微机原理与接口技术实验报告.doc

福建农林大学计算机与信息学院福建农林大学计算机与信息学院 信息工程类信息工程类 实验报告实验报告 课程名称 微机原理与接口技术 姓 名 系 电子信息工程系 专 业 电子信息工程 年 级 2008 学 号 指导教师 职 称 2010 年 12 月 27 日 实验项目列表 序号实验项目名称成绩指导教师 1 双色灯实验詹仕华 2 开关量输入实验詹仕华 3 8253 定时 计数器实验詹仕华 4 d a 转换实验詹仕华 5 a d 转换实验詹仕华 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告 实验一 双色灯实验 1 实验目的和要求 实验目的和要求 1 编写程序 以 8255 为输出口 控制四个双色灯按 isa 总线方式下的要求发 光 2 学习单板方式下扩展简单 i o 接口的方法以及双色灯的使用 3 进一步学习微处理器的编程技术 2 实验原理 实验原理 1 本实验是模拟交通灯控制实验 所以要先了解实际交通灯的变化规律 假设一个十字路口为东西南北走向 初始状态 0 为东西红灯 南北红灯 然后 转状态 1 南北绿灯通车 东西红灯 过一段时间转转态 2 南北绿灯闪烁几次 转亮黄灯 延时几秒动地仍然红灯 再转状态 3 东西绿灯通车 南北红灯 过一段时间转转台是 4 东西绿灯闪几次转亮黄灯延时几秒 南北仍然红灯 最后循环至状态 2 双色 led 是由一个红色 led 管芯和一个绿色 led 管芯封装在一起 公用 负端 当红色正端加高电平 绿色正端加低电平 红灯亮 红灯正端加低电平 绿色正端加高电平时 绿灯亮 两端都加高电平时 黄灯亮 3 由于 labpci 卡中的 io 起始地址被重新映射过 所以在 编程时 先要 获得 重新映射过 io 起始地址 再加上实际地址 这样才是真正的物理地址 例如再 资源管理器中的 io 起始地址为 e000h 在 8088 系统中的口地址为 218h 那么它的 物理地址为 e018h 4 led 灯亮灭的时隔时间是由延时程序来控制的 如果计算机的速度够快 led 灯亮灭的时隔时间就比较短 实验现象就不明显 可通过调整延时程序使 实验现象更明显 5 实验程序框图 注 程序初始化前 必须获得将 pci 设备配置空间 通过配置空间来得到 物理地址 初始化 设置 8255 各口为输出 清 led 四灯全红延时 南北绿灯 东西红灯 延 时 绿灯闪烁 3 次 南北黄灯 延时 南北红灯 东西绿灯 延时 绿灯闪烁 3 次 东西黄灯 延时 有键按下 返回 y n 3 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 联想计算机 windows2000 系统 aedk 软件 爱迪克教学实验机 4 操作方法与实验步骤 操作方法与实验步骤 1 按下面原理图在实验箱上接线 2 打开电源开关 编译程序 加载程序至实验板上 3 观察实验现象 并分析实验现象 5 实验内容及实验数据记录 实验内容及实验数据记录 实验程序 d1 equ 10h d2 equ 200h data segment pb db data ends stack segment stack sta dw 50 dup top equ length sta stack ends code segment assume cs code ds data start push cs pop ds mov dx 203h 设置为全输出 mov al 80h out dx al mov dx 202h mov al 00 out dx al 清 led mov dx 202h 全红 mov al 0f0h out dx al mov bx 7fh call dly bg mov al 01101001b 南北绿 东西红 out dx al mov bx d2 call dly mov cx 03h xh1 and al 0f6h 绿灭 11110110 out dx al mov bx d1 call dly or al 09h 绿亮 out dx al mov bx d1 call dly loop xh1 or al 90h 南北黄 out dx al mov bx d1 call dly mov bx d1 call dly mov al 10010110b 南北红 东西绿 out dx al mov bx d2 call dly mov cx 03 xh2 and al 0f9h out dx al mov bx d1 call dly or al 06h out dx al mov bx d1 call dly loop xh2 or al 60h out dx al mov bx d1 call dly mov bx d1 call dly jmp bg dly proc near push cx ddd mov cx 0fffh ccc loop ccc dec bx cmp bx 0 jne ddd pop cx ret dly endp code ends end start 6 实验数据处理与分析 实验数据处理与分析 编译链接程序并加载到实验箱后 四个双色灯红绿交替闪亮 符合实验要求 每个交通灯的红 绿或者黄的状态是由输入信号的一对对应位来控制的 即第 一位和第五位控制第一个灯 依此类推 其中两个 1 表示黄 两个 0 表示无色 通过 mov dx 202h mov al 