接口实验教程--教师.doc

第一章 验证性实验实验一 串行接口（Ins8250）通信实验一、实验目的了解RS-232-C通信标准；进一步熟悉Ins8250芯片工作原理；掌握其接口电路设计和编程方法。 二、实验内容利用实验系统上的8250，通过自发自收方式，将接收到的ASCII码（AF、09）在LED数码管上显示出来。三、 实验电路原理图 译码单元：译码器输入A、B、C与系统地址线A3、A4、A5相连； 译码器控制端G与系统地址总线A0下方的G相连。 8250单元：输入SIN与输出SOUT相连； 片选CS与译码单元的Y4相连；时钟输入XTAL1与393分频单元的T2（2MHz）相连；地址A2与系统地址线A2相连；写信号IWR与控制总线IOWR相连；读信号IRD与控制总线IORD相连；复位信号RESET与LED数码管上方的RESET相连；数据线D07与数据总线单元中的任一8芯插座相连； 四、实验程序PORT EQU 0FFE0H； 8250的端口地址ZXK EQU 0FFDCHZWK EQU 0FFDDHLED DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86H，8EH，0FFH，0CH，0DEH，0F3HBUF DB 08H，02H，05H，09H，10H，10HCODE SEGMENTASSUME CS：CODE，DS：CODE，ES：CODE ORG 3DA9H；8250初始化程序S1： LCR71 除数因子低8位/高8位 ；波特率4800，CLK=49125MHz/8 数据格式LCR ；8个数据位，1个停止位，无校验 AL IER ；禁止中断 AL MCR ；DTR=1，RTS=1，自环 ；8250发送程序 SENDA5：MOV DX，PORT+5；LSR IN AL，DX AND AL，20H TEST AL，20H ；THR是否为空 IZ SENDA5MOV DX，PORT；THR/RBRMOV AL，0A5H；待发送数据 OUT DX，AL；发送数据；8250接收程序RECEA5：MOV DX，PORT+5；LSR IN AL，DX AND 81H TEST AL，01H ；RBR是否满 IZ RECEA5MOV DX，PORT；RHR/RBR IN AL，DX；接收数据 CMP AL，0A5H JNZ ERROR MOV BUF，09H MOV BUF+1，00H MOV BUF+2，00H MOV BUF+3，0DH MOV BUF+4，0AH MOV BUF+5，05hL0： CALL DIS JMP L0 ERROR：MOV BUF，0EH MOV BUF+1，10H MOV BUF+2，10H MOV BUF+3，10H JMP L0；显示子程序DIS： MOV CL，20HMOV BX，OFFSET BUFDIS1： MOV AL，BXPUSH BXMOV BX，OFFSET LEDXLATPOP BXMOV DX，ZXKOUT DX，ALMOV AL，CLMOV DX，ZWKOUT DX，ALMOV CX，0100HDELAY： LOOP $ POP BX CMP CL，01H JZ EXIT INC BX SHR CL，1 JMP DIS1EXIT： MOV AL，00H MOV DX，ZWK OUT DX，AL RET CODE ENDS END S1 assume cs:code code segment public pad equ 04a0h pbd equ 04a2h pcd equ 04a4h pcc equ 04a6h org 100hstart: mov dx,pcc;控制寄存器地址 mov ax,80h;设置为A口输出，C口输出 out dx,ax mov bh,01h lp2: mov bl, 00h mov cx,08h lp1: mov dx, pcd mov al, bl out dx, al mov dx, pad mov al, bh out dx, al push cx call delay pop cx inc bl loop lp1 sal bh, 1 cmp bh, 0 jne lp2 jmp startdelay:mov cx,8235h ;500ms delaydelay1: nop nop六、思考与习题1分析握手信号的作用，不用握手信号时结果如何？2如果不判断THR、RBR的状态，可能会出现什么结果？3如果通信双方的数据格式或波特率不一致，结果如何？