微机接口实验ppt讲解课件

信息学院计算机系2013 4 微机与接口技术实验 实验要求 1 实验预习每次实验前 学生需撰写实验报告的 实验预习部分 实验时由指导教师针对实验预习要求进行提问 确认预习达到要求后方可进行实验 没有认真进行实验预习和完成预习报告 指导教师可以取消学生的本次实验 学生待预习达到要求后可申请补做 但时间由指导教师另行安排 实验要求 2 实验过程按照实验要求按步骤进行实验 实验者应仔细观察实验现象 并与 实验预习部分 预期的实验现象进行对比 填写 实验及调试部分 的观察报告 若实验现象与预期现象不符 应找出问题所在 重新实验直至正确 在调试过程中 需注意记载出现的问题 及解决方法 每完成一个子实验 应让指导教师确认签字 及时记录设计性实验中更改的电路连线 程序及数据 实验要求 3 实验总结有必要的话 根据实验报告的 实验及调试部分 撰写 实验心得 完成实验报告 实验总结部分 的设计性实验流程图 要求用铅笔和直尺绘制 完成实验报告 实验总结部分 的设计性实验汇编源程序 在下一次实验时 将前一次实验的 实验总结部分 交由指导教师确认签字 没有完成前一次实验总结部分的学生 指导教师可以取消学生本次实验 实验要求 4 实验注意事项每次均使用指导教师指定的实验桌 不可任意更改 爱护实验器材 若发现实验器材有问题 应及时通知指导教师 教师在确认实验设备不能使用后 会予以更换 学生不可任意更换实验设备 实验结束后 应确认计算机 实验电源 实验箱的电源已经关闭 实验连线已经收纳整洁 方可离开实验室 实验考核方法 平时成绩 30 期末笔试 70 1 平时成绩 预习情况 实验完成情况 实验报告书写情况综合评定 2 期末笔试 实验的参考程序 连线 基本原理是基本要求 常用DOS系统功能调用 INT21H 请参考指导书附录二 1 预备实验2 8255实验3 8253实验4 8259A实验5 D A变换实验6 A D变换实验7 8251实验 本学期实验内容 实验一预备实验 一 实验内容1 实验设备及开发环境的使用2 74LS273作为简单并行输出接口实验3 地址译码器实验 实验设备及开发环境使用 见指导书的1 7页 地址译码器实验 实验要求执行I O指令 使得译码器其中的2个地址轮流输出有效负脉冲 用脉冲分别控制74LS74D触发器的CLK和CD端 实现与Q端相连的L7灯的闪烁 实验说明74LS138为地址译码器 译码输出端Y0 Y7在实验台上 I O地址 输出端引出 每个输出端包含8个地址 Y0 280H 287H Y1 288H 28FH 当CPU执行I O指令且地址在280H 2BFH范围内 译码器选中 必有一根译码线输出负脉冲 实验说明74LS74为D触发器 使用实验台上数字电路实验区的D触发器 实验电路中D触发器CLK端输入脉冲时 上升沿使Q端输出高电平L7发光 CD端加低电平L7灭 数字电路区的CLK端接地址译码区2A0 2A7H CD端接2A8 2AFH SD端接 5V Q端接L7 锁存器实验 实验要求PC机输入字符的ASCII码通过74LS273输出到发光二极管L0 L7 实验说明数据和地址线复用时需要锁存器 其目的是防止在传数据时 地址线被数据所影响 74LS273是8位D触发器 可作锁存器 常见的还有74LS373 CLK D Q D Q CLK D0 D7 Q0 Q7 MR CP 8位锁存器74LS273功能表 锁存器就是带三态输出的D触发器 通常以8个D触发器为一个封装 74LS273就是一个典型的8D锁存器 当MR为高电平时 CP脉冲上升沿将使得输出Qi等于其输入Di 若CP脉冲无上升沿 则Di的变化不会影响Qi的状态 这种现象称为锁存 I O输出区的片选CS273接地址译码口2A8H 2AFH1Q 8Q接发光二极管L0 L7 实验二8255实验 一 实验内容1 开关实验2 交通灯控制实验3 七段数码管显示实验4 数码管循环显示实验5 键盘接口实验6 8255作为键盘和数码管接口综合设计实验 1 开关实验 实验要求将从8255的PC口读入的K1 K8开关状态显示在PA口相连的发光二极管上 8255工作在方式0下 A口输出 C口输入 实验说明发光二极管L0 L7接高电平发光 8255的C口输入8位开关状态再由A口输出到发光二极管显示 8255起始口地址 A口地址 为288H B口地址为289H C口地址为28AH 