0f0h out dx al 实现对双色灯的全红 用语 句 mov mov al 01101001b 南北绿 东西红 当程序进入 call dly 时 实现 灯各种状态的延时 用子程序 xh1 实现南北绿灯闪烁几次转亮黄灯 延时几秒 动地仍然红灯 用语句 mov al 10010110b 南北红 东西绿 调用 dly 子程 序实现延时 7 质疑 建议 问题讨论 质疑 建议 问题讨论 本实验的关键在于弄清对灯各种颜色状态的控制 给低电平时灯不亮 给高 电平时灯才亮 1 5 位控制 1 号灯 2 4 控制 2 号灯 以此类推 通过改变给 端口 202 赋不同值 并且通过调用延时程序 可以实现交通灯不同顺序的闪烁 和延迟 设计程序过程中 可以采用不断的为 al 赋值来改变交通灯的状态 也可以通过逻辑运算来改变等的颜色 本实验中用到了软件延时程序 通过修 改延时程序 可以实现两灯之间的闪烁间隔 来实现实验中不同的时间间隔需 求 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告 实验二 开关量输入实验 1 实验目的和要求 实验目的和要求 1 编写程序 设定 8255 的 pa 口为开关量输入 pc 口为开关量输出 要 求能随时将 pa 口的开关状态通过 pc 口的发光二极管显示出来 2 学习使用 8255 各个口的不同工作方式 2 实验原理 实验原理 8255 为编程并行接口芯片 它有多中方式可以进行选择 并且通常无需外 围电路 可以方便地实现多种并行接口电路 本次实验中 8255a 工作于方式 0 此时 pa pb pc 均为可独立输入 输出 的并行口 8255 的各种寄存器在 8088 系统中的口地址为 pa 口 218h pb 口 219h pc 口 21ah 8255 控制寄存器 21bh 由于 labpc1 卡中的 io 起始地址被重新映射过 所以在编程时 先要获得重新 映射过的 io 起始地址 再加上实际地址 这样才是真正的物理地址 led 灯亮灭的间隔时间是由延时程序来控制的 如果计算机的速度过快 led 灯亮灭的间隔时间就比较短 实验现象就不明显 可通过调整延时次序使 实验现象更明显 实验流程图如下 2 打开电源开关 编译程序 加载程序至实验板上 3 观察实验现象 并分析实验现象 2 打开电源开关 编译程序 加载程序至实验板上 3 观察实验现象 并分析实验现象 y n y n n n y y y n n n y y y 初始化 设置 8255 方式 显示提示信息 有键按下 键是 1 键是 2 键是 3 键是 4返回 dos显示无效按键 左循环有键按下 右循环有键按下 间隔闪有键按下 n 3 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 联想计算机 windows 2000 系统 aedk 软件 爱迪克教学实验机 4 操作方法与实验步骤 操作方法与实验步骤 1 按下面原理图在实验箱上接线 a 2 打开电源开关 编译程序 加载程序至实验板上 3 观察实验现象 并分析实验现象 5 实验内容及实验数据记录 实验内容及实验数据记录 实验程序 data segment data ends stack segment stack sta dw 50 dup top equ length sta stack ends code segment assume cs code ds data es data ss stack start mov dx 203h 设置为 a 口输入 b 口输出 mov al 90h out dx al bg mov dx 200h 将 a 口状态从 b 口输出 in al dx mov dx 202h out dx al jmp bg code ends end start 6 实验数据处理与分析 实验数据处理与分析 拨动不同的闸动开关 通过 8255 可实时显示在对应的 led 灯上 结果符合 实验要求 实验电路及连线结束后 未拨动开关时 8 盏 led 灯均不亮 如果拨 动开关打开 对应的 led 就被点亮 拨到开关关 led 灭 mov dx 203h mov al 90h 这两句设置了 a 和 b 的工作为方式 0 a 为输入 b 为输出 只 要键盘通过 a 口有数据输入 用 jmp bg 语句对 a 口状态从 b 口输出的重复实现 按下 halt 或 rst 键则返回监控 7 质疑 建议 问题讨论 质疑 建议 问题讨论 用 jmp bg 可实现键盘输入数据通过相应的 led 灯的亮 当键盘没有输入 或者让 led 1 8 不按 k 1 8 开关顺序来亮与灭 而是按自己的设想 自动亮灭 可以把读入的数据 al 存入内存中 通过数据处理 使用 led 按自 己的设想来实现亮与灭 实验过程中 除了对实验原理的理解和掌握 本实验的 实现的另一个关键点在于对实验所需汇编程序的理解和编写 通过该实验也强 化了我对汇编语言的学习 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告 实验三 8253 定时 计数器实验 1 实验目的和要求 实验目的和要求 本实验为综合性实验 综合了译码器 定时器 计数器 led 显示输出电 路等知识 其目的是了解定时器的硬件连接方法及时序关系 理解 74ls138 译 码器的工作原理 掌握 8253 的各种模式变成及原理和 led 显示输出的原理 2 实验原理 