武汉理工实验指导书-微机原理及接口技术

1、?微机原理及接口技术B?实验指导书实验设备一一唐都TD-PITE 80X86微机原理及接口技术微机实验平台。每套设备包 括实验箱一台、配备安装有Wmd86联机操作软件的 PC微机一台、连接线及电源线。图2 唐都TD-PITE实验箱图3唐都TD-PITE实验箱布局图-叩-J申 +IKS-W2电缆ri臂朋仪曙PC磁机图1实验平台连接示意图图4 Wmd86联机操作软件操作步骤：1、翻开电脑。2、插好实验平台电源线。3、通过串口连接线连接实验箱与微机。4、翻开Wmd86联机操作软件。5、检查端口是否选择好。6、进行实验接线。7、录入汇编程序。8、编译、链接、下载，观察结果。实验一定时器的使用1实验目的

2、和意义熟悉接口试验箱的使用环境。体会接口电路通过外部总线与处理器连接原理。掌握可编程芯片8253的编程方法。2实验设备PC机一台，TD-PITE实验装置一套。3实验内容1、 编写程序，将 8254的计数器0和计数器1都设为方式 3,用信号源1MHz作 为CLK0时钟，OUT0为波形输出1ms方波，再通过 CLK1输入，OUT1输出1s方波。2、 编写程序，将8254的计数器0设为方式3，计数值为十进制数 4，用单次脉冲 KK1 +作为 CLK0时钟,OUT0连接 MIR7，每当KK1 +按动5次后产生中断请求，在Wmd86 程序运行结果栏上显示字符 M。改变计数值，验证 8254的计数功能。4

3、背景知识18254的功能?8253具有三个独立的16位计数器0#2#通道；? 每个通道有6种工作方式；? 可以进行二进制或十进制计数，计数方式为减1计数。最高计数频率2.6MHZ28254的内部结构和外部引脚C1 “cwm GNDt'LkoGATE0OUP>il EI 器0IO 怙RAH A ICSItDO 呎=):和摆冲5S图1.1 8254内部结构7 0 3 4 3 T-* DnDDDDD CLKI CATEI OUTIVLT LtWAn EtDoSA) 人0CLI OL 12(rAT?21C K JGATE!OLTT)图1.2 8254外部引脚38254的工作方式方式0:计

4、数到0结束输出正跃变信号方式。方式1:硬件可重触发单稳方式。方式2:频率发生器方式。方式3:方波发生器。方式4:软件触发选通方式。方式5:硬件触发选通方式。4初始化编程的原那么：先写入控制字、再设置计数初值。 方式命令的作用：对 8253进行初始化，锁存当前计数值。5设置计数初始值?是写全字节，还是只写低字节或高字节。?定时器初始值确实定：计数初值n时间常数与定时时间t及输入时钟脉冲周期 Tclk之间的关系是：n = t / T clk计数初值n时间常数与输入脉冲频率fcLK及输出波形频率f0UT之间的关系是:n = f OUl/ f CLK68254控制字8254的控制字有两个：一个用来设臵

5、计数器的工作方式，称为方式控制字；另一个用来设臵读回命令，称为读回控制字。这两个控制字共用一个地址，由标识位来区分。8254的方式控划学榕式D7DbD5 |D4U3 D2 D1DO计戟器還择谏厂弓幡式遼邦1：作方式M计数玛制选择0D-计數春0 01-11数爲12-计数黠211-读出控制D0 铀存计數備 01 谀/写低&位10- 读/写高8位11- 光读厂弔低E位8 位00。一方式0001方式1010-方式2011方式3100 右式4101- 方式50-二进刮数1- Ht制数表1.2 眇舁读岀揑锹武D7DfiD5D4D3D2D1no110-谀存计賦0猱心狀态怙息计數器选择周方式种制了0表

6、1.377吮门亍蒂止D7DbD5D4 D3 D2 D1D0OUT引脾理行伏态1-A电平0 低电怡计貌初惯咼否浪人】一无竝计数0 计数右嫂计数藩方式同方式控制字7实验原理图CQI-D0000 0 000 o o &IWEeMIMA恥 Mcs畑稅1111DI恫IU忻OATEO*mniOATE L (XKiOLTT2 -UATEJ -CLK2 川口兀叮2L1J<2OL5I!CJSTM -0I KH-o om-O LiAThLO LLiCi图1.35实验步骤1. 编写程序，将8254的计数器0和计数器1都设臵为方式3，用信号源1MHz作为CLK0 时钟，OUT0为波形输出1ms方波，再通

