微机原理与接口技术 实验报告.docx

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微机原理与接口技术实验报告

微机原理与接口技术

实验报告

学院：

计算机与通信工程学院

专业：

计算机科学与技术

班级：

学号：

姓名：

实验一8259中断控制器应用实验

一、实验目的

1.掌握PC机中断处理系统的基本原理。

2.掌握可编程中断控制器8259的应用编程方法。

二、实验内容

1．PC机内中断实验。

使用单次脉冲模拟中断产生。

验证中断处理程序，在显示器屏幕上显示一行预设定的字符串。

2．PC机内中断嵌套实验。

使用单次脉冲模拟两个中断源的中断产生，填写中断处理程序，体会中断嵌套的过程。

3．扩展多中断源查询方式应用实验。

利用实验平台上8259控制器作为中断扩展源，编写程序对8259控制器的中断请求进行处理。

三、实验步骤

1.实验1-1：

PC机内中断应用实验

（1）按接线图连好接线，调用程序源代码8259-1.asm，观察实验现象，屏幕显示结果截图如下：

（2）自设计实验。

改变接线方式，将单次脉冲连到USB核心板上的IRQ10插孔上，参考本实验代码，编程实现IRQ10中断。

（注意：

考虑PC机内中断级联的方式，参看前面的原理说明），代码如下：

DATASEGMENT

MESSDB'IRQ10',0DH,0AH,'$'

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

MOVAX,CS

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETINT10

MOVAX,2572H;设置IRQ10对应的中断向量

INT21H

INAL,21H;读取中断屏蔽寄存器

ANDAL,0F3H;开放IRQ3中断和从片

OUT21H,AL

INAL,0A1H;从片的中断屏蔽寄存器

ANDAL,0FBH;开放IRQ10中断

OUT0A1H,AL

MOVCX,10

STI

WAIT:

JMPWAIT

INT10:

MOVAX,DATA;中断服务程序

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS

MOVAH,09;在屏幕上显示每次中断的提示信息

INT21H

MOVAL,20H;发出EOI结束中断到PC内主片的地址20H

OUT20H,AL

LOOPNEXT

INAL,21H;读中断屏蔽寄存器，获取中断屏蔽字

ORAL,08H;关闭IRQ3中断

OUT21H,AL;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器

STI;置中断标志位

MOVAH,4CH;返回DOS

INT21H

NEXT:

IRET;中断返回

CODEENDS

ENDSTART

调用程序代码，观察实验现象，屏幕显示截图如下：

2.实验1-2：

PC机内中断嵌套实验

实验要求：

（1）按接线图连好接线，调用程序源代码8259-2.asm，做如下操作，观察屏幕显示结果并分析产生该现象的原因：

A．按下连接IRQ的单次脉冲按键，屏幕上会显示10个3，在屏幕上10次显示未结束之前，按下连接IRQ10的单次脉冲按键，观察现象；

按下IRQ时屏幕上会显示10个3，此时按下IRQ10，会直接在屏幕上显示10个10，然后结束后再显示剩余的3B．按下连接IRQ10的单次脉冲按键，屏幕上会显示10个10，在屏幕上10次显示未结束之前，按下连接IRQ3的单次脉冲按键，观察现象。

在屏幕上显示10个10的过程中按下IRQ无反应，等到10个10全部显示完毕后才再显示10个3

出现这种现象的原因是IRQ10的中断优先级高于IRQ3

屏幕截图：

（2）程序所有代码及注释：

DATASEGMENT

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

.386

CLI

MOVAX,CS

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETINT10;采用间接修改法，设置中断向量

MOVAX,2572H;设置IRQ10对应的中断向量

INT21H

MOVDX,OFFSETINT3;采用间接修改法，设置中断向量

MOVAX,250BH;设置IRQ3对应的中断向量

INT21H

INAL,21H;读中断屏蔽寄存器，21H是该寄存器的端口号

ANDAL,0F3H;开放中断，允许从片和IRQ3

OUT21H,AL

INAL,0A1H;读中断屏蔽寄存器，0A1H是该寄存器的端口

ANDAL,0FBH;开放中断IRQ10

OUT0A1H,AL

MOVCX,10;记中断循环次数为10次

STI

WAIT:

JMPWAIT

INT10:

CLI;中断服务程序

PUSHAD

PUSHFD

MOVCX,10;记中断循环次数为10次

NEXT10_1:

