(2014)微机原理及接口技术实验指导书.doc

实验一 系统认知实验实验目的：了解汇编语言的设计、编写和调试程序的方法，掌握DEBUG的使用。实验设备：装有DOS系统和MASM5.0的微机一台，或TDN86/88微机原理教学实验系统一台。实验内容：编程实现在屏幕上显示一个大写字母“A”或字符串“HOW ARE YOU?”，用DEBUG调试程序实验要求： 1、上机前做好充分准备，包括源程序清单、调试步骤等； 2、用DEBUG来调试程序，熟悉DEBUG的使用。实验步骤： 1、编写程序并输入，检查无误后，经汇编、连接后运行，用DEBUG装入。 2、用U命令反汇编程序，应用R、G等命令，观看运行情况。3、用D、E、A等命令查看、修改源数据，用G命令查看运行结果。4、用Q命令退出DEBUG上机过程v 1.建立源文件 使用EDIT软件，得到扩展名为ASM的汇编语言源程序文件。(扩展名 .asm 勿忘加！)v 2.汇编源程序 使用汇编程序MASM对源程序进行汇编，生成OBJ、LST和CRF文件（后两种一般不需要，可直接回车）。如程序有错，可以根据提示信息，重新编辑、汇编源程序，直到没有严重错误为止。v 3.连接程序 使用连接程序LINK，对汇编程序产生的目标文件进行连接，产生可执行的程序EXE。v 4.调试或运行程序具体过程如下：v 1. 编辑 C:MASMEDIT 文件名.ASMv 2. 汇编 C: MASM masm 文件名.ASMv 3. 连接 C: MASM link 文件名.objv 4. 调试 C: MASM debug 文件名.exev -U 反汇编,记下程序首地址和结束地址v -D 段地址:偏移地址 察看内存单元内容v -E 段地址:偏移地址 修改内存单元内容：空格修改下一个, 回车结束修改v -G=起始地址 结束地址 运行程序参考源程序:(1) 屏幕上显示一个大写字母“A”STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)STACK ENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV AH, 02HMOV DL,41H INT 21HINT 20HCODE ENDS END START(2) 屏幕上显示字符串“HOW ARE YOU?”DATA SEGMENT BUF DB HOW ARE YOU?$DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET BUF MOV AH,09H INT 21H MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDS END START实验二 分支程序设计实验一、实验目的1.掌握分支程序的结构。2.掌握分支程序的设计、调整方法。二、实验设备TDN86/88 教学实验系统一台。三、实验内容及步骤设计一数据块间的搬移程序设计思想：程序要求把内存中一数据区（称为源数据块）传送到另一存储区（成为目的数据块）。源数据块和目的数据块在存储中可能有三种情况，如图3-1 所示。图3-1 源数据块与目的数据块在存储中的位置情况对于两个数据块分离的情况，如图3-1（a），数据的传送从数据块的首地址开始，或从数据块的末地址开始均可。但是对于有重叠的情况，则要加以分析，否则重叠部分会因“搬移”而遭到破坏，可有如下结论：当源数据块首地址目的块首地址时，从数据块末地址开始传送数据，如图3-1（b）所示。当源数据块首地址目的块首地址时，从数据块首地址开始传送数据，如图3-1（c）所示。参考流程：如图3-2所示。图3-2 程序流程图实验程序STACKSEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV CX, 0010HMOV SI, 3100HMOV DI, 3200HCMP SI, DIJA A2ADD SI, CXADD DI, CXDEC SIDEC DIA1:MOV AL, SIMOV DI, ALDEC SIDEC DIDEC CXJNE A1JMP A3A2:MOV AL, SIMOV DI, ALINC SIINC DIDEC CXJNE A2A3:JMP A3CODEENDSEND START实验步骤（1）输入程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。（2）用 E 命令在以 SI 为起址的单元中填入 16 个数。（3）G= ,运行实验程序。（4）用 D 命令查看 DI 为起址的单元中的数据是否与SI 单元中数据相同。（5）试改变SI、DI 的取值，观察在三种不同的数据块情况下程序的运行。四.思考题为什么当源数据块首址目的块首址时，应从数据块首地址开始传送数据。而当数据块首址= XBX+2Y交换XBX和 XBX+2的值ADD BX,2C=0MOV CX,DIC=0YYNNN结束断的定义END START4.编写程序2：在上述已排好序的数据区里查找某一个数。若找到，显示Y，否则显示N。