实验二 并行接口（Intel8255A）实验一、实验目的熟悉8255A的工作原理及应用方法；掌握其接口电路设计及编程方法。二、实验内容1通过8255A的A口输入开关的状态，再通过其B口输出，由发光二极管显示出开关的状态，前4个开关向下则灯亮，后4个开关向上则灯亮。2利用8255A的PC0控制继电器的开、合。3利用两片8255A进行单工通信。可分别采用查询、中断方式进行通信。中断方式通信的线路及程序由学生自行设计。三实验电路原理图 1 译码单元：不用连线。 8255A单元：PA07与兵乓开关K18相连，PB07与发光二极管L18相连； 2译码单元：不用连线。 8255A单元：PC0与74LS04的JIM相连。 继电器单元：JK（常开，接+5v）与L2相连，JB（常闭，接地）与L1相连，JZ与GND相连。 3译码单元：不用连线。 8255A单元：PA07与PB07相连，PC7与PC2相连，PC1与PC6相连。锁存输出单元：在EXIC2上插上74LS32，4脚接74LS138的Y5，5脚接控制总线IOWR，6脚接74LS273的CLK；74LS273的数据线与数据总线区的任一插座相连，输出PO0与L0相连； 四、实验程序18255A简单输入输出程序PA EQU 0FFD8HPB EQU 0FFD9HPC EQU 0FFDAHCOTR EQU 0FFDBHCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 32E0HS2： 8255A控制字 ；PA口输入，PB口输出P2: MOV DX,PA IN AL,DX XOR AL，0FH INC DX OUT DX,AL JMP P2CODE ENDS END S2注：前4个开关向上（接地）使LED亮，后4个开关向上使LED灭 assume cs:code code segment public org 100hstart: mov dx,04a6h;控制寄存器地址 mov ax,82h;设置为A口输出，B口输入 out dx,axstart1: mov dx,04a2h;B口地址 in ax,dx;输入 not ax mov dx,04a0h;A口地址 out dx,ax;输出 jmp start1code endsend startassume cs:code code segment public org 100hstart: mov dx,04a6h;控制寄存器地址 mov ax,82h;设置为A口输出，B口输入 out dx,axstart1: mov dx,04a2h;B口地址 in ax,dx;输入 not ax mov dx,04a0h;A口地址 out dx,ax;输出 call delay jmp start1delay:mov cx,0043h ;1ms delaydelay1: nop nop nop nop loop delay1 retcode endsend start2继电器开合程序PA EQU 0FFD8HPB EQU 0FFD9HPC EQU 0FFDAHCOTR EQU 0FFDBHSSEG SEGMENT STACKSKTOP DB 20 DUP（0）SSEG ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE，SS：SSEG ORG 34E0HSS2: 8255A控制字 ;PC0=0 CALL DELAY 8255A控制字 ;PC0=1 CALL DELAY JMP SS2 ；延时子程序DELAY： MOV CX,0004HDL1: PUSH CXMOV CX,0FFFFH LOOP $ POP CX LOOP DL1 RETCODE ENDS END 3A口输出，B口输入，方式1PA EQU 0FFD8HPB EQU 0FFD9HPC EQU 0FFDAHCOTR EQU 0FFDBHSSEG SEGMENT STACKSKTOP DB 20 DUP（0）SSEG ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE，SS：SSEG ORG 34B0HSSS2: 8255A控制字 ;PA输出，PB输入，方式1 P2： MOV DX，PA；PA口 MOV AL，0AAH OUT DX，AL L0：MOV DX，PC；PC口 IN AL，DX TEST AL，1；PC1是否为1 JNZ L0 ；否，循环等待 MOV DX，PB；PB口 IN AL，DX CMP AL，0AAH ；数据是否正确 JNZ ERR ；否 MOV DX，COTR MOV AL，09H OUT DX，AL；PC4=1，使LED1灭 L1：MOV DX，PC；PC口 IN AL，DX TEST AL，7 ；PC7是否为1 JZ L1 ；是，转去继续输出 JMP P2 ERR：MOV DX，COTR；8255A控制端口 MOV AL，0BH；PC5=1，使LED2灭 OUT DX，AL JMP $CODE ENDS END 五、思考与习题：1设计一段程序，使8个LED循环亮。