10284043-童博-通信1004-微机原理实验报告

1 微机原理实验报告 学学 院 院 电子信息工程学院 专业班级 专业班级 通信 1004 学生姓名 学生姓名 童博 学学 号 号 10284043 2012 年年 12 月月 26 日日 2 目目 录录 一 一 I OI O地址译码与交通灯控制实验地址译码与交通灯控制实验 3 3 二 可编程定时器二 可编程定时器 计数器 计数器 82538253 7 7 三三 中断实验 纯中断实验 纯DOSDOS 12 12 四 模四 模 数转换器数转换器 18 18 五 串行通讯五 串行通讯 21 21 六 六 课程综合实验课程综合实验 抢答器抢答器 28 28 3 一 一 I OI O 地址译码与交通灯控制实验地址译码与交通灯控制实验 一一 实验目的实验目的 通过并行接口 8255 实现十字路口交通灯的模拟控制 进一步掌握对并行口的使用 二二 实验内容实验内容 如图 5 3 L7 L6 L5 作为南北路口的交通灯与 PC7 PC6 PC5 相连 L2 L1 L0 作为东 西路口的交通灯与 PC2 PC1 PC0 相连 编程使六个灯按交通灯变化规律燃灭 十字路口交通灯的变化规律要求 1 南北路口的绿灯 东西路口的红灯同时亮 3 秒左右 2 南北路口的黄灯闪烁若干次 同时东西路口的红灯继续亮 3 南北路口的红灯 东西路口的绿灯同时亮 3 秒左右 4 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 5 转 1 重复 8255 动态分配地址 控制寄存器 0C40BH A 口地址 0C408H C 口地址 0C40AH 三 程序流程图和程序清单三 程序流程图和程序清单 4 开始 设置8255A口输入C口输出 南北路口绿灯亮 东西路口红灯亮 长延时 南北路口黄灯闪 东西路口红灯亮 南北路口红灯亮 东西路口绿灯亮 长延时 南北路口红灯亮 东西路口黄灯闪 是否有键按下 返回DOS Y N DATA SEGMENT 5 X DB DATA ENDS STACK1 SEGMENT STACK DW 100H DUP 0 STACK1 ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS CODE DS DATA SS STACK1 START MOV AX DATA MOV DS AX INIT MOV DX 0ce0BH 写控制字 MOV AL 80H OUT DX AL L3 MOV DX 0ce0AH MOV AL 24H 南北绿灯 东西红灯亮 OUT DX AL CALL DELAY CALL DELAY 长延时 3s左右 CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY MOV BL 8 MOV AL 04H L0 XOR AL 40H 南北黄灯闪 东西红灯亮 OUT DX AL CALL DELAY 延时 CALL DELAY DEC BL 闪烁几次 JNZ L0 CALL DELAY MOV AL 81H 南北红灯亮 东西绿灯亮 OUT DX AL CALL DELAY CALL DELAY 6 CALL DELAY 长延时 3s左右 CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY MOV BL 9 MOV AL 80H L1 XOR AL 02H 南北红灯亮 东西黄灯闪 OUT DX AL CALL DELAY 延时 CALL DELAY DEC BL JNZ L1 闪烁几次 CALL DELAY MOV DL 0FFH MOV AH 06H INT 21H JZ L3 六号功能判断若无字符输入ZF 1继续循环 MOV AH 4CH INT 21H 延时函数 DELAY PUSH CX PUSH DX MOV CX 1FFFH LOP1 MOV DX 0FFFFH LOP2 DEC DX JNZ LOP2 LOOP LOP1 POP DX POP CX RET CODE ENDS END START 7 四 实验遇到的问题和解决方法四 实验遇到的问题和解决方法 问题 问题 绿灯灭后黄灯没有出现闪烁的效果 一直保持常亮 解决方法 解决方法 修改程序 通过利用异或和循环指令使绿灯灭 红灯亮后 黄灯口的状态从 0 到 1 循环变换 并通过调用延迟子程序 从而实现人眼可辨的黄灯闪的效果 二 二 可编程定时时钟可编程定时时钟 计数器 计数器 82538253 一 实验目的一 实验目的 掌握 8253 的基本工作原理和编程方法 二 实验内容二 实验内容 1 按图 5 1 虚线连接电路 将计数器 0 设置为方式 0 计数器初值为 N N 0FH 用手 动逐个输入单脉冲 编程使计数值在屏幕上显示 并同时用逻辑笔观察 OUT0 电平变化 当 输入 N 1 个脉冲后 OUT0 变高电平 图 5 1 2 按图5 2连接电图 将计数器0 计数器1分别设置为方式3 计数初值设为1000 用逻 辑笔观察OUT1输出电平的变化 频率1HZ 8 图5 2 三 实验原理三 实验原理 8253 具有 3 个独立的计数通道 采用减 1 计数方式 在门控信号有效时 每输入 1 个计数 脉冲 通道作 1 次计数操作 