北交大微机原理实验报告

1、北京交通大学微机原理与接口技术实验报告2014/12/21 星期日目录实验一 交通灯控制实验2一、实验目的2二、实验内容2三、程序流程图3四、程序设计3五、实验中遇到的问题及解决方法5六、体会与收获6实验二 可编程定时器/计数器(8253)7一、实验目的7二、实验内容7三、实验流程图8四、程序设计8五、实验中遇到的问题及解决方法10六、体会与收获10实验三 PC机串行通讯实验11一、实验目的11二、实验内容11三、程序流程图12四、程序设计14五、实验中遇到的问题及解决方法17六、体会与收获17实验四 竞赛抢答器18一、实验目的18二、实验内容18三、程序流程图19四、程序设计19五、实验中遇

2、到的问题及解决方法20六、体会与收获21实验一 交通灯控制实验一、 实验目的掌握8255方式0的工作原理及对并口的使用。二、 实验内容通过并行接口8255实现十字路口交通灯的模拟控制。如图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亮灭。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

3、亮闪烁若干次。（5） 转（1）重复。三、 程序流程图四、 程序设计DATA SEGMENT X DB ?DATA ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 100H DUP(0)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1START:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,0EC0BH;写控制字MOV AL,80H;PC0PC7输出OUT DX,AL L0:MOV DX,0EC0AHMOV AL,24H;南北绿灯，东西红灯亮OUT DX,ALCALL DELAYCALL DELAY;长延时，3s左右

4、 CALL DELAY CALL DELAYCALL DELAYCALL DELAYCALL DELAY MOV BL,8 MOV AL,04HL1:XOR AL,40H;南北黄灯闪，东西红灯亮OUT DX,ALCALL DELAY;延时CALL DELAYDEC BL ;闪烁4次JNZ L1CALL DELAYMOV AL,81H;南北红灯亮，东西绿灯亮OUT DX,AL CALL DELAYCALL DELAYCALL DELAY;长延时，3s左右 CALL DELAYCALL DELAYCALL DELAYCALL DELAYMOV BL,8 MOV AL,80HL2:XOR AL,02

5、H;南北红灯亮，东西黄灯闪OUT DX,ALCALL DELAY;延时CALL DELAYDEC BLJNZ L2 ;闪烁4次 CALL DELAYMOV DL,0FFHMOV AH,06HINT 21HJZ L0;六号功能判断若无字符输入ZF=1继续循环MOV AH,4CHINT 21HDELAY : PUSH CX PUSH DX MOV CX,4000H LOP1: MOV DX,0FFFFH LOP2: DEC DX JNZ LOP2 LOOP LOP1 POP DXPOP CX RETCODE ENDS END START五、 实验中遇到的问题及解决方法1. 关于片选地址的问题由于T

6、PC卡使用PCI总线，而PCI总线结构支持即插即用功能，每台微机分配给PCI扩展板的资源是动态浮动的，不像ISA总线是固定的。因此分配给设备的I/O基地址、MEM基地址空间及INT中断号会因为不同的微机而变化。所以实验时需要使用当前微机中动态分配的地址。方法：启动“TPC-2003A集成开发环境”软件 -硬件检测 -报告卡硬件资源 。结果如下图所示：其中EC00H：是TPC设备在微机中被动态分配的I/O基地址，相当于原固定I/O基地址 0280H。综上所述，8255动态分配地址: 控制寄存器：0EC0BHC口地址： 0EC0AH 2. 如何实现按下键盘结束循环的功能使用调用DOS功能子程序中的

7、 6号功能即可完成这项任务。具体操作是：当（DL)=0FFH时，执行键盘输入操作，在执行功能子程序时：有键按下，ZF=0 ，字符的ASCII码在AL中；无键按下：ZF=1。因此，我们只需在程序后面加一条JZ指令即可控制循环结束。六、 体会与收获本次实验上手较为简单，只需注意一下TPC卡动态分配端口地址和开发环境的使用即可。虽然难度不是很大，但对于初次接触理论课中所学习的硬件接口的我们，亲自动手操作无疑让我们加深了对8255的了解，巩固了课上所学习的基础知识。本次实验同时也巩固了第四章所学习的内容，应用并掌握了了汇编程序的的编译环境，为今后的实验打下了基础。实验二 可编程定时器/计数器(8253

8、)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1. 按下图虚线连接电路，将计数器0设置为工作方式0，计数器初值为N（N0FH），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遍高电平）。2. 按下图连接电路，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)。三、 实验流程图 四、 程序设计实验1CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV DX,0EC03H ;计数器0，方式0 MOV AL,B OUT DX,AL MOV