2修改延时子程序，调节延时时间，比如2s、3s等。3编写一段程序，采用方式1中断的方式传输数据。 实验三 可编程定时/计数器（Intel8253）实验一、实验目的熟悉8253/8254的工作原理，掌握8253/8254的计数/定时应用方法及其接口电路设计和编程方法。二、实验内容1利用通道0产生负脉冲信号、方波信号，并通过虚拟示波器进行观察。注意观察触发方式。2利用通道1的软触发计数工作方式（方式0、4），对输入的单脉冲进行计数。注意观察计数初值与输入的脉冲数，以及输出信号的波形(用逻辑笔或模拟示波器测试OUT输出端的电平变化)。3利用通道2的硬触发计数工作方式（方式1、5），对输入的单脉冲进行计数。注意观察计数初值与输入的脉冲数，以及输出信号的波形（用模拟示波器测试OUT输出端的电平变化）。三、实验电路原理图 8253单元：GATE0接+5v，CLK0接393分频器的T2插孔（4.9125/4MHz），或T36插孔（分别是8、16、32、64分频），CS接译码器单元的Y0，数据线D07与系统数据总线单元任一插座相连。译码器单元：输入A、B、C与系统地址总线A2、3、4相连，控制端G与与系统地址线A0下方的G相连。四、实验程序1CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3490HS3： 8253控制字 ；通道0，输出方波或负脉冲 MOV DX，0FFE0HMOV AL，00HOUT DX，ALMOV AL，10HOUT DX，ALJMP $CODE ENDP END S32CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3490HS3： 8253控制字 ；通道0，软触发计数MOV DX，0FFE3H MOV AL，00110000B/00111000BOUT DX，ALMOV DX，0FFE0HMOV AL，5OUT DX，ALMOV AL，0OUT DX，AL JMP $CODE ENDP END S33CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3490H S3： 8253控制字 ；通道0，硬触发计数 MOV DX，0FFE0HMOV AL，5OUT DX，ALMOV AL，0OUT DX，ALJMP $CODE ENDP END S3 五、思考与习题 1 验证各种触发方式，分析GATE的作用。2 观察比较各种工作方式的区别。 实验四 中断控制器（Intel8259）实验一、实验目的 进一步熟悉8259A中断控制器的工作原理及其应用；掌握中断控制程序的编写方法。二、 实验内容 通过微动开关产生单脉冲信号，作为中断信号连到IR7上。按一次开关执行一次中断程序，即在LED数码管上滚动显示“7” 三、 实验电路原理图 译码单元：译码器输入A、B、C与系统地址线A3、A4、A5相连； 译码器控制端G与系统地址线A0下方的G相连。8259单元：CS端与译码器单元的Y0相连；D07与系统数据总线单元任一插座相连；IR7与单脉冲SP相连。 四、实验程序 CODE SEGMENTASSUME CS：CODE，DS：CODE，ES：CODEORG 3400H JMP S4PORT EQU 0FFE0H； 8250的端口地址ZXK EQU 0FFDCHZWK EQU 0FFDDHLED DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86H，8EH，0FFH，0CH，0DEH，0F3HBUF DB 08H，02H，05H，09H，10H，10HPORT0 EQU 0FFE0HPORT1 EQU 0FFE1HS4： CLI； CALL WP ；显示“8259” MOV AX，OFFSET INTR7；中断程序首址偏移量 MOV BX，003CH；IRQ7（0FH）*4MOV BX，AX；填写中断向量表MOV BX，003EHMOV AX，0000H；中断程序首址段MOV BX，AX CALL FOR8259 ；8259初始化MOV SI，0000HSTI CON8：CALL DIS CMP SI，06H JNZ NEXT CLI NEXT： JMP CON8；中断子程序INTR7：CLI PUSH AX PUSH BX PUSH DX MOV BX,OFFSET BUF MOV BYTE PTR BX+SI,07H INC SI POP DX POP BX POP AXXX59: MOV AL,20H MOV DX,Port0 OUT DX,AL STI IRET；中断初始化程序FOR8259: 写ICW1 ;一片8259A，边沿触发 写ICW2 ；设置中断向量高5位，00001B 写ICW4 ；非特殊完全嵌套，非缓冲方式，非自动EOI 写OCW1 ；IMR，屏蔽IR06，开放IR7中断 RET;-；显示子程序；WP: MOV BUF,8H ;初始化显示“8259”； MOV BUF+1,2H； MOV BUF+2,5H； MOV BUF+3,9H； MOV BUF+4,10H； MOV BUF+5,10H； RET;-DIS: MOV CL,20H MOV BX,OFFSET BUFDIS1: MOV AL,BX PUSH BX MOV BX,OFFSET LED XLAT POP BX MOV DX,ZXK OUT DX,AL MOV AL,CL MOV DX,ZWK OUT DX,AL PUSH CX MOV CX,0100HDELAY: LOOP $ POP CX CMP CL,01H JZ EXIT INC BX SHR CL,1 JMP DIS1EXIT: MOV AL,00H MOV DX,ZWK OUT DX,AL RET;-CODE ENDSEND S4五、习题与思考1联系中断子程序与中断向量以及中断向量表的关系。2延长中断子程序的执行时间，验证特殊完全嵌套和非特殊完全嵌套。 3验证EOI指令的作用，比较自动结束和非自动结束。实验五 DMA控制器（Intel8237）实验一、实验目的 熟悉8237A可编程DMA控制器的工作原理及编程方法。二、实验内容 1存储器间传输数据，将从9000H地址开始的256个字节数据传送到8000H地址开始的的单元中； 2利用8237A的通道0将开关的状态写入内存，然后再将其从内存输出，送到LED发光二极管去显示。（利用74LS244、74LS273实验中的简单并行接口的线路）。三、 实验电路原理图 1DMA单元：D07与系统数据总线的D07任一插座相连；A07、A815与系统地址总线的A07、A815任一插座相连；MWR、MRD与LED数码管左下角系统控制单元的MWR、MRD（PSEN）相连；IWR、IRD与LED数码管左下角系统控制单元的WR或IOWR、RD或IORD相连；PCLK、RST与LED数码管上方的PCLK、RESET相连。2DMA单元：同上。缓冲输入单元：PI07接开关K18。锁存输出单元：PO07接发光二极管L18。EXIC2单元：5脚接DMA单元的IWR，4脚接译码单元的Y1，6脚接锁存输出单元的CLK；2脚接DMA单元的IRD，1脚接译码单元的Y0，6脚接缓冲输入单元的G。四、 实验程序1 DMA EQU 0FD00HCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3900H S5: MOV AX,0000H MOV ES,AX MOV BX,9000H MOV CX,100H MOV DL,00H L0: MOV ES:BX,DL INC DL INC BX LOOP L0 ;8237 INIT MOV DX,DMA+0DH OUT DX,AL MOV DX, DMA+0CH OUT DX,AL MOV DX, DMA MOV AL,0 OUT DX,AL MOV AL,90H OUT DX,AL MOV DX,DMA+2 MOV AL,0 OUT DX,AL MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,DMA+1 MOV AL,0FFH OUT DX,AL MOV AL,0 OUT DX,AL MOV DX,DMA+3 MOV AL,0FFH OUT DX,AL MOV AL,0 MOV DX,DMA+0BH MOV AL,88H OUT DX,AL MOV AL,85H OUT DX,AL MOV DX,DMA+0FH MOV AL,0 OUT DX,AL 命令寄存器 ；DACK、DREQ高电平，RAM到RAM DMA请求寄存器 ；DMA请求，通道0 JMP $ CODE ENDS END S52 DMA EQU 0FD00H CODE SEGMENT ASSUME CS：CODES5: ; 8237初始化 RIO： MOV AL，04H MOV DX, DMA+0AH ；屏蔽寄存器 OUT DX, AL ；屏蔽通道0 MOV DX, DMA+0CH ；先后触发器OUT DX，AL 写方式寄存器 ；单字节传送，地址加1，写传送，通道0MOV AL，0 MOV DX,DMA ；通道0基地址寄存器OUT DX，ALMOV AL，90H OUT DX，AL ；9000H MOV AL，0MOV DX, DMA+1 ；通道0基计数寄存器OUT DX，ALMOV AL，0 OUT DX，AL ；0000H，传送1次MOV AL，00HMOV DX, DMA+0AH ；屏蔽寄存器OUT 8AH，AL ；解除通道0屏蔽MOV AL，4 MOV DX, DMA+9 ；DMA请求寄存器OUT DX，AL ；DMA请求WAIT1：MOV DX, DMA+8 ；状态寄存器IN AL，DX AND AL，01H ；通道0计数终止否？ JZ WAIT1 ；否，循环等待WIO：MOV AL，04H MOV DX, DMA+0AH ；屏蔽寄存器OUT DX，AL ；屏蔽通道0MOV DX, DMA+0CH ；先后触发器OUT DX，AL ；清先后触发器MOV AL，00001000B ADDR： ；方式寄存器 ；单字节传送，地址加1，读传送，通道0MOV DX, DMA ；通道0基地址OUT DX，ALMOV AL，90H OUT DX，AL ；9000HMOV AL，0MOV DX, DMA+1 ；通道0基计数寄存器OUT DX，ALMOV AL，0 OUT DX，AL ；0000H，传送1次MOV AL，00HMOV DMA+0AH ；屏蔽寄存器OUT DX，AL ；解除通道0屏蔽MOV AL，4 MOV DX, DMA+9 ；DMA请求寄存器OUT DX，AL ；DMA请求WAIT0： MOV DX, DMA+8 ；状态寄存器IN AL，DX AND AL，01H ；通道0计数终止否？ JZ WAIT0 JMP RIO CODE ENDS END 五、 习题与思考1分析DREQ、DACK的作用。2进一步理解DMA的工作原理和工作过程。实验六 8255A控制继电器+8253定时一、 实验目的学习如何利用8255A控制开关器件，如何利用8253实现定时功能，以及如何编写中断服务程序。二、 实验内容利用8255A的PA0控制继电器的开、合，利用8253的计数器0进行定时，8253的OUT0与IR7相连，产生中断信号，每中断一次，继电器改变一次状态。三、 实验线路8255A的PA0与继电器的JIM相连；8253定时单元的连线与8253定时、计数实验相同；8259中断单元的连线与中断实验相同；译码单元的连线也与8253实验相同；最后，将8253的OUT0与IR7相连。四、 实验程序 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3400HH8: JMP P8259Port0 EQU 0FFE0H；8259端口地址（Y0）Port1 EQU 0FFE1H;-初始化-P8259: CLI MOV AX,OFFSET INT8259 ；填中断向量表 MOV BX,003CH MOV BX,AX MOV BX,003EH MOV AX,0000H MOV BX,AX CALL FOR8259 ；8259初始化 mov si,0000h;I8255: MOV DX,0FFDBH ；8255初始化 MOV AL,88H OUT DX,AL MOV BL,00H;P8253: MOV DX,0FFEBH ；8253初始化 MOV AL,34H OUT DX,AL MOV DX,0FFE8H MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AL,096H OUT DX,AL STIagain: jmp again;-INT8259:cli 中断子程序 MOV DX,0FFD8H ；PA0=0/1 MOV AL,BL OUT DX,AL NOT BL C1: MOV AL,20H ；EOI指令 MOV DX,Port0 OUT DX,AL STI IRET;=FOR8259:MOV AL,13H ；8259初始化 MOV DX,Port0 OUT DX,AL MOV AL,08H MOV DX,Port1 OUT DX,AL MOV AL,09H OUT DX,AL MOV AL,7FH ;IRQ7 OUT DX,AL RETCODE ENDSEND H8 注：8253定时时间T=Ti*计数初值，Ti=1/4.9512*2i五、 习题与思考1 学习如何将中断与定时相结合。