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《微机原理与接口技术》实验教程
微机原理与接口技术
实验教程
吴涤
浙江工商大学信电学院
第一章实验系统简介与使用………………………………3
第二章汇编程序的基本结构……………………………7
第三章数据显示程序实验(实验一)……………………9
第四章数据传送实验(实验二)………………………11
第五章TD-PIT接口实验系统简介……………………12第六章基本I/O接口电路设计(实验三)………………19
第七章电子发声系统设计(实验四)…………………………22
附录实验报告参考格式…………………………………24
参考文献………………………………………………………24
第一章实验系统简介与使用
《微机原理与接口技术实验》课程选用了TD—PIT实验系统来帮助学生完成“微机原理”和“接口技术”两大部分内容的实验。
TD—PIT实验系统由实验箱和PC主机及实验环境工具软件构成(见图1)。
实验箱中包含了许多接口单元电路用于各种接口技术的实验,其构成和工作原理将在第四章中详细介绍。
PC主机箱中安装了一块PCI实验扩展卡,用于连接微机原理与接口技术实验箱。
由于PCI实验扩展卡为总线接口电路,所以在使用时必须为其安装接口电路驱动软件。
实验扩展卡驱动软件的安装过程为:
1.主机启动完成。
2.在‘控制面板’中选择‘添加硬件’。
3.在‘添加硬件向导’中依次选择红圈操作。
再从列表中选择’PCI设备’
最后从D:
\TangDu\win-pit\5.6Intergrated目录下引导安装驱动程序。
PC主机中安装了支持实验的工具软件(文件名是TD-PIT),在PC主机的桌面上有个TD-PIT的图标,点击该图标就可启动这个工具软件,本课程的实验均在这个软件平台上完成。
PIT工具软件启动后的界面如图1.1所示。
图1.1PIT运行界面
PIT工具软件提供了“文件”、“查看”、“语言选择”、“WINDOWS应用实验”、和“帮助”菜单,其中在“语言选择”菜单里本课程要求选用“汇编语言”。
在实验编程时,我们要在“文件”菜单下新建一个源程序文件,并进行编辑,编辑操作与WORD软件的编辑操作方法相同。
当用户处于编辑程序操作时软件界面上会自动添加一个“编译”菜单(见图1.2)。
在完成对程序的“编辑”处理后,还要对程序进行“编译”,“链接”,“运行”的操作。
如果学生要做接口实验,那么再实验前必须关闭PC和实验箱的电源,并将PC主机后面板上的两条扁平线对应连接到实验箱上,此时要注意扁平线上的插头与实验箱上插座是有对应方向的。
如果学生只做微机原理实验,就无需使用实验箱,也不需连线,只在PC主机上实验即可。
图1.2编译菜单界面
第二章汇编程序的基本结构
尽管汇编程序是由低级语言编写而成,但程序语句同样需要经过语言工具软件的支持,才能把这些语句转换成机器指令。
为了能有效的组织好这些语句程序,通常都会对编写程序的组织结构有特殊约定,这些约定就定义了程序的基本结构。
汇编程序通常用伪指令来说明其程序的基本结构。
伪指令只由系统编译软件负责解释与执行,它并不生成程序的机器码。
可以理解为伪指令是对指令的管理和补充。
一.伪指令
1.指令集选择伪指令
说明指令的CUP类型,通常放在程序的最前面。
如:
.8086;选择8086指令集编程。
.486P;选择80486及特权指令集编程。
2.段定义伪指令
说明段类别及空间分配办法。
段名SEGMENT[组合类型][类别][属性]
…;段内容
段名ENDS
其中‘类别’用于表示段的分类,如‘DATA’,‘CODE’,‘STACK’,汇编
系统软件会把具有相同性质的段相邻排放。
‘属性’规定为16位的段或32位的段。
如USER16表示16位段。
‘组合类型’规定本段与其他段的关系,如STACK,COMMAND等。
3.段说明伪指令
说明段名的段空间和指定的段寄存器对应。
ASSUME段寄存器1:
段名1,…;段寄存器n:
段名n
4.过程定义伪指令
定义某程序块为程序过程。
过程名PROC属性
…;程序内容
RET
过程名ENDP
二.有完整汇编程序结构的程序
Stack1SEGMENTSTACK‘stack’;定义堆栈段
stspaceDW100HDUP(?
)
Stack1ENDS
data1SEGMENT‘data’;定义数据段
zDB?
