微机原理与接口技术课程实习.docx
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微机原理与接口技术课程实习.docx
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微机原理与接口技术课程实习
福建农林大学计算机与信息学院
信息工程类
课程实习报告
课程名称:
微机原理与接口技术课程实习
实习题目:
六路抢答器
姓名:
系:
网络工程系
专业:
网络工程
年级:
2010级
学号:
指导教师:
职称:
副教授
2013年01月04日
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类
课程实习报告结果评定
序号
评定内容
等级
评定成绩
1
实习报告格式规范情况(20分)
优
良
中
差
2
完成实习内容情况:
独立进行实习工作;能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题;能正确、科学地分析和处理实验数据;图表完备,语句简洁,内容完整(40分)
优
良
中
差
3
问题讨论与分析情况:
有独立见解,内容深入,归纳合理,结论严谨(20分)
优
良
中
差
4
达到实习目的情况(10分)
优
良
中
差
5
实习报告总体评价(10分)
优
良
中
差
合计
指导教师签字:
评定日期:
目录
1.实习的目的和任务1
2.实习要求1
3.实习地点1
4.主要仪器设备(实验用的软硬件环境)1
5.实习内容1
5.1微型计算机系统及其接口的实习1
5.1.1硬件系统实习1
5.2AEDK8688ET实验机硬件的实习3
5.2.1性能特点3
5.2.2系统配置3
5.2.3实验机模块介绍4
5.3AEDK8688ET实验机软件的实习7
5.3.1LCA88ET软件简介和安装7
5.3.2LCA88ET软件使用8
5.3.3ISA总线配置下的软件使用9
5.4利用AEDK8688ET实验机设计一个微机接口实例9
5.4.1实验设计的要求9
5.4.2实验设计的目的10
5.4.3实验程序思路10
5.4.4主要仪器设备11
5.4.5实验电路及连线11
5.4.6实验内容及实验数据记录14
6、问题讨论与分析16
7、结束语17
六路抢答器
1.实习的目的和任务
掌握8255A的用法,掌握汇编程序的设计。
通过实习进一步了解微型计算机的工作原理,熟悉微机基本输入、输出接口的组成及地址分析方法,了解各种接口芯片,熟悉实验机的软件与硬件系统的组成,掌握简单接口电路的设计原则,并完成有关接口程序的编制、运行和调试工作。
2.实习要求
按照实习内容完成实习任务;
认真编写程序,并进行程序调试,在实验机上运行,完成接口程序的设计;
完成实习报告。
3.实习地点
计算机与信息学院硬件实验室(田家炳楼407),时间:
2012年01月04日~01月06日
4.主要仪器设备(实验用的软硬件环境)
普通微机一台;AEDK8688ET实验机一台套(含软件系统);万用表一台;示波器一台(20M)
5.实习内容
5.1微型计算机系统及其接口的实习
5.1.1硬件系统实习
⑴AEDK8688ET教学实验机是在8688T和8688T1微机教学实验机的基础上,结合仿真技术开发而成,是集实验、开发、自诊断等功能于一体的高新技术实验系统。
该系统自带微处理器、键盘、数码管、监控程序和自诊断程序,提供ISA总线接口缓冲驱动卡,具有独立运行(不须PC机|)、串行监控和ISA总线三种运行方式:
可在这三种工作模式配置方式下工作
本实验系统用接线方法,组成一个实验模块,或组成一个综合实验模块。
为了让学生能掌握微机外围接口技术的原理,我们留下了一些外围接口线和主要的信号线让学生们自己动手连线,例如:
A/D转换输入线,片选信号,时钟信号等。
⑵以在串行监控配置方式下,模拟交通灯实验为例说明实验操作步骤。
1、安装、接线和开机
安装:
串行监控配置方式的安装与运行
系统安装示意图(图2.3所示)
接线:
用导线将8255片选信号CS接至片选200H~207H;PC口的PC0~PC5接至DL1~DL5;PC口的PA0~PA6接至K1~K7。
开机:
打开实验机电源,数码管应显示AEDK8688字样,表明实验机监控正常。
2、在C:
\AEDK86EAT\COM下,启动源语句调试软件;
3、编辑、汇编和连接交通灯实验程序,生成.EXE文件;
4、连机。
连机成功后,数码管显示86882.1字样;
5、将EXE文件加载进实验机(加载空间从8100:
0开始);
6、在RUN菜单选项中,选择单步跟踪、设置断点、全速运行等功能,⑶调试实验程序;
如实验结果与设计要求不同,重复3~6步骤,直至通过为止。
