微机原理与接口实验指导书

1、 微机原理及接口技术课程 实 验 指 导 书 2013-4-18实验项目与主要内容序号实验项目主要内容实验性质实验类型学时分配每组人数备注1实验设备的熟悉及演示1 介绍和熟悉实验设备2 控制发光二极管循环亮、灭演示综合222 中断控制器 8259A实验通过脉冲开关向可编程中断控制器8259提供中断信号，CPU执行循环点亮发光二极管的服务程序。验证223可编程串行接口8251实验从键盘输入一个字符，将其ASCII码加1后发送出去，再接收回来在屏幕上显示，实现自发自收。验证224可编程并行接口芯片8255A实验（1） 8255A的A口和B口工作于方式0，A口接四个开关，B口接一个LED数码管输出，

2、以数字形式反映输入开状态。验证225可编程并行接口芯片8255A实验（2）利用8255A的A口工作于方式0输出，控制发光二极管模拟十字路口交通灯。验证226可编程接口（并行接口8255A 和定时器/计数器8253）综合实验利用8255A的A口工作于方式0，控制所接的八只发光二极管从左至右依次循环亮灭，亮灯时间1秒由8253A定时实现。设计227可编程定时器/计数器8253应用实验利用8253A的通道0工作于方式3 ，产生1 秒方波信号控制一只发光二极管闪烁发光设计228模拟量/数字量转换器ADC0809 实验W1电位器提供模拟量输入，通过ADC0809将模拟量转换成数字量并在两位数码显示器上显

3、示验证22小计实验数：8个实验学时：16实验一 实验装置认识及演示 日期： 月 日一 实验目的与要求：1 通过实验设备实物介绍，使学生认识和了解实验装置的基本结构功能，从而为使用好它打基础；2 通过演示实验，使学生对实验设备的功能有一个直观的认识从而激发学习本课程的热情，同时对实验的步骤和方法有清楚了解。二 实验内容：1 微机原理及接口实验设备组成（1）CPU：8088 CPU（2）系统存储器：FIASH ROM,SRAM (3 ) 接口芯片及实验单元 接口芯片：8250、8251、8255、8259、8279、ADC0809、DAC0832、RAM616， 实验单元：电机控制单元、LED及键

4、盘组、电子发声继电器单元、开关量输出及0-1指示电路、单脉冲触发器等。（4）外设接口：外接实验扩展板接口。（5）系统电源：带双重保护功能的开关电源。2 仿真实验软件：操作界面和功能菜单介绍；实验系统自带的实验程序及运行方法；用户开发的实验程序和运行程序的工作过程介绍。3 仿真实验系统的特点：见4 演示实验一（1）演示内容：利用8255A的A口工作于方式0，控制所接的八只发光二极管从左至右依次循环亮灭，亮灯时间1秒由软件延时实现。（2）原理图：实验系统中8255通过接八只共阴发光二极管，运行控制亮灭的循环控制程序。80C51 PA.0 PA.1 PA.28255APA.3 PA.4PA.5 PA

5、.6 PA.7 LED1······LED7（3）接线： 8255A的PA0PA3接开关K0K7； 8255A的CS接译码器2A02A7中的任一个端子； 8255A的数据线接系统数据线中的任一个插座。(4) 程序流程框图 开始P1口初始化从左点亮第一个灯灯亮灯延时控制指向下一个灯(5) 程序清单1 方法一：亮灯延时采用调用子程序方法实现DATAS SEGMENTA_PORT EQU 2A0HB_PORT EQU 2A1HC_PORT EQU 2A2HCTRL_PORT EQU 2A3HDATAS ENDSSTACK SEGMENT P

6、ARA STACKSTACKSTAE DW 10 DUP (?)TOP EQU SIZE STAESTACK ENDS CODES SEGMENT ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,SS:STACK;START:MOV AX,DATA MOV DS,AXMOV AL,80H MOV DX,CTRL_PORT OUT DX,AL；8255工作方式字 MOV AL,00H；亮灯初值 STC LOP1: RCL AL,1MOV DX,A_PORT OUT DX,AL；亮一个灯 CALL SOFTDLY；调用亮灯延时子程序 JMP LOP1SOFTDLY PROC MOV BL,100

