微机接口实验指导书.doc

DVCC系列实验系统操作步骤：1、 接通DVCC实验系统电源，在DVCC实验箱上应显示闪动的“P”，否则按Reset键。2、 运行DV88H软件。（程序DVCC598H实验系统dv88H实验系统）3、 单击工具栏上“新建”或“打开”按钮，编写源程序。单击“编译”按钮，使其形成可执行文件。4、 单击工具栏上“联接”按钮，同时按下DVCC实验箱上PCDBG键（键盘上最右边第2个），实现PC机和实验箱的联接。联机成功，屏幕上出现：.反汇编窗口、数据窗口、寄存器标示位窗口。5、 在成功联机后，单击工具栏上“调试”按钮，把最终目标文件装载到实验系统RAM区；或者通过单击菜单栏中的“动态调试”，选择“传送（.EXE）文件”来实现。6、 单击工具栏上“运行”或“单步”按钮，运行实验程序。7、 运行完毕，先按实验箱上的复位按钮Reset键，再按PCDBG键，并且点击屏幕上OK，即可退出运行状态。实验一 8253定时/计数器接口一、实验目的1、学习8253A可编程定时/计数器与8088CPU的接口方法；2、了解8253A的工作方式；掌握8253A在各种方式下的编程方法。二、预备知识1、8253A内部结构8253A定时/计数器具有定时、计数双功能。它具有三个相同且相互独立的16位减法计数器，分别称为计数器0、计数器1、计数器2。每个计数器计数频率为02MHZ；8253A的内部数据总线缓冲器为双向三态，可直接接在系统数据总路线上，通过CPU写入计数初值，也可由CPU读出计数当前值； 其工作方式通过控制字确定。2、计数器内部结构 每个计数器由一个16位可预置的减1计数器组成，计数初值可保存在16位的锁存器中，该锁存器只写不能读。在计数器工作时，初值不受影响，以便进行重复计数。每一个计数器有一个时钟输入端CLK作为计数脉冲源，计数方式可以是二进制，计数范围110000H，也可以是十进制，计数范围165536。门控端GATE用于控制计数开始和停止。输出OUT端当计数器计数值减到零时，该端输出标志信号。3、8253A端口地址选择 表1.1 8253A端口地址选择表 CSRDWRA1A2寄存器选择与操作00001111000000110101写入计数器0写入计数器1写入计数器2写入控制寄存器000000111001010读计数器0读计数器1读计数器2010011111无操作(三态)禁止(三态)无操作(三态)4、8253A功能 8253A既可作定时器又可作计数器：(1) 计数：计数器装入初值后，当GATE为高电平时，可用外部事件作为CLK脉冲对计数值进行减1计数，每来一个脉冲减1，当计数值减至0时，由OUT端输出一个标志信号。(2) 定时：计数器装入初值后，当GATE为高电平时，由CLK脉冲触发开始自动计数，当计数到零时，发计数结束定时信号。除上述典型应用外，8253A还可作频率发生器、分频器、实时钟、单脉冲发生器等。5、8253A控制字 图1.1 8253方式控制字6、8253A工作方式(1) 方式0：计数结束产生中断方式当写入控制字后，OUT变为低电平，当写入初值后立即开始计数，当计数结束时，变成高电平。(2) 方式1：可编程单次脉冲方式当初值装入后且GATE由低变高时，OUT变为低电平，计数结束变为高电平。(3) 方式2：频率发生器方式当初值装入时，OUT变为高电平；计数结束，OUT变为低电平。该方式下如果计数未结束，但GATE为低电平时，立即停止计数，强迫OUT变为高电平，当GATE再变为高时，便启动一次新的计数周期。(4) 方式3：方波发生器当装入初值后，在GATE上升沿启动计数，OUT输出高电平；当计数完成一半时，OUT输出低电平。(5) 方式4：软件触发选通当写入控制字后，OUT输出为高电平；装入初值且GATE为高电平时开始计数，当计数结束，OUT端输出一个宽度等于一个时钟周期的负脉冲。(6) 方式5：硬件触发选通在GATE上升沿启动计数器，OUT一直保持高电平；计数结束，OUT端输出一个宽度等于一个时钟周期的负脉冲。三、实验内容8253A的片选地址为40H4FH。8253A的控制字端口地址为：43H计数器0的地址为：40H 计数器1的地址为：41H计数器2的地址为：42H1、 已有频率发生器，其输出频率为1MHZ。要求通过8253，产生每1ms一次的信号，请编写程序。把GATE0引脚接在开关K1上，使开关往上拨（高电平）或往下拨（低电平）来观察GATE对计数器的控制作用，用示波器观察输出波形。