TEC实验计算机原理实验学习教案

1、会计学1TEC实验实验(shyn)计算机原理实验计算机原理实验(shyn)第一页，共67页。第一章第一章 TEC-2实验实验(shyn)箱原理箱原理1.1 TEC-2机硬件(yn jin)系统的基本组成1TEC-2机硬件机硬件(yn jin)的基本组成的基本组成逻辑框图第1页/共66页第二页，共67页。实物图第2页/共66页第三页，共67页。水平(shupng)板实物图第3页/共66页第四页，共67页。垂直(chuzh)板实物图第4页/共66页第五页，共67页。试验箱与计算机连接(linji)图第5页/共66页第六页，共67页。2TEC-2机的简化机的简化(jinhu)逻辑框图逻辑框图 4片A

2、M2901芯片组成，还包括(boku)由一片Gal20v8组成的状态寄存器，以及其它一些辅助电路 2片LS377组成(z chn)16位的指令寄存器 2片2716 ROM芯片组成的微控存地址映射部件1片AM2910实现的微程序定序器 7片6116芯片（RAM存储器芯片，82048容量）与2片82048容量的2716 ROM芯片组成的控存 6片LS374和1片LS273组成56位的微指令寄存器 4KW的ROM区（存放监控程序）和2KW的RAM区（存放用户程序及数据） 两片Intel8251芯片，1片MC1488和1片MC1489芯片（实现电平转换）和1片端口地址译码器74LS138芯片组成。 第

3、6页/共66页第七页，共67页。3TEC-2机的技术指标机的技术指标（1）TEC-2机的字长为16位，即运算器、主存、数据与地址总线均为16位；（2）TEC-2机的指令系统，基本指令系统支持类PC机的64条指令，其中53条指令已实现，尚留11条指令供实验者自己实现；（3）主存支持64K字，通常用字寻址方式，现安装了4kW的ROM，存放监控程序，2kW的RAM，存放用户程序及数据；（4）运算器由4片4位的Am2901器件级联而成，一片Am2902实现高速进位；（5）控制器采用微程序方案实现，控存字长56位，可用最大容量1024个字，（6）TEC-2机主机上有两个串行接口，能直接与计算机终端或PC

4、机（作为仿真终端）相连，在监控程序控制下完成TEC-2机操作；（7）作为TEC-2机的扩展部分，TEC-2机通过一条50芯扁平电缆，可以与一块由通用面包板组成的扩展实验板相连。在实验板上用户可以完成主存扩展、并行接口、实时钟、DMA接口、A/D或D/A转换接口等实验，能驱动打印机、软磁盘驱动器等外设的工作；此时TEC-2机支持7级中断；（8）TEC-2机主振通常用（串行口所用的晶振频率）的分频脉冲给出，用户也可外接主振信号；（9）TEC-2机上安装有约26个钮子开关、3个按钮微动开关、16个发光二级管等，在不接入计算机终端与PC机的情况下，能在手动方式下完成全部(qunb)的实验项目。第7页/

5、共66页第八页，共67页。1.2 TEC-2机的指令系统(zh ln x tn) （1）无操作数）无操作数无操作数指令共无操作数指令共11条。其格式条。其格式(g shi)如下：如下：NOP； 空操作PSHF； 状态字入栈POPF； 状态字出栈EI； 开中断，INTE1DI； 关中断，INTE0STC； 进位置1CLC； 进位清0RET； 子程序返回IRET； 中断返回LDMC； 装入微指令代码HALT； 动态(dngti)停机指令第8页/共66页第九页，共67页。（2）单操作数指令(zhlng)共12条。 PUSH DR； 压入DR POP DR； 弹出DR INC DR； DRDR+1 D

6、EC DR； DR DR-1 NOT DR； DR求反，DR/DR SHLDR；DR左移，最低位补0，最高位移(wiy)入C。 ASRDR；DR算术右移，最高位不变，最低位移(wiy)入C。 SHRDR；DR逻辑右移，最高位补0，最低位移(wiy)入C。 RCLDR；DR与C循环左移，C入最低位，最高位移(wiy)入C。 RCRDR；DR与C循环右移，C入最高位，最低位移(wiy)入C。 MUL SR；无符号乘，R1SRR0R1，根据R1的值置状态位 DIV SR；无符号除，R0R1/SRR0（余数）R1（商），根据R1的值置状态位第9页/共66页第十页，共67页。（3）双操作数指令(zhln

7、g)共17条。ADDDR，SR；DRDR+SRADCDR，SR；DRDR+SR+CSUBDR，SR；DRDRSRSBBDR，SR；DRDRSRCCMPDR，SR；DRSRANDDR，SR；DRDR and SRORDR，SR；DRDR or SRXORDR，SR；DRDR xor SRTESTDR，SR；DR&SRMOVDR，SR；DRSRMOVDR，SR；DRSRMOVDR，SR；DRSRMOV DR，DATA； DRDATAMOV DR，ADR； DRADRMOV ADR，SR； ADRSRMOV DR，DATASR； DRDATA+SRMOV DATASR，DR； DATA+SR

