武汉理工实验指导书微机原理及接口技术.docx
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武汉理工实验指导书微机原理及接口技术
《微机原理及接口技术B》实验指导书
※实验环境
实验设备——唐都TD-PITE80X86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1实验平台连接示意图
图2唐都TD-PITE实验箱图3唐都TD-PITE实验箱布局图
操作步骤:
1、打开电脑。
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、打开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。
图4Wmd86联机操作软件
实验一定时器的使用
1.实验目的和意义
●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.背景知识
(1)8254的功能
Ø8253具有三个独立的16位计数器(0#~2#通道);
Ø每个通道有6种工作方式;
Ø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2.6MHZ)
(2)8254的内部结构和外部引脚
图1.18254内部结构图1.28254外部引脚
(3)8254的工作方式
●方式0:
计数到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)初始化编程的原则:
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
Ø是写全字节,还是只写低字节或高字节。
Ø定时器初始值的确定:
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/TCLK
计数初值n(时间常数)与输入脉冲频率fCLK及输出波形频率fOUT之间的关系是:
n=fOUT/fCLK
(6)8254控制字
8254的控制字有两个:
一个用来设臵计数器的工作方式,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。
表1.2
表1.1
(7)实验原理图
图1.3
5.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,再通过CLK1输入,OUT1输出1s方波。
(1)按下图1.4接线。
图1.4实验接线图
(2)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
按钮,运行实验程序,8254的OUT1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OUT1输出的波形。
实验程序清单(A82542.ASM)
A8254EQU0600H
B8254EQU0602H
C8254EQU0604H
CON8254EQU0606H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,CON8254;8254
MOVAL,36H;计数器0,方式3
OUTDX,AL
MOVDX,A8254
MOVAL,0E8H
OUTDX,AL
MOVAL,03H
OUTDX,AL
MOVDX,CON8254;8254
MOVAL,76H;计数器1,方式3
OUTDX,AL
MOVDX,B8254
MOVAL,0E8H
OUTDX,AL
MOVAL,03H
OUTDX,AL
AA1:
JMPAA1
CODEENDS
ENDSTART
2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‛。
实验步骤:
(1)按下图1.5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.ASM)
A8254EQU06C0H
B8254EQU06C2H
C8254EQU06C4H
CON8254EQU06C6H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,SS:
SSTACK
START:
PUSHDS
MOVAX,0000H
MOVDS,AX
MOVAX,OFFSETIRQ7;取中断入口地址
MOVSI,003CH;中断矢量地址
MOV[SI],AX;填IRQ7的偏移矢量
MOVAX,CS;段地址
MOVSI,003EH
MOV[SI],AX;填IRQ7的段地址矢量
CLI
POPDS
;初始化主片8259
MOVAL,11H
OUT20H,AL;ICW1
MOVAL,08H
OUT21H,AL;ICW2
MOVAL,04H
OUT21H,AL;ICW3
MOVAL,01H
OUT21H,AL;ICW4
MOVAL,6FH;OCW1
OUT21H,AL
;8254
MOVDX,CON8254
MOVAL,10H;计数器0,方式0
OUTDX,AL
MOVDX,A8254
MOVAL,04H
OUTDX,AL
STI
AA1:
JMPAA1
IRQ7:
MOVDX,A8254
MOVAL,04H
OUTDX,AL
MOVAX,014DH
INT10H;显示字符M
MOVAX,0120H
INT10H
MOVAL,20H
OUT20H,AL;中断结束命令
IRET
CODEENDS
ENDSTART
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.基本输入输出实验。
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D7~D0由左向右,每次仅亮一个灯,循环显示,D15~D8与D7~D0正相反,由右向左,每次仅点亮一个灯,循环显示。
4.背景知识
(1)8255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。
(2)8255内部结构及外部引脚
图2.18255内部结构图2.28255外部引脚
(3)8255A有3种工作方式:
方式0,方式l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)
●方式2双向应答发式传送(查询、中断)
(4)8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如下图2.3所示。
图2.38255控制字
(5)实验原理图
图2.4实验原理图
5.实验步骤
1.基本输入输出实验
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)实验接线图如图所示,按图2.5连接实验线路图。
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,稍等后再次打开电源,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DBG端。
实验程序清单(A82551.ASM)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,0646H
MOVAL,90H
OUTDX,AL
AA1:
MOVDX,0640H
INAL,DX
CALLDELAY
MOVDX,0642H
OUTDX,AL
JMPAA1
DELAY:
PUSHCX
MOVCX,0F00H
AA2:
PUSHAX
POPAX
LOOPAA2
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
2.流水灯显示实验
使8255的A口和B口均为输出,数据灯D7~D0由左向右,每次仅亮一个灯,循环显示,D15~D8与D7~D0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。