当计数脉冲是已知周期的时钟信号时 计数就成为定时 作 计数器时 要求计数的次数可直接作为计数器的初值预置到减 1 计数器中 8253 中各通道可有 6 种可供选择的工作方式 以完成定时 计数或脉冲发生器等多种功 能 本实验用到的是方式 0 计数结束中断 在写入计数值 N 之后的第一个 CLK 的下降沿 将 N 装入计数执行单元 待下一个 CLK 的下降沿到来且门控信号 GATE 为高电平时 通道开 始启动计数 在计数过程中 OUT 一直保持低电平 直到计数达 0 时 OUT 输出由低电 平变为高电平 并且保持高电平 8253 动态分配地址 控制寄存器 0EC03H 计数器 0 地址 0EC00H 计数器 1 地址 0EC01H 四 程序流程图和程序清单四 程序流程图和程序清单 1 1 9 开始 设置计数器0为工作方式0 送计数器初值 读计数器值 显示计数值 是否有键按下 结束 Y N DATA SEGMENT N EQU 0BH 计数器初值 不大于0FH CHLDB 0AH 0DH 换行 DATA ENDS STACK1 SEGMENT STACK DW 100 DUP 0 STACK1 ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS CODE DS DATA SS STACK1 START MOV AX DATA MOV DS AX 10 INIT MOV DX 0EC03H 控制寄存器地址 MOV AL 10H 计数器0 低字节 方式0 二进制计数 OUT DX AL 写入控制字 MOV DX 0C400H MOV AL N OUT DX AL 写入计数初值 MOV CL N L0 MOV AL 0 计数器0锁存 MOV DX IO8253 OUT DX AL MOV DX 0 EC 00H IN AL DX 读取当前数值 CMP AL CL JNE L0 若AL不等于CL 则继续到L0循环 DEC CL 更改CL值 MOV DL AL CMP DL 09H 是0 9吗 JLE ASCI ADD DL 07H 是A F ASCI ADD DL 30H MOV AH 02H 单字符输出计数器当前值 INT 21H MOV DX OFFSET CHL 输出字符串换行 MOV AH 09H INT 21H CMP CL 0 JNL L0 CL不小于0时 继续循环 MOV AH 4CH INT 21H CODE ENDS END START 2 2 11 开始 设置计数器0为工作方式3 向计数器0送初值1000 先送低字节再送高字节 设置计数器1为工 作方式3 向计数器1送初值1000 先送低字节再送高字节 结束 DATA SEGMENT X DB DATA ENDS STACK1 SEGMENT STACK DW 100H DUP 0 STACK1 ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS CODE DS DATA SS STACK1 START MOV AX DATA MOV DS AX MOV AL 36H MOV DX 0 EC 03H 写计数器0控制字 OUT DX AL MOV AX 1000 写计数器0初值 MOV DX 0C400H OUT DX AL 先写低字节后写高字节 12 MOV AL AH OUT DX AL MOV AL 76H MOV DX 0 EC 03H OUT DX AL 写计数器1控制字 MOV AX 1000 写计数器0初值 MOV DX 0 EC 01H OUT DX AL MOV AL AH 先写低字节后写高字节 OUT DX AL CODE ENDS END START 五 总结五 总结 问题问题 计数初值没有显示出来 解决方法解决方法 进行 TD 调试 发现逻辑上出现了问题 修改程序 通过利用 CMP AL CL JNZ L0 来实现将所有的计数值都显示出来 三三 中断实验 纯中断实验 纯 DOSDOS 一 实验目的一 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 IRQ0 08H 时钟 IRQ1 09H 键盘 IRQ2 0AH 保留 IRQ3 OBH 串行口 2 IRQ4 0CH 串行口 1 IRQ5 0DH 硬盘 IRQ6 0EH 软盘 IRQ7 0FH 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 13 中断源 中断类型号 中断功能 52 IRQ8 070H 实时时钟 IRQ9 071H 用户中断 IRQ10 072H 保留 IRQ11 O73H 保留 IRQ12 074H 保留 IRQ13 075H 协处理器 IRQ14 076H 硬盘 IRQ15 077H 保留 PCI 总线中的中断线只有四根 INTA INTB INTC INTD 它们需要通过 P设置 tpc 卡中 9054 芯片 io 口 使能中断 in ax dx or ax 0900h out dx ax 其中 IOPORT CENT 是 9054 芯片寄存器组的 I O 起始地址 每台微机可能都不同 编程时 需要了解当前的微机使用哪段并进行设置 获取方法请参看本书结尾部分的介绍 也可使 