MOVDX,31H

MOVAH,02H;输出DL

INT21H

MOVDX,30H

MOVAH,02H;输出DL

INT21H

MOVDX,20H;发出EOI结束中断到PC内主片的地址20H

MOVAH,02H;输出DL，3

INT21H

CALLDELAY1;等待

LOOPNEXT10_1

MOVDX,0DH

MOVAH,02H;输出DL，‘’

INT21H

MOVDX,0AH;发出EOI结束中断到PC内从片占用的是0A0H端口

MOVAH,02H;输出DL，发生中断后输出10

INT21H

MOVAL,20H;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器

OUT0A0H,AL;从片

OUT20H,AL;主片

POPFD;关中断，出栈，返回

POPAD

STI

IRET

INT3:

CLI;中断服务程序

PUSHAD

PUSHFD

MOVCX,10;记中断循环次数为10次

NEXT3_1:

MOVDX,33H

MOVAH,02H;输出DL

INT21H

MOVDX,20H;发出EOI结束中断到PC内主片的地址20H

MOVAH,02H;输出DL，3

INT21H

CALLDELAY1;等待

LOOPNEXT3_1

MOVDX,0DH

MOVAH,02H;输出DL，‘’

INT21H

MOVDX,0AH;发出EOI结束中断到PC内从片占用的是0A0H端口

MOVAH,02H;发生中断输出DL，10

INT21H

MOVAL,20H

OUT20H,AL;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器

OUT0A0H,AL

POPFD;出栈，关中断，返回

POPAD

STI

IRET

DELAY1PROC;控制等待部分

PUSHAD

PUSHFD

MOVCX,0FH

DELAY_LOOP1:

MOVBX,0FFFFH

DELAY_LOOP2:

DECBX

NOP

JNZDELAY_LOOP2

LOOPDELAY_LOOP1

POPFD

POPAD

RET

DELAY1ENDP

CODEENDS

ENDSTART

3.实验1-3：

扩展多中断应用实验

调用程序源码文件8259-3.asm，在程序源代码中划横线的位置，请按照所学8259工作原理填写并验证，然后将所填内容写在实验报告中，并分析所填数据的形成原理。

屏幕截图：

程序代码及与案例说明：

;*****************************************************************

;8259中断查询方式应用实验

;请根据所学原理推断横线处需填写的源代码

;*****************************************************************

I8259_1EQU2B0H;8259的ICW1端口地址

I8259_2EQU2B1H;8259的ICW2端口地址

I8259_3EQU2B1H;8259的ICW3端口地址，ICW3，ICW4，OCW1都写入奇地址中

I8259_4EQU2B1H;8259的ICW4端口地址

O8259_1EQU2B1H;8259的OCW1端口地址

O8259_2EQU2B0H;8259的OCW2端口地址，OCW2，OCW3写入偶地址

O8259_3EQU2B0H;8259的OCW3端口地址

DATASEGMENT

MES1DB'YOUCANPLAYAKEYONTHEKEYBOARD!

',0DH,0AH,24H

MES2DDMES1

MESS1DB'HELLO!

THISISINTERRUPT*0*!

',0DH,0AH,'$'

MESS2DB'HELLO!

THISISINTERRUPT*1*!

',0DH,0AH,'$'

MESS3DB'HELLO!

THISISINTERRUPT*2*!

',0DH,0AH,'$'

MESS4DB'HELLO!

THISISINTERRUPT*3*!

',0DH,0AH,'$'

MESS5DB'HELLO!

THISISINTERRUPT*4*!

',0DH,0AH,'$'

MESS6DB'HELLO!

THISISINTERRUPT*5*!

',0DH,0AH,'$'

MESS7DB'HELLO!

THISISINTERRUPT*6*!

',0DH,0AH,'$'

MESS8DB'HELLO!

THISISINTERRUPT*7*!

',0DH,0AH,'$'

DATAENDS

STACKSSEGMENT

DB100DUP（?

）

STACKSENDS

STACK1SEGMENTSTACK

DW256DUP（?