2、已有频率发生器，其输出频率为1MHZ。编程使8253工作，通过改变计数初值，使OUT0输出不同频率的方波，将OUT0接到喇叭，发出1、2、3、4、5、6、7、i的音符。，音符对应的频率和时钟为1MHZ时计数初值如下表：（相邻的全音频率比（高：低）1.12246：1） 表1.2 音符、频率转换表音符1234567i频率262294330370415466523587计数初值38173401303027022409214619121703 图1.2. 程序参考框图五、实验线路连接（1） 8253A的GATE0接开关K1。（2） 8253A的CLK0插孔接分频器74LS393（左上方）的T1插孔，T1输出的频率为1MHZ。（3） 8253A的OUT0接示波器。实验内容2时，OUT0接喇叭，即LB区的SIN口。图1.3 实验接线图注：细线条是实验箱内部连线，粗线条表示在实验时需用导线连接起来五、实验报告1、实验目的和原理2、画出电路接线图。3、写出程序清单和执行结果。4、画出输出波形实验二8255并行接口一、实验目的学习和掌握8255A可编程并行口的使用方法。二、预备知识1、8255A内部结构8255A内部有3个8位I/O端口：A口、B口、C口；也可以分为各有12位的两组：A和B组，A组包含A口8位和C口的高4位，B组包含B口8位和C口的低4位；8255A中的读写控制逻辑用于控制芯片内寄存器的数据和控制字经数据总线缓冲器送入各组接口寄存器中。由于8255A数据总线缓冲器是双向三态8位驱动器，因此可以直接和CPU系统总线相连。2、8255A端口地址 表2.1 8255A端口地址选择表A1A0RDWRCS操作类型操作方向001010000111000PA数据总线PB数据总线PC数据总线输入（读）00110101111100000000数据总线PA数据总线PB数据总线PC数据总线控制字输出（写）110111100数据总线三态非法状态数据总线三态断开3、8255A工作方式8255A芯片有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。它通过对控制寄存器写入不同的控制字来决定其三种不同的工作方式。（1）方式0：基本输入/输出该方式下的A口8位和B口8位可以由输入的控制字决定为输入或输出，C口分成高4位（PC4PC7）和低4位（PC0PC3）两组，也有控制字决定其输入或输出。需注意的是：该方式下，只能将C口其中一组的四位全部置为输入或输出。 图2.1 工作方式0 （2）方式1：选通输入/输出该方式又叫单向输入输出方式，它分为A、B两组，A组由数据口A和控制口C的高4位组成，B组由数据口B和控制口C的低4位组成。数据口的输入/输出都是锁存的，与方式不同，由控制字来决定它作为输入还是输出。C口的相应位用于寄存数据传送中所需的状态信号和控制信息。 图2.2 工作方式1输入 图2.3 工作方式1输出（3）方式2：双向输入/输出本方式只有A组（数据口A和控制口C的低3位PC0PC2）可以使用，此时A口为输入输出双向口，C口中的高5位（PC3PC7）作为A口的控制位。 图2.4 工作方式24、8255A控制字 图2.5 8255A方式选择控制字 图2.6 8255A的PC口按置位/复位控制字三、实验内容1、 将8255的B口设为方式0的输入方式，C口设为方式0的输出方式。用B口读取开关状态，再通过C口送到发光二极管显示。8255控制口地址：0FF2BH8255的A口地址：0FF28H8255的B口地址：0FF29H 8255的C口地址：0FF2AH2、 将8255的B口设为方式0的输出方式。用8255来控制发光二极管的显示，使其显示为流水灯的形式。即仅有一个灯亮，从左边逐次移到右边，循环显示。四、实验电路接线内容1的接线：将8255的PB0PB7接开关K1K8，PC0PC7接发光二极管L1L8。（8255的片选信号，实验箱系统已连接好；8255的PA口不给出引脚，A口系统留用。）五、实验报告1、实验目的和原理2、画出电路接线图。3、写出程序清单和执行结果。实验三 8259中断控制接口一、 实验目的1、 掌握中断控制器8259A与微机接口的原理和方法。2、 掌握中断控制器8259A的应用编程。二、 预备知识1、 8259的内部结构8259A是专为控制优先级中断而设计的，只要用软件对它进行编程，就可以管理8级中断，它由以下部件组成： 中断请求寄存器：寄存所有要求服务的请求IR0-IR7。 