微机原理接接口技术-实验指导书

1、微机原理与接口技术实验指导书曹红根 编南京理工大学泰州科技学院目录实验一 分支程序设计实验1实验二循环程序设计实验.3实验三 8259A中断控制器应用实验 4实验四8255并口控制器应用实验10 实验一 分支程序设计实验实验目的 掌握分支程序的设计方法。 实验内容及说明 程序有顺序、循环、分支和子程序四种结构形式，分支结构的示意图如图1所示。本实验要求通过求无符号字节序列中的最大值和最小值来反映分支程序的结构形式。 图1 分支结构的示意图 实验可以使用BH，BL作为暂存现行的最大值和最小值，且在程序的初始，将BH和BL初始化为首字节的内容，然后进入循环操作。在循环操作中，依次从字节序列中逐个取

2、出一个字节的内容与BH，BL进行比较，若取出的字节内容比BH的内容大或比BL中的内容小，则修改之。当循环结束操作时，将BH，BL分别送屏幕显示。参考实验流程如图2所示。 实验步骤 (1) 运行Tdpit软件，选择文件菜单编写实验程序；提供8字节的数据：0D9H，07H，8BH，0C5H，0EBH，04H，9DH，0F9H。 (2) 使用编译菜单中的编译和连接对实验程序进行汇编、连接。 (3) 使用编译菜单中的运行，运行程序，观察运行结果。 (4) 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 图2 实验流程图实验二 循环程序设计实验实验目的 掌握循环程序的设计方法。 实验内容及说明 本实验要求通过求

3、某数据区内负数的个数来表现循环程序的结构形式。要求实验程序在数据区中存放一组数据，为统计负数的个数，逐个判断区内的数据，然后将所有数据中凡是符号位为1的数据的个数累加起来，即得到区内所包含负数的个数。循环程序的结构示意如图1所示。 图1循环程序的结构示意图实验步骤 (1) 运行Tdpit软件，选择文件菜单编写实验程序。提供10字节的数据：12H，88H，82H，89H，33H，90H，01H，10H，0BDH，01H。 (2) 使用编译菜单中的编译和连接对实验程序进行汇编、连接。 (3) 使用编译菜单中的运行，运行程序，观察运行结果。 (4) 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。实验三 82

4、59A中断控制器应用实验实验目的(1)学习中断控制器 8259 的工作原理。(2)掌握系统总线上 PCI_INTR 中断请求的应用编程方法。实验设备PC 微机一台、TD-PITC 实验系统一套。实验内容利用系统总线上中断请求信号 PCI_INTR，设计一个单中断应用。使用单次脉冲模拟中断产生。编写中断处理程序，在显示器屏幕上显示一个字符。实验原理18259 控制器的介绍中断控制器 8259 是 Intel 公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中，因此无需附加任何电路，只需对 8259进行编程，就可以管理 8 级中断，并选择优先模

5、式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。同时，在不需增加其他电路的情况下，通过多片 8259 的级连，能构成多达 64 级的矢量中断系统。它的管理功能包括：1）记录各级中断源请求，2）判别优先级，确定是否响应和响应哪一级中断，3）响应中断时，向CPU传送中断类型号。8259 的内部结构和引脚如图1所示。8259 的命令共有 7 个，一类是初始化命令字，另一类是操作命令。8259 的编程就是根据应用需要将初始化命令字 ICW1-ICW4 和操作命令字 OCW1- OCW3 分别写入初始化命令寄存器组和操作命令寄存器组。ICW1-ICW4 各命令字格式如图 2 所示，OCW1-OCW3

6、各命令字格式如图 3 所示，其中 OCW1 用于设置中断屏蔽操作字，OCW2 用于设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字，OCW3用于设置和撤销特殊屏蔽方式、设置中断查询方式以及设置对 8259 内部寄存器的读出命令。28259 寄存器及命令的控制访问在硬件系统中，8259 仅占用两个外设接口地址，在片选有效的情况下，利用 A0 来寻址不同的寄存器和命令字。对寄存器和命令的访问控制如表1所示。图3-2-1 8259内部结构和引脚图图2（a） ICW1格式图2（b） ICW2格式图3（c） ICW3格式图3-2-2（d） ICW4格式图3 OCW命令字格式表1 8259 寄存器及命令的访问

7、控制C 微机系统中的 8259在 80x86 系列 PC 微机系统中，系统中包含了两片8259中断控制器，经级连可以管理15级硬件中断，但其中部分中断号已经被系统硬件占用，具体使用情况如表2所示。两片8259的端口地址为：主片 8259 使用020H和021H两个端口；从片使用0A0H和0A1H 两个端口。系统初始化两片8259的中断请求信号均采用上升沿触发，采用全嵌套方式，优先级的排列次序为0 级最高，依次为 1 级、8 级15 级，然后是 3 级7 级。在实验平台上系统总线单元的PCI_INTR信号对应的中断线就是PC机保留中断其中的一个。对 PCI_INTR 中断的初始化 PC 机已经完