用自动获取资源分配的程序取得 68H 的偏移是关于中断使能的寄存器地址 设置含义 如下 程序退出前还要关闭 9054 的中断 代码如下 mov dx ioport cent 68h 设置 tpc 卡中 9054 芯片 io 口 关闭中断 in ax dx and ax 0f7ffh out dx ax 6 PC 机中断控制器 8259 的地址为 20H 21H 编程时要根据中断类型号设置中断矢量 8259 中断屏蔽寄存器 IMR 对应位要清零 允许中断 中断服务结束返回前要使用中断结 束命令 MOV AL 20H OUT 20H AL 中断结束返回 DOS 时应将 IMR 对应位置 1 以关闭中断 四 参考流程图四 参考流程图 15 关中断 设置TPC卡中断使能 保存原中断向量 设置中断掩码 设置新中断向量 显示提示信息 开中断 计数器0 按任意键 恢复中断掩码 恢复原中断向量 设置TPC卡中断关闭 开始 结束返回 Y N Y N 关中断 计数器减一 显示提示信息 发出EOI结束中断 开中断 中断开始 中断返回 五 参考程序五 参考程序 程序名 INT ASM 386 以上微机适用 纯 dos 下才能使用 tasm4 1 或以上编译 data segment int vect EQU 071H 中断 0 7 的向量为 08h 0fh 中断 8 15 的向量为 70h 77h 16 55 irq mask 2 7 equ 011111011b 中断掩码 中断 0 7 时从低至高相应位为零 中断 8 15 时第 2 位为零 irq mask 9 15 equ 011111101b 中断 0 7 时全一 中断 8 15 时从低至高相应位为零 ioport cent equ 0 EC 00h tpc 卡中 9054 芯片的 io 地址 csreg dw ipreg dw 旧中断向量保存空间 irq times dw 00h 中断计数 msg1 db 0dh 0ah TPC pci card Interrupt 0dh 0ah msg2 db 0dh 0ah Press any key to exit 0dh 0ah msg3 db 0dh 0ah Press DMC to interrupt 10 times and exit 0dh 0ah data ends stacks segment db 100 dup stacks ends code segment assume cs code ds data ss stacks es data start Enable Local Interrupt Input cli mov ax data mov ds ax mov es ax mov ax stacks mov ss ax mov dx ioport cent 68h 设置 tpc 卡中 9054 芯片 io 口 使能中断 in ax dx or ax 0900h out dx ax mov al int vect 保存原中断向量 mov ah 35h int 21h mov ax es mov csreg ax mov ipreg bx mov ax cs 设置新中断向量 56 mov ds ax mov dx offset int proc mov al int vect mov ah 25h int 21h in al 21h 设置中断掩码 and al irq mask 2 7 17 out 21h al in al 0a1h and al irq mask 9 15 out 0a1h al mov ax data mov ds ax mov dx offset msg2 mov ah 09h int 21h mov dx offset msg3 mov ah 09h int 21h mov irq times 0ah sti loop1 cmp irq times 0 等待中断并判断中断 10 次后退出 jz exit mov ah 1 int 16h jnz exit 按任意键退出 jmp loop1 exit cli mov bl irq mask 2 7 恢复中断掩码 not bl in al 21h or al bl out 21h al mov bl irq mask 9 15 not bl in al 0a1h 57 or al bl out 0a1h al mov dx ipreg 恢复原中断向量 mov ax csreg mov ds ax mov ah 25h mov al int vect int 21h mov dx ioport cent 68h 设置 tpc 卡中 9054 芯片 io 口 关闭中断 in ax dx and ax 0f7ffh out dx ax mov ax 4c00h 18 int 21h int proc proc far 中断处理程序 cli push ax push dx push ds dec irq times mov ax data Interrupt to do mov ds ax mov dx offset msg1 mov ah 09h int 21h mov al 20h Send EOI out 0a0h al out 20h al pop ds pop dx pop ax sti iret