微机原理实验报告.doc

微 机 原 理实 验 报 告班 级： 集成092 学 号： 0911002139 姓 名： 庄德坤 目 录实验一 汇编程序设计初步4一、 实验目的4二、 实验步骤4三、实验心得6实验二 循环程序设计7一、实验目的与要求7二、实验内容7三、实验过程问题分析9四、实验心得10实验三 分支程序设计11一、实验目的与要求11二、实验内容11三、实验过程问题分析16四、实验心得17实验四 子程序设计18一、实验目的与要求18二、实验内容18三、实验过程问题分析21四、实验心得22实验五 简单I/O23一、实验目的与要求23二、实验内容23三、实验过程问题分析25四、实验心得25实验六 8255A实验26一、实验目的与要求26二、实验内容26三、实验思路简述32四、实验心得32实验七 8253定时器实验33一、实验目的33二、实验原理及电路说明33三、实验内容及要求33四、实验效果以及分析43五、实验心得43实验八 模/数转换实验44一、实验目的44二、实验原理及电路说明44三、实验内容及要求44四、实验结果记录49五、实验心得50参 考 文 献51实验一 汇编程序设计初步一、 实验目的学习程序设计的基本方法和技能，进一步加深对微机接口芯片原理及工作过程的理解，熟练掌握用汇编语言设计、编写、调试和运行程序的方法。为后继课程打下坚实的基础。二、 实验步骤1编写汇编代码，可以用任意文字编辑工具编辑.model small.databuf db 47h,6ahsum db ?.codestart:mov ax,datamov ds,axmov al,bufadd al,buf+1mov sum,almov ah,4chint 21hend start2. 编译、链接在MASM6以及以上版本中，可以将编译、链接两个步骤进行合并，使用ml.exe，将自动完成连接，生成.exe的目标程序对示例代码进行编译后，效果如图（背景文字作反色处理）3程序调试1）列出程序清单2)查看数据段内容在程序没有运行的情况下，由于数据段地址没有载入内存，因此，显示的数据段内容是错误的。检查寄存器状态，可以发现DS=0BAC在单步执行完MOV DS,AX之后，得到正确的数据段3)连续运行程序，查看结果可以看到，0002单元中的内容已经变成了B1，达到预期目的。三、实验心得通过本次实验，我掌握了汇编语言的编译方法，虽然可以采用masm以及link命令来生成.exe，但是效率低下，采用ml.exe可以更加高效地编译程序。同时学会了采用debug工具进行调试的一些技巧。学会了检查数据段内容来判断程序运行是否正确，也学会了单步跟踪的方法。同时也对程序运行的内部过程有了更深入的了解。例如刚开始程序载入内存时还没有开始运行时，发现数据段数据跟预期要求不符合，后来检查了代码，没有发现问题。通过多次调试，忽略了一个问题，程序还没有运行，代码段的基址并没有载入内存，当然查看不了正确的数据段。这次实验让我对汇编语言有了更进一步的认识。实验二 循环程序设计一、实验目的与要求1熟悉汇编语言运行、调试环境及方法。2掌握循环程序的设计方法。3掌握显示输出DOS功能调用的使用方法。4熟悉调试工具DEBUG，并运用DEBUG工具调试程序。二、实验内容（一）、在数据段中有从STRING单元开始存放的100个字节数据，编写程序要求将字符串中的大写字母转换为小写字母，并显示到屏幕上。.model small.datastring db abcdefgABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefg$newline db 0dh,0ah,$len equ $-string.codestart:mov ax,datamov ds,ax;-display original text-mov ah,9lea dx,stringint 21hlea dx,newlineint 21h;-convert-mov cx,lenmov si,0loop1:mov dl,stringsi cmp dl,A jnae conv cmp dl,Z jnbe conv add dl,20h mov byte ptr stringsi,dlconv: inc siloop loop1;-display result-mov ah,9lea dx,stringint 21hlea dx,newlineint 21h;-end-mov ah,4chint 21hend start运行结果如下图：（二）、 用表格形式显示字符：按15行16列的表格形式显示ASCII码为10HFFH的所有字符。每16个字符为一行，每行中的相邻两个字符之间用空白符（ASCII码为0）分隔。.model small.datanewline db 0dh,0ah,$.code;-start:mov ax,datamov ds,ax;-mov cx,0f10hmov ax,10hmov dl,0fhpush dxloop2:mov ah,02h pop dx inc dx dec cl int 21h push dx mov dl,0 int 21h jnz loop2loop1:mov cl,10h dec ch lea dx,newline mov ah,09h int 21h jnz loop2;-end-mov ah,4chint 21hend start最终得到的效果如下：三、实验过程问题分析在实验内容（二）中，程序第一次调试的时候，出现下列情况经分析，问题出在以下代码段：loop2:dec cl mov ah,02h pop dx inc dx int 21h push dx【分析】因为首先执行dec指令，接下来执行inc指令，此时，zf标志位是针对inc指令，则cl已经不具备循环计数功能。