9、 DX,0EC00H MOV AL,0EH ;送初值E OUT DX,AL MOV CL,1READ: INC CL ;自加1 CMP CL,0 JZ START MOV DX,0EC00H ;读计数器0口 IN AL,DX MOV DL,AL MOV CL,AL CMP AL,9 JG BIG ADD DL,30H ;0到9，显示ASCII数字 MOV AH,02H INT 21H MOV DL,0DH INT 21H JMP JUDGEBIG: ADD DL,37H ;大于9，显示ASCII字母 MOV AH,02H INT 21H MOV DL,0DH ;加回车符，只显示一个符号 INT

10、 21H JMP JUDGEJUDGE:MOV DL,0FFH ;有键按下回DOS MOV AH,06H INT 21H JZ READ MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDSEND START实验2CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX,0EC03H;计数器0置控制字为工作方式3 MOV AL,B OUT DX,AL MOV DX,0EC00H MOV AX,1000;向计数器0送初值 OUT DX,AL;先送低字节后送高字节 MOV AL,AH OUT DX,AL MOV DX,0EC03H;计数器1置控制字为工作方式3 MOV AL

11、,B OUT DX,AL MOV DX,0EC01H;向计数器1送初值 MOV AX,1000;先送低字节后送高字节 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,ALNEXT: MOV DL,0FFH;DOS 6号功能调用，按任意键返回 MOV AH,06H INT 21H MOV AH,4CH;返回系统 INT 21HCODE ENDSEND START五、 实验中遇到的问题及解决方法在屏幕上显示计数器数值时，如果直接从计数器读取此时的计数值，然后调用02H功能输出，则屏幕上显示的不是数字，而是乱码。原因是，02H功能是在屏幕上输出DL中所存ASCII码所代表的字符，因此，在输出时

12、，应先将DL中的数据变换为其所对应的ASCII码。六、 体会与收获 通过实验，学会8253芯片和微机接口原理和方法，掌握8253定时器/计数器的基本工作原理、工作方式和编程原理，熟悉汇编代码的编写。实验中，连接电路，利用代码控制实验电路，深对课本理论的理解。实验三 PC机串行通讯实验一、 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的基本原理和编程方法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（将RS232C的DB9的电缆插头第2脚和第3脚短接）连线。编写PC机自发自收串行通信程序，要求：从

13、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. 2台PC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上。当键入感叹号“！”，结束收发过程。由乙机键盘键入字符经串口发送给甲机，再由甲机通过串口接收字符并显示在屏幕上。当键入感叹号“！”时，结束收发过程。即，全双工模式。实验提示：1. 连接线 DB-9连接器 双机近距离通信连接图 2. 8250寄存器地址PC机自带两个串口，分为COM1和COM2，地址分

14、别在3F8-3FFH和2F8-2FFH，接口芯片选用8250。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：三、 程序流程图Y开始返回DOS初始化8250读线路状态寄存器出错否发送数据就绪否发送数据接收数据显示数据有！按下吗？N显示？YN自发自收：YY开始返回DOS初始化8250读线路状态寄存器出错否读发送寄存器是否为空读键盘发送有！按下吗？N显示？N双机通信：发送程序：Y开始返回DOS初始化8250读线路状态寄存器出错否接收数据就绪否接收读接收数据显示接收字符结束显示？N接收程序：四、 程序设计程序1

15、自发自收：CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART :MOV AL,80H ;初始化 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 MOV DX,3F9H OUT DX,AL ;写入除数高字节 MOV AL,0AH ;7位数据，1位停止，奇数校验 MOV DX,3FBH OUT DX,AL ;写入线路控制寄存器 MOV AL,0FH MOV DX,3FCH OUT DX,AL ;写入Modem控制寄存器 MOV AL,0 ;屏蔽全部中断 MOV DX,3F9H OUT

16、DX,AL ;写中断允许寄存器WAIT_FOR:MOV DX,3FDH ;读线路状态寄存器 IN AL,DX TEST AL,B ;出错否 JNZ ERROR ;不为零转ERROR TEST AL,B ;接收数据就绪否 JNZ RECEIVE TEST AL,B ;发送寄存器空否，不空，返回等待 JZ WAIT_FOR MOV AH,1 INT 21H ;读键盘 MOV DX,3F8H ;发送 OUT DX,AL JMP WAIT_FOR ;返回等待RECEIVE: MOV DX,3F8H ;读接收数据 IN AL,DX AND AL,B ;保留7位数据 CMP AL,21H ;是否! JNZ