本实验系统由AEDK8688ET实验机外配计算机和其他一些附件及选配件组成:
该实验系统,既可以在无PC机通过串口或ISA总线运行。
在扩展功能上,可以通过实验机的25芯插座外接机电实验平台,做机电一体化实验。
系统硬件组成:
•主机:
AEDK8688ET实验板
•附件:
PC机缓冲驱动卡(UPCXT)(|ISA方式提供)、RS-232通讯电缆,维修测试(U88ETF)及连接电缆、硬导线一束、电源电缆。
•选配件:
专用电源、机电实验平台。
•包含串口调试软件,ISA总线调试软件和自诊断软件。
5.2AEDK8688ET实验机硬件的实习
5.2.1性能特点
(1)三种配置工作方式:
独立运行的单板机配置方式,
ISA总线配置方式,
串行监控配置方式;
(2)具有夭折处理功能;(3)提供维修总线接口,具有自诊断和故障定位功能;(4)提供故障隔离缓冲驱动卡;(5)提供简单易学的窗口化菜单式源语句调试软件和实验软件集成环境(6)易于扩充实验模块;(7)采用波峰焊接,热风整平技术;
软硬件实验丰富。
三种配置工作方式:
(1)独立运行的单板机配置方式。
在AEDK8688ET教学实验机上,提供8088微处理器和键盘监控程序,可以在脱离PC机的情况下,利用实验板上的键盘和七段数码管,独立运行8088微处理器接口实验。
(2)ISA总线配置方式。
利用计算机的缓冲驱动卡,将这快卡插入PC机ISA总线槽中。
将总线中的信号引至实验机,利用DOS中的DEBUG或其调试软件。
动态调试微机外围接口硬件实验程序。
(3)串行监控配置方式,利用计算机的串行通讯口,通过RS-232通讯电缆,与实验机连接。
此时不用在总线槽中插入缓冲驱动卡。
而是利用实验机上的微处理器8088进行微处理器原理实验和微处理器接口技术实验。
5.2.2系统配置
1、AEDK8688ET实验机由许多独立的硬件实验模块组成,其中包括:
1)频率源电流,2)存储器模块,3)可编程并行口8255模块,4)双色LED灯模块,5)单色LED灯模块,6)参考电压,7)电位器,8)分频器模块,9)单脉冲电路,10)8279键盘及LED数码显示模块,11)步进电机驱动电路,12)A/D转换器模块,13)D/A转换器模块,14)8251可编程串行通讯模块,15)可编程定时/计数器模块,16)I/O译码电路,17)8259中断控制器实验模块,18)开关量输入实验模块,19)CPU和监控模块,20)(连接机电实验控制平台)专用插座。
2、8088有1兆寻址空间,在单板机和串行监控方式下,实验系统提供给用户使用空间,000000H-6FFFFH,80000H-FFFFFH,包括总线入口共960K存储空间。
其中80000H-87FFFH是实验机提供的RAM空间,可供用户系统存放实验程序。
其资源分配空间如图:
5.2.3实验机模块介绍
AEDK8688ET实验机主板由许多独立的硬件实验模块组成,用户可用他们组成各种各样的硬件实验
板上的“O”型圆孔用来作为测试孔或用于连接硬导线,组成实验,我们在用硬导线组合实验时,一方面理解了实验模块的原理,另一方面也锻炼了动手能力。
1、芯片介绍
1)8255芯片
8255A内部有3个相互独立的8位数据端口,即端口A﹑端口B﹑端口C。
设计人员可以用程序是他们分别作为输入端口或输出端口。
不过,每个端口有着各自的特点。
端口A对应1个8位数据输入锁存器/缓冲器和1个8位数据输出锁存器/缓存器。
所以,用端口A作为输入或输出时,数据均可以受到锁存。
端口B对应1个8位数据输入锁存器/缓冲器和1个8位数据输出锁存器/缓存器。
端口C对应1个8位数据输入锁存器/缓冲器和1个8位数据输出锁存器/缓存器。
这样,当端口C作为输入端口时,对数据不作锁存,而作为输出端口时,对数据进行锁存。
在使用中,端口A﹑端口B和端口C可以相互独立,分别作为输入或者输出端口,也可以由端口C配合端口A﹑端口B作输入端口或者输出端口,此时,端口A和端口B作为独立的输入端口或输出端口,而端口C则配合端口A和端口B工作。
具体得讲,端口C常常通过控制命令被分成两个4位端口,每个4位端口包含1个4位的输入缓冲器和1个4位的输出锁存器/缓冲器,他们分别用来位端口A和端口B提供控制信号和状态信号。
2)8255的功能方式:
(1)工作方式0:
这是8255A中各端口的基本输入/输出方式。
它只完成简单的并行输入/输出操作,CPU可从指定端口输入信息,也可向指定端口输出信息,如果三个端口均处于工作方式0,则可由工作方式控制字定义16种工作方式的组合
(2)工作方式1:
被称作选通输入/输出方式。
在这种工作方式下,数据输入/输出操作要在选通信号控制下完成。
(3)工作方式2:
被称作带选通的双向传送方式。
8255A中只允许端口A处于工作方式2,可用来在两台处理机之间实现双向并行通信。