7、过 CLK1输入，OUT1输出1s方波。1按以下图接线。niriBOUCLKJliATE :m .&OI vcc° 恂尙Iff熄Eh图1.4实验接线图xnum)hii兀忙I如UJiKf2根据实验内容，编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。3单击E0按钮，运行实验程序,8254的0UT1会输出1s 的方波。4用示波器观察波形的方法：单击虚拟仪器菜单中的按钮或直接单击工具栏的按钮，在新弹出的示波器界面上单击/_ 按钮运行示波器,就可以观测出0UT1输出的波形。实验程序清单A82542.ASMA8254 EQU 0600HB8254 EQU 0602HC8254 EQU 060

8、4HCON8254 EQU 0606HSSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUPSSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE;8254START: MOV DX, CON8254MOV AL, 36H; 计数器0 ,方式3OUT DX, ALMOV DX, A8254MOV AL, 0E8HOUT DX, ALMOV AL, 03HOUT DX, AL;8254计数器1，方式3MOV DX, CON8254MOV AL, 76H;OUT DX, ALMOV DX, B8254MOV AL, 0E8HOUT DX, ALMOV AL, 03HOUT

9、DX, ALAA1: JMP AA1CODE ENDSEND START2计数应用实验编写程序，将8254的计数器0设臵为方式3，计数值为十进制数 4，用单次脉冲KK1 +作为CLK0时钟，OUT0连接MIR7,每当KK1 +按动5次后产生中断请求，在屏幕上显 示字符？ M?o实验步骤：1按以下图实验接线。图 1.5 实验接线图2编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。3运行程序，按动 KK1+产生单次脉冲，观察实验现象。 4改变计数值，验证 8254 的计数功能。实验程序清单 A82541.ASMA8254 EQU 06C0HB8254 EQU 06C2HC8254 EQU 06C4HCO

10、N8254 EQU 06C6HSSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, SS:SSTACKSTART: PUSH DSMOV AX, 0000HMOV DS, AXMOV AX, OFFSET IRQ7 ; 取中断入口地址MOV SI, 003CH; 中断矢量地址MOV SI, AX ; 填 IRQ7 的偏移矢量MOV AX, CS ; 段地址MOV SI, 003EHMOV SI, AX ; 填 IRQ7 的段地址矢量CLIPOP DS; 初始化主片 8259MOV AL, 11HOUT 20

11、H, AL ;ICW1MOV AL, 08HOUT 21H, AL ;ICW2MOV AL, 04HOUT 21H, AL ;ICW3MOV AL, 01HOUT 21H, AL ;ICW4MOV AL, 6FH ;OCW1OUT 21H, AL;8254MOV DX, CON8254MOV AL, 10H ; 计数器 0 ，方式 0OUT DX, ALMOV DX, A8254MOV AL, 04HOUT DX, ALSTIAA1: JMP AA1IRQ7: MOV DX, A8254MOV AL, 04HOUT DX, ALMOV AX, 014DHINT 10H ; 显示字符 MMOV

12、AX, 0120HINT 10HMOV AL, 20HOUT 20H, AL ; 中断结束命令IRETCODE ENDSEND START实验二并行接口 Intel8255A的方式0应用1实验目的和意义学习并掌握 8255的工作方式及其应用。掌握8255典型应用电路的接法。掌握程序固化及脱机运行程序的方法。2实验设备PC机一台，TD-PITE实验装置一套。3实验内容1. 根本输入输出实验。编写程序，使8255的A 口为输入，B 口为输出，完成拨动开关到数据灯的数据传输。要求只要开关拨动，数据灯的显示就发生相应改变。2. 流水灯显示实验。编写程序，使8255的A 口和B 口均为输出，数据灯D7D

13、0由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示，D15D8与D7D0正相反，由右向左，每次仅点亮一个灯，循环显示。4.背景知识18255的功能有三个输入输出端口 ：端口 A，端口 B，端口 C每个端口可编程设定为输入端口或输出端口，并可设定为不同的工作方式。端口 C可作为一个独立的端口使用，但常常是配合A 口和B 口工作，为这两个端口的输入输出操作提供联络信号。28255内部结构及外部引脚图2.1 8255内部结构麻冲l*A4 PA3 PA6PA7 ：=RTFT图2.2 8255外部引脚38255A有3种工作方式：方式 0，方式I和方式2。方式0无条件传送外设始终做好了准备方式1应答发式传送查询、中断方

14、式2双向应答发式传送查询、中断48255工作方式控制字和 C 口按位置位/复位控制字格式如以下图所示。门1挣 | D* |【乂 DI 12 D. g口 LJ 需“f*RM o «m i 人D3D2D I0 Q | O I 0r i.嘟砸 ottdi i悔人AHO詩;岀 i 入h A-i+*00 6dto ol A AlIk 2D2L什力£忡制字lb、crnjfr費恆忡丿圮*忡闇申图2.38255控制字5实验原理图LmnlQZRCMM E 席ADAIr图2.4实验原理图5实验步骤1. 根本输入输出实验本实验使 8255端口 A工作在方式 0并作为输入口，端口 B工作在方式 0