8、DR第10页/共66页第十一页，共67页。（4）I/O指令(zhlng)IN PORT； R0PORT，从外设读入一字节(z ji)到R0低8位OUT PORT； PORT R0，把R0的低8位数据写到外设（5）转移(zhuny)指令相对转移指令： JR ADR；无条件相对转移到ADR，ADR为原PC值+位移量 JR CND，ADR；条件满足时相对转移到ADR，ADR为原PC值+位移量通过通用寄存器给出转移地址的转移指令。 JP SR；无条件转SR所指的地址 JP CND，SR；当条件满足时转SR所指的地址按绝对地址实现的转移指令 JP ADR；无条件转移到ADR地址； JP CND，ADR；

9、当条件满足时转移到ADR。（6）子程序调用指令CALL SR；调用SR指明的子程序，即SPSP-1、SPPC、PCSR。CALL ADR；调用通过ADR指明的子程序，即SPSP-1、SP PC、PCADR。第11页/共66页第十二页，共67页。第二章第二章 TEC-2实验实验(shyn)计算机原理实验计算机原理实验(shyn)内容内容实验(shyn)一 TEC-2机运算器实验(shyn) 第12页/共66页第十三页，共67页。实验实验(shyn)内容与步骤：内容与步骤： 脱机方式脱机方式1、将、将TEC-2机功能开关机功能开关(kigun)FS4置为置为“1”2、将、将TEC-2机主脉冲置为单

10、步方式，即机主脉冲置为单步方式，即STEP/CONT开关开关(kigun)拨向拨向STEP一边一边3、用、用D0+0R0将立即数将立即数D0置入寄存器置入寄存器R0波特率开关数据开关SW2（共12位，最末三位未用）SW1（共12位）MI876MI543MI210未用A口B口（R0）SCISSHD15-D0011000111000000000000000AAAAH按上表设置各控制信号(xnho)（MI8-MI0为垂直板元件V60 SW2，A口、B口、SCI、SSH为垂直板元件V61 SW1）按上表设置十六位数据开关（为：“AAAAH”，即“1010 1010 1010 1010”）按压一次STE

11、P键后，立即数D0即置入寄存器R0中第13页/共66页第十四页，共67页。4、用D1+0R1将立即(lj)数D1置入寄存器R1波特率开关数据开关SW2（共12位，最末三位未用）SW1（共12位）MI876MI543MI210未用A口B口（R1）SCISSHD15-D00110001110000000000100005555H按上表设置各控制(kngzh)信号（MI8-MI0为垂直板元件V60 SW2，A口、B口、SCI、SSH为垂直板元件V61 SW1）按上表设置十六位数据开关（为：“5555H”，即“0101 0101 0101 0101”）按压一次STEP键后，立即数D1即置入寄存器R1中

12、5、对R0和R1进行各种算术、逻辑运算可参看下表，将开关S2 S1 S0置于“110”状态(zhungti)时，指示灯将显示ALU的运算结果将开关S2 S1 S0置于“000”状态(zhungti)时，指示灯将显示SVZC的状态(zhungti)（H25=S，H26=V，H27=Z，H28=C）第14页/共66页第十五页，共67页。MI876MI543MI210A口B口按压STEP键前按压STEP键后ALU输出SVZCALU输出SVZCR0+R1R001100000100010000FFFFH00005554H1000R0+0R001100001100000000FFFFH1000FFFFH1

13、000R0-R1R001100100100010000AAAAH10005555H1000R0+0R001100001100000000AAAAH1000AAAAH1000R0R1R001101100100010000FFFFH1000FFFFH1000R0+0R001100001100000000FFFFH1000FFFFH1000R0R1R0011100001000100005555H10005555H0000R0+0R0011000011000000005555H00005555H0000第15页/共66页第十六页，共67页。联机联机(lin j)方式方式1、启动(qdng)TEC-2机

14、，进入监控程序状态（具体方法见“附件：2、用“A”命令输入程序在命令行提示符状态下输入：A800屏幕将显示：0800：之后继续输入：MOV R0，AAAAMOV R1，5555ADD R0，R1SUB R0，R1OR R0，R1AND R0，R1RET3、用“G”命令运行程序在命令行提示符状态下输入：G800执行上面输入的程序4、用“R”命令观察运行结果及状态在命令行提示符状态下输入：R观察运行结果及状态屏幕将显示：R0 = 5555 R1 = 5555 . . PC = 0800 . . . F = 000001110800：2C00MOVR0，AAAA5、用“T”或“P”命令单步执行(zh

15、xng)，用“R”命令观看结果及状态在命令行提示符状态下输入：T或P重复执行(zhxng)第(四)步，观察运行结果及状态第16页/共66页第十七页，共67页。本次实验报告要求本次实验报告要求(yoqi)： 1、实验步骤要写出在脱机方式下，如何设置运算器的功能、如何让运算器执行运算、如何观察运算结果。、实验步骤要写出在脱机方式下，如何设置运算器的功能、如何让运算器执行运算、如何观察运算结果。2、实验内容要求、实验内容要求(yoqi)：画出画出AM2901、AM2902的串行和并行进位连接方式。说明各实验测试结果。的串行和并行进位连接方式。说明各实验测试结果。第17页/共66页第十八页，共67页。