中断服务寄存器：寄存正在被服务的中断请求。 中断屏蔽寄存器：存放被屏蔽的中断请求，该寄存器的每一位表示一个中断号，该位为1，屏蔽该号中断，否则开放该号中断。 数据总线缓冲器：双向三态，用以连接系统总线和8259A内部总线，通过它可以由CPU对8259A写入状态字和控制字。 读写控制电路：用来接受I/O命令，对初始化命令和操作命令字寄存器进行写入，以确定8259A的工作方式和控制方式。 级联缓冲器/比较器：用于多片8259A的连接，能构成多达64级的矢量中断系统。2、8259A编程及初始化(2) 写初始化命令字 写初始化命令字ICW1（A0=0），用来确定中断请求信号类型，清除中断屏蔽寄存器，中断优先级排队和确定系统用单片还是多片。 图3.1 8259初始化命令字ICW1 写初始化命令字ICW2，用来定义中断向量的高五位类型码。 图3.2 8259初始化命令字ICW2 写初始化命令字ICW3，用来定义主片8259A中断请求线下IR0-IR7有无级联的8259A从片。 图3.3 8259初始化命令字ICW3 写初始化命令字ICW4，用来定义8259A工作时用8085模式，还是8088模式，以及中断服务寄存器复位方式等。（2）写控制命令字 写操作命令字OCW1，用来设置或清除对中断源的屏蔽。注：OCW1如不写，则在初始化命令写入后，OCW1为全开放状态。 图3.4 8259初始化命令字ICW4 操作命令字OCW2，设置优先级是否进行循环、循环方式及中断方式。注：8259A复位时自动设置IR0优先级最高，IR7优先级最低。 图3.5 8259操作命令字OCW2 操作命令字OCW3，设置查询方式、特殊屏蔽方式以及读取8259中断寄存器的当前状态。 图3.6 8259操作命令字OCW3（3）8259A查询字 通过OCW3命令字的设置，可使CPU处于查询方式，随时查询8259A有否中断请求，有则转入相应的中断服务程序。 图3.7 8259查询字三、 实验内容本系统中已设计有一片8259A中断控制芯片，工作于主片方式，8个中断请求输入端IR0-IR7对应的中断型号为8F，其和中断向量关系如下表。 表3.1 8259中断向量关系表8259A中断源中断类型号中断向量表地址IR0820H-23HIR1924H-27HIR2A28H-2BHIR3B2CH-2FHIR4C30H-33HIR5D34H-37HIR6E38H-3BHIR7F3CH-3FH根据实验原理图，8259A和8088系统总线直接相连，8259A上连有一系统地址线A0，故8259A有2个端口地址，本系统中为60H，61H。60H用来写ICW1，61H用来写ICW2、ICW3、ICW4，初始化命令字写好后，再写操作命令字。OCW2、OCW3用口地址60H，OCW1用口地址61H。实验原理图中，使用了3号中断源，IR3插孔和SP插孔相连，中断方式为边沿触发方式，每按一次AN按钮（在DMP区）产生一次中断信号，向8259A发出中断请求信号。CPU响应中断后，在中断服务中，对中断次数进行计数并在实验箱的八段LED上显示。四、 实验线路连接 图3.8 实验接线图（1） 8259模块上的INT连8088的INTR。（2） 8259模块上的INTA连8088的INTA。（3） DMP区SP插孔和8259的3号中断IR3插孔相连，SP端初始为低电平。（4） 8259模块上的D0D7连到BUS2区的XD0XD7。（5） 8259模块上的CS端接Y6。（6） 8259模块上的A0连到BUS区的XA0。（7） 8259模块上的RD、WR信号线分别连到BUS3区的XRD、XWR。五、 编程提示1结果显示在6个八段的LED上，其字位端口为0FF21H，字位编码为：例：在第1位上显示，位码为01H。在第6位上显示，位码为20H。在第1、2、3位上显示，位码为07H。2实验箱上八段的LED是共阳极接法，字形端口为0FF22H，其字形的编码：需要某一段发亮，则相应的位给予低电平例：显示“2”，需a,b,d,e,g段发亮，其字形码为0A4H。 显示“3”，字形码为：0B0H显示“5”，字形码为：92H数据01234567字形码C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H数据89ABCDEF字形码80H98H88H83HC6HA1H86H8EH3发中断结束EOI命令，即写OCW2（20H端口60H）。 