OBUFDB 9 DUP (?) dataends codesegment mainprocfar assume ss:stack, cs:code, ds:data start:pushds subax, ax movax, data movds, ax MOVCX, 8 MOVBX, 0 MOVAL, SB AGAIN: MOVAH,0 SHLAX, 1 ADDAH, 30H MOVOBUFBX, AH INCBX LOOPAGAIN MOVOBUFBX, $ MOVDX, OFFSET OBUF MOVAH, 9 INT21H ret mainendp codeends endstart 七、实验结果分析七、实验结果分析 1、 记录初始化前各寄存器的值和数据段前 16 个字节的值 2、 记录初始化后各寄存器与数据段前 16 个字节的值，与 1 比较，说明为何不同 3、 记录反汇编后各指令对应的机器码 4、 分别在循环开始与结束时设置断点，比较前后数据段有何不同，试说明其原因 5 微机原理与接口技术实验报告微机原理与接口技术实验报告 专业_ 年级_ 完成时间_ 小组成员_ 实验三实验三 步进电机控制接口实验步进电机控制接口实验 一、实验目的一、实验目的 通过步进电机控制实验，学习并行接口电路及其控制程序的设计原理与方法。 二、实验内容二、实验内容 基本实验 四相步进电机，以双八拍方式运行。按开关 SW1启动；按开关 SW2，停止。 三、实验要求三、实验要求 利用 MFID 实验平台和步进电机驱动模块板进行硬件连接，利用 MF2KI 集成开发环境进 行步进电机软件控制程序的设计、调试，直到使步进电机正常运行。 四、实验原理四、实验原理 1步进电机驱动模块板电路原理如图 2.1.2 所示。模块板上包括接口的对象永磁式四 相步进电机和驱动电路达林顿管 TIP，保护电路 74LS373，相序指示灯以及开关 SW1和 SW2 等。 2步进电机接口设计原理与方法的详细阐述，参考微型计算机接口技术及应用教 材第 7.3 节（P146151）。 图 2.1.2 步进电机驱动模块电路原理框图 五、实验资源配置五、实验资源配置 1电源：机内供电，将平台的 JP-1 跳接块置于 1-2 位置。 2I/O 端口地址：8255 的 4 个端口地址为 300H303H。其中 A 口=300H，B 口 =301H，C 口=302H，命令口=303H。地址开关的 4 位开关全部向上置为 ON(开)。 3电缆线：采用 26 芯扁平电缆。 4步进电机模块上的开关 SW1、SW2和 SW3的功能：可以配置为用来控制步进电机的运 行方向、速度和启动/停止。 5软件资源：MF2KI 集成开发环境软件提供了丰富的汇编语言和 C/C+语言程序开发 工具。 六、实验的硬件连接与软件编程六、实验的硬件连接与软件编程 1实验资源配置好之后，使用 26 芯扁平电缆线，将步进电机模块与平台上的并行接 6 口插座 J5 连接起来，如图 2.1.3 所示，即可进行步进电机接口实验。 2步进电机接口控制参考程序 流程图 如图 2.1.4 所示。 参考程序 a) 汇编语言程序 b) C/C+程序 需要说明的是，在程序中都应注意，须调整好程序中的延时，否则步进电机不能正常 工作，与其每一相相连的 LED 也不能正常显示。 图 2.1.4 步进电机程序流程图 （短型电缆） 总线驱动板 微 机 平台板 50 芯 并 口 驱动板 步进电机 26 芯 J5J1 图 2.1.3 步进电机模块与平台的连接图 8255 初始化 关 74LS373 查 SW1按下？ 相序表指针SI 循环次数CX 查 SW2按下？ 相序代码PA 开 74LS373 延时 相序表指针 SI+1 JJWSIWDSSSSISI SSISSsiSISI+1 循环次数 CX-1 关 74LS373 已到 8 次？ N N Y Y N Y 开始 结束 7 七、选作实验七、选作实验 1步进电机运行速度控制实验。要求按 F 键或 f 键，快走；按 S 键或 s 键，慢走，按 任意键，程序退出。实现方法是设计延时程序段。键的功能定义采用 DOS 系统功能调用 （INT 21H）。 2步进电机启动/停控制实验。 按 S 或 s 键，启动；按 ESC 键，停止。实现方法是设 置硬开关或软开关。 3步进电机点动控制实验。 要求按 1 次开关 SW1，步进电机走 1 步，不按开关，步进 电机就不走步，按 ESC 键，程序退出。实现方法是将检测 SW1开关状态的程序段放在 8 拍 一次循环的循环体内。 4硬件定时的步进电机运行速度控制实验。实现方法是利用 8253 产生定时中断，即每 隔一定时间，申请 1 次中断，CPU 响应中断，进入中断服务程序，在服务程序中，向步进 电机传送 1 次相序代码，使步进电机走 1 步，就返回。