8、成，在使用时主要是将其中断屏蔽打开，修改中断向量。表2 PC 微机系统中的硬件中断中断号功能中断向量号中断向量地址主8259IRQ0日时钟/计数器008H0020H-0023H主8259IRQ1键盘09H0024H-0027H主8259IRQ2接从片82590AH0028H-002BH主8259IRQ3串行口20BH002CH-002FH主8259IRQ4串行口10CH0030H-0033H主8259IRQ5并行口20DH0034H-0037H主8259IRQ6软盘0EH0038H-003BH主8259IRQ7并行口10FH003CH-003FH主8259IRQ8实时钟70H01C0H01C3

9、H主8259IRQ9保留71H01C4H-01C7H主8259IRQ10保留72H01C8H-01CBH主8259IRQ11保留73H01CCH-01CFH主8259IRQ12保留74H01D0H-01D3H主8259IRQ13协处理器中断75H01D4H-01D7H主8259IRQ14硬盘控制器76H01D8H-01DBH主8259IRQ15保留77H01DCH-01DFH实验说明及步骤在前面已经介绍了试验平台上系统总线单元PCI_INTR 中断请求信号已经是对应到 PC 机内部的某一级中断。PCI_INTR 产生一个上升沿的中断请求，PC 机内部相应的那级中断就会得到响应。所以，使用 PC

10、I_INTR 中断请求信号，就相当在使用PC 机内部相应的那一级中断。PCI_INTR 中断请求之所以能有效，是通过 PCI 卡上INTCSR 寄存器的相应设置实现的。所以，在程序设计时需要对该寄存器进行一些操作。在此处主要是学习8259中断原理，以及微机中断的编程应用方法。关于INTCSR寄存器设置属于 PCI 接口技术范畴。编程时直接加入相关语句即可。有关 INTCSR寄存器在后面 PCI 接口技术中断处理实验中会做详细讲述。还需要注意的是，使用 PCI_INTR 中断的程序必须在纯 DOS 环境下运行。因为在Windows下，PCI_INTR 中断产生后会被 Windows 底层的实验系

11、统驱动程序捕获实验程序中的中断处理程序无法得到响应。在后面第5章实验中会讲述在Windows下如何通过驱动程序捕获PCI_INTR 中断。在纯 DOS 下运行提供的 CHECK 程序，可以查看 PC 分配给实验系统的中断号及其它一些中断编程需要的信息，通过这些信息编写中断应用程序。本实验要求使用总线上 PCI_INTR中断请求线完成一次单中断应用实验。用单次脉冲上升沿模拟中断源，中断处理程序完成在屏幕上的显示字符“9”。实验前先运行CHECK程序，得到 PCI_INTR 所对应的中断号、相应的初始化命令字寄存器 ICW 及操作命令字寄存器 OCW 的地址、打开屏蔽的命令字、中断矢量地址和 PC

12、I 卡中断控制寄存器 INTCSR 的地址。得到这些信息后就可以开始设计实验了。参考程序流程如图4 所示。实验步骤如下。(1) 确认从 PC 机引出的两根在扁平电缆已经连接在实验平台上。(2) 启动纯 DOS 环境，进入 Tddebug 软件所在的安装目录。执行 CHECK 程序，查看 INTR中断号及相关信息并记录。(3) 运行 Tddebug 集成操作软件。操作 AltE 进入程序编辑环境。利用查出的中断号及相关信息，按实验要求参考实验流程图编写程序，然后编译链接。将单次脉冲单元的 KK1+连接到系统总线上的 PCI_INTR。图4 实验程序流程图实验四 8255并口控制器应用实验实验目的

13、(1) 掌握8255的工作方式及应用编程。(2) 掌握8255的典型应用电路接法。实验内容(1) 基本输入输出实验。编写程序，使8255的A口为输出，B口为输入，完成拨动开关到数据灯的数据传输。要求只要开关拨动，数据灯的显示就改变。(2) 流水灯显示实验。编写程序，使8255的A口和B口均为输出，实现16位数据灯的相对循环显示。实验原理并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位、32位等。8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电

14、，能在以下三种方式下工作：方式0-基本输入/出方式、方式1-选通输入/出方式、方式2-双向选通工作方式。8255的内部结构及引脚如图1所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图2所示。 图1 8255的内部结构及引脚图图2 8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式图实验说明及步骤1基本输入输出实验本实验使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输出线接至一组数据灯上，然后通过对8255芯片编程来实现输入输出功能。参考程序流程如图3所示。图3 参考程序流程图实验步骤如下。(1) 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。(2) 运行Tdpit集成操作软件，查看端口资源分配情况。记录与所使用片选信号对应的I/O端口始地址。(3) 利用查出的地址编写程序，然后编译链接。(4) 参考图4所示连接实验线路。(5) 运行程序，拨动开关，看数据灯显示是否正确。图4 连接实验线路图2流水灯显示实验首先分别向A口和B