16、实验实验(shyn)三、三、TEC-2主存储器扩展实验主存储器扩展实验(shyn) 一、实验目的：一、实验目的：学习主存储器系统设计、扩展等内容。学习主存储器系统设计、扩展等内容。了解主存工作过程中各信号之间时序关系。了解主存工作过程中各信号之间时序关系。二、实验器材：二、实验器材：1、TEC-2机一台，终端显示器一台，内存扩展板一块。机一台，终端显示器一台，内存扩展板一块。2、接线工具一套，导线若干。、接线工具一套，导线若干。三、预习要求：三、预习要求：详细详细(xingx)了解存储芯片了解存储芯片6116 2K8 RAM的操作方式，译码芯片的操作方式，译码芯片LS138及及TEC-2机内存

17、的读机内存的读/写信号，看懂实验内容中的电路原理示意图和主存写信号，看懂实验内容中的电路原理示意图和主存储器扩展实验原理图。储器扩展实验原理图。第18页/共66页第十九页，共67页。四、主存储器扩展实验原理图四、主存储器扩展实验原理图第19页/共66页第二十页，共67页。五、接线图五、接线图主存储器扩展实验接线图GND/MMWAB15AB13AB11AB9AB7AB5AB3AB1AB14AB12AB10AB8AB6AB4AB2AB0/MERQ A B C G2B/Y7 G2A G1138A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y66116611661

18、166116/WE/OE/CS/WE/OE/CS/WE/OE/CS/WE/OE/CS第20页/共66页第二十一页，共67页。接线（用直径的单股导线）接线（用直径的单股导线）1、输出允许接地、输出允许接地 6116芯片、右侧芯片、右侧/OE均接地（扩展均接地（扩展(kuzhn)板左上方）板左上方）2、接扩展、接扩展(kuzhn)板读、写信号板读、写信号 6116芯片、右侧芯片、右侧/WE均接均接/MMW（扩展（扩展(kuzhn)板左上方）板左上方）3、接、接6116芯片地址总线芯片地址总线 A0-A10（6116芯片的左侧）接芯片的左侧）接AB0-AB10（138芯片左侧）芯片左侧）4、6116

19、芯片片选接芯片片选接138译码器译码器 6116芯片、右侧芯片、右侧/CS均接均接/Y0（138芯片右侧）芯片右侧） 6116芯片、右侧芯片、右侧/CS均接均接/Y1（138芯片右侧）芯片右侧）5、接、接138译码器输入译码器输入 AB15接接G1（138芯片左侧）芯片左侧） AB14接接G2B（138芯片左侧）芯片左侧） AB13接接C（138芯片左侧）芯片左侧） AB12接接B（138芯片左侧）芯片左侧） AB11接接A（138芯片左侧）芯片左侧） /MERQ接接G2A（138芯片左侧）芯片左侧）6、内存扩展、内存扩展(kuzhn)板与板与TEC-2主机相连主机相连 将将TEC-2机机50

20、芯扁平电缆线与扩展芯扁平电缆线与扩展(kuzhn)板相连板相连（注意：（注意：50芯扁平电缆线与扩展芯扁平电缆线与扩展(kuzhn)板方向不要接反，扁平电缆线红线边向上）板方向不要接反，扁平电缆线红线边向上）第21页/共66页第二十二页，共67页。六、启动六、启动(qdng)TEC-2机，进入监控程序状态机，进入监控程序状态1、从8000H开始的内存单元实验 用“E”命令输入数据 在命令行提示符状态下输入：E8000 屏幕将显示：8000： 之后继续输入：（每个数值间用空格键分开，输入完毕用回车键） 0000 1111 2222 3333 4444 5555 6666 7777 8888 99

21、99 用“D”命令察看输入的数据 在命令行提示符状态下输入：D8000 屏幕将显示： 8000 0000 1111 2222 3333 4444 5555 6666 7777 8008 8888 9999 . 观察(gunch)内容是否正确七、单步命令七、单步命令(mng lng)实验实验第22页/共66页第二十三页，共67页。用用“E”命令输入数据命令输入数据在命令行提示符状态下输入：在命令行提示符状态下输入：E8800 屏幕将显示：屏幕将显示：8800：之后继续输入：（每个数值间用空格键分开，输入完毕用回车键）之后继续输入：（每个数值间用空格键分开，输入完毕用回车键） 0000 1111

22、2222 3333 4444 5555 6666 7777 8888 9999 用用“D”命令察看输入的数据命令察看输入的数据在命令行提示符状态下输入：在命令行提示符状态下输入：D8800 屏幕将显示：屏幕将显示： 8800 0000 1111 2222 3333 4444 5555 6666 7777 8808 8888 9999 .观察观察(gunch)内容是否正确内容是否正确2、从、从8800H开始的内存单元开始的内存单元(dnyun)实验实验第23页/共66页第二十四页，共67页。1、从、从8000H开始的内存单元实验开始的内存单元实验用用“A”命令输入程序命令输入程序在命令行提示符状

23、态下输入：在命令行提示符状态下输入：A800 屏幕将显示：屏幕将显示：0800：之后继续输入：之后继续输入：MOVR0，8000 MOVR1，0000 MOVR2，800 MOVR0，R1 INCR0 INCR1 DECR2 JPNZ，806 RET 用用“G”命令执行输入的程序命令执行输入的程序在命令行提示符状态下输入：在命令行提示符状态下输入：G800 用用“D”命令察看命令察看(chkn)程序执行的结果程序执行的结果在命令行提示符状态下输入：在命令行提示符状态下输入：D8000 屏幕将显示：屏幕将显示：80000000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007