若改变 8253 的定时常数，即改变定 时中断的频率，便可改变步进电机的运行速度。 8 微机原理与接口技术实验报告微机原理与接口技术实验报告 专业_ 年级_ 完成时间_ 小组成员_ 实验四实验四 声声-光报警器接口实验光报警器接口实验 一、实验目的一、实验目的 熟悉可编程并行接口芯片 8255 的使用和学习开关量接口电路及其控制程序的设计方法。 二、实验内容二、实验内容 基本实验 按下 SW3 开关，开始报警，即喇叭发声，同时 LED 灯闪光。按任意键，结 束报警，喇叭停止发声，LED 熄灭。 三、实验要求三、实验要求 利用 MFID 实验平台和声-光报警器模块进行硬件电路连接，利用 MF2KI 集成开发环境 进行声光报警器软件控制程序设计、调试，直到报警器正常工作。 四、实验原理四、实验原理 1声-光报警器模块板电路原理如图图 2.1.52.1.5 所示所示。模块板上包括 4 种简单的 I/O 外设： 扬声器、8 个 LED 彩灯、8 位 DIP 开关及按钮开关 SW3。它们都是并行接口的对象，虽然功 能单一，结构简单，但都必须通过接口电路才能进入微机系统，接受 CPU 的控制，发挥相 应的作用。 2声-光报警器接口的设计原理与方法，参考“微机接口技术及应用”教材第 7.2 节 （P142）。 图 2.1.5 声-光报警器模块板电路原理框图 五、实验资源配置五、实验资源配置 本实验的硬、软件资源配置和实验一的配置相同。 六、实验的硬件连接与软件编程六、实验的硬件连接与软件编程 1实验资源配置好之后，使用 26 芯扁平电缆线，将声-光报警器模块与平台上的并行 接口插座 J5 连接起来如图 2.1.6 所示，即可进行声-光报警接口实验。 26 芯 并 行 口 插 座 50 芯 扩 展 总 线 9 2声-光报警器接口控制参考程序 流程图 如图 2.1.7 所示。 （短型电缆） 总线驱动板 微 机 平台板 并 口 26 芯 驱动板 （开关、彩灯、喇叭） 声光报警器 50 芯 J5J1 图 2.1.6 声-光报警器模块与 CPU 的连接 8255 初始化 熄灭 LED 关闭 SPK SW 按下? LED 发光 Call LEDflash SPK 发声（高） Call outSPK LED 全灭 SPK 发声（低） Call outSPK 熄灭 LED 任意键按下？ 关闭 SPK Y N Y N 开始 结束 图 2.1.7 声光报警流程图 10 参考程序 a)asm 程序 b)C/C+程序 七、选作实验七、选作实验 1LED 走马灯花样（点亮花样）实验。利用 DIP8 的 8 位开关，控制 LED 产生 8 种走 马灯花样。例如，将 DIP8 的 1 号开关合上时，8 个 LED 彩灯从两端向中间依次点亮；2 号 开关合上时，彩灯从中间向两端依次点亮等等。按下按钮开关 SW3 时，LED 彩灯熄灭。实 现方法，先设置 LED 点亮花样的 8 组数据，再利用 DIP8 开关进行调用，并通过接口送到 LED。 2键控发声实验。在键盘上定义 8 个数字键（07），每按 1 个数字键，使喇叭发一 种频率的声音，按 ESC 键，停止发声。实现方法，利用 8255C 口输出高/低电平的特性，产 生方波，再利用软件延时的方法，改变方波的频率。 3键控发光实验。在键盘上定义 8 个数字键（07），每按 1 个数字键，使 LED 的 1 位发光，按 Q 或 q 键，停止发光。 11 微机原理与接口技术实验报告微机原理与接口技术实验报告 专业_ 年级_ 完成时间_ 小组成员_ 实验五实验五 音乐发生器接口实验音乐发生器接口实验 一、实验目的一、实验目的 通过音乐发生器实验，学习如何利用 8253 定时/计数器进行声音控制电路的设计原理 与方法。 二、实验内容二、实验内容 基本实验 程序执行，开始演奏儿歌“两只老虎”，歌曲结束或按任意键停止演奏。 三、实验要求三、实验要求 利用 MFID 实验平台和音乐发生器模块进行硬件连接，利用 MF2KI 集成开发环境进行 音乐发生器控制程序设计，调试，直至听到正常的乐曲。 四、实验原理四、实验原理 1音乐发生器驱动模块电路原理如图 2.1.15 所示。模块包含喇叭 SPK，LM386A，74LS08，以及 74LS245 和 LED 等。其中 LED 是配合演奏音乐时产生发光效果 而设置的。 图 2.1.15 音乐发生器模块板电路原理框图 2利用 8253 控制发声原理与方法的详细阐述，参考“微机接口技术及应用”教材第 3.3 节（P43）。 五、实验资源配置五、实验资源配置 1电源：机内供电，将平台板 JP-1 跳接块置于 1-2 位置。 2I/O 端口地址： 8253 的 4 个端口地址分配为，T0=304H T1=305H，T2=306H，命令口 =307H。 3电缆线： 采用 20 芯扁平电缆。 