图3.9 参考程序流程图六、实验报告1、 实验目的和原理。2、 画出电路接线图。3、 写出程序清单和执行结果。实验四模数 (A/D)转换一、实验目的1、 加深理解逐次逼近法模数转换器的特征和工作原理。2、 掌握ADC0809的接口方法以及A/D输入程序的设计和调试方法。二、预备知识 逐次逼近法A/D也称逐次比较法A/D。它由结果寄存器、D/A、比较器和置位控制逻辑等部件组成，如下图：ADC0809是一种8路模拟输入、8位数字输出的逐次逼近法A/D器件，转换时间约100s，转换精度为1/512，适用于多路数据采集系统。ADC0809片内有三态输出的数据锁存器，故可以与8088微机总线直接相连。三、实验内容将由电位器产生的模拟信号转换成微机所能接受的数字量信号，转换结果送到八段LED显示。通过8255的B口查询ADC0809的EOC引脚是否为高电平，EOC=1表示A/D转换已经结束，可读取转换结果。读取10组不同的数据。模拟电量(伏)00.511.522.533.544.55数字数据实验箱系统上，ADC0809的8个通道07的地址分别是：00H，01H，02H，03H，04H，05H，06H，07H。启动A/D转换只需如下三条命令：MOVDX，ADPORT；ADPORT为ADC0809的通道口地址MOVAL，DATAOUTDX，AL；送数据DATA到通道口读取A/D转换结果用下面二条命令：MOVDX，ADPORTINAL，DX四、实验线路的连接1、 将ADC0809芯片的CLK连到MP区分频器输出端T4。2、 将通道0模拟量输入端IN0连到电位器W1的中心抽头VO1(0-5V)。3、 将ADC0809芯片的VREF接+5V。4、 ADC0809的数据线D0D7用排线连到BUS区XD0XD7。5、 ADC0809的EOC引脚接8255的PB0。6、 在EXIC2上插上74LS02芯片一片，按图连好有关线路。五、参考程序流程图六、实验报告1、 写出实验原理和程序清单。2、 填写实验数据，并说明模拟量和数字量的关系。实验五数模(D /A)转换一、实验目的1. 熟悉DAC0832数模转换器的特性和接口方法。2. 掌握D/A输出程序的设计和调试方法。二、预备知识 1、 DAC0832的结构DAC0832是用先进的CMOS工艺制成的双列直插式单片8位D/A转换器。它可以直接和8088CPU相接口。它采用二次缓冲方式（有两个写信号WR1、WR2），这样可以在输出的同时，采集下一个数字量，以提高转换速度。而更重要的是能够在多个转换器同时工作时，有可能同时输出模拟量。它的主要技术参数如下：分辨率为8位，电流建立时间为1s，单一电源5V15V直流供电，可双缓冲、单缓冲或直接数据输入。2、 DAC0832引脚功能 DI0DI7：数据输入线，TTL电平，有效时间应大于90ns（否则锁存的数据会出错）。 ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。 /CS：片选信号输入线，低电平有效。 /WR1：输入锁存器写选通输入线，负脉冲有效（脉宽应大于500ns）。当/CS为“0”、ILE为“1”、/WR1为“0”时，DI0DI7状态被锁存到输入锁存器。 /XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效。 /WR2：DAC寄存器写选通输入线，负脉冲有效（脉宽应大于500ns）。当/XFER为“0”且/WR2有效时，输入锁存器的状态被传送到DAC寄存器中。 Iout1：电流输出线，当输入为全1时Iout1最大。 Iout2：电流输出线，其值和Iout1值之和为一常数。 Rfb：反馈信号输入线，改变Rfb端外接电容器值可调整转换满量程精度。 Vcc：电源电压线，Vcc范围为5V15V。 VREF：基准电压输入线，VREF范围为10V10V。 AGND：模拟地。 DGND：数字地。3、 DAC0832工作方式根据对DAC0832的输入锁存器和DAC寄存器的不同的控制方法，DAC0832有如下三种工作方式：（1） 单缓冲方式此方式适用于只有一路模拟量输出或几路模拟量非同步输出的情形。方法是控制输入锁存器和DAC寄存器同时接数，或者只用输入锁存器而把DAC寄存器接成直通方式。（2） 双缓冲方式此方式适用于多个DAC0832同时输出的情形。