【解决】将dec指令调整至inc指令之后即可。四、实验心得通过本次实验，我掌握了汇编的循环程序的设计，包括单层循环和双层循环以及DOS中断的调用，也在程序的调试过程中，掌握程序分析方法。同时在实验内容（二）中，我掌握了堆栈的使用，理解堆栈在程序设计中作为临时存储的作用。实验三 分支程序设计一、实验目的与要求1、掌握分支程序的设计方法。2、掌握键盘输入DOS功能调用的使用方法。2掌握二进制转换为十进制的方法二、实验内容（一）、通过键盘输入9个16进制的两位数，数据存入BUFF缓冲区中，编写程序分别统计BUFF中小于80H和大于等于80H的个数，并分别存放到PLUS和MINUS单元中。.model small.databuff db 19,?,19 dup(0)newline db 0dh,0ah,$mesg1 db Please input:$mesg2 db =80H:$plus dr818b 0minus db 0.code;-start:mov ax,datamov ds,ax;-display mesg1-mov ah,9lea dx,mesg1int 21h;-input-lea dx,buffmov ah,0ahint 21h;-;-count-mov ax,0mov cx,9mov si,2loop1:mov dh,buffsisub dh,30hshl dh,1shl dh,1shl dh,1shl dh,1mov dl,buffsi+1sub dl,30hadd dh,dlcmp dh,80hjb postiveinc ahjmp overpostive:inc alover:inc siinc siloop loop1;-mov byte ptr minus,almov byte ptr plus,ahmov cx,ax;-display mesg2-mov ah,9lea dx,newlineint 21hlea dx,mesg2int 21hmov ah,2add cl,30hmov dl,clint 21h;-display mesg3-mov ah,9lea dx,newlineint 21hlea dx,mesg3int 21hmov ah,2add ch,30hmov dl,chint 21hmov ah,9lea dx,newlineint 21h;-end-mov ah,4chint 21hend start数据段其中记录06,03在003C,003D处为03，06达到实验要求。（二）、程序接收用户键入的一行字符（个数80，字符串以回车结束），按字母、数字及其它字符分类统计，并以十进制数形式显示统计结果。.model small.databuff db 80,?,80 dup(0)newline db 0dh,0ah,$mesg1 db Please input string:$mesg2 db Letter:$mesg3 db Digit:$mesg4 db Other:$.code;-start:mov ax,datamov ds,ax;-display mesg1-mov ah,9lea dx,mesg1int 21h;-input-lea dx,buffmov ah,0ahint 21h;-find $ if not then insert $-mov bx,0mov bl,buff1lea si,buffmov dl,byte ptr si+bx+1cmp dl,$jz conmov byte ptr si+bx+2,$con:;-mov cx,bxmov si,2mov ah,0mov bx,0loop1:mov al,buffsi;-AH:big letters BH:digits BL:other-;-big letters-cmp al,Ajb digitscmp al,Zja slinc ahjmp over;-small letters-sl:cmp al,ajb othercmp al,zja otherinc ahjmp over;-digits-digits:cmp al,0jb othercmp al,9ja otherinc bhjmp over;-other-other:inc blover:inc siloop loop1;-end-push bxpush ax;-display mesg2-mov ah,9lea dx,newlineint 21hlea dx,mesg2int 21h;-pop axmov cl,ahmov ax,0mov al,clmov bl,10div blmov cx,axadd cl,30hadd ch,30hmov ah,2mov dl,clint 21hmov dl,chint 21h;-display mesg3-mov ah,9lea dx,newlineint 21hlea dx,mesg3int 21h;-pop bxmov cl,bhpush bxmov