xDB10,4
data1ENDS
code1SEGMENT‘code’;定义程序段
ASSUMECS:
code1,DS:
data1,SS:
Stack1
start:
MOVAX,data1
MOVDS,AX
MOVAL,x
SUBAL,x+1
ADDAL,30H
MOVDL,AL
MOVAH,2
INT21H
MOVAH,4CH
INT21H
code1ENDS
ENDstart
第三章数据显示程序实验
实验一数据显示程序实验
1.实验目的
(1).掌握在PC机上以16进制形式显示数据的方法。
(2).掌握部分DOS功能调用的使用方法。
2.实验设备
PC微机一台。
3.实验内容及实验说明
将指定数据区的数据以十六进制数的形式显示在屏幕上,并通过DOS功能调用来完成这一显示过程。
实验中可以使用DOS功能调用(INT21H)。
其中:
(1)显示单个字符输出
入口:
AH=02H
调用参数:
DL=输出字符
(2)显示字符串
入口:
AH=09H
调用参数:
DS:
DX=串地址,‘$‘为结束字符
(3)键盘输入并回显
入口:
AH=01H
返回参数:
AL=输出字符
(4)返回DOS系统
入口:
AH=4CH
调用参数:
AL=返回码
4.实验步骤
(1)运行PIT软件,选择EDIT菜单,根据实验内容的描述编写实验程序。
(2)使用“编译“菜单中的编译菜单项和连接菜单项对实验程序进行汇编、连接。
(3)使用“编译“菜单中的”运行“菜单项运行程序,观察数据区中内容的变化。
(4)更改数据区中的数据,考察程序的正确性。
5.参考程序
DATASEGMENTUSE16
MES1DB'Showaashex:
',0AH,0DH,'$'
SDDB'a'
DATAENDS
CODESEGMENTUSE16
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMES1;showmessage
MOVAH,09H
INT21H
MOVSI,OFFSETSD
MOVAL,DS:
[SI]
ANDAL,0F0H;取高4位
SHRAL,4
CMPAL,0AH;是否是A以上的数
JBC2
ADDAL,07H
C2:
ADDAL,30H
MOVDL,AL;showcharacter
MOVAH,02H
INT21H
MOVAL,DS:
[SI]
ANDAL,0FH;取低4位
CMPAL,0AH
JBC3
ADDAL,07H
C3:
ADDAL,30H
MOVDL,AL;showcharacter
MOVAH,02H
INT21H
MOVAX,4C00H;gobacktodos
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
5.实验报告中回答下列问题
1.数据区中0AH,0DH的组合作用是什么?
2.程序中指令ADDAL,07H的作用是什么?
**ASCII表见教材附录A
第四章数据传送实验
实验二数据传送实验
1.实验目的
(1).掌握PIT平台的使用方法。
(2).掌握与数据有关的不同寻址方式。
(3)掌握汇编调试方法。
2.实验设备
PC微机一台、TD-PIT+实验系统一套。
3.实验内容及实验说明
本实验要求将数据段中的一个字符串‘HELLO,WORLD!
’传送到附加段中去,并输出附加段中的目标字符串到屏幕上。
4.实验步骤
(1)运行PIT软件,选择EDIT菜单,根据实验内容的描述编写实验程序。
(2)使用“编译“菜单中的编译菜单项和连接菜单项对实验程序进行汇编、连接。
(3)使用“编译“菜单中的”运行“菜单项运行程序,观察数据区中内容的变化。
(4)更改数据区中的数据,考察程序的正确性。
5.程序难点提示
1.数据段寄存器组合DS:
SI;附加段寄存器组合ES:
DI
2.数据段定义
DDATASEGMENT
MSRDB'HELLO,WORLD!
$'
LENEQU$-MSR
DDATAENDS
中LEN能测试和存放字符串的长度。
3.可以通过PUSHES
POPDS
指令实现将附加区中数据在INT21H9号子功能上的显示。
第五章TD-PIT接口实验系统简介
TD-PIT实验系统为32位微机原理与接口技术提供了实验平台。
系统通过PCI总线扩展卡及转换逻辑为用户提供了一个仿真ISA总线接口,接口实验所需的总线信号均取自这个ISA总线接口。
同时实验系统还提供了许多电路单元,为做相关实验搭建了硬件平台。
这里主要介绍和实验相关的电路单元硬件构成、信号关系及工具软件平台。
一仿真ISA总线信号关系
在TD-PIT实验箱上引接出来的仿真ISA总线信号关系见表1。
信号名称
含义
XD0—XD31
32位数据总线信号
XA2---XA23
22位地址总线信号
XMER、XMEW、XIOR、XIOW
存储器读写信号、I/O读写信号
IOY0、IOY1、IOY2、IOY3
I/O空间段片选信号
MY0、MY1、MY2、MY3
存储器空间段片选信号
BE0、BE1、BE2、BE3
32位数据字节使能信号
HOLD、HLDA
总线请求与总线应答信号
M/IO
存储器/输入输出总线周期指示信号,IO周期时信号为低电平
INTR
中断请求信号(上升沿有效)
CLK
系统时钟信号=1.041667MHz
PCLK
扩展时钟信号=1.8432MHz
RST、RST#
系统复位信号
表1总线信号关系说明
其中,PC机分配给用户的I/O口的实际地址值是I/O片选空间段(IOY0—IOY3)的起始地址值与译码单元偏移量地址值之和。
二基本输入输出单元电路
该电路由A组和B组两组完全相同的电路构成,其中A组电路结构见图4.1。
电路由8路3态缓冲器74LS245用于I/O输入和8路锁存器74LS374用于I/O输出。
三地址译码单元电路
电路结构见图4.2,逻辑关系见表2
CBA
Y
000
Y0=0
001
Y1=0
…
…
110
Y6=0
111
Y7=0
表274LS138输入输出逻辑关系
图4.1基本输入输出电路
图4.2地址译码单元电路
三键盘及数码管显示单元电路(显示部分)
电路结构见图4.3。
LED为共
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