DATA SEGMENT X DW 44H,32H,32H,24H,12H,11H,05H,02H,01H,00H STRING1 DB Y,0DH,0AH,$STRING2 DB N ,0DH,0AH,$ DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV CX,10XOR AX,AXMOV AX,00HMOV BX,0LOOP1:CMP AX,XBXJZ LOOP2INC BXLOOP LOOP1JMP LOOP3LOOP2:MOV DX,OFFSET STRING1MOV AH,09H ;输出相应的字母INT 21H JMP EXITLOOP3:MOV DX,OFFSET STRING2MOV AH,09H ;输出相应的字母INT 21H EXIT:MOV AH,4CHINT 21H CODE ENDS END START 开始段的定义MOV CX,10 MOV AX,00H MOV BX,0AX=XBXYINC BXC=0显示“Y”显示“N”结束NYN三、实验内容1.将编写好的程序1输入、汇编、连接并通过Debug调试和检查运行结果。无序数组X：24H,32H,01H,02H,44H,32H,05H,00H,12H,11H排序后的数组从DS：0000-0010从大到小排列：2.将编写好的程序2输入、汇编、连接并通过Debug调试和检查运行结果。 测试的数据00H保存在AX寄存器中：四、实验报告要求1.整理出运行正确的源程序清单（加以注释），并画出程序流程图。2.如何修改程序1对数据由小到大排序。只要把程序中JGE LOOP3，JGE（=）条件改成JBS(=)3.说明多重循环程序设计中应该注意的问题。应该注意循环的条件和循环的次数，注意别出现死循环4.上机调试过程中遇到的问题是如何解决的。此次实验较为简单，因为排序算法书上有，只出现一个小问题，就是输入的时候，调用OIH中断，只能输入一个字符存在AX中。而不能把输入的数字存在AX中。只会存储相应ACLL码排序程序设计实验（1）写出汇编、连接、及运行程序查看结果的步骤如下：1、程序源代码：data segmentvar1 db 09h,08h,07h,06h,05h,04h,03h,02h,01h,00hvar2 db ?data endscode segment assume cs:code,ds:datastart:mov ax,data mov ds,ax mov cx,000ah ;指定数据个数及循环次数 lea si,var2 ；取数据区VAR2的偏移地址 l1:dec cx jz aa push si push cx cc: dec si mov al,si dec si cmp al,si ；取相邻的两个数进行比较 ja bb xchg al,si mov si+01,al bb:inc si loop cc pop cx pop si jmp l1 aa:mov ah,4ch int 21hcode ends end start2、 汇编3、连接 4、运行程序 第一次数据区的数值一次为：09h,08h,07h,06h,05h,04h,03h,02h,01h,00h 运行结果第二次数据区的数值一次为：02h,03h,05h,01h,04h,06h,0Ah,0Bh,09h,08h运行结果（2） 本次实验程序的流程图开 始初始化循环次数CX置内循环次数SIAiAi+1Y NAi Ai+1修改地址指针指向下一单元修改内循环次数SI-1=SISI=0?NYCX=0?修改外循环次数CX-1=CXN结 束Y（3）1、内循环部分： cc: dec si mov al,si dec si cmp al,si ；取相邻的两个数进行比较 ja bb xchg al,si mov si+01,al 外循环部分： l1:dec cx jz aa push si push cx 2、程序中对SI，CX压栈及弹栈的意义：对SI、CX进行保护。（4） 实验小结 通过此次实验使我进一步了解了汇编语言编程过程。对于汇编的常用指令有更深的理解了。实验五 8255并行接口应用实验一实验目的1. 掌握8255工作方式的编程设计。2. 8255与外部设备进行连接的应用。二.实验设备与材料：TDN86/88教学实验系统一台，扁平插线若干。三.实验原理： INTEL8255是一种通用的可编程并行IO接口芯片，是专为INTEL公司的微处理器设计的，也可用于其它系列的微型机系统中。利用8086汇编指令系统，编制初始化程序，可以变更8255 的工作方式，通用性强，使用灵活。8255具有3个带锁存或缓冲的数据端口，它的并行数据宽度为8位。可与外设并行进行数据交换。A口和B口内具有中断控制逻辑，在外设与CPU之间可用中断方式进行信息交换。 8255能与许多外部设备连接，例如：键盘、显示器、打印机等。(a)工作方式控制字 (b)C口按位置位/复位控制字四.实验内容及步骤18255的一般输入输、出方式本系统中的8255芯片8255的数据线、地址线、读写控制线等分别与系统总线相连，其A、B、C三个端口以排针形式引出，供8255实验使用，其线路如图1所示。图1 8255接口实验中端口地址如表1所示表1信号线寄存器编址IOY3A口60HB口61HC口62H控制寄存器63H接口实验单元中的开关和发光二极管电路按图所示实验线路，8255端口A工作在方式0并作为输出口，端口B工作在方式0并作为输入口。用一组开关信号接入端口B, 端口A输出线接至一组发光二极管上，通过对8255编程来实现输入输出功能。实验步骤图2 8255输入输出方式实验接线图注：圆圈处是要求接的连线。(1)按图2接线。