控制口地址为28BH 8255初始化 从C口读入开关状态并输出到A口的有关程序片段如下 MOVDX 28BH 控制寄存器地址MOVAL 10000010B 控制字OUTDX AL 写入控制寄存器MOVDX 28AH C口地址INAL DX 读入C口状态MOVDX 288H A口地址OUTDX AL C口数据输出A口 io8255aequ288hio8255cequ28ahio8255zequ28bhmovdx io8255zmoval 8bhoutdx al 8255片选8255 CS接288H 有什么作用 2 交通灯控制实验 实验要求通过8255并行接口实现十字路口交通灯的模拟控制 参考程序实现的是红绿灯交替闪烁 要求按照实验说明中的要求自行编写程序实现交通灯功能 实验说明发光二极管L0 L7接高电平发光 实验说明将发光二极管L0 L7分成两组 L0 红 L1 黄 L2 绿 为一组代表东西或南北方向 L5 绿 L6 红 L7 黄 为一组代表南北或东西方向 十字路口交通灯变化规律 南北路口的绿灯 东西路口的红灯同时亮30秒左右 南北路口的黄灯闪烁若干次 同时东西路口的红灯继续亮 南北路口的红灯 东西路口的绿灯同时亮30秒左右 南北路口的红灯继续亮 同时东西路口的黄灯亮闪烁若干次 转 重复 参考程序的实验连线为8255片选接288H 28FH PC0 PC7依次接发光二极管L0 L7 东西 南北 datasegmentio8255cequ28Ah C口io8255zequ28Bh 控制口portc1db21h 南北绿东西红db44h 南北红东西绿db0ffh 结束标志dataendscodesegmentassumecs code ds datastart movax datamovds ax 3 七段数码管显示实验 实验要求将8255的PA口与数码管的驱动输入端相连 编程实现在数码管上显示从PC机键盘输入的一位十进制数字 0 9 实验说明实验台上的七段数码管为共阴型 段码采用同相驱动 输入端加高电平 数码管的位码加反相驱动器 位码输入端低电平选中 8段共阴极LED数码管结构及显示码的构成 1 共阴极数码管的结构及显示数字构成 a g b c d e f h hgfedcba 段数据信号线 位选通信号线 段数据驱动线 D7D6D5D4D3D2D1D0 hgfedcba hgfedcba 2 8段数码管显示数字0 F的段安排 显示码 将8255作为8个8段共阴极LED数码管显示接口电路的原理电路 a b c d e f g 8255的片选接288H 28FH PA0 PA6依次接数码管的段驱动输入端a g 位驱动端S0接GND 4 数码管循环显示实验 实验要求用8255的PA口控制七段数码管的段驱动 用PC口控制位驱动 参考程序实现的是在两个数码管上显示 56 自行编写程序实现在两个数码管上循环显示 00 FF 实验说明要使多位数码管在接口驱动电路下显示不同的内容 可采用逐位快速轮循显示方式 在一个轮循显示周期中 让每个数码管都显示一次各自的数一定时间 轮循周期大于每秒50次时 人眼会感觉到显示的是多位静止数 要注意的是 为了维持显示的稳定 每次显示一位数前 要将该数码管清零 2位共阴数码管动态循环显示电路原理图 2个数码管的段数据由一个同相驱动电路74LS244加以驱动 段显示码数据的最低位到最高位分别对应数码管的a段到h段 2个数码管的位驱动由反相驱动电路75452家以驱动 实验电路连线8255片选接288H 28FH PA0 PA6接数码管段驱动输入端a g PC0 PC1接位驱动S0 S1 5 键盘接口实验 实验要求参考程序用行反转法实现在实验箱键盘阵列上每按一个键后 PC机屏幕上显示相应的字符 自行编程用行扫描法实现在PC机上显示按键相应字符 实验说明识别键盘阵列上的闭合键有行扫描法和行反转法两种 键盘接口实验 识别键盘阵列上的闭合键有行扫描法和行反转法两种 行扫描法是使键盘上某行线为低电平 而其余行线接高电平 然后读取列植 如果列值中有某位为低电平 则表明行列交点处的键被按下 就确定了按键位置 否则扫描下一行 直至扫描完全部的行线为止 行反转法是先将行线接一个并行口 先让它工作在输出方式下 列线也接一个并行口 先工作在输入方式 程序先通过向全部行线输出低电平 读取列值 如果有键按下 则必会有某一列线值为0 然后程序重新设置并行口输入输出方式 