24、80080008 0009 000A 000B 000C 000D 000E 000F八、连续八、连续(linx)程序实验程序实验第24页/共66页第二十五页，共67页。用用“A”命令命令(mng lng)输入程序输入程序在命令在命令(mng lng)行提示符状态下输入：行提示符状态下输入：A800 屏幕将显示：屏幕将显示：0800：之后继续输入：之后继续输入：MOVR0，8800 MOVR1，0000 MOVR2，800 MOVR0，R1 INCR0 INCR1 DECR2 JPNZ，806 RET 用用“G”命令命令(mng lng)执行输入的程序执行输入的程序在命令在命令(mng lng

25、)行提示符状态下输入：行提示符状态下输入：G800 用用“D”命令命令(mng lng)察看程序执行的结果察看程序执行的结果在命令在命令(mng lng)行提示符状态下输入：行提示符状态下输入：D8800 屏幕将显示：屏幕将显示：88000000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 000788080008 0009 000A 000B 000C 000D 000E 000F2、从、从8800H开始的内存开始的内存(ni cn)单元实验单元实验第25页/共66页第二十六页，共67页。九、本次九、本次(bn c)实验报告要求：实验报告要求：1、实验原理图的地址范围2、设有

26、4K的用户存储区，其地址范围为：A000HA7FFH，B000HB7FFH。有如下程序：MOVR0，A000MOVR1，A000MOVR2，0800LOOP:MOV R0，R1INCR0INCR1 DECR2JRNZ，LOOPRET问： 程序要求存入内存0A7F7H起始的单元中，应对该程序段进行哪些改动才能存储程序并使之运行？如用实验实施如何改动连线？ 如果程序存入内存0A000H起始的单元中，程序能正常运行结束吗？为什么？ 用“E”命令对未扩展的内存区域写入数据或用“D”命令观察(gunch)写入结果会出现什么情况？第26页/共66页第二十七页，共67页。 用“E”命令(mng lng)对已

27、扩展的内存区域写入数据0000 1111 2222 3333 4444 5555 6666 7777 8888 9999 AAAA BBBB CCCC DDDD EEEE FFFF随后用“D”命令(mng lng)显示00FF 11FF 22FF 33FF 44FF 55FF 66FF 77FF 88FF 99FF AAFF BBFF CCFF DDFF EEFF FFFF请分析出现故障的原因。第27页/共66页第二十八页，共67页。实验实验(shyn)四四 TEC-2机输入机输入/输出接口实验输出接口实验(shyn) 一、实验目的：1、学习TEC-2并行口的正确设置与应用。2、学习TEC-2

28、机的I/O扩展技术。二、实验设备与器材1、TEC-2机，PC机 1台，通讯电缆一条。2、实验电路板一块(y kui)，板上有INTEL8255芯片一块(y kui)及辅助电路。3、工具、导线等。三、实验三、实验(shyn)内容内容第28页/共66页第二十九页，共67页。并行接口实验并行接口实验(shyn)原理图原理图 第29页/共66页第三十页，共67页。 并行接口实验并行接口实验(shyn)接线图接线图 第30页/共66页第三十一页，共67页。 连接(linji)电路 简单的输入输出I/O实验MOVR0，8A；设置(shzh)8255A的控制字OUT87；输出到控制端口，初始化8255AIN

29、85；读B口数据OUT84；输出到A口CALL009B；输出到终端CALL009BCALL009BCALL09FFRET运行程序首先将扩展(kuzhn)实验板八位数据开关输入置为0010 0001，执行程序G800屏幕应显示：！将扩展(kuzhn)实验板八位数据开关输入置为0010 0011，执行程序G800屏幕应显示：#第31页/共66页第三十二页，共67页。（3）趣味实验）趣味实验(shyn)：闪烁的灯：闪烁的灯主程序0B00：MOVR0，8A；设置8255A的控制(kngzh)字OUT87；输出到控制(kngzh)端口，初始化8255A0B03：IN85；读B口数据MOVR2，0003A

30、NDR0，R2MOVR1，0001MOVR2,，0002MOVR3，0003SUBR1，R0JPZ，0C00SUBR2，R0JPZ，0D00SUBR3，R0JPZ，0E00MOVR0，21CALL9BCALL9BCALL9BRET第32页/共66页第三十三页，共67页。子程序10C00：MOVR0，F0F0MOVR8，400C04：OUT84NOTR0CALL09FFDECR8JPNZ，0C04RET子程序20D00：MOVR8，400D02：MOVR2，0008MOVR0，00010D06：OUT84RCLR0CALL09FFDECR2JPNZ，0D06DECR8JPNZ，0D02RET子程

31、序30E00：MOVR8，400E02：MOVR0，AAAAMOVR2，00020E06：OUT84ASRR0CALL09FFDECR2JPNZ，0E06DECR8JPNZ，0E02RET延迟(ynch)子程序：09FF：MOVR1，9FFF 0A01：DECR1 JPNZ，0A01RET 注意：分别设置数据开关的低两位为11、10、01、00，观察显示灯的变化。同学们要认真阅读以上程序，弄懂工作原理(yunl)。有兴趣的同学可以对以上程序进行修改，设计出更多的显示灯的变化形式 第33页/共66页第三十四页，共67页。 （4）中断方式）中断方式(fngsh)输入输入/输出实验输出实验 0850