7、HDELAY:MOV CX.280H WAIT:LOOP WAIT DEC BL JNZ DELAY RETSOFTDLY ENDPCODE ENDS END START2 方法二：亮灯时间采用软件延时方法实 LOP1:RCL AL,1MOV DX,A_PORT OUT DX,AL MOV BL,10 LOP2:MOV CX,600 LOP3:LOOP LOP3 DEC BL JNZ LOP2JMP LOP1 CODE ENDS END START5 演示实验二：LED实验（见微机原理及接口技术实验指导书P30 实验十）三 实验器材：微机仿真实验系统（ZY15MicInt12BB）四 实验步骤

8、：1 结合实验装置讲解微机仿真实验系统（ZY15MicInt12BB）的组成、特点和仿真实验软件运行，以及实验程序的步骤和方法。2 在仿真实验平台建立相应的文件并输入、运行演示程序。3 以连续运行方式运行演示程序。五 实验结果：1 在上述硬件配置且接线无误以及实验程序正确情况下，实验的结果可以按设想的结果控制发光二极管的循环亮、灭。2 观察发光二极管闪亮和移位情况，如果与要求的有出入，则检查并处理存在的问题直至符合要求为止。六 实验小结： 1 在本实验中改用其它器件代替可否8255A 实现同样效果？ 2 实验中亮灯和显示器的显示时间均采用延时子程序来设计。延时时间为机器周期*空操作指令执行的周

9、期数*循环次数。还有其它控制亮灯时间的方法？实验二 中断控制器8259A实验 日期：月 日一 实验目的与要求1 了解可编程中断控制器8259A的功能结构以及和CPU的连接方式；2 掌握可编程中断控制器8259A初始化编程方法。二 实验内容用单脉冲发生器的输出脉冲作为中断源，通过按动接至8259某个中断输入端（如IR6）来产生中断请求信号，从而执行控制发光二极管亮、灭的中断服务子程序。三 实验器材 ZY15MicInt12BB 微机原理及接口实验箱 四 实验原理图数据总线8088 微 型 机8259A IR6 INTAINT单脉冲源K 五 程序流程框图 （1）主程序框图 （2）中断服务子程序框图

10、开始设置中断矢量开放中断等待中断开始关中断保护现场现场显示字符R恢复现场开中断中断返回六 实验程序清单七 实验步骤 1）按实验原理在实验对实验电路进行正确连线；2）进入微机仿真实验系统平台，建立实验程序文件名，然后操作相应菜单输入、编辑实验程序并进行编译和装载后，以连续运行方式执行实验程序。 八 实验结果 在上述硬件配置且接线无误以及实验程序正确情况下，实验的结果是否是如实验内容要求的那样？ 九 实验小结：1 主程序和中断子程序的关系如何认识？关键的指令语句各是哪几条？3 如果单脉冲开关改接8259A另一个中断请求的输入端，必须相应修改实验程序的哪部分内容？注：上述内容见微机原理及接口技术实验

11、指导书P12 实验二） 实验三 可编程串行通信按口芯片8251一 实验目的 1、掌握串行口通信的基本原理；2、了解8251A的工作方式及工作原理；掌握可编程串行通信接口8251A的编程方法。二 实验内容 从键盘输入一个字符，将其ASCII码加1后发送出去，再接收回来在屏幕上显示，实现自发自收。三 实验原理发送器 TXD接收器 RXD 8086 D0D7 RD WR 8251AD0D7RDWR D0D78251A五 程序框图显示键入的字符8251A初始化键入一字符有键按下？开始结束发送键入的字符接收并显示键入的字符NY五 实验器材：微机仿真实验系统（ZY15MicInt12BB）六 实验接线1

12、8251A的输入时钟CLK接2MHZ的信号；发送/接收时钟选择500KHZ信号；这两个信号由实验源模块提供；2 8251A的数据端口地址是0E0H；控制端口地址为0E1H， 实验中的译码地址已经连好。3 原理图中的三个开关状态设置：开关P0307接通；开关P0308和P0309关闭。4 将8251的TXD和RXD引脚相连接。七 实验步骤：1按实验原理结合实验装置的实际连接好实验线路； 2 进入实验仿真平台，建立、输入和编辑实验程序； 3 进行实验程序的连接、编译和装载并以连续运行方式运行实验程序。八 实验结果：正确的实验结果是屏幕显示的字符正是键盘按键按下的字符再加1所得的字符，如按数字7，则

13、显示数字8；如按字符A，则显示字符B。九 实验小结： 1 如果用8251串行接口芯片实现两台微机之间的串行通信，如何进行硬件连线？ 2如果用8251串行接口芯片实现两台微机之间的串行通信，软件编程涉及什么内容？注：上述内容见微机原理及接口技术实验指导书P17 实验四实验四 可编程并行接口芯片8255A实验（1）一 实验目的 1了解8255并行可编程接口芯片结构及编程方法。 2 熟悉8255输入输出的控制的实现方法。二 实验内容：8255A的A口和B口工作于方式0A口接四个开关，B口接一个LED数码管（共阴接法）输出，以数字形式反映输入开关的状态。三 实验器材：微机仿真实验系统（ZY15MicI