实验原理 x8253 的工作频率是 0 2mhz 所以输入的 clk 频率必须在 2mhz 以 下 实验板上的晶振是 14 7456mhz 因此须经过 8284 和 393 分频后再作为 253 的 clk 输入 一般可将波特率开关拨至 9600 然后从开关边上的 f 插孔引 出 运行本程序后 用示波器观察 8253 的 out0 out1 out2 脚上的输出波形 由于 labpci 卡中的 io 起始地址被重新映射过 所以在编程时 先要获得重 新映射过 io 起始地址 再加上实际地址 这样才是真正的物理地址 例如再 资源管理器中的 io 起始地址为 e000h 在 8088 系统中的口地址 218h 那么它 的物理地址为 e018h 实验程序框图为 注 程序初始化前 必须获得将 pci 设备配置空间 通过配置空间来得到物理 地址 开始 关中断 置定时器 0 为方式 3 送初值为 200h 置定时器 1 为方式 2 送初值为 0ah 置定时器 2 为方式 2 送初值为 0ah 返回 dos 3 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 联想计算机 windows 2000 系统 aedk 软件 爱迪克教学实验机 4 操作方法与实验步骤 操作方法与实验步骤 1 按下面原理图在实验箱上接线 2 打开电源开关 编译程序 加载程序至实验板上 3 观察实验现象 并分析实验现象 5 实验内容及实验数据记录 实验内容及实验数据记录 实验程序 tim ctl equ 22bh timer0 equ 228h timer1 equ 229h timer2 equ 22ah mode03 equ 00110110b mode13 equ 01110100b mode22 equ 10110100b data segment data ends code segment assume cs code ds data start push ds mov ax 0 push ax mov ax data mov ds ax cli 关中断 mov dx tim ctl 定时器 0 工作在方式 3 方波 mov al mode03 out dx al mov dx timer0 mov al 00h out dx al mov al 02h out dx al mov dx tim ctl 定时器 1 工作在方式 2 分频器 mov al mode13 out dx al mov dx timer1 mov al 0ah out dx al mov al 00h out dx al mov dx tim ctl 定时器 2 工作在方式 2 分频器 mov al mode22 out dx al mov dx timer2 mov al 0ah out dx al mov al 00h out dx al sti jmp code ends end start 6 实验数据处理与分析 实验数据处理与分析 调试链接并加载到实验箱上 运行后可观察到该 led 在不停闪烁 符合实 验要求 运行本程序后 根据程序的要求计数器 0 工作在方式 3 在写入控制 字后 out 变高电平即波形输出为高电平 计数器初始值为 200h 偶数 在 gate 1 则写入初值后开始减 0 计数 计数到 100h 波形改变原来的电平 即 低电平 计数器又重新装入初值 开始下一周的计数 周而复始 产生了一个 200 倍时钟周期方波 out0 产生的方波作为定时器的 clk1 上的输入 从而实现 out0 对定时器 1 的控制 置定时器 1 为方式 2 示波器输出的波形为先高电平 当程序扫描到送初值为 0ah 后 波形在 4 个时钟周期后 变成低电平且时间延 迟一个时钟周期 波形又变成高电平 重新下一轮的波形输出 即 out 1 为 1khz 的速率波 用 out1 的输出作为 clk2 的输入 实现对定时器 2 的控制 置 定时器 2 为方式 2 out2 输出接发光二极管 7 质疑 建议 问题讨论 质疑 建议 问题讨论 这次实验让我加深了对 8253 工作原理的理解 8253 定时计数器以硬件计 数器构成 计数脉冲触发硬件计数器计数 如果计数脉冲的周期固定 则计数 同时产生定时 通过对计数器的工作方式和相关参数的设定 可以输出不同的 波形来实现控制机器的工作状态 但 8253 的每个计数通道的计数都有上限 当 计数的时间不能满足要求时 可以通过两个计数器的叠加实现更长的时间计数 要求 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告 实验四 d a 转换实验 1 实验目的和要求 实验目的和要求 1 编写程序 使 d a 转换模块循环输出三角波和锯齿波 2 掌握 dac0832 芯片的性能 使用方法及对应硬件电路 3 了解 d a 转换的基本原理 2 实验原理 实验原理 d a 转换是把数据量转换成模拟量的变换 从 d a 电路输出的是模拟电压信 号 产生方波只需控制输出高低电平的时间 产生锯齿波和三角波的表格需由 数字量的增减来控制 实验原理图 y y y y n n n y y y y y n n n n n n 初始化 显示提示信息 等待有键按下 键是 1 键是 2 键是 3 键是 4 键是 5 无效按键 信息提 示 产生锯齿波有键按下 产生三角波有键按下 产生方波有键按下 产生正弦波有键按下 返回 dos 注 