【实用】微机原理及接口技术实验指导书

微机原理及接口技术 实 验 指 导 书 中南民族大学 计算机科学学院 2005 年 9 月 目 录 第一章 性能特点.二章 安装使用.三章 键盘监控使用简介.四章 硬件实验部分.验一 A.验二 D）.验三 D）.验四 8255）.验五 8255）.验六 定时器计数器.验七 8259单级中断控制器实验.验八 串行接口和应用（一）串行发送.验九 串行接口和应用（二）串行接收.验十 继电器控制.验十一 简单I.五章 软件实验部分.验一 清零程序.验二 拆字程序.验三 拼字程序.验四 数据区移动.验五 数据排序实验.验六 找“零”个数.验七 32位二进制乘法.验八 多分支程序设计.验九 显示子程序.一章 性能特点 11 系统运行环境 系统运行环境如下图18088系统实验区 C 电源 图 12 系统性能特点 1以最小工作方式构成系统。 2配有一片62256静态址范围为00000H 07立即扩展为64K，其中00000H 00配一片27256（32K）址范围 3自带键盘、显示器，能独立运行，为实验程序调试带来方便。 4配备5提供标准连接6配有各种微机常用I定时计数接口芯片、AD断控制器、键盘显示接口、并行I7配备键盘数码显示、发光二级管显示、开关量输入输出等设备。 8带有脉冲发生器、计数器电路、单脉冲发生器等常用电路。 9可以单步、断点调试各实验程序。 10使用单个+5在做D需接入+1211使用环境：环境温度0 40，无明显潮湿，无明显振动碰撞。 12工作电源5V5，工作电流小于1A，13 系统资源分配 监控/用户中断矢量用户中断矢量监控数据区默认用户栈用户数据区、程序区00000统提供用户使用的空间为00000H 0于存放、调试实验程序。具体分配如右： 监控占用00000H 00013）、断点（无条件暂停（断矢量区，用户也可以更改这些矢量，指向用户的处理，但失去了相应的单步、断点暂停等监控功能。 114 系统配置 系统内含串行监控和键盘显示监控的全部软硬件设施，典型配置如下： 1主机板（用串行监控和基本监控）+ 主机板（用基本监控）+ 键盘显示 二种配置的使用特点如下： 配置一：主机板和种配置形式可以充分利用 现源程序的编辑、汇编和链接和调试全部软硬件实验程序源 文件（执行文件（在随机软盘上，你可以利用 设备完成各种软硬件实验。 配置二：为最经济型配置，它不需要和成一体，通过一组键盘命令完 成所有软硬件实验，每个实验程序固化在系统监控中。这种配置为没有2第二章 安装使用 1将8088卡插到主系统上。 2随机配有一通讯电源线，将芯一头插入实验系统的据电源线上的标注接入电源。在做D/接入12V。在串行通讯时，将另一头和3系统开关4跳线器5打开电源，显示系统提示符“P” 6通用电路及相应插孔介绍。 （1）验台上包括16只发光二极管及相应驱动电路。见图21输入端为低电平“0”时发光二极管亮。 图 22）逻辑电平开关电路：见图2验台上有8只开关 之相对应的 关向上拨相应插孔输出高电平“1”，向下拨相应插孔输出低电平“0”。 图 2 图 23）单脉冲电路：实验台上单脉冲产生电路如图2有“”和“”的两个按一次产生一个单脉冲。 （4）计数器电路：该电路由一片74图20 孔为正负单脉冲输出端。附近按钮该计数器在加电时由0 0050252500图 2验台上除以上通用电路外，还包含有，AD、D储器功能明细见下关设置：主机处于8088状态。键盘右常用微机接口电路电路以及键盘显示电路等，每一部分电路及连线方法将在实验指导一章说明。 7信号引出插孔 96单片机和8088十六位系统机其表。 8开下角短路块往下接为8088状态。设置在相应的88位置。 4 插孔名称 51系列功能 196系列功能 8088系列功能 C 2 C C C C C 8812 88253芯片 接8253片选 8253片选已接好 C 8C C C 253片选已接好 C C C 21 C 23 C C C C C C C C C 键盘监控使用简介 31 引言 本章详细叙述键盘监控程序的功能和操作方法。 系统一经接通电源，数码管上显示监控提示符“P”。 32 键盘显示 （1）系统配备6位边4位显示地址，右边2位显示该地址内容。 （2）系统有32个注塑键，左边16个数字键，右边16个功能键（8088系统用9个）。 