ax,0mov al,clmov bl,10div blmov cx,axadd cl,30hadd ch,30hmov ah,2mov dl,clint 21hmov dl,chint 21h;-display mesg4-mov ah,9lea dx,newlineint 21hlea dx,mesg4int 21h;-pop bxmov cl,blmov ax,0mov al,clmov bl,10div blmov cx,axadd cl,30hadd ch,30hmov ah,2mov dl,clint 21hmov dl,chint 21h;-mov ah,4chint 21hend start实验结果如下：三、实验过程问题分析在实验内容（一）中，出现过以下结果：【分析】经检查代码cmp dl,80hjb posive事实上，16进制存入DH，但是代码误写，令DL与80H进行比较，导致出现错误结果【解决】将dl改成dh在实验内容（二）中，出现过以下结果：【分析】经检查代码mov cx,bxmov si,2loop1:mov ah,0mov bx,0由于AH，BX放入循环之内，导致结果出错【解决】将mov ah,0 mov bx,0 移到循环之外四、实验心得通过本次实验，我掌握分支程序的设计，即通过cmp跳转指令完成，可以完成多分支的程序。而且本次实验不仅有循环，也有分支，大量的程序结构也提高了我的汇编程序书写能力。同时，我也感觉到，写程序需要具有胆大心细的精神，胆大就是有胆去写代码，不怕出错，心细就是在写程序的过程中要注意细节，注意每一步的流转方向。实验四 子程序设计一、实验目的与要求1掌握子程序的设计方法。2掌握十六进制转换二进制、二进制转换为十进制的方法二、实验内容（一）、用子程序调用的形式，编写程序从键盘键入0FFFFH之间的十六进制数，并存放到存储器中。.model small.databuff db 5,?,5 dup(0)hex dw ?.code;-start:mov ax,datamov ds,ax;-input-lea dx,buffmov ah,0ahint 21hmov ah,buff2mov al,buff3call hexbinmov bh,ahmov ah,buff4mov al,buff5call hexbinmov bl,ahmov word ptr hex,bxmov ah,4chint 21h;-hexbin procsub al,30hcmp al,10djb s1add al,0fahs1:and al,0fhsub ah,30hcmp ah,10djb s2:add ah,0fahs2:shl ah,1shl ah,1shl ah,1shl ah,1add ah,alrethexbin endpend start 结果如下图，输入34EF，转换成BX=34EF（二）、从键盘键入0FFFFH之间的十六进制数，并转换成十进制在屏幕上显示出来。.model small.databuff db 5,?,5 dup(0)shi db 5 dup(0),$newline db 0dh,0ah,$.code;-start:mov ax,datamov ds,ax;-input-lea dx,buffmov ah,0ahint 21hmov ah,buff2mov al,buff3call hexbinmov bh,ahmov ah,buff4mov al,buff5call hexbinmov bl,ahmov ax,bxcall binideccall crlfmov ah,09hlea dx,shiint 21hmov ah,4chint 21h;-hexbin procsub al,30hcmp al,10djb s1add al,0f9hs1:and al,0fhsub ah,30hcmp ah,10djb s2add ah,0f9hs2:shl ah,1shl ah,1shl ah,1shl ah,1add ah,alrethexbin endpbinidec procpush bxpush dxpush cxxor dx,dxmov bx,10000div bxmov cl,aladd cl,30hmov byte ptr shi0,clmov ax,dxmov bx,1000xor dx,dxdiv bxmov cl,aladd cl,30hmov byte ptr shi1,clmov ax,dxmov bx,100xor dx,dxdiv bxmov cl,aladd cl,30hmov byte ptr shi2,clmov ax,dxmov bx,10xor dx,dxdiv bxmov cl,aladd cl,30hmov byte ptr shi3,clmov cl,dladd cl,30hmov byte ptr shi4,clpop cxpop dxpop bxretbinidec endpcrlf procpush axpush dxmov ah,09hlea dx,newlineint 21hpop dxpop axretcrlf endpend start实验结果如下图所示：三、实验过程问题分析在实验二的过程中，在做除法的时候，出现【分析】通过查阅相关资料，根据/20080704_203929.html关于div/idiv/mul/imul指令的用法 by AoGo”产生Bug的原因那是因为被除数达到了双精度值，所以不能用符号扩展，而只能将高16位送0我们只要保证edx为0就可以了,在运行32位数的除法时,建议使用这个方法，绝对不会操作非法操作(当然除0/溢出除外)例子:xor edx,edxmov eax,6527363mov ecx,28732div ecx你只要把上面的xor edx,edx指令一去掉,保证100%非法操作。