微机原理实验指导参考

1、微机原理实验指导罗庚荣编写西南大学电子信息工程学院电子通信技术中心实验室1. 实验系统认识和基木实验方法(1)微机教学实验系统的使用汇编语言源程序的上机调试方法2. 基础软、硬件实验线性程序设计与调试循环和分支程序设计与调试主程序和子程序设计与调试dos及bios功能调用程序设计与调试微机内存储器设计8 2 5 9中断控制器特性研究(7) 8 2 5 5并行接口应用8253定时/计数器应用8251串行通信接口应用(10) 8 2 3 7 dma应用3. 综合设计和创新性实验(1)键盘和显示器接口电路设计整数四则运算计算器设计多点定时控制器设计主从式控制系统设计自选应用设计4 附录(1) td-

2、pit实验系统单元电路图实验中使用芯片引脚图和主要性能参数1. 实验系统认识和基木实验方法微机教学实验系统的使用汇编语言源程序的上机调试方法2. 基础软、硬件实验(1)线性程序设计与调试循环和分支程序设计与调试主程序和子程序设计与调试dos及bios功能调用程序设计与调试微机内存储器设计8 2 5 9中断控制器特性研究(7) 8 2 5 5并行接口应用8 2 5 3定时/计数器应用(9) 8 2 5 1串行通信接口应用(10) 8 2 3 7 dma应用3. 综合设计和创新性实验键盘和显示器接口电路设计整数四则运算计算器设计多点定时控制器设计主从式控制系统设计口选应用设计4. 附录(1) td

3、-pit实验系统单元电路图实验中使用芯片引脚图和主要性能参数实验一 td-pit实验系统的使用一、实验目的与要求1、熟习td-p1t实验系统的硬件结构；2、掌握td-p1t实验系统的操作命令和基本操作方法，为后续实验打好基础。二、td-pit实验系统简介td-p1t实验系统如图1所示。图1 td-pit实验系统逻辑结构td-pit微机实验系统由pc机和td-pit实验系统纟h.成。配有存储器6264 sram、29c256, 可编程接口芯片8255、8254、8237、16550、cpld, a/d, d/a,键盘及led显示,电机控制， 开关及发光二极管和信号源等实验单元电路。可以进行实模式

4、和保护模式下的多种实验。td-pit实验系统的电路结构按功能模块布置，根据不同实验的需要，用插接线连接起来, 再通过tddebug集成调试软件对实验程序进行编辑、汇编、连接及调试等操作。三、实验设备与器材1、td-pit实验系统一台；2、pc微机一台。四、实验中的注意事项1、观察td-pit实验系统结构时，请不要用手摸元件或印刷电路板连线。2、实验中，“关机”到再次“开机”的时间间隔不能少于30秒。五、实验内容与步骤1、观察td-pit系统的硕件结构 有哪些功能模块； 各功能模块内的主耍芯片型号、封装形式、引脚数； 电源开关，电源指示灯，复位键的位置。2、练习使用tddebug命令 运行tdd

5、ebug软件，选择edit菜单编写实验程序； 使用compile菜单屮的comp订e和link对实验程序进行汇编、连接； 使用rmrum菜单屮的debug和rum命令分别运行程序，观察运行结果； 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。六、预习要求与预习报告实验前仔细阅读本次实验内容和附录td-pit实验系统实验单冗布局图，结合教材上微 型计算机的基本结构框图，在预习报告中对td-pit实验系统实验单兀布局图中各功能模块进 行分类。七、实验原始记录记录观察td-pit实验系统硕件结构的结果：k td-pit实验系统的硬件由哪些功能模块组成；2、各功能模块内主要芯片型号、封装形式、引脚数；八、实验

6、报告与总结k td-pit实验系统的硬件结构特点是什么？2、tddebug集成调试软件有哪些功能？实验二运算类程序设计一、实验目的与要求1、熟习8x086 cpu指令系统，初步掌握运算类程序的编写和调试方法；2、掌握运算类指令对标志位的影响及测试方法。3、进一步熟习tddebug集成调试软件的功能。二、实验原理利用td-pit微机的单步运行、断点运行和对存储器、寄存器的杳询功能，了解8x086 cpu 运算类指令对标志寄存器中相应位状态的影响，以及査看标志位状态的方法。三、实验设备与器材1、pc微机一台。四、实验中的注意事项1、子程序不能单独运行，必须与主程序配合进行调试；2、注意各子程序入口