在键盘监控状态下用户可以通过一组键命令完成下列操作： 读写寄存器内容 读写存储器内容 数据块移动 I 通过单步、断点、连续等功能来调试运行实验程序 33 功能键操说明一缆表 键名 功能 操作 贮器读写先输入四位单元地址，再按存贮储器单元的内容，此时输入数字键，则修改该单元的内容。 存器读写先输入寄存器代号，再按该代号所表示的寄存器单元的内容。此时再输入数字键，则修改该存储器的内容。 I/输入四位I/按该I/按一次读入一次。 I/输入四位I/按示00，再输入要写的数据，每改写一次写入的数据，I/据块移动输入四位源首地址后按输入源末地址后按输入四位首地址后按步运行 先输入四位起始地址，再按.”监控提示符号下按一次执行一条指令语句。 续运行 先输入四位起始地址，按在存贮器读写状态下按在“P.”监控提示符号下按先输入四位段地址后按输入四位偏移地址按点运行 先输入四位断点地址后按输入四位起始地址后按34 总操作过程 8088十六位微机实验系统上电总清以后，显示器上显示监控提示符“P”，各寄存器的初始化值如下： 638H，000H，000H，000H，000H，000H 6注意： 所有命令均在提示符“P”状态输入。 在键盘监控状态，段地址缺省值为0000H。 35 监控程序命令及操作 （1）存贮器单元内容显示修改 操作： 在提示符“P”下，先输入四位存贮单元地址，再按示器左边4位显示地址，右边2位显示该单元的内容。此时： 按 按 键入十六进制数据，则将改写现行地址单元的内容。 按示提示符“P”。 （2）寄存器内容显示修改 操作： 在“P”提示符下，先输入寄存器代号，再按示器右边4位显示寄存器中内容，左3、4位显示寄存器名。此时： 按依次循环显示下一个寄存器中的内容。 按依次显示上一个寄存器中的内容。 输入十六进制数字，则该寄存器中的内容被修改。 按示提示符“P”。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D X X P I S S L（3）I作： 提示符“P”下，先输入四位I按示器左边4位显示口地址，右边2位显示其I时： 按次读入I 按出下一个口地址的状态数据。 按出上一个口地址的状态数据。 按回监控提示符“P”。 （4）I作： 在提示符“P”状态下，输入4位I示器左边4位显示口地址，右边2位初始显示00，此时输入要写入的数据。I 按 按 按回监控提示符“P”。 （5）数据块移动 操作： 在提示符“P”状态下，先输入4位数据块源首地址，按输入数据块源末地址，按后输入目标数据块首地址，按始数据块传送，传送完毕返回7监控，显示提示符“P”。 （6）单步运行 操作： 有三种状态都可以进入单步操作（段地址固定为0000H） 在监控提示符“P”状态下，按默认的起始地址000 在存贮器单元读写状态（即左边4位显示存贮器地址，右边2位显示存贮器单元内容）下，从当前存贮器地址开始单步运行一条指令语句。 先输入四位起始地址，再按从输入的起始地址开始运行一条指令语句。每运行一条语句，显示器显示下一条指令语句的地址及其内容。 （7）连续运行 操作： 有三种状态可以进入连续运行 在监控提示符“P”状态下，按默认起始地址000H，000始连续运行用户程序。 在存贮器写状态下，按从输入的起始地址开始连续运行用户程序（ 0000H）。 先输入起始4位段地址，按输入4位起始偏移地址，再按从规定的段地址和偏移地址开始连续运行用户程序。 要想从运行用户程序返回监控，可以按8088卡上的果用保护所有寄存器的内容返回监控。如果按重新进入监控状态，初始化各寄存器。 （8）断点运行（默认段地址000H） 操作： 在提示符“P”状态下，输入4位断点地址，按输入4位起始地址，按序从起始地址开始运行，显示器显示“”执行符。当程序运行到断点地址处会自动停下来，并显示断点地址和内容，同时保护所有寄存器的值。 当由于某种原因程序不能正常运行到断点地址处时（即通常所说的程序“跑飞”），可以按8088卡上的确定程序运行到何处，同时必须用存贮器读写功能恢复断点处的一个字节内容。 8第四章 硬件实验部分 实验一 A、实验目的 了解模数转换基本原理，掌握二、实验内容 1硬件原理图如图4 4硬件线路连接 （1）将0809 （2）将通道0模拟量输入端3软件框图 4编程提示 （1）转换启动信号，验电路中将其相连，以便同时锁存通道地址并开始A输入控制信号为启动A/X,;X, ;发（2）用延时方式等待A用下述指令读取AX,N X （3）循环不断采样A采样边显示A三、实验步骤 1按图42输入程序并检查无误，运行实验程序。 在系统上显示“0809”。