用扁平线（8头）分别插在8255的A口和发光二极管的插针上。用扁平线 分别插在8255的B口和拨动开关的插针上。(2)输入源程序，汇编、连接后装入系统。l 参考程序1 STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV AL,82H ；设8255方式字10000010 A位输出，B口位输入。OUT 63H,ALA1:IN AL,61HOUT 60H,AL JMP A1CODE ENDS END START(3)执行程序后，拨动开关组K0-K7，观察发光二极管LED0-LED7变化，它应是与开关组K0-K7的值是一一对应的变化。28255的选通输入、输出方式按图3 所示实验线路，8255端口A工作在方式0并作为输出口，端口B工作在方式1并作为输入口。从端口C的PC2成为选通信号输入, 端STBb,PC0成为中断请求信号输出端INTRb。当B口数据就绪后，通过发口STBb信号来请求CPU读取端口B数据并送A口输出显示。实验步骤图3 8255选通方式实验接线图（KK1-初态为“1”）注：圆圈处是要求接的连线。（1） 按图3接线。用扁平线（8头）分别插在8255的A口和发光二极管的插针上。用扁平线 分别插在8255的B口和拨动开关的插针上。8255的PC0插针接8259的IRQ7插针上， 8255的PC1插针接KK1-插针上。（2） 输入源程序，汇编、连接后装入系统。l 参考程序2STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:CLIMOV AL,0A6HOUT 63H,ALMOV AL,05HOUT 63H,AL PUSH DSMOV AX,0000HMOV DS,AXMOV AX,OFFSET IRQ7 ADD AX,2000HMOV SI,003CHMOV SI,AXMOV AX,0000HMOV SI,003EHMOV SI,AXPOP DSIN AL,21H ；读 IMRAND AL,7FH ;开IRQ7中断OUT 21H,ALA1: STI HLT ；等待中断请求信号JMP A1IRQ7:IN AL,61H ；读开关信息 OUT 60H,AL ；输出开关信息MOV AL,20HOUT 20H,ALIRETCODE ENDS END START （3） 执行程序后，拨动开关组K0-K7（即设定一输入值），按一下拨动开关KK1， 观察发光二极管LED0-LED7变化，它应是与开关组K0-K7D的设定值一一对应 。3运用8255设计的键盘及显示接口 图中用并行接口8255A作为微机与键盘间的接口，采用逐行扫描法识别键。将键盘中的列与PA0-PA3相连，A口为输出；将行与C口的PC0-PC1相连，C口为输入口； PB0-PB7与七段代码显示器连接B口为输出。 程序执行过程如下：识别是否有键按下，方法是使PA0-PA3输出全0，读C口(行值) 中只要有一位为0，就说明有键按下，在检测到有键按下后，延迟一段时间，根据找到的键号，转去执行显示七段代码显示器的程序，这时七段代码显示器就显示与该键相同的数值。 实验步骤l 图4 8255接口的应用键盘及显示接线图注：圆圈处是要求接的连线。（1）按图4接线。（2）输入源程序，汇编、连接后装入系统。（3）执行程序后， 按一下键盘，7段代码就会显示相应的数字。l 参考程序3STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?) STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV SI,3000H MOV AL,00H MOV SI,AL ；清空存放数据的缓冲区 MOV SI+1,AL MOV SI+2,AL MOV SI+3,AL MOV DI,3003H MOV AL,81H ；8255方式字定义 选择0方式，A口为输出；B口为输出；C口为输入 OUT 63H,ALBEGIN: CALL DIS ；显示七段代码管数据的子程序CALL CLEAR ；七段代码管清0子程序 CALL CCSCAN ；检测是否有键按下子程序 JNZ INK1 ； JMP BEGININK1: CALL DISCALL DALLY ；子程序为延时，消抖动CALL DALLYCALL CLEARCALL CCSCANJNZ INK2JMP BEGININK2: MOV CH,0FEH MOV CL,00HCOLUM: MOV AL,CH OUT 60H,AL IN AL,62H TEST AL,01H JNZ LONE MOV AL,00H JMP KCODELONE: TEST AL,02HJNZ NEXTMOV AL,04HKCODE: ADD AL,CLCALL PUTBUFPUSH AXKON: CALL DISCALL CLEARCALL CCSCANJNZ KONPOP AXNEXT: INC CLMOV AL,CHTEST AL,08HJZ KERRROL AL,1MOV CH,ALJMP COLUMKERR: JMP BEGINCCSCAN: MOV AL,00H OUT 60H,AL IN AL,62H NOT AL AND AL,03H RETCLEAR: MOV AL,00H OUT 61H,AL RETDIS: PUSH AXMOV