7、参数和出口参数的资源分配，防止后续实验使用子程序时发生资源冲突。五、实验内容1、设计一组实现双字加、减、乘、除运算子程序。2、每个子程序口拟3组数据检验程序的正确性。六、预习要求预习报告提前编写好双字加、减、乘、除运算子程序和主程序，拟出程序调试步骤。七、实验原始记录记录双字加、减、乘、除运算子程序的运算结果，考查运算类指令对标志寄存器相应位 状态的影响。八、实验报告与总结1、标注清楚各了程序的入口参数和所用资源；2、分析比较各类运算指令对标志状态影响的规律。实验三显示程序设计一、实验目的与要求1、掌握在pc机上以十六进制数形式显示数据的方法；2、掌握dos功能调用的使用方法。二、实验原理do

8、s的int21h功能调用包括很多实用功能程序，在实际应用中，可以根据不同应用要求, 把了功能号写入ah寄存器屮，并设置相应的入口参数，再执行int 21h指令，机器立即执 行了功能号规定的功能，对有“返回码”的了功能调用，可以从“返冋码”屮获取程序执行 示的相关信息和结果。在pc机crt显示器上显示数据，可以使用int 21h的以下几个子功能：1、显示单个字符入口： ah=02h字符的ascii码2、显示字符串入口： ah=09hds： dx-字符串首地址，以$'为结束字符3、键盘输入并回显示入口： ah=()1h返冋参数：al二读到的字符4、返回dos系统入口： ah=4chal=返

9、回码三、实验设备与器材1、pc微机系统一台四、实验中的注意事项1、在调试程序时，不耍用跟踪命令执行int 21h指令；2、不耍过多使用单执行命令，否则，看不到程序运行时的显示结果。五、实验内容与步骤1、根据int 21h功能调用说明，编写一段程序，用单字符显示方式在crt屏幕上显示大 写的26个英文字母；2、在tddebug集成调试软件上，对实验程序进行编辑、汇编、连接和调试，观察程序运行 结果;3、修改程序，用字符串显示方式显示“good afternoon ” ；4*、编写一个程序，把从键盘输入的字符显示在crt屏幕上。六、预习要求与预习报告提前编写好实验内容1和内容3的程序，拟出程序调试

10、步骤。如果选做实验内容4,也必 须提前编写好实验程序。七、实验原始记录记录程序调试中遇到的主耍问题和解决方法。八、实验报告与总结1、比较int 21h功能调用几种子功能的界同点。2、如果耍求显示的字符产生“闪烁”或“移动”效果，该如何编写程序？实验四8255并行接口应用一、实验目的与要求掌握8255各种工作方式的特点、连线和编程方法。二、实验原理8255是intel公司生产的通用可编程并行接口芯片，有a、b、c三个8位可编程并行 接口，采用单+5v电源供电，通过编程8255 nj以工作在基本输入/输出方式（方式0）或选通 输入/输出方式（方式1）或双向选通方式（方式2）, c 口述具有置位/复

11、位控制功能。因此， 8255常用在并行输入/输出的各种接口电路中。如图4-la所示，用8255的pa 口作为发光二极管d0-d7亮暗的控制线，pb 口作为开关 k1-k7状态的检测线。通过编程从pb 口读入开关的状态，并将开关状态送到pad,用发光二 极管的亮暗来显示开关的状态。01234567 01234567 kkkkklakkemdddddrkd图4-la 8255基本输入/输出接口实验电路如图4-lb所示，用8255和键盘及led显示实验单元电路构成一个2x4扫描式键盘和4 位led八段显示器。图4-lb 8255键盘及显示接口实验电路三、实验设备与器材1、td-pit实验系统一台；2

12、、pc微机一台；3、连接导线若干；4、万用表一只、示波器一台。四、实验中的注意事项1、必须在断电状态下接线；2、连线结束，请指导教师检查电路后才能通电；3、操作开关时尽量减小向下的压力，以免损坏开关。五、实验内容与步骤1、将图4-1中实验单元用导线连接起来，用8255的pb 口读取开关状态，用pa 口作为发光 二极管的工作信号，要求开关合上时，对应位的发光二极管亮。2、在tddebug屮输入预习报告屮的程序，调试程序，宜到程序功能符合要求为止。3、对调pau和pb 口的连线，修改程序并调试程序，宜到程序功能符合要求为止。4*、编写2x4扫描式键盘和4位led八段显示器的管理子程序，并在实验台上

13、调试通过。六、预习要求与预习报告1、编写实验内容1的实验程序，使8255工作在基本输入/输出方式，把pb 口的开关状态 送到pa 口作为发光二极管的工作信号。耍求开关合上时，对应位的发光二极管亮。2、（选做）编写2x4扫描式键盘和4位led八段显示器的管理子程序，以及完成该实验的 主程序。七、实验原始记录记录实验连线和程序调试屮的主要操作，遇到的问题和处理方法及最示的实验效果。八、实验报告与总结1、在实验内容1屮，把pa 口和pb 口的连线互换，要实现上述实验同样的功能，程序应 如何修改？2、若用两个开关控制一个发光二极管，应如何编程？3、比较8255在方式0和方式1的工作特点。实验五存储器扩