32、：MOVR0，8AOUT87IN85MOVR9，600856：OUT84CALL009BCALL009BCALL009BCALL09FFEIINCR0DECR9JPNZ，0856RET输入(shr)中断服务程序 A8880888：PUSHR0IN85OUT84CALL009BCALL009BCALL009BCALL09FFPOPR0EIIRET延时子程序 A9FF09FF：MOVR1，9FFF0A01：DECR1JPNZ，0A01RET 第34页/共66页第三十五页，共67页。输入中断向量：用E命令将内存单元0FD00FD7写入中断服务程序的入口地址0888H。思考：为何均要写入0888EFD

33、00FD0：0888 0888 0888 0888 0888 0888 0888 0888用D命令查看0FD00FD7是否为0888运行主程序G850屏幕将显示：!#.压下微动开关，用微动开关压下形成的中断申请启动(qdng)中断服务程序，使屏幕显示：！.（在扩展实验板八位数据开关输入置为0010 0001时的显示情形）抬起微动开关，撤去中断，屏幕将返回主程序显示状态思考题： 在简单的输入输出I/O实验中，将扩展实验板上的8位数据开关输入置为01000010时，终端上显示什么字符？若要在终端上显示“D”，应将扩展实验板上的8位数据开关输入置为何值？若要在终端上显示“0”呢？ 在闪烁的灯的实验中

34、，如何变换灯的闪烁的形式？如何调整(tiozhng)闪烁延迟的时间 第35页/共66页第三十六页，共67页。并行接口芯片并行接口芯片(xn pin)8255AA组控制数据总线缓冲器读/写控制逻辑B组控制A组A口（8位）A组C口高位（4位）B组C口低位（4位）B组B口（8位）D0D7CSWRA1A0RESETRDPA0PA7PC4PC7PC0PC3PB0PB78255A内部框图第36页/共66页第三十七页，共67页。 数据总线缓冲器。这是一个三态双向数据总线缓冲器。这是一个三态双向8 8位缓冲器，它是位缓冲器，它是8255A8255A与与CPUCPU系统系统(xtng)(xtng)数据总线的接口

35、。数据总线的接口。 读读/ /写控制逻辑。读写控制逻辑。读/ /写控制逻辑由读信号写控制逻辑由读信号RDRD、写信号、写信号WRWR、选片信号、选片信号CSCS以及端口选择信号以及端口选择信号A1A0A1A0等组成。等组成。 输入输入/ /输出端口输出端口A A、B B、C C。8255A8255A包括包括3 3个个8 8位输入输出端口（位输入输出端口（portport）。）。每个端口都有一个数据输入寄存器和一个数据输出寄存器。每个端口都有一个数据输入寄存器和一个数据输出寄存器。 A A组和组和B B组控制电路。控制组控制电路。控制A A、B B和和C C三个端口的工作方式。三个端口的工作方式

36、。第37页/共66页第三十八页，共67页。12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221PA4PA5PA6PA7PB6PB5PB4PB3PB7D1D2D3D4D0D5D6D7VCCRESETWRRDCSPA3PA2PA1PA0GNDA1A0PC7PC6PC4PC0PC1PC2PC5PB0PB1PB2PC38255A二二.8255A的外部的外部(wib)引线引线第38页/共66页第三十九页，共67页。与系统总线的连接信号与系统总线的连接信号面向数据总线的有：面向数据总线的有： D0D7：双向数据线，用

37、于：双向数据线，用于CPU向向8255A发送命令、数据和发送命令、数据和8255A向向CPU回送状态、数据和回送状态、数据和8255A向向CPU回送状态、数据。回送状态、数据。面向地址总线的有：面向地址总线的有：A0、A1、CSRD：读信号，低电平有效。：读信号，低电平有效。WR：写信号，低电平有效。：写信号，低电平有效。RESET：复位：复位(f wi)信号，高电平有效。它清除控制寄存器并信号，高电平有效。它清除控制寄存器并将将8255A的的A、B、C三个端口均置为输入方式；输入寄存器和状三个端口均置为输入方式；输入寄存器和状态寄存器被复位态寄存器被复位(f wi)，并且屏蔽中断请求；，并且

38、屏蔽中断请求；24条面向外设信号条面向外设信号线呈现高阻悬浮状态。线呈现高阻悬浮状态。与外部设备的连接信号与外部设备的连接信号(xnho) PA0PA7：端口：端口A的输入的输入/输出线。输出线。 PB0PB7：端口：端口B的输入的输入/输出线。输出线。 PC0PC7：端口：端口C的输入的输入/输出线。输出线。 这这24根信号根信号(xnho)线均可用来连接线均可用来连接I/O设备和传送信息。其设备和传送信息。其中，中，A口和口和B口只作输入口只作输入/输出的数据口用，尽管有时也利用它们输出的数据口用，尽管有时也利用它们从从I/O设备读取一些状态信号设备读取一些状态信号(xnho)，如打印机的

39、，如打印机的“忙忙”（Busy）状态信号）状态信号(xnho)、A/D转换器的转换器的“转换结束转换结束”（EOC）状态信）状态信号号(xnho)，但对，但对A口和口和B口来说，都是作口来说，都是作8255A的数据口读入的数据口读入，而不是作，而不是作8255A的状态口读入的。的状态口读入的。第39页/共66页第四十页，共67页。三、三、8255A基本操作与端口地址基本操作与端口地址CS A1A0RDWR读操作读操作内容内容实验平台实验平台00001PA口口数据总线（数据总线（ CPU）数据数据84H00101PB口口数据总线（数据总线（ CPU）数据数据85H01001PC口口数据总线（数据