15、并作为 输出口。用一组开关信号接入端口 A，端口 B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。具体实验步骤如下述：1实验接线图如以下图，按图连接实验线路图。KW OO M图2.5实验接线图2编写实验程序，经编译、连接无误后装入系统。3运行程序，改变拨动开关，同时观察LED显示，验证程序功能。4点击？调试？下拉菜单中的？固化程序？项，将程序固化到系统存储器中。5将短路跳线 JDBG的短路块短接到 RUN端，然后按复位按键，观察程序是否正常 运行；关闭实验箱电源，稍等后再次翻开电源，看固化的程序是否运行，验证程序功能。6实验完毕后，请将短路跳线JDBG的短路块短接到

16、 DBG端。实验程序清单A82551.ASMSSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUPSSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0646HMOV AL, 90HOUT DX, ALAA1:MOV DX, 0640HIN AL, DXCALL DELAYMOV DX, 0642HOUT DX, ALJMP AA1DELAY:PUSH CXMOV CX, 0F00HAA2:PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START2. 流水灯显示实验使8255的A 口和B 口均为输出

17、，数据灯 D7D0由左向右，每次仅亮一个灯，循环显 示，D15D8与D7D0正相反，由右向左，每次仅点亮一个灯，循环显示。实验步骤如 下所述：1按图连接实验线路图。ICY1 aCC5 iL235fi >_图2.6实验线路图2编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。 3运行程序，观察 LED 灯的显示，验证程序功能。 4自己改变流水灯的方式，编写程序。5固化程序并脱机运行。实验程序清单 A82552.ASM SSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0646HMO

18、V AL, 80HOUT DX, ALMOV BX, 8001HAA1:MOV DX, 0640HMOV AL, BHOUT DX, ALROR BH, 1MOV DX, 0642HMOV AL, BLOUT DX, ALROL BL, 1CALL DELAYCALL DELAYJMP AA1DELAY: PUSH CXMOV CX, 0F000HAA2: PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START实验三 A/D及D/A转换器应用1实验目的和意义替换理解模/数、数模信号转换的根本原理。掌握模/数转换芯片ADC0809的使用方法。掌握 DAC

19、0832的使用方法。2实验设备PC机一台，TD-PITE实验装置一套。3实验内容1. 数/模转换。要求产生方波，并用示波器观察电压波形。2. 模/数转换。将ADC单元中提供的0V5V信号源作为 ADC0809的模拟输入量， 进行A/D转换，转换结果通过变量进行显示。4.背景知识(1) D/A转换器D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：接收、保持和转换的数 字信息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路抗干扰性较好。大多数的D/A转换器接口设计主要围绕 D/A集成芯片的使用及配臵响应的外围电路。DAC0832是8位芯片。二三三二CSSD3诙器FBND wsRR:12 3 46 6

20、 7 3 91009007 65 4321ILE WR2 XREF X 35IOUT2IOUT1图3.1 DAC0832引脚图寸g1|.图3.2 DAC实验单元电路图(2) A/D转换器ADC0809包括一个8位的逐次逼近型的 ADC局部，并提供一个 8通道的模拟多路 开关和联合寻址逻辑。用它可直接输入8个单端的模拟信号，分时进行 A/D转换，在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛。1INJIM282273imjn4254AO/I WABN7APORSTARTADDC£OCALL.lihtm2462i731321QrtnnA3旧CLOCKD5veeruVKFF(+jmDID

21、J11IS1217IJlb1415图3.3 ADC0809引脚图 Jr.22右LLk图3.4 ADC实验单元电路图5实验步骤1.数/模转换。要求产生方波，并用示波器观察电压波形。(1)实验接线图如以下图，按图连接实验线路图。图3.5实验接线图编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。单击按钮，运行实验程序，用示波器测量DA的输出，观察实验现象。用示波器观察波形的方法：单击虚拟仪器菜单中的按钮或直接单击工具栏的按钮，在新弹出的示波器界面上单击按钮运行示波器，观测实验波形。(5)自行编写实验程序，产生三角波形，使用示波器观察输出，验证程序功能。产生方波程序如下DA2.ASM:SSTACK SEGM

22、ENT STACKDW 32 DUPSSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV AX, OOH;产生方波MOV DX, 600HAA1: MOV AL, 00HOUT DX, ALCALL DELAYMOV AL, 7FHOUT DX, ALCALL DELAYJMP AA1DELAY:PUSH CXMOV CX,0FF00HAA2:PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START2. 模/数转换。将 ADC单元中提供的 0V5V信号源作为 ADC0809的模拟输入量，进 行A/D转换，转换结果