14、nt12BB）四 实验原理 PA0 PA1 PA28255A PA3PB0PB7abcdefgK1K2K3K4五 实验连线 1 8255A的PA0PA3接开关K0K3； 2 8255A的CS接译码器2A02A7中的任一个端子； 3 8255A的数据线接系统数据线中的任一个插座； 4 8255A的PB0PB7接LED的ag,LED的位选控制端S1接+5V。六 程序流程图 略七 应用程序清单DATAS SEGMENTA_PORT EQU 2A0HB_PORT EQU 2A1HC_PORT EQU 2A2HCTRL_PORT EQU 2A3HTAB DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6D

15、H,7DH,07H; DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,31H;数字0-9的字型码表DATAS ENDSCODES SEGMENT ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,START:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,90H；设置8255的工作方式 MOV DX,CTRL_PORT OUT DX,AL LOP1:MOV DX,A_PORT IN AL,DX AND AL,0FH；读取8255A的A口所接开关状态 MOV BX,OFFSET TAB XLAT MOV DX, B_PORT OUT BX,AL；查字型表并输出至B口 MO

16、V CX,0600H；延时并循环 LOP2:LOOP LOP2 JMP LOP1CODE ENDS END START八 实验步骤：1按实验原理连接好实验线路； 2 进入实验仿真平台，建立、输入和编辑实验程序； 3 进行实验程序的连接、编译和装载并以连续运行方式运行实验程序。九 实验结果 正确的实验结果是数码显示管显示的数字是四个开关所处状态，如开关的状态是1010B，则显示数字是“A”。变换开关的状态，显示的内容也随之改变；否则说明实验的硬件电路或连线或是实验程序有错误。十 实验小结注：上述内容见微机原理及接口技术实验指导书P9 实验一 实验五 可编程并行接口实验（2）-8255控制交通灯

17、日期：2月23日一 实验目的与要求：了解8255A可编程并行接口芯片的结构及编程方法，学习模拟交通灯控制方法的实现。二 实验内容：利用8255A可编程并行接口输出控制模拟十字路口交通灯。三 实验说明 模拟十字路口交通灯控制规则：初始状态0为：东西红灯，南北红灯；然后转状态1：东西绿灯通车，南北红灯禁行；延时转状态2：东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北灯保持红灯；再转入状态3：南北绿灯通行，东西红灯；延时后转状态4：南北绿灯灭，黄灯闪烁几次，东西保持红灯。延时结束一轮再转入状态1循环。四 实验原理+5V PA.08255A PA.7 PB.0 PB.3 PB.3 PB3 LED1LED8LED122

18、五 实验接线：将8255 PA0-PA7、PB0-PB7依次与发光二极管L1-L12相接。同时正确连接8255的片选及地址等其它信号线。六 实验程序框图开始8255初始化四个路口红灯亮东西绿灯亮，南北红灯亮，延时东西黄灯闪烁，南北红灯亮，延时东西红灯亮，南北绿灯亮，延时东西红灯亮，南北黄灯闪烁，延时 七 实验程序 见实验系统自带的“8255控制交通灯”程序，程序入口地址：0BB0H。八 实验步骤 1 按实验原理在实验箱上对实验电路正确接线； 2 在实验仿真平台上以连续运行方式从0BB0H开始执行交通灯控制程序。九 实验结果：在上述硬件配置且接线无误以及实验程序正确情况下，实验程序运行后模拟十字

19、路口的交通控制灯的亮灭规律应该符合实际交通规则。十 实验小结： 1 程序运行后看发光二极管的亮、灭情况，分析其是否符合十字路口交通灯控制的规则。 2 亮灯的延时间和和灯光的闪烁可否由定时器实现？如可以则程序在哪几个地方要增加内容？注：上述内容见微机原理及接口技术实验指导书P36 实验十三 实验五 可编程并行接口芯片8255A、定时器/计数器8253和中断控制器8259A 综 合 实 验一 实验目的 1 熟悉可编程并行接口芯片8255、定时器计数器8253和中断控制器8259功能和用法；2 掌握它们相互配合实现某个应用项目的硬件和软件综合设计技术。 二 实验内容：利用8255A的A口工作于方式0