40、总线（ CPU）数据数据86H写操作写操作00010PA口口 数据总线（数据总线（ CPU）数据数据84H00110PB口口数据总线（数据总线（ CPU）数据数据85H01010PC口口数据总线（数据总线（ CPU）数据数据86H01110控制寄存器控制寄存器数据总线数据总线控制字控制字87H无操作情况无操作情况1总线悬浮（三态）总线悬浮（三态）011总线悬浮总线悬浮01101控制口不能读控制口不能读87H第40页/共66页第四十一页，共67页。四、四、8255A的控制的控制(kngzh)字字 第41页/共66页第四十二页，共67页。（1）方式选择控制字 8255A共有三种基本工作方式，它们是

41、：方式0：基本的输入(shr)/输出方式。方式1：选通输入(shr)/输出方式（应答方式）。方式2：双向传输方式。这里只介绍8255A的方式0。例：在例：在TEC-2机中机中8255A的端口的端口A地址为地址为84H、端口、端口B地址为地址为85H、端口、端口C地址为地址为86H、控制端口地址为、控制端口地址为87H，现要求，现要求(yoqi)将其三个数据端口设置为方式将其三个数据端口设置为方式0基本的输入输出方式，其中端口基本的输入输出方式，其中端口A和端口和端口C的低的低4位为输出，端口位为输出，端口B和端口和端口C的高的高4位为输入。由图可知，该位为输入。由图可知，该8255A的方式选择

42、控制字应为的方式选择控制字应为8AH。其初始化程序如下：。其初始化程序如下：MOV R0，8AOUT 87IN 85；端口；端口B的数据送到的数据送到R0OUT 84；R0的数据送到端口的数据送到端口A第42页/共66页第四十三页，共67页。8255A与与CPU的连接的连接(linji) 8255A和和CPU连接时，数据线和控制线一般直接和系统总线的相应信号相连，片选信号和地址译码器的输出连接时，数据线和控制线一般直接和系统总线的相应信号相连，片选信号和地址译码器的输出(shch)相连，端口选择信号相连，端口选择信号A1、A0和地址总线的和地址总线的A1、A0直接相连，三个端口的数据线和外设的

43、数据线直接相连。在实验中，直接相连，三个端口的数据线和外设的数据线直接相连。在实验中，TEC-2与与8255A的一般的连接方式如图所示。的一般的连接方式如图所示。地址译码AB7AB2 第43页/共66页第四十四页，共67页。一、实验目的：一、实验目的：1、加深理解计算机系统中断的工作原理及处理过程。、加深理解计算机系统中断的工作原理及处理过程。2、了解优先权中断控制电路、了解优先权中断控制电路INTEL8214、输入输出接口电路、输入输出接口电路INTEL8212的工作原理。的工作原理。3、掌握中断服务子程序的编写要点，进行一次硬、软件的综合调试。、掌握中断服务子程序的编写要点，进行一次硬、软

44、件的综合调试。二、实验设备及器材：二、实验设备及器材：1、TEC-2机一台，终端显示器一台。机一台，终端显示器一台。2、中断接口实验板一块，板上有、中断接口实验板一块，板上有INTEL8214、INTEL8212、74LS00及电阻，及电阻，8个按钮开关。个按钮开关。3、接线工具一套，导线、接线工具一套，导线(doxin)若干。若干。三、实验预习要求：三、实验预习要求：1、掌握、掌握INTEL8214，INTEL8212器件的工作原理。器件的工作原理。2、理解中断控制电路，读懂中断控制电路与、理解中断控制电路，读懂中断控制电路与TEC-2的连接原理图。的连接原理图。3、复习、复习TEC-2机中

45、断处理过程的微程序。机中断处理过程的微程序。4、阅读实验的主程序及各级中断服务子程序。、阅读实验的主程序及各级中断服务子程序。5、拟订实验步骤、测试手段、排除电路故障的办法及调试方法。、拟订实验步骤、测试手段、排除电路故障的办法及调试方法。实验实验(shyn)六六 TEC-2机系统多级中断实验机系统多级中断实验(shyn)第44页/共66页第四十五页，共67页。四、实验内容：四、实验内容：1、利用、利用(lyng)TEC-2机与中断接口实验板，连接一个有三级中断源，可实现中断嵌套的中断服务系统。多级中断实验原理电路如图所示。机与中断接口实验板，连接一个有三级中断源，可实现中断嵌套的中断服务系统

46、。多级中断实验原理电路如图所示。2、主程序在终端上重复显示、主程序在终端上重复显示“M”字母，最高级中断响应程序显示字母，最高级中断响应程序显示“7”，次高级中断响应程序显示，次高级中断响应程序显示“6”，最低级中断响应显示，最低级中断响应显示“5”。五、实验步骤：五、实验步骤：1、检查本次实验所需实验设备是否齐全、完好。、检查本次实验所需实验设备是否齐全、完好。2、实验前开机检查连有终端的、实验前开机检查连有终端的TEC-2机运行是否正常。如不正常，将电源关掉。机运行是否正常。如不正常，将电源关掉。3、按实验内容实现三级中断嵌套的要求，在中断接口实验板上连接相关的信号，实验电路接线如图所示。