使得行线工作在输入方式 列线工作在输出方式 将刚读取的列值从列线所接并行口输出 然后读取行线的值 从而确定按键位置 实验电路连线8255片选接288H 28FH PA0 PA5接键盘列SER0 SER5 PC0 PC3口接键盘行ROW0 ROW3 PC0 8255A口 PC1 PC2 PC3 PA0 PA5 PA1 PA2 PA3 PA4 8255C口 Y N 行扫描 PC口 PA口 行扫描 PC口 PA口 6 8255作键盘和数码管接口综合设计实验 实验要求要求用8255作为键盘和数码管接口 用行扫描法从实验台上小键盘的数字字母区读取 0 9 或 A F 按键值 并显示在某位数码管上 实验三基于8253定时器和计数器实验 一 实验内容1 脉冲个数计数器实验2 可编程时钟发生器实验3 继电器实验4 电子琴实验5 演奏乐曲实验 1 脉冲个数记录器实验 实验要求利用8253的计数器工作方式实现对按键产生的脉冲计数 同时将计数结果通过8255的PC口输出到发光二极管L0 L5 实验说明将通道0设为方式0 在计数过程中 按键的次数由计数初值减去当前计数值得出 输出显示的结果会随按键按下的次数递增 当通道0完成一次计数时 观察OUT0的电平变化 可用逻辑笔观察 2 可编程时钟发生器实验 实验要求编程将8253通道0设为方式3 通道1设为方式2 通道0输出作为通道1的输入 通道1的输出接一个LED灯 运行后可观察到此灯以设定频率闪烁 实验说明8253每个通道的最大分频值为65536 若需更大的分频要求 就需将多个通道进行串联 即一个通道的输出作为另一个通道的输入 最后总的分频值是各个通道分频值的乘积 本实验将通道0和通道1串联起来 通道0的输入接频率源1MHZ N0为通道0的计数初值 N1为通道1的计数初值 最后通道1的输出频率为 3 继电器实验 实验要求通过设置8253工作在适当的模式下 让继电器周而复始的闭合5秒钟 指示灯灯亮 断开5秒钟 指示灯灯灭 实验说明继电器是具有隔离功能的自动开关元件 是最重要的控制元件之一 8253通道0工作在定时器模式3下 通道1工作在计数器模式0下 启动通道0和通道1计数5秒后 OUT1输出高电平 用8255的PA0口查询OUT1的输出电平 为 1 时 说明5秒定时已到 就用PC0控制继电器开闭 4 电子琴实验 实验要求编程实现将PC机的 1 8 数字键作为电子琴按键 按下时能发出相应的音阶 实验说明8253通道0工作在方式3下产生声音频率 GATE0由8255的PA1控制 利用8255的PA0口来施加控制信号给与门 用来控制扬声器的开关状态 不同的计数初值使8253产生不同频率的波形 扬声器就可产生不同频率的音调 每个音符都有确定的频率 实验四基于8259中断控制实验 实验要求参考程序实现的是手动产生的单脉冲作为中断请求信号 当按下PULSE1 时 L0 L7八个发光二极管全亮 要求自行编程实现多次中断 每按一次PULSE1 中断处理程序内进行加1计数 然后将计数值通过发光二极管L0 L7显示出来 实验说明TPC USB实验箱系统的中断请求信号最终接入PC机的3号中断IRQ3 因此进行中断实验时 中断类型号只能是0BH 需要使用DOS功能调用设置0BH号中断向量 并且要开放PC机的8259中断屏蔽字的IR3位 实验电路 一 实验目的 掌握PC机中断处理系统的基本原理 学会编写中断服务程序 二 实验原理与内容1 实验原理PC机用户可使用的硬件中断只有可屏蔽中断 由8259中断控制器管理 中断控制器用于接收外部的中断请求信号 经过优先级判别等处理后向CPU发出可屏蔽中断请求 IBMPC PC XT机内有一片8259中断控制器对外可以提供8个中断源 中断源中断类型号中断功能IRQ008H时钟IRQ109H键盘IRQ20AH保留IRQ3OBH串行口2IRQ40CH串行口1IRQ50DH硬盘IRQ60EH软盘IRQ70FH并行打印机8个中断源的中断请求信号线IRQ0 IRQ7在主机的62线ISA总线插座中可以引出 系统已设定中断请求信号为 边沿触发 普通结束方式 对于PC AT及286以上微机内又扩展了一片8259中断控制 IRQ2用于两片8259之间级连 对外可以提供16个中断源 中断源中断类型号中断功能IRQ8070H实时时钟IRQ9071H用户中断IRQ10072H保留IRQ11O73H保留IRQ12074H保留I