23、通过变量进行显示。(1)按图连接实验线路。KmXDlHOW#IOUIL>YlC1K推、蚱址也申X图3.6实验连线图(2) 编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。(3) 将变量 VALUE 添加到变量监视窗口中。(4) 在JMP START语句行设臵断点，使用万用表测量 ADJ端的电压值，计算对应的采样 值，然后运行程序。(5) 程序运行到断点处停止运行，查看变量窗口中 VALUE的值，与计算的理论值进行比较，看是否一致可能稍有误差，相差不大。(6) 调节电位器，改变输入电压，比拟VALUE与计算值，反复验证程序功能。实验程序清单AD1.ASMSSTACK SEGMENT STACKD

24、W 64 DUP(?)SSTACK ENDSPUBLIC VALUE；设臵全局变量以便变量监视DATA SEGMENTVALUE DB ?;AD转换结果DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, DS:DATASTART: MOV AX, DA TAMOV DS, AXMOV DX, 640H;启动 AD 采样OUT DX, ALCALL DALL YIN AL, DX ;读AD 采样结果MOV V ALUE, AL;将结果送变量JMP START;在此处设臵断点 , 观察变量窗口中的 VALUE 值DALL Y: PUSH CX;延时程序PUSH AXMOV C

25、X, 100HA5:MOV AX, 0800HA6: DEC AXJNZ A6LOOP A5POP AXPOP CXRETCODE ENDSEND START实验四串行接口应用1实验目的和意义掌握8251的工作方式及应用。了解有关串口通讯的知识2实验设备PC机一台，TD-PITE实验装置一套。3实验内容1自收自发实验，将 3000H起始的10个单元中的初始数据发送到串口，然后自接收并保 存到4000H起始的内存单元中。4背景知识8251是可编程的串行通信接口，可以管理信号变化范围很大的串行数据通信。18251的内部结构及外部引脚2 3 D D 4 5 6 7DD2SNDDDDRGT心 UVRB

26、 CSH C,FDBRD# RxRDY、*28DO-<*- DI VccY RjtCJ* DTR# RTSfl 一DSR4 RESETY CLK TxD TkE <CTS#SYNDETJBD TxRDV图4.1 8251内部结构图图4.2 8251引脚图28251的编程方式控制字用来指定通信方式及其方式下的数据格式。命令控制字用于指定8251进行某种操作如发送、接收、内部复位和检测同步字符等或处于某种工作状态，以便接收或发送数据。CPU通过状态字来了解 8251当前的工作状态，以决定下一步的操作。D7衍D1D3D2DIDOEiD/tPL2LIE2Bl同 t/'EMl*曲脾枚

27、弱疲诉$"址天0内1坤歩斤歩 <OLDO*Q 盹车川(11-1 ft10-J.S1曰位M无校範 <M曲细oo.B e01 tS filL(f=r ftLl-H fJt祥歩 oo. wn10-16Ml步方盡躲蛊图4.3 謂駅方式捷制字D7D61)51)4呻D2DIDO1卅IRRTSSBRKnil?2进人搜囁1-A许搜當内部复低冋卉式控制 乎请求岌送 1使KTS輪 出Q忠 PE、0E、FE发中止字符1 使TKD为低按枚允许 丨允许 g幫止J-flUTR 输岀 Q发送允许 E允许 0鷲止图44他51弗令控喇字格式D7D6D5D4D3D2 UI DODSKTIWE1H-：RiHI

28、JYFRDYM： 出nan输 人为o时.出力式当裡任字符的 结龟世有檢测列仃诙的咼 止位时.谏位童h就标 占曲命令控制字中的位4 st必溢出朗哄：在卜- 卞字特坐为町用 禽.CPU褂有把字 符備芒，此标志買1.此踊谍出現时上 字符已以奇幅拈谋：帯隈时此位黑空搖收就 绻为丨£ 期»收览送戟络为1 H蹟冲器图4.5S2创收康字格式8251的初始化和操作流程和8251实验单元电路图如下所示。*ftRES£T WttH人审1+1阳* F忖o- a o o-:dT_l 匚LWIJI加 M k 5ynrHLL1UI2K1K ftJESTTd>mm T£UL IkEMFlftxtibijRfnIhCLi. 恥JJfcTgDll cn>nUiiR14-iEM* |CT£It巧|金令恬协实验单元电路图O图4.6 8251初始化和操作流程图 5实验步骤通过自收自发实验，可以验证硬件及软件设计，常用于自测试。具体实验步骤如下：1参考实验接线图如以下图，按图连接实验线路。2编写实验程序，编译、链接无误后装入系统。3使用E命令更改4000H起始的10个单元中的数据。4运行实验程序，待程序运行停止。5查看3000H起始的10个单元中的数据，与初始化的数据进行比拟，验证程序功能。实验参考例程A8