47、检查无误后，用扁平电缆将主机与中断接口板连接起来。、按实验内容实现三级中断嵌套的要求，在中断接口实验板上连接相关的信号，实验电路接线如图所示。检查无误后，用扁平电缆将主机与中断接口板连接起来。4、启动、启动TEC-2机，进入监控程序状态。观察机，进入监控程序状态。观察TEC-2机是否正常，若不正常则立即关掉电源，重新检查线路，直至正常启动为止。机是否正常，若不正常则立即关掉电源，重新检查线路，直至正常启动为止。5、在监控程序状态下，输入、在监控程序状态下，输入(shr)主程序、中断服务子程序、中断向量。主程序、中断服务子程序、中断向量。6、执行过程：、执行过程： 运行主程序等待中断的产生；运行

48、主程序等待中断的产生； 按下按钮开关申请按下按钮开关申请IRQ5、IRQ6、IRQ7； 观察执行结果是否满足实验要求，并作记录。观察执行结果是否满足实验要求，并作记录。第45页/共66页第四十六页，共67页。六、实验原理六、实验原理(yunl)及说明：及说明： 1 1、八位、八位(b wi)(b wi)输入输出接口电路输入输出接口电路INTEL8212INTEL8212INTEL8212内部内部(nib)电路电路第46页/共66页第四十七页，共67页。它由以下几个部分组成：它由以下几个部分组成： 数据锁存器数据锁存器数据锁存器由数据锁存器由8 8个个D D触发器组成，从触发器组成，从DI0DI

49、0到到DI7DI7输入的数据被分别锁存在对应的输入的数据被分别锁存在对应的D D触发器中，由触发器中，由Q Q端输出，锁存的时间由脉冲信号端输出，锁存的时间由脉冲信号(xnho)WR(xnho)WR决定。决定。/CLR/CLR信号信号(xnho)(xnho)同时对同时对8 8个触发器清零。个触发器清零。 输出缓冲器输出缓冲器输出缓冲器由输出缓冲器由8 8个三态门组成，当控制信号个三态门组成，当控制信号(xnho)EN=0(xnho)EN=0时，三态门输出高阻态。当时，三态门输出高阻态。当EN=1EN=1时缓冲器开启，锁存器的内容输出。时缓冲器开启，锁存器的内容输出。 接口控制逻辑电路接口控制逻

50、辑电路82128212芯片有两种工作芯片有两种工作(gngzu)(gngzu)方式，由方式，由MDMD信号进行选择，信号进行选择，MD=1MD=1为输出方式，为输出方式，MD=0MD=0为输入方式。为输入方式。 在输入方式下，外设数据准备好之后向在输入方式下，外设数据准备好之后向82128212发出一高电平信号作为发出一高电平信号作为STBSTB，从而将，从而将DI1DI1DI8DI8上的数据锁存在上的数据锁存在8 8个个D D锁存器中，锁存器中，CPUCPU通过设备选择通过设备选择 /DS1 /DS1 ,DS2,DS2控制逻辑允许数据进入控制逻辑允许数据进入(jnr)(jnr)数据线数据线D

51、O1DO1DO8DO8。此时，。此时，82128212的的DI1DI1DI8DI8接外设，数据线接外设，数据线DO1DO1DO8DO8接接CPUCPU的数据总线，如图所示。的数据总线，如图所示。 第47页/共66页第四十八页，共67页。82128212芯片工作在输出方式下，芯片工作在输出方式下，MD=1MD=1，CPUCPU通过设备选择通过设备选择/DS1/DS1 和和DS2DS2控制控制(kngzh)(kngzh)逻辑将数据锁存在逻辑将数据锁存在8 8个个D D锁存器中，三态缓冲器总是开启的，因而锁存器中，三态缓冲器总是开启的，因而CPUCPU提供的数据可立即提供给外设使用。此工作方式下，提

52、供的数据可立即提供给外设使用。此工作方式下，82128212的的DI1DI1DI8DI8接接CPUCPU的数据总线，而的数据总线，而DO1DO1DO8DO8接外设，如图所示。接外设，如图所示。 第48页/共66页第四十九页，共67页。2 2、八级优先权控制电路、八级优先权控制电路INTEL8214INTEL821482148214是一个是一个(y (y )八级优先权中断控制单元，它的原理及引脚如图所示。八级优先权中断控制单元，它的原理及引脚如图所示。 中断请求锁存器及优先权编码器中断请求锁存器及优先权编码器中断请求锁存器用于锁存中断请求信号中断请求锁存器用于锁存中断请求信号/R0/R7/R0/

53、R7，/LC/LC是锁存器的控制信号。当禁止中断触是锁存器的控制信号。当禁止中断触发器置发器置“1”“1”时，时，/LC/LC为为1 1，锁存器被关闭，禁止中断请求锁存。当禁止中断触发器置，锁存器被关闭，禁止中断请求锁存。当禁止中断触发器置“0”“0”时，时，/LC/LC为为0 0，锁存器开放，中断请求信号被锁入锁存器。，锁存器开放，中断请求信号被锁入锁存器。LSLS是锁存器的状态信号，当锁存器记录了中断请求信号时，是锁存器的状态信号，当锁存器记录了中断请求信号时，LS=1LS=1。优先编码器用于对中断请求进行排队。它有八个中断申请输入端优先编码器用于对中断请求进行排队。它有八个中断申请输入端