14、展一、实验目的与要求1、学习并学握存储器的扩展方法；2、了解 sram 6264 特性;3、熟习通过保护模式访问扩展存储器的方法。二、实验原理存储器是计算机的基本组成部件。如图5-1所示，实验装置中的sram 6264地址映射的存 储器空间大于dos应用程序可以访问的1 mb空间地址，必须进入保护模式才能进行访问。因 此，在1 mb以内的存储器空间建立源数据区，将扩展sram 6264的地址范围设置成目标数据 区，在保护模式下将源数据区中的内容传送到目标数据区中，然后用d命令查询数据的正确 性。ph 猥xd宙xdxdxuo765432«/eee ddcdodddrxwoe210987

15、6543210a1aia1aaaaaaaaaaxai2xa3 w xat图5-1 sram 6264扩展存储器买验电路三、实验设备与器材1、td-pit实验系统一台；2、pc微机一台；3、连接导线若干；4、力用表一只、示波器一台。四、实验中的注意事项1、必须在断电状态下接线；2、连线结束，请指导教师检查电路后才能通电。五、实验内容与步骤1、按图5-1连接实验线路；2、在tddebug屮输入存储器实验程序，并调试通过。六、预习要求与预习报告1、阅读下列程序下列程序从实方式和保护方式切换（切换到16位代码段），完成扩展存储器的读写。.386patdwequ92h ;存在的可读写数据段属性值atce

16、equ98h ;存在的只执行代码段属性值;= descstruclimitldw0 ;段界限(bito-15)baseldw0 ;段基地址(bito-15)basemdb0 ;段基地址(bit16-23)attributesdb0 ;段属性limithdb0 ;段界限（bit16-19）（含段属性的高4位）basehdb0 ;段基地址(bit24-31)endsdescdsegsegment use16gdtlabelbyteid1desc<offffh, offffh, offh, offh, offh, offh>scodedesc<offffh, cseg, atce,

17、>datasdesc<d1len, dseg1, atdw,>源数据段datad desc<2000h, atdw, 0d9h>目标数据段描述符gdtlen = $-gdtscode_sel二scode-gdtdatas_sel=datas-gdtdatad_sel=datad-gdtid2descoffffh, offffh, offh, offh, offh, offh >id3descoffffh, offffh, offh, offh, offh, offh >dsegendsdseg1segment use16tdatadb 11h, 22h

18、, 33h, 44h, 55h, 66h, 77h, 88h, 99h, ooh, oaah, obbh, occh, oddh, offhd1len=$-ldseg1endscsegsegment use16assume cs:csegstartprocmov ax, datas_selmov ds, axmov ax, datad_selmov es, axcldxor si, sixor di, dimov cx, ofhml: movsbloop mlint offhstartendpclen二 $tcsegendsend start2、拟出程序调试步骤。七、实验原始记录记录程序运行结

19、果和调试中遇到的主要问题及解决方法。八、实验报告与总结整理调试成功的程序，总结硬件调试的经验。实验六8259应用编程一、实验目的与要求1、了解8259的中断特性;2、掌握8259的工作原理和初始化方法；3、掌握使用pc机内8259的编程方法；4、掌握修改中断向量的方法。二、实验原理在80286以上的pc机中,用两片8259级联构成可屏蔽中断管理系统。如图6-1所示。两 片8259级联组成15级可屏蔽中断管理系统，各中断源的中断谙求经该中断管理系统进行分 析判别后，将当前最高优先级的中断请求送向cpu,如果cpu的可屏蔽中断允许位if=1,则 cpu将响m该屮断请求，屮断正在执行的程序，转向执行

20、该屮断服务程序，待屮断服务程序执 行完毕，再返回来继续执行被屮断的程序。实时钟irqsintoah irqo 保留】rq 28259a定时器irqo it盘 irq.intirq 28259aintintr保留irqn車行口 "irq*保留trqn中断串衍口 i irq4 土尸i »中斷8028680287 trqis控制并行口” irq.復盘irq”软盘irq.控 tillcpu保留irqn并行口 ! irq,caso 1 2 spix.cas21 0 sp-1 .图6-1pc/at微机的的可屏蔽中断结构三、实验设备与器材1、td-pit实验系统一台；2、pc微机一台;3

21、、连接导线若干；4、万用表一只、示波器一台。四、实验中的注意事项1、必须在断电状态下接线；2、连线结束，请指导教师检查电路后才能通电；3、图中已标明设备使用的中断不能随便占用，以免发生中断冲突。五、实验内容与步骤1、编写一个键盘中断处理程序，计数键盘中断次数，并用该程序替换系统键盘中断处理程序, 使当键盘中断产生10次后，显示按键次数并结束应用。2*、观察中断优先级，体会“高级中断请求可以打断低级中断服务，反z则不行”。该如何操 作？3*、体会屮断请求的“边沿触发”和“电平触发”特性，该如何编程和操作？六、预习要求与预习报告1、提前写好实验程序，拟好调试步骤；2、实验内容1为基木要求，必须完成