4软件资源：MF2KI 集成开发环境与工具软件。 六、实验的硬件连接与软件编程六、实验的硬件连接与软件编程 1.实验资源配置好之后，使用 20 芯扁平电缆线将音乐发生器模块与平台上的定时/计 数器接口插座 J6 连接起来如图 2.1.16 所示，即可进行音乐发生器实验。 20 芯 定 时 器 / 并 行 口 插 座 50 芯 扩 展 总 线 排 阻 12 2.音乐发生器控制参考程序 流程图 AASM 流程图 如图 2.1.17 所示，包括一个主程序和一个延时子程序。 BCPP 流程图 如图 2.1.18 所示。 总线驱动板 微 机 50 芯 平台板 J6 定时计数口 20 芯 驱动板 音乐发生器 J1 图 2.1.16 音乐发生器模块与平台的连接 14 开始 初始化歌曲的频率及时延 初始化 8255 和 8253 取歌曲的第一个音符的频率和时延 是否按了任意键或遇到 了音符频率的结束符 根据频率计算计数初值并送往 8253 置 8255 的 PC6、PC0为 1，使扬声器发声 调用延时子程序 置 8255 的 PC6、PC0为 0，再次关闭扬声器 返回 DOS 置 8255 的 PC6、PC0为 0，关闭扬声器 取下一个音符的频率和时延 结束 Y N 主程序流程图 初始化歌曲的频率及时延 （a）主程序 获取并保存中断 1CH 的中断向量 向中断 1CH 装入新的中断向量 音符的延时次数已到？ 恢复中断 1CH 原来的中断向量 N Y 延时子程序流程图 图 2.1.17 音乐 ASM 程序流程图 （b）延时子程序 15 参考程序 a)asm 程序 b) cpp 程序 七、选作实验七、选作实验 1电子琴琴键实验。要求在键盘上定义 8 个或 16 个按键作为电子琴的琴键，每一个 按键代表一种频率的声音，而发声的持续时间，直到按键释放为止。由此来决定乐曲的两 个基本要素：频率（音调）与时间（节拍）。实现方法，利用 8253 的 3 方式输出连续波形 特性，改变定时常数，来产生不同频率。 2演奏乐曲时同时发光实验。要求演奏儿歌”两只老虎”曲子时，LED 同时闪光，以 配合音乐的气氛，增加声光效果。实现方法，利用音乐发生器模块板上的 LED 彩灯，编写 音乐程序时，同时控制 LED 的发光。 开始 获取中断 0X1C 的中断向量 设置新中断向量 初始化 8255 初始化 8253 取歌曲的第一音符的频 率及时延 是歌曲的结束符或任 意键按下？ 按音符频率计算计数初 值并装入 8253 打开扬声器 置 PC6=1,PC0=1 音符的延时到否？ 关闭扬声器 置 PC6=0,PC0=0 取下一个音符的频率 与时延 关闭扬声器 置 PC6=0,PC0=0 恢复中断 0X1C 的中断向量 结束 Y N Y N 图 2.1.18 音乐 CPP 程序流程图 Iexp5.C 流程图 16 微机原理与接口技术实验报告微机原理与接口技术实验报告 专业_ 年级_ 完成时间_ 小组成员_ 实验六实验六 扩展存储器实验扩展存储器实验 一、实验目的一、实验目的 通过存储器扩展实验，学习存储器扩展方法和存储器读/写，并了解 6264RAM 的特性。 二、实验内容二、实验内容 将以 BUF1 为首地址的 N 个字节，存入 6264RAM 的 E100H 开始的 N 个单元中，然后将 6264RAM 中 E100H 开始的 N 个单元的内容读入到 BUF2 中。 三、实验资源配置三、实验资源配置 MFID 多功能实验平台，MF2KI 集成开发环境。 四实验原理四实验原理 16264RAM 介绍 静态 RAM 是由 MOS 管组成的触发器电路，每个触发器可以存放 1 位信息。只要不掉电， 所存储的信息就不会丢失。因此，静态 RAM 工作稳定，不要外加刷新电路，使用方便。 6264RAM 有 8192 个存储器，每个单元为 8 位字长。6264RAM 的引脚如图 2.1.31 所示， WE、OE、CS1 、CS2 的共同作用决定了芯片的运行方式。 1 8 7 6 5 4 3 2 10 9 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 1514 13 12 11 26 27 28NC A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GNDD3 D4 D5 D6 D7 CS1 A10 OE A11 A9 A8 CS2 WE VCC 图 2.1.31 6264 引脚图 表 2.1.2 RAM6264 运行方式 CS1CS2OEWE 模式输出 H 未选中高阻态 L 未选中高阻态 LHHH 输出禁止高阻态 LHLH 读 OUT LHL 写 IN 2利用 8255 进行存储器扩展 A0A12地址线 D0D7双向数据线 CS1、CS2片选线 WE 写允