）

STACK1ENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA,SS:

STACKS,ES:

DATA

.386

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVES,AX

MOVAX,STACKS

MOVSS,AX

MOVDX,I8259_1;初始化8259的ICW1

MOVAL,13H;边沿触发、单片8259、需要ICW4，查表得到控制字

OUTDX,AL

MOVDX,I8259_2;初始化8259的ICW2

MOVAL,0B0H

OUTDX,AL

MOVAL,03H

OUTDX,AL

MOVDX,O8259_1;初始化8259的中断屏蔽操作命令字

MOVAL,000H;打开屏蔽位，将全部屏蔽位打开

OUTDX,AL

QUERY:

MOVAH,1;判断是否有按键按下

INT16H

JNZQUIT;有按键则退出

MOVDX,O8259_3;向8259发送查询命令

MOVAL,6CH;01101100

OUTDX,AL

INAL,DX;读出查询字

TESTAL,80H;判断中断是否已响应，响应后对应位置0

JZQUERY;没有响应则继续查询

ANDAL,07H

CMPAL,00H

JEIR0ISR;若为IR0请求，跳到IR0处理程序

CMPAL,01H

JEIR1ISR;若为IR1请求，跳到IR1处理程序

CMPAL,02H

JEIR2ISR;若为IR2请求，跳到IR2处理程序

CMPAL,03H

JEIR3ISR;若为IR3请求，跳到IR3处理程序

CMPAL,04H

JEIR4ISR;若为IR4请求，跳到IR4处理程序

CMPAL,05H

JEIR5ISR;若为IR5请求，跳到IR5处理程序

CMPAL,06H

JEIR6ISR;若为IR6请求，跳到IR6处理程序

CMPAL,07H

JEIR7ISR;若为IR7请求，跳到IR7处理程序

JMPQUERY

IR0ISR:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS1;显示提示信息

MOVAH,09

INT21H

JMPEOI

IR1ISR:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS2;显示提示信息

MOVAH,09

INT21H

JMPEOI

IR2ISR:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS3;显示提示信息

MOVAH,09

INT21H

JMPEOI

IR3ISR:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS4;显示提示信息

MOVAH,09

INT21H

JMPEOI

IR4ISR:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS5;显示提示信息

MOVAH,09

INT21H

JMPEOI

IR5ISR:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS6;显示提示信息

MOVAH,09

INT21H

JMPEOI

IR6ISR:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS7;显示提示信息

MOVAH,09

INT21H

JMPEOI

IR7ISR:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVDX,OFFSETMESS8;显示提示信息

MOVAH,09

INT21H

EOI:

MOVDX,O8259_2;向8259发送中断结束命令

MOVAL,20H;00100000

OUTDX,AL

JMPQUERY

QUIT:

MOVAX,4C00H;结束程序退出

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

实验二8254定时/计数器应用实验

一、实验目的

1.掌握8254的工作方式及应用编程。

2.掌握8254典型应用电路的接法。

二、实验内容

1．计数应用实验。

应用8254的计数功能，用开关模拟计数，使每当按照计数初值的次数按动单次脉冲后，观察LED的变化。

2.自设计实验。

参考实验一的程序，编写程序，以1MHz为时钟源，应用8254的定时功能，将其分频为1Hz。

以LED灯作为输出显示。

三、实验步骤

1.实验2-1：

计数器应用实验

程序代码填补：

IO8254_MODEEQU283H;8254控制寄存器端口地址

IO8254_COUNT0EQU280H;8254计数器0端口地址

STACK1SEGMENTSTACK

DW256DUP（?

）

STACK1ENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVDX,IO8254_MODE;初始化8254工作方式

MOVAL,16H;计数器0，方式3，填入控制字：

00010110

OUTDX,AL

MOVDX,IO8254_COUNT0;装入计数初值

MOVAL,04H;初值为4,04H

OUTDX,AL

MOVAX,4C00H;返回到DOS

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

此时按两次后灯亮，再按两次后灯灭。

如果令计数器0工作在方式0，其实验现象为：

按五次后灯变亮，之后不在熄灭。

2.实验2-2：

自设计实验

实验要求：

参考实验一的程序和接线，自行设计接线图以及程序代码，实现，以1MHz为时钟源，应用8254的定时功能，将其分频为1Hz。

以LED灯作为输出显示。

使用计数器0和计数器1两个计数器，设置其均工作于方式3，计数初值为1000，通过两个计数器级联，1000*1000=10^6达到分频的目的。

程序代码如下：

IO8254_MODEEQU283H;8254控制寄存器端口地址

IO8254_COUNT0EQU280H;8254计数器0端口地址

IO8254_COUNT1EQU281H;8254计数器1端口地址

STACK1SEGMENTSTACK

DW256DUP（?