20、，控制所接的八只发光二极管从左至右依次循环亮灭，亮灯时间1秒由8253A定时实现。三 实验器材：微机仿真实验系统（ZY15MicInt12BB）三 实验原理 PA.0 PA.1 PA.28255APA.3 PA.4PA.5 PA.6 PA.7 LED1······LED7 四 实验连线 1 8255A的PA0PA3接八只发光二极管； 2 8255A的CS接译码器2A02A7中的任一个端子； 3 8255A的数据线接系统数据线中的任一个插座； 4 8253A通道2的CLK2接脉冲源15.625KHZ;OUT接8259A的IR6 五 82

21、53的控制字以及计数初值 亮灯1秒的定时信号由8253A的通道2工作于方式0来实现。 方式3控制字：10110000B 计数初值计算：频率为16.625KHZ的时钟周期为60µS，则计数初值是： 1S60µS=16625=3D09H 8255A的口地址为2A02A3H；8253A的口地址为40H43H；8259A的口地址为20H21H；六 程序框图七 实验程序TITLE ZY2.ASMDATA SEGMENT A_PART EQU 2A0H B_PART EQU 2A1H C_PART EQU 2A2H CTRL_PORT EQU 2A3HDATA ENDSSTACK SE

22、GMENT PARA STACK 'STACK' STA DB 50 DUP(0) TOP EQU LENGTH STASTACK ENDSUCODE SEGMENT ASSUME CS:UCODE,DS:DATA,SS:STACK;BEGIN: JMP BEGIN_ INT_SEG DW ? INT_OFF DW ?BEGIN_: CLI MOV AH,35H； 填写中断矢量表 MOV AL,0EH INT 21H MOV INT_OFF,BX MOV INT_SEG,ES MOV AX,CS ADD AX,10H MOV DS,AX MOV AH,25H MOV AL,0E

23、H MOV DX,OFFSET UINTR INT 21H IN AL,21H；设置中断屏蔽字 AND AL,0BFH MOV DX,21H OUT DX,AL STI MOV AL,10110000B；设置定时器工作方式字 OUT 43H,AL MOV AL,09H；置定时计数初值 OUT 42H,AL MOV AL,3DH OUT 42H,AL MOV AL,80H；设置8255A工作方式字 MOV DX,2A3H OUT DX,AL MOV AL,01H；LP: HLT 等待中断 JMP LP UINTR PROC FAR ROL AL,1 MOV DX,2A0H OUT DX,AL；控

24、制输出亮灯值 MOV BL,AL；亮灯值暂存 MOV AL,10110000B；8253重新初始化 OUT 43H,AL MOV AL,09H OUT 42H,AL MOV AL,3DH OUT 42H,AL MOV AL,20H；8259关闭中断 OUT 20H,AL MOV AL,BL； 取出亮灯控制值 IRETUINTR ENDPUCODE ENDS END BEGIN实验步骤：1按实验原理结合实验装置的实际连接好实验线路； 2 进入实验仿真平台，建立、输入和编辑实验程序； 3 进行实验程序的连接、编译和装载并以连续运行方式运行实验程序。实验结果 正确的实验结果可以看见255A的A口控制

25、所接的八只发光二极管从左至右依次以8253定时的时间循环亮灭；否则实验连线或实验程序有错误码情况发生实验小结1 这是一个涉及多个可编程接口即中断控制器8259、可编程并行接口8255和定时器计数器8253 综合应用的实验。其硬件电路和软件设计均有较高技术含量，也因此正确实现它有一定的难度。2 中断控制器应用程序的设计中涉及有几个关键问题？3 定时器8253程序设计中涉及几个方面的内容？注意：8253在方式0和方式3时，方式0计数初值一次有效，故需要重置计数据初值。4 定时中断服务程序的主要内容或关键指令语句是什么？注：上述内容可参考雷印胜等编著微机原理及接口技术教材（第三版）P253 。 附录

26、：中断服务程序入口地址设置方法中断服务程序入口地址表又称中断向量（矢量）表，因8086CPU的中断类型只有256 个，每个中断类型用4个字节单元存放中断服务程序入口地址，因此中断向量表是一个1KB大小的表格。尽管规定了中断类型在表中的位置，但表中的内容即中断服务程序入口地址却是用户任选的。为了使CPU响应中断后正确转入中断服务，中断矢量表的建立非常重要。这里介绍该表的四种建立方法：1 用串指令方法 串指令STOWS可将AX中的内容写入由DI指示的ES段的目标偏移地址单元，只要将ES设定为0，DI设定为N×4，使用串指令STOWS即可完成中断服务程序首地址的装入。CLI ；关中断MOV