程序初始化前 必须获得 将 pci 设备配置空间 通过配置空间来得到物 理地址 3 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 联想计算机 windows 2000 系统 aedk 软件 爱迪克教学实验机 4 操作方法与实验步骤 操作方法与实验步骤 1 按下面原理图在实验箱上接线 dac0832 的片选 cs0832 孔接译码处 228 22fh 孔 用示波器测量 aout 脚波形 2 打开电源开关 编译程序 加载程序至实验板上 3 观察实验现象 并分析实验现象 5 实验内容及实验数据记录 实验内容及实验数据记录 实验程序 code segment assume cs code ds code ss code start push cs pop ds bg nop mov dx 228h 锯齿波 mov al 00h 设置初值 mov cx 01ffh 设置循环次数 即生成锯齿波的个数 bb out dx al add al 01h cmp al 00h al 是否加满 未满 继续 jnz bb loop bb nop 延时 mov al 00h 三角波 mov cx 01ffh ee out dx al 生成三角波递增部份 add al 01h cmp al 0ffh jne ee ff out dx al 生成三角波递减部份 sub al 01h cmp al 00h jne ff loop ee jmp bg code ends end start 6 实验数据处理与分析 实验数据处理与分析 通过实验 得到的锯齿波波形如下所示 d a 转换是把数字量转换成模拟量的变换 本实验通过示波器可以观察到 锯齿波 改变不同的初使值可以得到幅度和波形不同的波 产生方波只需控制 输出高低电平的时间 产生三角波的表格需由数字量的增减来控制 同时要注 意三角波要分两段来产生 要产生正弦波 可以造一张正弦数字量表 7 质疑 建议 问题讨论 质疑 建议 问题讨论 利用 d a 转换输出模拟量与数字输入数字量成正比关系 将 d a 转换器作 为微机的输出接口 cpu 通过程序向 d a 转化器输出随时间呈现不同变化规律 的数字量 如频率 振幅 方波的占空比等不同的参数 则 d a 转换器就克输出 各种模拟量 产生锯齿波和三角波只需由 a 存放的数字量的增减来控制 要产 生正弦波 较简单的手段是造一张正弦数字量表 通过本次实验 我再次熟悉 了数字示波器的使用 实验中遇到了一些难题 通过交流和查阅书本解决了这 些问题 感谢老师同学们 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告 实验五 a d 转换实验 1 实验目的和要求 实验目的和要求 1 编程用查询方式采样电位器输入电压 并将采样到的结果实时地通过 8279 显示在数码管上 2 掌握 a d 芯片 ad0809 的转换性能及编程方法 3 学习 a d 芯片与其他芯片接口的方法 初步建立系统的概念 2 实验原理 实验原理 a d 转换器 adc0809 是八位 a d 转换器 每采集一次一般需 100us 中断方 式下 a d 转换结束后会自动产生 eoc 信号 将其与 pc 总线的 irq2 相连即能 实现中断采集 在转换的过程中 首先向 a d 转换器输入 n 位二进制数 其最 高位为 1 其它位为 0 然后将输入电压与 a d 转换器的输出进行比较 根据比 较结果确定最高位为 1 或着 0 这样的比较过程逐位进行下去 直至最低位 最终得到输入电压对应的 n 位数字量 试验程序框图如下 注 程序初始化前 必须获取将 pci 设备配置空间 通过配置空间来得到物理 地址 在框图中不再列出 开始 关中断 设置 labpci 卡的中断使能 保存原中断向量 设置新中断掩码 开中断 启动 0809 任意键 flag 1 显示 0809 值 flag 0 恢复中断掩码 恢复中断向量 退出 y n 中断开始 关中断 清除 labpci 中断标志 置 flag 1 发出 eoi 结束中断 开中断 中断返回 3 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 主要仪器设备 实验用的软硬件环境 联想计算机 windows 2000 系统 aedk 软件 爱迪克教学实验机 示波器 4 操作方法与实验步骤 操作方法与实验步骤 1 按下面原理图在实验箱上接线 具体接线如下 2 打开电源开关 编译程序 加载程序至实验板上 3 观察实验现象 并分析实验现象 5 实验内容及实验数据记录 实验内容及实验数据记录 z8279 equ 212h 8279 命令 状态口地址 d8279 equ 210h 8279 数据口地址 ledmod equ 00 左边输入 八位显示外部译码八位显示 ledfeq equ 38h 扫描频率 code segment assume cs code ds code start push cs pop ds call delay mov dx z8279 mov al ledmod 置 8279 为左边输入 译码八位显示 out dx al mov al ledfeq 置扫描频率 out dx al mov cx 06h xz mov dx d8279 mov al 00h out dx al loop xz mov dx d8279 mov al 5eh out dx al mov