《微机原理实验模版》课程教学大纲

1、微机原理与接口技术实验教学大纲一、课程基本信息中文名称微机原理与接口技术英文名称Microcomputer Principles and Interface Technique适用专业计算机科学与技术/信息工程先修课程数字电子技术课程类别填写培养方案中课程所属模块修读性质必修学分/学时1学分/34学时考核方式考查二、教学目标本课程是计算机科学与技术专业必修课程，是本专业学生必备的专业基础知识之一。本课程的实验教学以微机原理基本硬件知识为基础，了解Intel8086/8088片总线及PC总线主要时序逻辑以及微机外部总线技术，掌握接口电路通过外部总线与处理器连接原理，即编址、锁存、缓冲以及I/O控

2、制等概念，掌握典型可编程芯片的编程方法，通过定时器、定时/计数器、并行接口、中断、异步串行通信、A/D及D/A转换器实验，培养学生对接口设计与应用能力。三、教学内容实验项目一：熟悉汇编语言环境及建立汇编的过程实验（3学时）1.实验属性：演示实验2.修读性质：必开3.教学目标：（1）掌握汇编语言程序设计的基本方法和技能；（2）熟练掌握使用全屏幕编辑程序EDIT编辑汇编语言源程序；（3）熟练掌握宏汇编程序MASM的使用；（4）熟练掌握连接程序LINK的使用。4.实验方法上级操作5实验仪器设备计算机6.实验内容1、汇编语言源程序的汇编过程汇编语言源程序的汇编过程是是利用汇编程序（MASM）对已编辑好

3、的源程序文件（.ASM）进行汇编，将源程序文件中以ASCII码表示的助记符指令逐条翻译成机器码指令，并完成源程序中的伪指令所指出的各种操作，最后可以建立3个文件：扩展名为 .OBJ的目标文件、扩展名为 .LST 的列表文件和扩展名为 .CRF 的交叉索引文件。目标文件是必须建立的，它包含了程序中所有的机器码指令和伪指令指出的各种有关信息，但该文件中的操作数地址还不是内存的绝对地址，只是一个可浮动的相对地址。列表文件（.LST）中包含了源程序的全部信息(包括注释)和汇编后的目标程序，列表文件可以打印输出，可供调试检查用。交叉索引文件（.CRF）是用来了解源程序中各符号的定义和引用情况的。.LST

4、和.CRF两个文件不是必须建立的，可有有无，可以通过汇编时的命令加以选择。在对源程序文件(ASM文件)汇编时，汇编程序将对ASM文件进行两遍扫描，若程序文件中有语法错误，则结束汇编，汇编程序将指出源程序中存在的错误，这时应返回编辑环境修改源程序中的错误，再经过汇编，直到最后得到无错误的目标程序，即OBJ文件。因此，汇编程序的主要功能可以概括为以下三点： (1) 检查源程序中的语法错误，并给出错误信息；(2) 产生目标程序文件(OBJ文件)，并可给出列表文件(.LST文件)；(3) 展开宏指令。汇编程序是系统提供的用于汇编的系统软件，目前常用的汇编程序有Microsoft公司推出的宏汇编程MAS

5、M(MACRO ASSEMBLER)和BORLAND公司推出的TASM(TURBO ASSEMBLER)两种。Microsoft公司推出有宏汇编程序MASM和小汇编程序ASM两种，二者的区别在于：MASM有宏处理功能，而ASM没有宏处理功能，因此，MASM比ASM的功能强大，但MASM需要占据较大的内存空间，当内存空间较小时(如64 KB)，只能使用ASM。 2、目标程序的连接过程汇编后产生的目标程序(OBJ文件)并不是可执行程序文件(EXE文件)，还不能直接运行，它必须通过连接程序(LINK)连接成一个可执行程序后才能运行。连接程序进行连接时，其输入有两个部分：一是目标文件(.OBJ)，目标

6、文件可以是一个也可以是多个，可以是汇编语言经汇编后产生的目标文件，也可以是高级语言(例如C语言)经编译后产生的目标文件；另一是库文件(.LIB)，库文件是系统中已经建立的，主要是为高级语言提供的。连接后输出两个文件，一是扩展名为 .EXE的可执行文件，另一个是扩展名为 .MAP 的内存分配文件，它是连接程序的列表文件，又称为连接映像(Link Map)，它给出每个段在存储器中的分配情况，该文件可有可无。连接程序给出的“无堆栈段的警告性错误”并不影响程序的运行。所以，到此为止，连接过程已经结束，可以在操作系统下执行该.EXE程序了。3、汇编语言和DOS操作系统的接口编写的汇编语言源程序是在DOS