方法是先分别使这些DAC0832的输入锁存器接数，再控制这些DAC0832同时传递数据到DAC寄存器以实现多个D/A转换同步输出。（3） 直通方式此方式宜于连续反馈控制线路中。方法是使所有控制信号（/CS、/WR1、/WR2、ILE、XFER）均有效。4、 电流输出转换成电压输出DAC0832的输出是电流，有两个电流输出端（Iout1和Iout2），它们的和为一常数。使用运算放大器，可以将DAC0832的电流输出线性地转换成电压输出。根据运放和DAC0832的连接方法，运放的电压输出可以分为单极型和双极型两种。实验原理接线图是一种双极型电压输出电路。图中DAC0832的Iout2被接地，Iout1接运放LM324的反相输入端，LM324的正相输入端接地。运放的输出电压Aout之值等于Iout1与Rfb之积，Aout的极性与DAC0832的基准电压VREF极性相反。三、实验内容1、 实验原理由于DAC0832有数据锁存器、选片、读、写控制信号线，故可与8088CPU总线直接接口。/CS和/XFER相接后作为0832芯片的片选/CS。这样，对DAC0832执行一次写操作就把一个数据直接写入DAC寄存器，模拟量输出随之变化。2、 实验线路连接（1） 将D/A区0832片选信号CS插孔和译码输出Y2相连。（2） 用排线将D/A区D0D7连到BUS2区XD0XD7。（3） 将0832的WR信号线连到BUS3区的XWR上。（4） D/A区的Vref 接5V。3、 实验内容和编程提示（1）本实验要求在AOUT端输出方波信号，方波信号的周期由延时时间常数确定。由于本电路为双级型输出，因此输出端AOUT信号值为-5V+5V，当数字量为0时，AOUT-5V；当数字量为80H时，AOUT0V；当数字量为FFH时，AOUT+5V。（2）实验要求在AOUT端输出锯齿波信号。（3）8位D/A转换器ADC0832的口地址为20H。（4）产生方波只需将数字量00H、FFH交替输出到DAC0832。产生锯齿波只需将数字量0逐渐递增输出到DAC0832。实验六 串行通信接口一、实验目的掌握8251通信的原理和编程方法。二、预备知识 1、 8255A内部结构8251是一种可编程的同步/异步串行通信接口芯片，具有独立的接收器和发送器，能实现单工、半双工，双工通信。它由以下部件组成： 数据总线缓冲器：是双向三态，通过引脚D0D7和系统数据总线直接接口，用于和CPU传递命令、数据、状态信息。 接收缓冲器：对外引脚为RXD，把送进来的串行数据按指定的方式装配成并行数据。 接收控制电路：和接收缓冲器配合，管理有关接收的所有功能。 发送缓冲器：对外引脚为TXD，它把来自CPU的并行数据加上相应的控制信息，然后转换成串行数据，从TXD引脚上发出去。 发送控制电路：和发送缓冲器配合，管理有关发送的所有功能。 调制/解调控制器：用来简化8251与调制/解调器之间的连接。 读写控制逻辑：用来接收CPU的控制信号、控制数据传送方向。 CPU对8251的读写操作控制如下表所示。CSC/DRDWR操作0001CPU从8251读数据0101CPU从8251读状态0010CPU写数据到82510110CPU写命令到82511无操作2、8251的方式控制字和命令控制字8251的方式控制字和命令控制字无独立的端口地址，8251根据写入的次序来区分。CPU对8251初始化时先写方式控制字，后写命令控制字。 方式控制字用来确定8251的通信方式、校验方式、字符长度及波特率等。 命令控制字使8251处于规定的状态以准备收发数据。 3、8251的状态寄存器状态寄存器用于寄存8251的状态信息，供CPU查询。TXRDY位：当数据缓冲器空时置位，而TXRDY引脚只有当条件（数据缓冲器空、CTS、TXE）同时成立时才置位。溢出错误：CPU没读走前一个字符，下一个字符又接收到，称为溢出错误。帧错误：在字符结尾没检测到停止位，称为帧错误。4、实验箱上8251A串行通信接口的接线图三、实验内容1、编写发送程序，运行并观察TXD1端的波形。（不断地发送同一个数据，以便观察输出）8251A的控制口（状态口）地址： 51H 8251A的数据口地址： 50H 提示：1）8251A初始化为：异步工作方式，波特率因子取16，偶校验，数据位8位，停止位2位，波特率取12002）8253的计数器1：CLK1时钟频率为1.8432MHZ，要求OUT1输出19200HZ的频率（1200