其有关的控制信号由端口C提供,并可向CPU发出中断请求信号。
3)8255引脚功能说明:
RESET:
复位输入线,当该输入端外于高电平时,所有内部寄存器(包括控制寄存器)均被清除,所有I/O口均被置成输入方式。
PA0~PA7:
端口A输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器,一个8位的数据输入锁存器。
PB0~PB7:
端口B输入输出线,一个8位的I/O锁存器,一个8位的输入输出缓冲器。
PC0~PC7:
端口C输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器,一个8位的数据输入缓冲器。
端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口,每个4位的端口包含一个4位的锁存器,分别与端口A和端口B配合使用,可作为控制信号输出或状态信号输入端口。
CS:
片选信号线,当这个输入引脚为低电平时,表示芯片被选中,允许8255与CPU进行通讯。
RD:
读信号线,当这个输入引脚为低电平时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息,即CPU从8255读取信息或数据。
WR:
写入信号,当这个输入引脚为低电平时,允许CPU将数据或控制字写8255。
D0~D7:
三态双向数据总线,8255与CPU数据传送的通道,当CPU执行输入输出指令时,通过它实现8位数据的读/写操作,控制字和状态信息也通过数据总线传送。
4)8255A的外部引脚特点
8255A是INTEL系列的并行接口芯片,使用单一5V电源且具有40个引脚的双列直插式芯片,其特点是:
Ⅰ、利用软件编程控制芯片的工作方式。
Ⅱ、构成系统不需要附加电路
Ⅲ、与外设提供3组8位数据的并行通信端口,称为A端口、B端口、C端口。
图28255A的引脚图
(3)方式选择控制字
D7
D6D5
D4
D3
D2
D1
D0
A组方式
A口
1—输入
0—输出
PC7~PC4
1—输入
0—输出
B组方式
0—方式0
1—方式1
B口
1—输入
0—输出
PC3~PC0
1—输入
0—输出
1有效
标志位
00—方式0
01—方式1
1—方式2
(4)、硬件线路设计
1、硬件电路设计:
1)8255的端口C(PC0-PC7)通过驱动连接到DL1~DL6。
2)8255的端口A(PA0-PA7)和开关K1-K8相连。
3)8255的端口B(如PB2、PB1)分别和发光二极管L2(绿)、L1(红)连接。
4)8255模块的WR、RD分别连到ISA总线的接口IOWR、IORD。
5)8255的模块选通线CE连到ISA总线接口模块的IOY0。
6)运行程序,观察数码管的变化。
2、硬件电路示意图如图3
图3硬件结构示意图
本实验板主要包括频率源模块、存储器RAM模块、DAM模块、8255并行口模块、双色灯模块、单色灯模块、参考电压模块、键盘及显示模块(8279)、分频器模块、A/D转换器模块、D/A转换模块、串行通讯8251模块、定时/计数器8253模块、8259中断控制器模块、8088CPU及监控模块、单脉冲触发模块和地址译码器模块等20多个模块。
5.3AEDK8688ET实验机软件的实习
5.3.1LCA88ET软件简介和安装
(1)LCA88ET软件是AEDK8688系列实验机或仿真机的调试软件。
软件支持AEDKT598实验机、AEDK-LABPCI实验机、AEDK8688仿真机。
LCA88ET软件是基于windows95/98操作平台的多窗口编辑、调试软件,支持汇编语言的编译/连接、调试。
(2)本软件要求运行在IBMPC机或兼容机上,PC机上应安装有windowsx或更新的版本。
根据安装程序的提示逐步进行安装。
3、LCA88ET软件的安装
3.1系统要求
本软件要求运行在IBMPC机或兼容机(586及上机器上)。
PC机上应安装有Windows9x或更新的版本。
Windows95操作系统需要再安装IE4.0以上版本的浏览器。
3.2调试软件启动
实验调试软件运行于DOS环境下。
串行监控配置方式下源语句调试软件AEDK88ET的启动
在C:
\AEDK88ET\COM下运行U8688ET.EXE
ISA总线配置方式下的实验调试软件EXP88ET的启动
在C:
\AEDK88ET\CAI下运行EXP88ET.EXE
诊断软件U88ETF的启动
在C:
\AEDK88ET\DET下运行U88ETF.EXE
3.3安装
配套软件包含在光盘上。
运行安装盘中的setup.exe。
根据安装程序的提示逐步进行安装,缺省的安装路径为C:
\AEDK\LCA88ET.