SI,3000HMOV DL,0F7HMOV AL,DLAGAIN: OUT 60H,AL MOV AL,SIMOV BX,OFFSET TABLE ；取七段代码首址AND AX,00FFHADD BX,AXMOV AL,BXOUT 61H,ALCALL DALLYINC SIMOV AL,DLTEST AL,01HJZ OUTROR AL,1MOV DL,ALJMP AGAINOUT: POP AXRETDALLY: PUSH CXMOV CX,0010HT1: MOV AX,0010HT2: DEC AXJNZ T2LOOP T1POP CXRETPUTBUF: MOV SI,DI MOV SI,AL DEC DICMP DI,2FFFHJNZ GOBACKMOV DI,3003HGOBACK: RETCODE ENDS END START四 思考题：1对照实验1的内容输出该为七段代码显示。编写一段程序，将输入开关K0 K3设计成 一位十六进制数，输出的值在七段代码上显示出来，即开关K0 K3为0110时，七段代码上显示“6”。2编写一个8255接口的程序。按照实验内容2，8255选通方式触发一次KK1-开关将十六进制10FFH分时显示在8个发光二极管上。例：00000001，00000010，00000011，11111110，11111111实验六8253定时/计数器应用实验 一实验目的 1.熟悉8253在系统中的典型接法。 2.掌握8253的工作方式及应用编程。二实验设备 TDN86/88教学实验系统一台三实验内容（一）系统中的8253芯片1.8253可编程定时/计数器介绍 8253可编程定时/计数器是Intel公司生产的通用外围芯片之一。它有3个独立的十六位计数器，计数频率范围为0-2MHz。它所有的计数方式和操作方式都通过编程的控制。8253的功能是：（1）延时中断（2）可编程频率发生器（3）事件计数器（4）倍频器（5）实时时钟（6）数字单稳（7）复杂的电机控制器8253的工作方式：（1）方式0：计数结束中断 （2）方式1：可编程频率发生器（3）方式2：频率发生器 （4）方式3：方波频率发生器（5）方式4：软件触发的选通信号（6）方式5：硬件触发的选通信号8253的内部结构及引脚如图7-1所示，8253的控制字格式如图7-2所示。图7-1 8253的内部结构及引脚图7-2 8253的控制字8253的初始化编程如下图：2. 系统中的8253芯片 系统中装有一片8253芯片，其线路如图7-3所示。图7-3 系统中的8253线路系统中，8253的0#通道输出线与8259的0#中断请求线，作为实时钟中断信号。1#通道入口接1.8432MHz的信号源，输出接8251的收发时钟端，供串行通讯使用，这里的1#计数器仅当作一个分频器使用。2#通道以排针形式引出，开放给用户使用，系统中的8253端口地址下表所示。信号线寄存器编址IOY2计数器040H计数器141H计数器242H控制寄存器43H（二）8253计数器应用实验 1.8253计数器应用实验（1） 设定8253的2#通道工作方式为方式0，用于事件计数，当计数值为5时，发出中断请求信号，显示“M”.其实验线路如图7-4所示程序流程图如图所示。图7-4实验（1）线路实验程序如下：STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: IN AL,21HAND AL,7FHOUT 21H,ALMOV AL,90HOUT 43H,AL ;8253控制口地址A1: MOV AL,05HOUT 42H,ALHLTSTIJMP A1HLTSTIJMP A1MOV AX,014DHINT 10H ;显示MMOV AX,0120HINT 10H ;显示空格MOV AL,20HOUT 20H,ALIRETCODE ENDSEND START实验步骤 （1）按图接线。 （2）输入源程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。 （3）在0000:003CH单元填入IRQ7中断矢量，即0000:003C 12 20 00 00 （4）运行程序，并按动KK1键，观察是否每按6次，屏幕上显示一个“M”字符。2. 8253定时器应用实验（2） 利用8253的0#通道来定时中断（IRQ0）,循环显示“0”-“9”十个数，实验线路如图7-5。 图7-5 实验（2）线路实验流程图及程序如下：STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: PUSH DS MOV AX,0000HMOV DS,AXMOV AX,OFFSET IRQ0ADD AX,2000HMOV SI,0020HMOV SI,AXMOV AX,0000HMOV SI,0022HMOV SI,AXPOP DSMOV AL,0FCHOUT 21H,AL MOV AL,15HOUT 43H,ALMOV AL,0FFH OUT 40H,AL MOV DL,30HA1: STI JMP A1IRQ0: MOV AH,01H MOV AL,DL CMP AL,3AH JNZ A2 MOV AL,0DH INT 10H MOV AL,30HA2: INT 10H INC AX MOV DL,AL MOV AX,0120H INT 10H CALL DALLY MOV AL,20H OUT 20H,AL IRETDALLY: PUSH AXMOV CX,0100HA3: MOV AX,0560HA4: DEC AXJNZ A4 LOOP A3 POP AX RETCODE ENDS END START实验步骤 （1）编写程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。 （2）运行程序，显示屏上应连续逐行显示“0”-“9”十个数，直到用“RESET”复位开关来中断。 （3）修改8253的0#时常，在运行程序，观察显示的快慢程度。3.电子发声实验（3） 系统的OPCLK(1.1625MHz)作为音乐节拍，有表格查出每个音符对应的时常送给计数器2（工作, 在方式：方波频率发生器），以确定音调，驱动扬声器产生音乐，实验接线图如下：图7-6 实验（3）接线图实验程序如下：STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTTABLE DB 33H, 33H, 3DH, 33H, 26H, 26H, 26H, 26H, 2DH, 2DH, 26H, 2DH, 33H DB 33H, 33H, 33H, 33H, 33H, 4DH, 45H, 3DH, 3DH, 3DH, 45H, 4DH, 45H DB 45H, 45H, 45H, 45H, 45H, 45H, 45H, 33H, 33H, 3DH, 33H, 26H, 26H DB 26H, 28H, 2DH, 2DH, 26H, 26H, 33H, 33H, 33H, 33H, 45H, 3DH, 39HDB 39H, 39H, 52H, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 2DH, DB 2DH, 26H, 26H, 26H, 26H, 26H, 26H, 28H, 28H, 2DH, 28H, 26H, 26H, DB 26H, 26H, 2DH, 28H, 26H, 2DH, 2DH, 33H, 3DH, 4DH, 45H, 45H, 45H, DB 45H, 45H, 45H, 45H, 45H, 33H, 33H, 3DH, 33H, 26H, 26H, 26H, 28H, DB 2DH, 2DH, 26H, 2DH, 33H, 33H, 33H, 33H, 33H, 33H, 45H, 3DH, 39H, DB 39H, 39H, 52H, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 4DH, 00HDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV BX,OFFSET TABLE MOV AL,BX MOV AH,00HA1: MOV DL,25H MUL DL PUSH AX MOV AL,0B7H OUT 43H,AL POP AX OUT 42H,AL MOV AL,AH OUT 42H,AL INC BX MOV AH,00H MOV AL,BX TEST AL,0FFH JZ A3 MOV CX,77FFHA2: PUSH AX POP AX LOOP A2 JMP A1A3: MOV BX,OFFSET TABLEMOV AL,BXMOV AH,00HJMP A1CODE ENDS END START 实验步骤 （）按图接线，并检查无误。 （）输入源程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。 （）G=2000运行程序，既可听到扬声器发出音乐声。四思考题 在将计数初值赋给8253后，马上就可以启动并进行定时或计数吗？实验七 A / D 转换实验 一、实验目的 1.学习掌握模数信号转换基本原理。 2.掌握ADC0809芯片的使用方法。 二、实验设备 TDN8651或TDN86/88教学实验系统一台。 三、实验内容及步骤 (一)系统中的ADC实验单元电路 1.ADC0809芯片介绍 ADCD0809包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。用它可直接输入8个单端的模拟信号，分时进行AD转换，在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。ADC0809的主要技术指标为: 分辨率： 8位 单电源： +5V 总的不可调误差率:1LSB转换时间：取决于时钟频率 模拟输入范围:单极性0-5V时钟频率范围:100kHz128Hz ADC0809芯片的内部结构和引脚，如图7-1所示，地址信号与选中通道的关系如表7-1所示。图 7-1 ADC 0809 的内部结构和引脚 表 71 地址信号与选中通道的关系 地 址 选 中 通 道 C B A 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7 2.接口实验单元中的0809芯片线路 图 7-2 系统中的 ADC 0809 线路 实验程序及接线图如下： STACK SEGMENT STACT DW 64 DUP(?) STACK ENDS DATA SEGMENT TABLE DB 41H,44H,30H,