）

STACK1ENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVDX,IO8254_MODE;初始化8254工作方式

MOVAL,37H;计数器0，方式300110111

MOVDX,IO8254_COUNT0;装入计数初值

MOVAX,03E8H;1000D=0000001111101000B=03E8H

MOVAL,03H

OUTDX,AL

MOVAL,AH

OUTDX,AL

MOVDX,IO8254_MODE;初始化8254工作方式

MOVAL,76H;计数器1,方式301110110

OUTDX,AL

MOVDX,IO8254_COUNT1;装入计数初值

MOVAX,03E8H;1000D=0000001111101000B=03E8H

MOVAL,03H

OUTDX,AL

MOVAL,AH

OUTDX,AL

MOVAX,4C00H;返回到DOS

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

接线图如下：

实验三8255并口控制器应用实验

一、实验目的

1.掌握8255的工作方式及应用编程。

2.掌握8255典型应用电路的接法。

二、实验内容

1.基本输入输出实验。

编写程序，自行设定A、B、C三个口中某一个口为输入，某一个为输出，完成拨动开关到数据灯的数据传输。

要求只要开关拨动，数据灯的显示就改变。

2.自设计实验。

自行设计能实现A口工作在方式一输入，B口工作在方式一输出的电路并完成程序的编制和在实验箱上的验证，要求，利用控制信号控制数据的输入。

三、实验步骤

1.实验3-1：

可编程并行接口8255方式0应用实验

编写程序，自行设定A、B、C三个口中某一个口为输入，某一个为输出，完成拨动开关到数据灯的数据传输。

要求只要开关拨动，数据灯的显示就改变。

根据原理补全代码中缺失的部分，根据自己的设计，补全接线图，并将代码和对应的接线图写在实验报告中。

说明：

运行源程序8255.asm，按接线图接线，实现并行数据传输功能。

设定B口为输入，接到开关上，A口为输出接到LED灯上。

程序源代码：

IO8255_MODEEQU28BH

IO8255_AEQU288H

IO8255_BEQU289H

IO8255_CEQU28AH

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVDX,IO8255_MODE;8255初始化

MOVAL,90H;B口输入，A口输出10010000

OUTDX,AL

INOUT:

MOVDX,IO8255_B;读入数据

INAL,DX

MOVDX,IO8255_A;输出数据

OUTDX,AL

MOVDL,0FFH;判断是否有按键

MOVAH,06H

INT21H

JZINOUT;若无,则继续

MOVAH,4CH;否则返回

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

接线图如下：

2.实验3-2：

自设计试验

自行设计完成本实验，要求，8255A口工作在方式一输入，B口工作在方式一输出，利用方式一的控制信号，使数据从输入到输出人为可控。

在实验报告中画出接线图，并说明设计的原理，给出对应的程序代码。

实现方案：

方式一的控制信号即为PC2和PC4，将PC2和PC4分别接到高低电平，控制A输入，观察B输出的改变。

程序源代码：

IO8255_MODEEQU28BH

IO8255_AEQU288H

IO8255_BEQU289H

IO8255_CEQU28AH

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVDX,IO8255_MODE;8255初始化

MOVAL,0B4H;A口方式一输入，B口方式一输出，10110100

OUTDX,AL

INOUT:

MOVDX,IO8255_A;读入数据

INAL,DX

MOVDX,IO8255_B;输出数据

OUTDX,AL

MOVDL,0FFH;判断是否有按键

MOVAH,06H

INT21H

JZINOUT;若无,则继续

MOVAH,4CH;否则返回

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

实验结果：

只有PC4和PC2均为低电平时，改变A的输入，B才会有变化。

实验四8251串口控制器应用实验

一、实验目的

（1）掌握8251的工作方式及应用。

（2）学习PC机串口的操作方法。

二、实验内容

与PC串口通讯应用实验。

编写程序完成PC机串口与实验装置串口的通讯，由PC机串口1发数，实验装置串口接收。

3、实验步骤

从键盘输入一个字符,将其ASCII码加1后发送出去,再接收回来在屏幕上显示，实现自发自收。

说明：

1）运行源程序8251.asm，按接线图接线，实现串行数据传输功能。

2）图示电路8251的控制口地址为2B9H,数据口地址为2B8H。

3）8254计数器的计数初值=时钟频率/（波特率×波特率因子），这里的时钟频率接1MHz，波特率若选1200，波特率因子若选16，则计数器初值为52。

4）收发采用查询方式。

屏幕显示结果截图：

实验六键盘扫描及显示实验（综合）

一、实验目的

1.学习按键扫描的原理及电路接法。

2.掌握利用8255完成按键扫描及显示。

二、实验内容

1．连接8255与键盘扫描单元，验证按键扫描功能，使得从4X4键盘上按下的键能够在数码管上一一对应显示。