54、/R0/R7/R0/R7，低电平表示有申请，低电平表示有申请，/R7/R7优先权最高，优先权最高，/R0/R0优先权最低。编码器可以把每优先权最低。编码器可以把每一个请求输入，编为三位二进制数的相应优先权等级编码，从高到底为一个请求输入，编为三位二进制数的相应优先权等级编码，从高到底为000000到到111111。当有两个以上申请同时输入时，编码器输出最高优先级别的编。当有两个以上申请同时输入时，编码器输出最高优先级别的编码。输出的优先级编码码。输出的优先级编码A2AlA0A2AlA0一方面送到优先权比较器；另一方面经一方面送到优先权比较器；另一方面经OCOC门门输出。当启动现行状态输出。当启

55、动现行状态/ECS/ECS信号到来信号到来(doli)(doli)时，禁止中断触发器置时，禁止中断触发器置“0”“0”，使现行状态寄存器使能。，使现行状态寄存器使能。 第49页/共66页第五十页，共67页。第50页/共66页第五十一页，共67页。 现行状态寄存器现行状态寄存器用四位锁存器，寄存现行中断源的优先级别，以便确定再次到来的新中断用四位锁存器，寄存现行中断源的优先级别，以便确定再次到来的新中断源优先级是否高于现在正在处理的中断申请。可由源优先级是否高于现在正在处理的中断申请。可由CPUCPU输出指令，把现行状态输出指令，把现行状态的优先权编码输至这个寄存器。的优先权编码输至这个寄存器。

56、B2BlB0B2BlB0即为现行状态优先权编码。它送至比即为现行状态优先权编码。它送至比较器与新来的中断申请优先权进行比较，若较器与新来的中断申请优先权进行比较，若ABAB，则比较器为高，它可以使中，则比较器为高，它可以使中断触发器断触发器INTF/FINTF/F置置“1”“1”（在时钟（在时钟/CLK/CLK同步下），经反向送至同步下），经反向送至CPUCPU的的/INT/INT输入输入端，请求新的中断。若端，请求新的中断。若ABABAB的作用，只要的作用，只要/R0/R7/R0/R7中任何一个有申请，就可以使中任何一个有申请，就可以使INTF/FINTF/F为为1 1向向CPUCPU发发出

57、中断申请。故出中断申请。故CPUCPU在未进行中断处理时，应使在未进行中断处理时，应使/SGS/SGS有效。有效。由于输至现行状态寄存器的是现行状态优先权编码的反码。由于输至现行状态寄存器的是现行状态优先权编码的反码。/ELR/ELR，ETLGETLG，ENLGENLG这三个信号是用在多片这三个信号是用在多片82148214级连，以扩大级连，以扩大(kud)(kud)中断请求级别。如果中断请求级别。如果只用一片只用一片82148214，则，则/ELR/ELR为为“0”“0”，ETLGETLG为为“1”“1”，ENLGENLG悬空。悬空。第51页/共66页第五十二页，共67页。 开中断前，主程序

58、必须使现行状态寄存器为全开中断前，主程序必须使现行状态寄存器为全“1”“1”且且/SGS/SGS也为也为“1”“1”，准备接收准备接收8 8个中断源中任何一个中断请求。个中断源中任何一个中断请求。 由于由于CPUCPU不能读出不能读出82148214现行状态寄存器的内容，故必须把现行优先权的副现行状态寄存器的内容，故必须把现行优先权的副本存入本存入RAMRAM中，或某一寄存器中以便恢复旧优先权时使用。中，或某一寄存器中以便恢复旧优先权时使用。 在重新开放中断之前，每个中断服务程序必须把旧的优先权压入堆栈保在重新开放中断之前，每个中断服务程序必须把旧的优先权压入堆栈保护，且把新的优先权送入护，且

59、把新的优先权送入82148214现行状态寄存器中，回到主程序前要恢复以前的现行状态寄存器中，回到主程序前要恢复以前的优先权。优先权。 所有中断级是实际值的反码所有中断级是实际值的反码(fn m)(fn m)。 8214 8214不能锁存中断请求不能锁存中断请求( (包括包括/INT/INT、/A2/A2、/A1/A1、/A0)/A0)，通常用，通常用82128212来锁存来锁存。使用使用(shyng)8214要注意以下几点：要注意以下几点：第52页/共66页第五十三页，共67页。七、实验七、实验(shyn)程序：程序：中断服务程序流程图 第53页/共66页第五十四页，共67页。主程序主程序 ：

60、08000800：MOVMOVR0R0，000F000F；/B0/B1/B2=111/B0/B1/B2=111、/SCS=1/SCS=1OUTOUT8484；82148214现行状态寄存器端口为现行状态寄存器端口为84H84HMOVMOVR3R3，R0R0；用；用R3R3保留状态副本保留状态副本(fbn)(fbn)08040804： MOV MOVR2R2，000F000F；显示；显示1515个个“M”“M”，常数，常数1515送送R2R2MOVMOVR0R0，004D004D；“M”“M”的的ASCIIASCII码码EIEI；开中断；开中断08090809：CALLCALL009B009B；调显示字