另外，乘法指令也可以这样做。可以保证更安全。虽然是32位情况，也适用于16位【解决】加入xor dx,dx指令即可四、实验心得这次实验是花费时间最长的一次，因为遇到了除法的溢出问题。但是最后通过搜索资料解决了问题，这次的实验提高了解决问题的能力。同时让我更好地利用网络资源解决问题。实验五 简单I/O一、实验目的与要求1熟悉Proteus ISIS编辑环境及仿真调试方法。2掌握I/O程序设计方法。3在Proteus ISIS环境下，仿真调试简单I/O程序。二、实验内容利用74LS245和74LS373作为简单输入输出接口，设计一个8路开关控制电路，实现对8路发光二极管的控制。要求：设计实验电路，在Proteus ISIS环境下输入电路原理图，编写汇编源程序，并进行仿真调试，验证电路和程序的正确性。其中输入端口地址为0300H，输出地址为0200H程序代码如下.model small.8086.codestart:mov dx,0300hin al,dxnot almov dx,0200hout dx,aljmp startend实验电路图如下：三、实验过程问题分析在实验的过程中，并未遇到任何原理上的问题。通过各种手段掌握了Proteus 的使用。四、实验心得通过本次实验，我掌握了Proteus软件使用。明白了熟能生巧的道理。同时这次实验，我也掌握了简单I/O的端口使用。理解了端口的地址的产生方法，明白了片选信号的含义。同时也对8086处理器有了更进一步的了解。实验六 8255A实验一、实验目的与要求1熟悉Proteus ISIS编辑环境及仿真调试方法。2掌握8255并行口芯片的工作原理及应用。3掌握翻转法识别矩阵键盘按键的工作原理。4. 掌握动态扫描LED数码管显示的工作原理。5在Proteus ISIS环境下，仿真调试程序。二、实验内容利用8255A作为输入输出接口，设计一个矩阵键盘识别电路，采用翻转法获取按键键值，并以下面两种方法显示键值：利用8个发光二极管以二进制形式显示按键键值。在LED数码管上以十进制和十六进制两种形式显示按键键值，可利用开关切换，选择用哪种进制形式显示按键键值。汇编源代码如下：.model small.8086.datakey db 0fh,0bh,07h,03h db 0eh,0ah,06h,02h db 0dh,09h,05h,01h db 0ch,08h,04h,00h db 0,0,0,0,0,0,0,3,0,0,0,2,0,1,0,0.codestart:mov ax,datamov ds,axmov dx,0f6hmov al,10010000bout dx,alloop1:;-show number-mov al,clmov dx,0f2hout dx,almov dx,0f0hin al,dxmov ch,almov al,clmov bl,aland ch,10000000bcmp ch,10000000bjnz showcmp cl,0ahjb showadd bl,6show:mov al,blmov dx,0f4hout dx,al;-keypad detect-r4:mov al,bland al,00001111bor al,01110000b; row4mov dx,0f4hout dx,almov dx,0f0hin al,dxand al,00001111bcmp al,0fhjz r3mov ah,0mov si,axmov cl,keysi+16mov ch,0mov si,cxmov cl,keysijmp loop1r3:mov al,bland al,00001111bor al,10110000b; row3mov dx,0f4hout dx,almov dx,0f0hin al,dxand al,00001111bcmp al,0fhjz r2mov ah,0mov si,axmov cl,keysi+16mov ch,0mov si,cxmov cl,keysi+4jmp loop1r2:mov al,bland al,00001111bor al,11010000b; row2mov dx,0f4hout dx,almov dx,0f0hin al,dxand al,00001111bcmp al,0fhjz r1mov ah,0mov si,axmov cl,keysi+16mov ch,0mov si,cxmov cl,keysi+8jmp loop1r1:mov al,bland al,00001111bor al,11100000b; row1mov dx,0f4hout dx,almov dx,0f0hin al,dxand al,00001111bcmp al,0fhjz loop1mov ah,0mov si,axmov cl,keysi+16mov ch,0mov si,cxmov cl,keysi+12jmp loop1;-out leds-mov dx,0f2hmov al,10101010bout dx,al;-out led-;mov dx,0f4h;mov al,09h;out dx,al;-jmp loop1end运行效果十进制显示具体电路图如下：三、实验思路简述1）矩阵键盘通过8255A的C端口的高位用低电平扫描键盘的ROW1ROW4，将COL的状态通过A端口反馈给处理器，处理器通过查表的方式得到结果。