27、 AX，0MOV ES，AX ；置附加段基址为0 MOV DI，n×4 ；置附加段偏移地址到DI； MOV AX，OFFSET INT VCE；置中断服务程序首地址的偏移地址至AXCLD STOWS； 中断服务程序首地址的偏移地址填入中断向量表MOV AX，SEG INT VCE；置中断服务程序首地址的段基地址至AXSTOWS； 段基地址填入中断向量表 STI 开中断2 伪指令法指示性语句AT和 ORG均可指定存储单元的绝对地址。AT可指定段地址（16位），而ORG可指定偏移地址。中断矢量表中的段地址可“INT TBL SEGMENT AT 0”设定；中断矢量表中的偏移地址可用指令“

28、ORG n*4”指令设定， n为中断类型号，然后再用DD伪指令将中断服务程序首地址装入。 INT TBL SEGMENT AT 0；定义INT TBL段，段基址为0 ORG n*4 ；指定偏移地址 DD INT VCE ；存中断服务程序入口地址 INT TBL ENDS MCODE SEGMENT ；主程序段 INT VCE PROC FAR ；中断服务程序 4 IRET INT VCE ENDSP3 直接装入法 若外设的中断类型号为6BH，则此中断类型号对应的中断矢量表地址为从01ACH开始的的4个存储单元。设中断服务程序段地址是1000H；偏称地址为2000H，则可用传输指令将上述已知地址

29、送入中断向量表中。 MOV AX，0 MOV DS，AX MOV AX，2000H MOV WORD PTR 01ACH MOV AX，1000HMOV WORD PTR 01ACH2，AX4 系统功能调用法 利用软中断指令“INT 21H”以及专门为更新中断服务程序地址的25H号功能来设置中断地址有两大好处：其一，DOS会采取措施用最安全可行的方法来存放中断矢量；二是使用更广泛。（1） 使用25H功能调用时要求：AL=中断类型号；DS：DX=中断服务程序首地址的段、移地址。中断类型号为 60H的中断向量表的填入举例： PUSH DS MOV DX，SEG INT60H MOV DS，DX M

30、OV DX，OFFSET INT60H MOV AL 60H MOV AH，25H INT 21H POP DS （2） 系统调用的35H功能是对指定的中断类型号得到其中断服务程序的地址。使用35H功能时要求：AL=中断类型号；返回时ES中是段地址；BX中是中断服务程序偏移地址。以中断类型号0为例，将其当前中断服务程序入口地址取出并保存在变量INTOSEG和INTOFF中的例子。 INTOSEG DW ？ INTOFF DW ？ MOV AH，35H MOV AL，0 INT 21H MOV INTOSEG，ES MOV INTOFF，BX 实验六 可编程定时器/计数器8253的定时应用实验一

31、 实验目的 了解可编程定时器/计数器8253的定时和计数的工作原理；掌握其应用和初始化编程的方法。二 实验内容 利用8253A的通道0工作于方式3 ，产生1 秒方波信号控制一只发光二极管闪烁发光。三 实验器材：微机仿真实验系统（ZY15MicInt12BB）四 实验原理 CLK0 OUT0 GATE0CLK2 OUT2 GATE25V250KHZ1KHZ1HZ8253做一个秒信号发生器：其输入接250KHZ的脉冲，输出为1秒的方波（正负0.5秒）控制发光二极管闪烁。250KHZ的周期为4µS，1HZ的周期为1S，则8253A的计数初值计算如下：N1S4µS250000H，由

32、于8253A一个通道最大的计数值是65536，所以要用两个通道串接才能实现上述定时要求。 通道1工作于方式2分频器即对2500HZ进行250的分频产生1KHZ信号；通道2工作于方式3产生1HZ信号方波，计数初值为1000。四 实验程序方法一：通道1对2500HZ进行250的分频，工作于方式2；通道2输出1HZ信号方波信号，可工作于方式3。CODES SEGMENT ASSUME CS:CODES； START:MOV AL，01010100B；设置8253A通道0的工作方式2 OUT 43H，AL MOV AL，0FAH； 置计数初值250 OUT 40H，AL MOV AL，10110110B ；设置8253A的通道2工作方式3 OUT 43H，AL； MOV AL，0E8H； 写计数初值1000 OUT 42H，AL MOV AL， 03H； OUT 42H，AL CODES ENDS END START方法二：8253A的通道2接16.625K