int proc endp code ends 四 模四 模 数转换器数转换器 一 实验目的一 实验目的 了解模 数转换的基本原理 掌握 ADC0809 的使用方法 二 实验内容二 实验内容 实验电路原理图如图 38 通过实验台左下角电位器 RW1 输出 0 5 直流电压送入 ADC0809 通道 0 IN0 利用 debug 的输出命令启动 转换器 输入命令读取转换结果 验 证输入电压与转换后数字的关系 启动 IN0 开始转换 Out 0298 0 读取转换结果 In 0298 19 编程采集 IN0 输入的电压 在屏幕上显示出转换后的数据 用 16 进制数 将 JP3 的 1 2 短接 使 IN2 处于双极性工作方式 并给 IN1 输入一个低频交流信号 幅度为 编程采集这个信号数据并在屏幕上显示波形 三 实验提示三 实验提示 ADC0809 的 IN0 口地址为 298H IN1 口地址为 299H IN0 单极性输入电压与转换后数字的关系为 其中 Ui 为输入电压 UREF 为参考电压 这里的参考电压为 机的 电源 一次 A D 转换的程序可以为 MOV DX 口地址 OUT DX AL 启动转换 延时 IN AL DX 读取转换结果放在 AL 中 四 参考流程图四 参考流程图 20 开始 结束 启动A D转换 延时 所读数据赋给BL 将数据右移四位 调显示子程序显示其高四位 调显示子程序显示其低四位 从BL中取出数据和0FH相与 读入转换后数据 有按键吗 Y N 开始 结束 将AL赋给DL DL加7 显示ASII码为DL的字符 DL加30H DL大于9吗 Y N 五 参考程序五 参考程序 AD 1 ASM ioport equ 0d400h 0280h io0809a equ ioport 298h code segment assume cs code start mov dx io0809a 启动 A D 转换器 out dx al mov cx 0ffh 延时 delay loop delay in al dx 从 A D 转换器输入数据 mov bl al 将 AL 保存到 BL mov cl 4 shr al cl 将 AL 右移四位 call disp 调显示子程序显示其高四位 mov al bl and al 0fh call disp 调显示子程序显示其低四位 mov ah 02 mov dl 20h 加回车符 21 int 21h mov dl 20h int 21h push dx mov ah 06h 判断是否有键按下 mov dl 0ffh int 21h pop dx je start 若没有转 START mov ah 4ch 退出 int 21h disp proc near 显示子程序 mov dl al cmp dl 9 比较 DL 是否 9 jle ddd 若不大于则为 0 9 加 30h 为其 ASCII 码 add dl 7 否则为 A F 再加 7 ddd add dl 30h 显示 mov ah 02 int 21h ret disp endp code ends end start 五 串行通讯五 串行通讯 一 实验目的一 实验目的 1 进一步了解串行通信的基本原理 2 掌握串行接口芯片 8250 的工作原理和编程方法 3 熟悉 PC 机串行口的基本连接方法 二 实验内容二 实验内容 1 PC 机 RS 232 串口自发自收 按照 PC 机串口自发自收的连接方法连线 编写 PC 机自发自收串行通信程序 要求 从键 盘输入一个字符 将字符通过串口发送出去 再由此串口将字符接收回来并在屏幕上显示 实现自发自收 2 两台 PC 机间 RS 232 串口通信 按照 PC 机 RS 232 串口直接互连的方法连接两台 PC 机 编写 PC 机直接互连串行通信程序 要求 由甲机键盘键入字符经串口发送给乙机 再由乙机通过串口接收字符并显示在屏幕 22 上 当键入感叹号 结束收发过程 三 实验原理三 实验原理 1 本实验为异步通信 以字符为单位进行传送 每传送一个字符 以起始位作为开始标志 以停止位作为结束标志 异步串行通信的工作过程是 传送开始后 接收设备不断地检测传输线是否有起始位到来 当接收到一系列的 1 空闲或停止位 之后 检测到第一个 0 说明起始位出现 就 开始接收所规定的数据位 奇偶校验位及停止位 经过接收器处理 将停止位去掉 把数 据位拼装成一字节数据 并且经奇偶校验无错误 才算是正确地接收到了一个字符 当一 个字符接收完毕 接收设备又继续测试传输线 监视 0 电平的到来 下一个字符的开始 直到全部数据接收完毕 D0 D1 Dn 空闲位 数据位 奇 偶 校 验 位 停 止 位 帧 起 始 位 空闲位 2 8250 各部分功能说明 8250 片内有 10 个寄存器 其中有几个是共用地址的 其识别由线路控制寄存器 LCR 的 最高位 DLAB 来决定 各寄存器的地址和格式如下所示 23 3 数据发送和接收 四 程序清单四 程序清单 1 1 自发自收 自发自收 DATA SEGMENT CHLDB 0AH 0DH 换行字符串 DATA ENDS STACK1 SEGMENT STACK DW 100 DUP 0 STACK1 ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS CODE DS DATA SS STACK1 START MOV AX DATA MOV DS AX INIT MOV DX 3FBH 24 MOV AL 80H DLAB 1 OUT DX AL MOV AX 0CH N 12 BAUD 9600bps MOV DX 3F8H 低位 OUT DX AL MOV AL AH INC DX OUT DX AL MOV AL 03H 八位数据 1停止 无校验 MOV DX 3FBH 线路控制REG OUT DX AL MOV AL 0 屏蔽全部中断 MOV DX 3F9H OUT DX AL WAIT1 MOV DX 3FDH 读线路状态寄存器 IN AL DX TEST AL 1EH 判断是否有错 JNZ ERROR TEST AL 01H 判断是否收到 JNZ RECEIVE TEST AL 20H 判断发送端是否空 JZ WAIT1 MOV DL 0FFH 六号功能调用读入待发送数据 MOV AH 06H INT 21H JZ WAIT1 MOV DX 3F8H 写发送REG OUT DX AL JMP WAIT1 返回 WAIT1 CHAR PUSH AX MOV DL AL 显示接收 MOV AH 02H INT 21H MOV DX OFFSET CHL 输出字符串换行 MOV AH 09H INT 21H 25 POP AX JMP WAIT1 ERROR MOV DX 3FDH IN AL DX MOV DL 对于错误显示 MOV AH 02H INT 21H JMP WAIT1 RECEIVE MOV DX 3F8H IN AL DX 读数据接收寄存器 CMP AL 判断是否结束 JNE CHAR MOV AH 4CH INT 21H CODE ENDS END START 2 2 双机通信双机通信 1 1 发送端 发送端 CODE SEGMENT ASSUME CS CODE START MOV AL 80H 8250初始化 设DLAB 1 MOV DX 3FBH OUT DX AL MOV AX 30H MOV DX 3F8H OUT DX AL 写入除数低字节 MOV AL AH INC DX OUT DX AL 写入除数高字节 MOV AL 0AH 7位数据 1位停止 奇校验 26 MOV DX 3FBH OUT DX AL 写入线路控制寄存器 MOV AL 03H MOV DX 3FCH OUT DX AL 写入Modem控制寄存器 MOV AL 0 MOV DX 3F9H OUT DX AL 写中断允许寄存器 屏蔽所有中断 WAIT1 MOV DX 3FDH 读线路状态寄存器 IN AL DX TEST AL 1EH 出错否 JNZ ERROR TEST AL 01H 接收数据就绪否 JNZ SEND 发送 TEST AL 20H 发送寄存器空否 不空 返回等待 JZ WAIT1 SEND MOV AH 1 INT 21H 读键盘 CMP AL 21H 是 JZ EXIT 是 返回操作系统 MOV DX 3F8H 不是 则发送 OUT DX AL JMP WAIT1 返回等待 ERROR MOV DX 3FDH 出错则清除线路状态寄存器 IN AL DX MOV DL 显示 MOV AH 02H INT 21H JMP WAIT1 EXIT MOV AH 4CH INT 21H CODE ENDS END START 27 2 2 接收端 接收端 CODE SEGMENT ASSUME CS CODE START MOV AL 80H 8250初始化 MOV DX 3FBH OUT DX AL MOV AX 30H 写除数 MOV DX 3F8H OUT DX AL 写入除数低字节 MOV AL AH INC DX MOV DX 3F9H OUT DX AL 写入除数高字节 MOV AL 0AH MOV DX 3FBH OUT DX AL 写入线路控制寄存器 MOV AL 03H MOV DX 3FCH OUT DX AL 写入Modem控制寄存器 MOV AL 0 MOV DX 3F9H OUT DX AL 写中断允许寄存器 屏蔽所有中断 WAIT1 MOV DX 3FDH 读线路状态寄存器 IN AL DX TEST AL 1EH 出错否 JNZ ERROR TEST AL 01H 接收数据就绪否 JNZ RECEIVE 转接收 TEST AL 20H 发送寄存器空否 不空 返回等待 JZ WAIT1 JMP WAIT1 均返回等待 RECEIVE MOV DX 3F8H 读接收数据 IN AL DX AND AL 01111111B 保留位数据 28 CMP AL 21H 是 JNZ CHAR MOV AH 4CH 返回操作系统 INT 21H CHAR PUSH AX MOV DL AL MOV AH 2 显示接受字符 INT 21H POP AX JMP WAIT1 返回等待 ERROR MOV DX 3FDH 出错则清除线路状态寄存器 IN AL DX MOV DL 显示 MOV AH 02H INT 21H JMP WAIT1 CODE ENDS END START 五 总结五 总结 问题 问题 当按下一个字符时 屏幕上会显示两个字符 其中