2 设计一段程序，实现能任意调节继电器的开、合的时间。实验七 8255A控制交通灯一、实验目的进一步掌握8255A的灵活应用，如模拟十字路口交通灯，并学会定时程序的编写。二、实验内容用发光二极管L1、2、3和L7、8、9模拟东西方向黄绿红灯，发光二极管L4、5、6和L10、11、12模拟南北方向黄绿红灯，分别用8255A的PA05、PB05来控制。三、 实验线路将8255A的PA05接L16，PB05接L712。四、实验程序 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 32F0HPA EQU 0FFD8H ；8255端口地址PB EQU 0FFD9HPC EQU 0FFDAHPCTL EQU 0FFDBHH3: MOV AL,88H ；8255初始化 MOV DX,PCTL OUT DX,AL P30: MOV AL,75H ； MOV DX,PA OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 MOV CX,08HP31: MOV DX,PA MOV AL,0F3H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0CH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0F7H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY2 LOOP P31 MOV DX,PA MOV AL,0AEH OUT DX,AL INC DX MOV AL,0BH OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 MOV CX,08HP32: MOV DX,PA MOV AL,9EH OUT DX,AL INC DX MOV AL,07H OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0BEH OUT DX,AL INC DX MOV AL,0FH OUT DX,AL CALL DELAY2 LOOP P32 JMP P30；延时子程序DELAY1: PUSH AX PUSH CX MOV CX,0030HDELY2: CALL DELAY2 LOOP DELY2 POP CX POP AX RETDELAY2: PUSH CX MOV CX,8000H LOOP $ POP CX RETCODE ENDS END H3 五、习题与思考1 灵活的设计任意时间的延时子程序。2 总结8253定时与软件定时的特点。实验八 8255A控制步进电机+8253定时一、实验目的了解步进电机的的基本控制原理，掌握控制步进电机的转速、转向的程序设计方法。二、实验内容用8255A的PA03分别控制步进电机的A、B、C、D四相，“1”则该相绕组通电，“0”则不通电。步进电机的驱动原理是使各相绕组依次通电来使其作步进式旋转，通过通电顺序和切换频率来调节其转速和转向。步进电机可以四相四拍或四相八拍方式工作，即通电顺序为：ABCDA；AABBBCCCDDDAA。按相反的顺序即可改变电机的旋转方向。本实验系统采用的是：ABBCCDDAAB。注：电机在起动和停止时，都不应该突然起、停。而是应该采用逐渐加速、减速的方式。至于起、停所需时间则根据产品型号而定。三、实验线路 8255A的PA03与步进电机的BABD相连；8253定时单元的连线与8253定时、计数实验相同；8259中断单元的连线与中断实验相同；译码单元的连线也与以前的实验相同；最后，将8253的OUT0与IR7相连。四、实验程序CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3400HH8: JMP P8259Port0 EQU 0FFE0HPort1 EQU 0FFE1H;-初始化-P8259: CLI MOV AX,OFFSET INT8259 MOV BX,003CH MOV BX,AX MOV BX,003EH MOV AX,0000H MOV BX,AX CALL FOR8259 mov si,0000