17、 CHAR MOV AH,4CH ;返回DOS INT 21HCHAR: PUSH AX MOV DL,AL MOV AH,02H ;显示接收字符 INT 21H POP AX JMP WAIT_FOR ;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 WAIT_FORCODE ENDSEND START程序2双机通信：DATA SEGMENT D1 DB ? CHL DB 0AH,0DH,$ ;换行DATA ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 100H D

18、UP(?)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1START:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AX, DATAMOV DS, AXMOV DX,3FBHMOV AL,BOUT DX,AL;置线路控制寄存器DLAB为“1”MOV DX,3F8HMOV AX,60HOUT DX,ALINC DXMOV AL,AHOUT DX,AL;波特率1200MOV DX,3FBHMOV AL,BOUT DX,ALMOV DX,3FCHMOV AL,BOUT DX,ALMOV DX,3F9HMOV AL,BOUT DX,AL

19、WAIT1: MOV DX,3FDH;读线路状态寄存器IN AL,DXTEST AL,B;判断是否有错：终止符、帧格式、奇偶、溢出JNZ ERRORTEST AL,B;判断是否收到JNZ RECEIVETEST AL,B;判断发送端是否空JZ WAIT1MOV DL,0FFH;六号功能调用读入待发送数据MOV AH,06HINT 21HJZ WAIT1MOV DX,3F8H;写发送REGOUT DX,ALJMP WAIT1;返回 WAIT1CHAR: PUSH AXMOV DL,AL;显示接收MOV AH,02HINT 21HMOV DX,OFFSET CHL;输出字符串换行MOV AH,09

20、HINT 21HPOP AXJMP WAIT1ERROR:MOV DX,3FDH;读线路状态寄存器IN AL,DXMOV DL,?;对于错误显示?MOV AH,02HINT 21HJMP WAIT1RECEIVE:MOV DX,3F8HIN AL,DX;读数据接收寄存器 CMP AL,!;判断是否结束JNE CHARMOV AH,4CHINT 21HCODE ENDS END START五、 实验中遇到的问题及解决方法自发自收的实验中，发送出去的字符只有在下次发送后才能在屏幕上显示出来，使得屏幕上显示的字符出现交替排列，即对角线上的字符一致，为发送和接收到的字符。这是因为每次程序在等待键盘输入

21、后才能重新读取线路控制寄存器的状态，之后才能接收数据。虽然结果不是很直观，但原理上没有错误。双工通信实验中也出现了这个问题，即接收数据时，接收机只有在按下键盘后才能显示接收到的数据，这个问题和程序设计的逻辑有关。但很可惜最终没有解决。六、 体会与收获 此次实验还是使我加深了对串行接口芯片8250的基本原理和编程方法的了解，另外还熟悉RS232C的DB9的电缆插头各管脚的功能。对于第二部分的实验，老师要求改为全双工方式，即两台机器既可做接收机又可做发送机。刚开始挺茫然后来与同学交流之后尝试就成功了。虽然最后的结果并不完美，但在实际操作中加深对串口通信的理解才是最重要的。实验四 竞赛抢答器一、 实

22、验目的 1、了解微机化竞赛抢答器的基本原理。2、进一步学习使用并行接口。二、 实验内容下图为竞赛抢答器（模拟）的原理图，逻辑开关K0K7代表竞赛抢答按钮07号，当某个逻辑电平开关置“”时，相当某组抢答按钮按下。在七段数码管上将其组号（07）显示出来，并使喇叭响一下。从键盘上按空格键开始下一轮抢答，按其它键程序退出。实验提示：设置8255为口输入、口输出，读取口数据，若为0表示无人抢答，若不为0则有人抢答。根据读取数据可判断其组号。从键盘上按空格键开始下一轮抢答，按其它键程序退出。 响铃的DOS功能调用： MOV DL, 7 ; 响铃ASCII码为07 MOV AH ,2 INT 21H 825

23、5动态分配地址: 控制寄存器： 0EC0BH A口地址： 0EC08H C口地址： 0EC0AH 三、 程序流程图四、 程序设计DATA SEGMENT LIST DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDATA ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 100H DUP(0)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,0EC0BH MOV AL,89H OUT DX,AL ;对8255进行初始化L0:MOV DX,0EC0AH IN AL,DX ;读C口状态 CMP