7、环境下运行时，必须了解汇编语言是如何同DOS操作系统接口的。用编辑程序把源程序输入到机器中，用汇编程序把它转换为目标程序，用连接程序对其进行连接和定位时，操作系统为每一个用户程序建立了一个程序段前缀区PSP，其长度为256个字节，主要用于存放所要执行程序的有关信息，同时也提供了程序和操作系统的接口。操作系统在程序段前缀的开始处(偏移地址0000H)安排了一条INT 20H软中断指令。INT 20H中断服务程序由DOS提供，执行该服务程序后，控制就转移到DOS，即返回到DOS管理的状态。因此，用户在组织程序时，必须使程序执行完后能去执行存放于PSP开始处的INT 20H指令，这样便返回到DOS，

8、否则就无法继续键入命令和程序。 DOS在建立了程序段前缀区PSP之后，将要执行的程序从磁盘装入内存。在定位程序时，DOS将代码段置于PSP下方，代码段之后是数据段，最后放置堆栈段。内存分配好之后，DOS就设置段寄存器DS和ES的值，以使它们指向PSP的开始处，即INT 20H的存放地址，同时将CS设置为PSP后面代码段的段地址，IP设置为指向代码段中第一条要执行的指令位置，把SS设置为指向堆栈的段地址，让SP指向堆栈段的栈底，然后系统开始执行用户程序。为了保证用户程序执行完后能返回到DOS状态，可使用如下两种方法。 （一）标准方法首先将用户程序的主程序定义成一个FAR过程，其最后一条指令为RE

9、T。然后在代码段的主程序(即FAR过程)的开始部分用如下三条指令将PSP中INT 20H 指令的段地址及偏移地址压入堆栈：PUSHDS ；保护PSP段地址MOV AX，0 ；保护偏移地址0PUSH AX 这样，当程序执行到主程序的最后一条指令RET时，由于该过程具有FAR属性，故存在堆栈内的两个字就分别弹出到CS和IP，从而执行INT 20H指令，使控制返回到DOS状态。返回DOS的标志就是程序运行完后出现一个DOS的标识符，如C：。 （二）非标准方法也可在用户的程序中不定义过程段，只在代码段结束之前(即CODE ENDS之前)增加两条语句：MOV AH，4CHINT 21H则程序执行完后也会

10、自动返回DOS状态。 此外，由于开始执行用户程序时，DS并不设置在用户的数据段的起始处，ES同样也不设置在用户的附加段起始处，因而在程序开始处使用以下方法重新装填DS和ES的值使其指向用户的数据段：MOV AX，段名MOV 段寄存器名，AX；段寄存器名可以是DS、ES、SS之一 7.成绩评定实验结果和实验报告。实验项目二：将键盘输入的小写字母转换成大写字母实验（3学时）1.实验属性：演示实验2.修读性质：必开3.教学目标了解小写字母和大写字母在计算机内的表示方法，并掌握如何进行转换。4.实验方法（宋体五号，加粗）上机操作5实验仪器设备（宋体五号，加粗）计算机6.实验内容（宋体五号，加粗）接收键

11、盘字符（以回车键结束），并将其中的小写字母转换为大写字母，然后进行显示。7.成绩评定（宋体五号，加粗）实验结果和实验报告。实验项目三：8251可编程通讯接口与PC机通讯实验（4学时）1.实验属性：演示实验2.修读性质：必开3.教学目标利用实验机内的8251芯片，实现与PC机通讯4.实验方法上级操作+硬件操作5实验仪器设备计算机、DJ-8086k实验箱6.实验内容（1）利用实验机内的8253芯片的分频作为8251的收发时钟频率。（2）利用实验机内小键盘，每按动一次任一数字键 ，就把该键值通过8251发送给PC机接收，并在PC机屏幕上显示出该键值。7.成绩评定（宋体五号，加粗）实验结果和实验报告。

12、实验项目四：8255A并行口实验实验（4学时）（宋体五号，加粗，居中）1.实验属性：验证实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）掌握8255A和微机接口方法。（2）掌握8255A的工作方式和编程原理。4.实验方法（宋体五号，加粗）上级操作+硬件操作5实验仪器设备计算机、DJ-8086k实验箱6.实验内容用8255PA口控制PB口。（1）在系统显示监控提示符“P.”时，按SCAL键，传送EPROM中的实验程序到内存中。（注：必须先传送EPROM后，再往下操作）（2）8255A芯片A口的PA0-PA7依次和开关量输入Kl-K8相连。（3）8255A芯片B口的PB0-PB7依次接Ll-L8。（4）运