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)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,0646H
MOVAL,80H
OUTDX,AL
MOVBX,8001H
AA1:
MOVDX,0640H
MOVAL,BH
OUTDX,AL
RORBH,1
MOVDX,0642H
MOVAL,BL
OUTDX,AL
ROLBL,1
CALLDELAY
CALLDELAY
JMPAA1
DELAY:
PUSHCX
MOVCX,0F000H
AA2:
PUSHAX
POPAX
LOOPAA2
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
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、数模信号转换的基本原理。
●掌握模/数转换芯片ADC0809的使用方法。
●掌握DAC0832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0V~5V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。
图3.1DAC0832引脚图
图3.2DAC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部分,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。
图3.3ADC0809引脚图图3.4ADC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)实验接线图如图所示,按图连接实验线路图。
图3.5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)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。
(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,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):
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAX,00H;产生方波
MOVDX,600H
AA1:
MOVAL,00H
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVAL,7FH
OUTDX,AL
CALLDELAY
JMPAA1
DELAY:
PUSHCX
MOVCX,0FF00H
AA2:
PUSHAX
POPAX
LOOPAA2
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
2.模/数转换。
将ADC单元中提供的0V~5V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。
(1)按图连接实验线路。
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JMPSTART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,比较VALUE与计算值,反复验证程序功能。
实验程序清单(AD1.ASM)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP(?
)
SSTACKENDS
PUBLICVALUE;设臵全局变量以便变量监视
DATASEGMENT
VALUEDB?
;AD转换结果
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,640H;启动AD采样
OUTDX,AL
CALLDALLY
INAL,DX;读AD采样结果
MOVVALUE,AL;将结果送变量
JMPSTART;在此处设臵断点,观察变量窗口中的VALUE值
DALLY:
PUSHCX;延时程序
PUSHAX
MOVCX,100H
A5:
MOVAX,0800H
A6:
DECAX
JNZA6
LOOPA5
POPAX
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
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。
(1)8251的内部结构及外部引脚
图4.18251内部结构图图4.28251引脚图
(2)8251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。
图4.4
图4.5
8251的初始化和操作流程和8251实验单元电路图如下所示。
图4.7实验单元电路图
图4.68251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)参考实验接线图如图所示,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较,验证程序功能。
实验参考例程(A82512.ASM)
M8251_DATAEQU0600H;端口定义
M8251_CONEQU0602H
M8254_2EQU06C4H
M8254_CONEQU06C6H
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAX,0000H
MOVDS,AX
;初始化8254,得到收发时钟
MOVAL,0B6H
MOVDX,M8254_CON
OUTDX,AL
MOVAL,0CH
MOVDX,M8254_2
OUTDX,AL
MOVAL,00H
OUTDX,AL
;复位8251
CALLINIT
图4.8实验连线图
CALLDALLY
;8251方式字
MOVAL,7EH
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL
CALLDALLY
;8251控制字
MOVAL,34H
OUTDX,AL
CALLDALLY
MOVDI,3000H
MOVSI,4000H
MOVCX,000AH
A1:
MOVAL,[SI]
PUSHAX
MOVAL,37H
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL
POPAX
MOVDX,M8251_DATA
OUTDX,AL;发送数据
MOVDX,M8251_CON
A2:
INAL,DX;判断发送缓冲是否为空
ANDAL,01H
JZA2
CALLDALLY
A3:
INAL,DX;判断是否接收到数据
ANDAL,02H
JZA3
MOVDX,M8251_DATA
INAL,DX;读取接收到的数据
MOV[DI],AL
INCDI
INCSI
LOOPA1
MOVAX,4C00H
INT21H;程序终止
INIT:
MOVAL,00H;复位8251子程序
MOVDX,M8251_CON
OUTDX,AL
CALLDALLY
OUTDX,AL
CALLDALLY
OUTDX,AL
CALLDALLY
MOVAL,40H
OUTDX,AL
RET
DALLY:
PUSHCX
MOVCX,3000H
A5:
PUSHAX
POPAX
LOOPA5
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
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- 武汉理工 实验 指导书 微机 原理 接口 技术