2）进制切换进制切换采用单刀双掷开关，当接VCC的时候，将结果与二极管的所指示的三位数通过逻辑运算确定高位。同时将结果通过8255A的A7接口传入程序。当拨在VCC时，采用十进制，当拨在GND时采用十六进制。四、实验心得通过本次实验，我系统地掌握了8255A的使用方法。知道了可以通过控制字的方式来确定8255A的工作模式。同时本次实验也加强了我的动手、分析能力。实验七 8253定时器实验一、实验目的1掌握8253定时器的工作原理及应用。2掌握8253定时器的编程方法。二、实验原理及电路说明如图 所示是实验箱提供的定时器电路原理图。8253的工作频率为02.6MHZ，所以，输入频率要在2.6MHZ以下。图 8253定时器电路原理图三、实验内容及要求1、利用8253定时器设计播放音乐的程序。在proteus环境下实现，电路图如下图所示： 源码：.MODELSMALLio8259_main_addr equ 0600H .8086.datatconctr equ 506htcon0 equ 500htcon1 equ 502htcon2 equ 504hmusic dw 7644d,6810d,6068d,5726d,5102d,4546d,4050d dw 3822d,3404d,3032d,2862d,2706d,2272d,2024d dw 1912d,1702d,1516d,1432d,1276d,1136d,1012d dw 0series db 1d,2d,3d,4d,5d,6d,7d,8ddb 9d,10d,11d,12d,13d,14d,15d,16ddb 17d,18d,19d,20d,21d,22dlen equ $-series.code setup_int macro int_irq,int_cs,int_ip push di push ds mov di,0 mov ds,di mov di,(int_irq)*4 mov word ptr ds:di,int_ip mov word ptr ds:di+2,int_cs pop ds pop di endm setup_ints macro int_irq,int_cs,int_ip setup_int int_irq,int_cs,int_ip setup_int (int_irq+1),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+2),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+3),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+4),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+5),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+6),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+7),int_cs,int_ip endmintxx proc farinc bxcmp bx,lenjnz playmov bx,0play:mov si,bxmov ax,word ptr seriessipush bxmov bl,2mul blpop bxmov si,axmov ax,musicsimov dx,tcon2out dx,almov al,ahout dx,aliretintxx endp .startupmov ax,music2 cli setup_ints 00h,seg intxx,offset intxx setup_ints 08h,seg intxx,offset intxx setup_ints 10h,seg intxx,offset intxx setup_ints 18h,seg intxx,offset intxxmain:mov ax,datamov ds,axmov bx,0;-8253-mov dx,tconctrmov al,10110110bout dx,almov al,01110110bout dx,almov dx,tcon1mov ax,1000dout dx,almov al,ahout dx,al;-8255-sti;-jmp $ .data.stackEND2、利用的开关模块、8255模块、8253定时器模块、LED指示灯、LED七段数码管及其他相关模块，设计一数字式秒表。