13、行实验程序。在系统显示监控提示符“P.”时，输入11B0，按EXEC键，系统显示执行提示符“”拨动K1-K8， LI-L8会跟着亮灭。7.成绩评定实验结果和实验报告。实验项目五：8259单级中断控制器实验实验（4学时）1.实验属性：设计实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）掌握8259中断控制器的接口方法。 （2）掌握8259中断控制器的应用编程。4.实验方法上级操作+硬件操作5实验仪器设备计算机、实验箱、DJ-8086k软件6.实验内容利用8259实现对外部中断的响应和处理，要求程序对每次中断进行计数，并将计数结果送数码显示。7.成绩评定实验结果和实验报告。实验项目六：8237 DMA传送

14、实验（4学时）1.实验属性：验证实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）掌握DMA方式的工作原理和8237DMA控制器的编程使用方法。（2）掌握如何在实验系统环境下，使用DMA的CH0进行数据传送。4.实验方法上级操作+硬件操作5实验仪器设备计算机、DJ-8086k实验箱6.实验内容利用实验系统提供的8237A-5 DMA控制的CH0，实现DMA的内存到内存的读、写传送，采用DMA软件请求，把内存中3000H4FFFH单元内容传送到5000H6FFFH单元中。7.成绩评定实验结果和实验报告。实验项目七：定时器 / 计数器实验（4学时）1.实验属性：设计实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）学

15、会8253芯片和微机接口的原理和方法。（2）掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。4.实验方法上级操作+硬件操作5实验仪器设备计算机、DJ-8086k实验箱6.实验内容用8253的0通道工作在方式3，产生方波。定时控制问题是一个非常普遍的控制应用问题。定时/计数器的工作原理可以归结为计数，即对脉冲信号进行计数。完成定时功能时，要求输入脉冲信号是等周期（设为t）的时钟脉冲信号，这样，n个脉冲，就需要nt时间，即实现了定时nt目的；而完成一般计数功能时，不要求输入周期脉冲信号，此种情况下，只考虑脉冲的个数。不同计数器或定时器响应计数的速度不同，将“符合定时器工作范围要求”的时钟脉冲信号送

16、给定时器，当定时器计数达到“预期”的计数值时，即达到“预期”的时间。7.成绩评定实验结果和实验报告。实验项目八：D/A转换实验（4学时）（宋体五号，加粗，居中）1.实验属性：验证实验2.修读性质：必开3.教学目标了解数/模转换的基本原理，掌握DAC0832芯片的使用方法。4.实验方法上级操作+硬件操作5实验仪器设备计算机、DJ-8086k实验箱6.实验内容利用0832通过D/A转换交替产生方波和锯齿波。7.成绩评定实验结果和实验报告。实验项目九：键盘显示实验（4学时）1.实验属性：综合实验2.修读性质：选开3.教学目标掌握8088微机系统中，扩展8279键盘显示 接口的方法。4.实验方法上级操

17、作+硬件操作5实验仪器设备计算机、DJ-8086k实验箱6.实验内容用8279接口芯片来控制实验系统键盘显示，按下数字键，在数码管上应显示相应的数字，按MON键，显示8279good，按其它功能键不响应。7.成绩评定实验结果和实验报告。四、考核形式及成绩评定（一）考核形式： 提交实验结果和实验报告（二）成绩评定： 实验成绩占课程成绩的20。五、教材与参考书（黑体小四号）教 材（宋体五号，加粗）：作者.书名.（版次）.出版地：出版社，出版年份（宋体五号，行距16磅，下同）教 材： 周荷琴.微型计算机原理与接口技术.安徽：中国科技大学出版社，2011参考书： 1 戴梅萼.微型计算机技术及应用(第4版)，华大学出版社，20082 郑学坚 周斌.微型计算机原理及应用（第三版），清华大学出版社，20013 沈美明 温冬婵.IBM-PC汇编语言程序设计（第二版），清华大学出版社，20014 周细 黄文兰.微型计算机及其应用（第二版），华中理工大学出版社，1997六、课程学时分配表（黑体小四号）序号实验项目名称学时实验属性修读性质主要仪器设备实验项目1熟悉汇编语言环境及建立汇编的过程实验3学时演示实验必开计算机实验项目2将键盘输入的小写字母转换成大