22、，选做内容2、3可以加分。参考程序：datasegmentcsbakdw ?ipbakdw ?mkbakdb ?dataendscodesegmentassume cs:code, ds:datastartproc farmov ax, datamov ds, axinal, 21hmovmkbak, al;保帘8259初始屏蔽字的状态cli；关中断and al,11111101bout21h,al;打开键盘屏蔽mov ax, 0mov es, ax;修改键盘中断的中断矢量mov di, 24hmov ax,es:di;irq1,o9h, 24h二09h*4mov ipbak,ax；写入ipm

23、ov ax,offset myintcldstoswmov ax,es:dimov csbak,axmov ax, seg myint;写入csstoswxor dx, dx；清计数器al:sti；开中断cmp dx, 1oh；计数到指定数否jz a2;到，结束程序运行jmp al；否则继续等待键盘中断a2:push dx；保存计数值cli；关屮断mov ax, 0；恢复系统屮断矢量mov es, axmov di, 24h;irq1,o9hmov ax, ipbakcldstoswmov ax,csbakstoswmoval, mkbak；恢复系统8259屏蔽字out21h, alsti；开

24、屮断pop dx；显示计数值mov ax, dxcall shwordmov ax, 4c00hint 21hretstartendpmyintproc:far;字定义键盘中断处理程序sti；开中断incdx；计数加一inal, 60h；读入扫描码（用户可对此键值进行处理）inal, 61h;读入控制字节movah, aloral, 80hout61h, al；复位键盘cli；关中断moval, 61h;中断结束命令送中断控制器out20h, ali ret；中断返回myintendpshword proc nearmov bl, ahcallshowmov bl, alcallshowret

25、shword endpshow proc nearc2:pushaxpushdxmov al, bland al, ofoh;取高 4 位shr al, 4cmp al, oah；是否是a以上的数jb c2add al, 07hadd al, 30hmov dl, al;显示字符mov ah,02hint 21hmov al, bland al, ofh;取低 4 位cmp al,oahjb c3addal, 07hc3:add al, 30hmov dl, al;显示字符mov ah, 02hint 21hpop dxpop axretshow endpcode endsend start七

26、、实验原始记录记录程序运行结果和上耍的操作步骤。八、实验报告与总结1、整理实验程序，对关键指令加注释；2、总结中断程序的调试方法和体会。实验七8254定时/计数器应用一、实验目的与要求掌握8254的工作方式、连线和编程方法。二、实验原理利用td-pit实验系统上8254的计数器通道0,按照图7-1连接线路，通过编程体验8254 不同工作方式的计数特点，理解并掌握8254的编程方法和应用特点。三、实验设备与器材1、td-pit实验系统一台；2、pc微机一台;3、连接导线若干；4、万用表一只、示波器一台。四、实验中的注意事项1、必须在断电状态下接线；2、连线结束，请指导教师检杏电路示才能通电。五、

27、实验内容与步骤1、按照图7-1连线，将8255计数器0设置为方式3,十进制计数，用8254计数开关kk1 的闭合次数。76543210 d d ddd d dexaiaogateo 8254clko unitoutoo5 voo kki 00 irq图7-18254计数器应用实验电路2、 按照图7-2连线，用10 khz的脉冲信号替换开关kk1,将8254计数器0设置为工作方式2,十进制计数。每计时1秒产生一次中断，制作一个秒表显示，每 60秒口动归零。75432 lk)i o/rds dddddddexa a wrcgateo 8254clko unitouto00+5 v10 khzooi

28、rq图7-2 8254定时器应用实验电路3*、图7-3是pc机中定时器结构框图。定时器2对pclk的二分频信号再次进行n分频，向 扬芦器提供音频信号，用8255的pb1控制扬声器的发声时间。按照图7-3连线，编程使扬声器发出节拍音乐。图7-1 8254实验电路六、预习要求与预习报告提前编写好实验程序，拟好调试步骤。七、实验原始记录1、记录实验内容1的按键次数和计数器初值。2、记录内容2、3的观察结果。八、实验报告与总结1、整理实验程序，对关键指令加注释；2、解释实验内容1中按键次数和计数器初值不相同的原因。附录：td-pit实验系统单元电路图1、 td-pit实验系统逻辑结构图2、开关及发光二极管实验单元电路h_ +5v j i kftx8 乎弋ledx g di5ki5nrwrk8d7ko3、单