要求研究设计方案，完成实验电路的设计，画出电路原理图，完成控制程序的编程设计与调试并记录实验结果。.MODELSMALLio8259_main_addr equ 0600H .8086.datatconctr equ 506htcon0 equ 500htcon1 equ 502htcon2 equ 504hbuff db 4 dup(?)state db 01h.code setup_int macro int_irq,int_cs,int_ip push di push ds mov di,0 mov ds,di mov di,(int_irq)*4 mov word ptr ds:di,int_ip mov word ptr ds:di+2,int_cs pop ds pop di endm setup_ints macro int_irq,int_cs,int_ip setup_int int_irq,int_cs,int_ip setup_int (int_irq+1),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+2),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+3),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+4),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+5),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+6),int_cs,int_ip setup_int (int_irq+7),int_cs,int_ip endmintxx proc farpush axpush dxmov dx,800hin al,dxcmp al,11111101bjz clearinc cxcmp cx,9999djnz bin2decclear:mov cx,0bin2dec:mov ax,cxpush bxpush dxpush cxxor dx,dxmov bx,1000div bxmov cl,almov byte ptr buff0,clmov ax,dxmov bx,100xor dx,dxdiv bxmov cl,almov byte ptr buff1,clmov ax,dxmov bx,10xor dx,dxdiv bxmov cl,almov byte ptr buff2,clmov cl,dlmov byte ptr buff3,clpop cxpop dxpop bxmov al,buff0shl al,1 shl al,1 shl al,1 shl al,1 mov dl,buff1or al,dlmov dx,804hout dx,almov al,buff2shl al,1 shl al,1 shl al,1 shl al,1 mov dl,buff3or al,dlmov dx,802hout dx,alover: pop dx pop ax iret intxx endp .startup cli setup_ints 00h,seg intxx,offset intxx setup_ints 08h,seg intxx,offset intxx setup_ints 10h,seg intxx,offset intxx setup_ints 18h,seg intxx,offset intxxmain:mov ax,datamov ds,axmov cx,0;-gateopen-mov dx,700hmov al,01hout dx,al;-8253-mov dx,tconctrmov al,01110110bout dx,almov dx,tcon1mov ax,1000dout dx,almov al,ahout dx,al;-8255-mov dx,806hmov al,10010000bout dx,alsti;-jmp $.data.stackEND四、实验效果以及分析本次实验采用不可屏蔽中断NMI来响应请求。因为Proteus在利用8259A的中断控制模型存在一定问题，尚待研究。在响应普通中断INTR的时候，程序跑飞。但是利用软件执行INT中断正常。这是程序运行效果图。五、实验心得通过本次实验，我掌握了8253计数器的应用，也掌握了中断的知识。但是由于条件存在一定的限制，并不能使用普通的中断，不得已采用非屏蔽中断来解决问题。而且通过本次实验，我首次结合了大量的芯片进行实验，因为电路的连线还是比较复杂的，一不小心就有可能接错在实验电路的搭建过程中，培养了耐心以及认真的态度。实验八 模/数转换实验一、实验目的1掌握逐次逼近A/D转换器的工作原理。2掌握ADC0809的工作原理及应用。3. 完成A/D转换的编程实验。二、实验原理及电路说明如图16所示是实验仪提供的模拟量发生器及ADC0809模块电路原理图。模拟量发生器的电位器两边的插孔已经分别接好电源+5V和地，ADC0809的VREF+已接+5V,VREF-已接地，在实验过程中不需要再接线。模拟量发生器及ADC0809模块电路原理图三、实验内容及要求利用实验箱提供的8255模块、8253定时器模块、LED指示灯、LED七段数码管及其他相关模块，设计一模拟电压采集系统，实现循环采集模拟通道信号，并显示转换后的数字量和根据数字量计算出的模拟电压值。要求各实验小组研究设计方案，完成实验电路的设计，画出电路原理图，完成控制程序的编程设计与调试并记录实验结果。 这次采用Proteus