“”表示输入的模拟量转换后的数字量。 3调节电位器示器上会不断显示新的转换结果。 模拟量和数字量对应关系的典型值为：0V 00H；+ 80H；+5V S:定义A/8000H ;定义起始地址 1200H 1200 1 90 203 2 00 206 0 00 0 ;初始化显示缓冲区 1209 0 80 选择0通道启动A20C L 120D 0 05 500H 1210 E ;延时 1212 0 80 215 X ;读取A216 5 00 转成显示代码并送显示缓冲 1219 7 00 ;调用显示子程序 121C 8 ;循环 121E 8A L ;数字量转换成显示代码的程序 1220 24 0F 222 A 07 77225 88 07 227 43 228 8A H 122A 24 22C 4 4H 122E 8 L 1230 88 07 232 233 F 07 77显示子程序 1236 0 0H ;置显示位码初值 101238 F 00 023B 8B X ;取显示段码值 123D 8A 1F S:123F 0 H 1241 52 X 1242 2 245 2E:8A 87 60 12 S:260H 124A L ;段码送815524B 1 24E 8A H ;位码送8155250 L 1251 E ;延时 1253 5A 254 4A ;显示缓冲区地址减1 1255 C 1H ;位码右移1位 1257 75 ;未显示到最后一位返回259 2 25C F 关显示 125E L 125F ;返回 1260 9 0 99 92 82 0 90 88 83 1 09H,92H,82H, 00H,90H,88H,83H,026E 86 8E C 89 7 8C F 86H,89H,08278 0 00 ;初始化显示缓冲区 127B 7 7A 07 00 00 S:770000H 1281 83 2 1284 7 7A 07 09 00 S:770009H 128A 83 2 128D 7 7A 07 08 00 S:770008H 1293 294 1实验二 D） 一、实验目的 了解数/模转换的基本原理，掌握二、实验内容 1硬件原理图如图42硬件线路连接 0832片选信号3产生方波程序编程提示 （1）首先须由后锁存一个数据通过0832输出，典型程序如下： X,;0832口地址 L,;输出数据到0832 X,2）产生方波信号的周期由延时常数确定。 4软件框图 图 4、实验步骤 l按图4运行实验程序 在系统上显示执行符“”。 3、用示波器测量0832左侧有方波输出。 12 S:8000h ;定义D2F 定义起始地址 120 80 000h 12 L 120 04 400H ;延时 12E 20 ;数字量23 ;循环转换以得到方波 12 3实验三 D） 一、实验目的 进一步掌握数模转换的基本原理。 二、实验内容 1硬件原理图见图42硬件线路连接同实验二。 3产生锯齿波程序 0832芯片输出产生锯齿波，只须由从00增大到断循环，从而产生连续不断的锯齿波。 4软件框图 三、实验步骤 1接线同实验二 2运行实验程序 系统显示执行符“”。 3用示波器测量08321右上方有锯齿波输出。 8000h ;定义D21 90 数字量20 80 20 0H ;延时 12 L 120 ;数字量加1 12B ;循环转换得到锯齿波 12 4实验四 8255） 一、实验目的 1掌握82552掌握8255二、实验内容 18255255具有A、B、+5在以下三种方式下工作： 方式0：基本输入输出方式 方式1：选通输入输出方式 方式2：双向选通工作方式 2硬件原理图如图4 4硬件线路连接 （1）8255 8相连。 （2）8255 8。 4编程提示 使8255取 5软件框图 15三、实验步骤 1按图42运行实验程序。 系统显示执行提示符“”，拨动 1 S: 0 ;8255各寄存器地址 = 0 012290 0H ;写8255控制字 122B 口输出 12 L 1290 290 290 228 ;读2 X 1229 2 L ;送B 口显示 12F 2 ;延时 12 ;返回 12 6实验五 8255） 一、实验目的 掌握通过8255控制发光二极管的亮与灭。 二、实验内容 1硬件原理图如图4 4硬件线路连接 8255A 软件框图 4编程提示 （1）通过8255 模拟交通路灯的管理。 （2）要完成本实验，必须先了解交通路灯的亮灭规律，设有一个十字路口1、3为南北方向，2、4为东西方向，初始状态为四个路口的红灯全亮，之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延时一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车，延时一段时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，再切换到1、3路口方向，之后，重复上17述过程。 （3）程序中设定好8255处于输出状态。 （4）各发光二极管共阳极，使其点亮应使8255三、实验步骤 1按图4运行实验程序 同时 S: 0 ;定义8255各寄存器地址 = 0 0 0 ;定义起始地址 122 2H 12B 写控制字,三个口均方式0 12 L ;及29 ;读2 X 121 06 S:0601H,2B 写方式控制字均为输出 120 0H 12 L 129 ;置黄灯 121 06 S:060120C 2 L 12A 20 使301 L ;即点亮红灯,熄灭绿灯 1302 D 00 ;延时 1305 5 0100101B ;使1,3路口绿灯亮, ;同时2,4路口红灯亮 1307 A 30A L 130B 4 00 ;延时 130E 1 00 311 0C ;灭,3路口绿灯 1313 L 1314 8 00 H ;设置数器值为8 1317 9 31A 1 06 S:0601H 131D 24 0101111B ;点亮1,3路口黄灯 131F L 1320 C 00 ;延时较短时间 1323 0C 50 1010000B ;灭1,3路口黄灯 1325 L 1326 6 00 ;延时较短时间 1329 C ;黄灯闪烁8次 18132B A 32E 0 ;点亮4个红灯,灭4个绿灯 1330 L 133l B 00 ;延时 1334 A 1011010B ;使1,3路口绿灯亮, ;同时2,4路口红灯亮 1336 L 1337 800 ;延时 133A 500 33D 0C ;灭2,4路口绿灯 133F L 1340 8 00 H ;置计数初值 1343 9 346 1 06 S:0601H 1349 24 5F 1011111B ;点亮2,4路口黄灯 134B L 134C 0 00 ;延时 134F 0C 0100000B ;灭2,4路口黄灯 1351 L 1352 A 00 ;延时 1355 C ;黄灯闪烁8次 1357 A 35A 0 ;点亮4个红灯,灭4个绿灯 135C L 135D F 00 ;延时 1360 3 ;循环 1362 50 363 51 ;延时子程序 1364 0 00 030H 1367 500 36A B 36C 59 36D 58 36E 36F 51 370 0 80 000H 1373 E 375 59 376 377 9实验六 定时器计数器 一、实验目的 1学会8253芯片和微机接口原理和方法。 2掌握8253定时器计数器的工作方式和编程原理。 二、实验内容 18253芯片介绍 8253是一种可编程定时计数器，有三个十六位计算器，其计数频率范围为0 2 用+58253的功能用途： （1）延时中断 （5）实时时钟 （2）可编程频率发生器 （6）数字单稳 （3）事件计数器 （7）复杂的电机控制器 （4）二进制倍频器 8253的六种工作方式： （1）方式0：计数结束中断 （4）方式3：方波频率发生器 （2）方式1：可编程频率发生 （5）方式4：软件触发的选通信号 （3）方式2：频率发生器 （6）方式5：硬件触发的选通信号 2硬件原理图如图4 4硬件线路连接 （1）8253的V （2）8253的上方）的4编程提示 8253的0号通道工作在方式3，产生方波。 5软件框图 20三、实验步骤 1. 按图4运行实验程序 3用示波器测量8253的 1380H 1380 1 90 ;定义起始地址 0043H ;8253控制口和通道地址 0040H 1383 3 00 ;写控制字,0通道输出方波 1386 6 6H 1388 L 1389 0 00 ;计初始值送0通道寄存器 138C 0 0H 138E L 138F 4 4H 1391 L 1392 E $ ;结束 1394 21实验七 8259单级中断控制器实验 一、实验目的 1掌握8259中断控制器的接口方法。 2掌握8259中断控制器的应用编程。 二、实验内容 1硬件线路原理