安装完毕后,安装程序将自动建立LCA88ET程序组,并在桌面建立快捷方式图标.
5.3.2LCA88ET软件使用
(1)启动LCA88ET用户双击桌面上的LCA88ET软件的图标,即可进入本软件。
(第一次启动LCA88ET,用户需设置实验机/仿真机型号、状态和通讯口)。
(2)程序编写:
选择“文件—新文件”菜单项,将新建一个空的编辑窗口,用户在编辑窗口中输入程序,输入完毕,选择“文件---另存为”菜单项,把该文件保存为QIANGDA88.asm。
(3)程序编译:
用户选择“编译---编译并连接”菜单项,将编译并连接当前活动窗口的源文件,编译结果的信息显示在输出窗口中。
编译是检查源文件的语法错误,如果源文件没有语法错误,编译器将生成源文件的目标代码。
(4)程序调试:
用户选择“调试—加载调试”菜单项,加载当前活动窗口的源文件所产生的目标文件到实验机/仿真机;加载完毕,用户选择“调试—全速运行’菜单项,窗口左上角的图标开始不停的变动。
调试是编程的重要部分,调试的目的是找到程序的逻辑错误。
当程序不能按希望运行时,就需要对程序进行调试,直到找到原因为止。
为了方便用户对应用程序进行调试,介绍LCA88ET软件的调试界面和调试主要方法和技巧,
1、调试界面
LCA88ET是一个集成开发,调试和编辑、编译都在同一界面下完成。
调试时的界面如图所示:
在编辑状态时,界面右下角的当前状态显示为“编辑”,在调试状态时,实验机/仿真机运行程序时,界面右下角的当前状态显示为“运行“。
在调试状态,最下方的状态行显示常用的寄存器的值。
实验机/仿真机运行时左上角的图标会不停变动,右下角的当前状态会显示为“运行”。
当前IP指针行的背景颜色为绿色。
5.3.3ISA总线配置下的软件使用
ISA总线配置下的软件使用包括:
1)初始屏幕,2)初始选择,3)文件操作,4)运行,5)帮助。
其中初始选择又包含实验项目选择、编辑器选择、DOSSHELL、退出程序;文件操作包含文件编辑、宏汇编、连接;运行包含实验程序的执行、实验程序的动态调试;帮助里包括查看源程序、查看原理图、查看元件位置图、实验目的及要求、实验说明、芯片查询。
下表为热键功能一览表:
F1实验说明F10选择主菜单
F2选择实验项目Ctrl-F1实验目的及要求
F3编辑文件Ctrl-F1实验目的及要求
F4动态调试Ctrl-F9执行程序
F5查看源程序Alt-F3关闭窗口
F6查看原理图Alt-F3关闭窗口
F7查看元件位置图Alt-F9宏汇编源文件
F8芯片查询Alt-D进入DOSSHELL
F9连接目标文件Alt-X退出程序
5.4利用AEDK8688ET实验机设计一个微机接口实例
5.4.1实验设计的要求
编写程序,以8255的A口作为输出口,控制7个单色LED灯模拟抢答时的灯光提示。
当有一路抢答器的灯亮,提示抢到答题权,其他路的被屏蔽,再按抢答器无效。
按复位键后可重新开始下一组抢答。
5.4.2实验设计的目的
1、学习在PC机系统中扩展简单I/O接口的方法。
2、进一步学习编制数据输出程序的设计方法
3、学习8255控制单色灯的方法。
4、模拟抢答器指示等控制。
5.4.3实验程序思路
1.设计思路:
接通电源前,抢答器处于禁止状态(即将所有开关处于“0”的状态),编号显示器灭灯,接通电源后,主持人将开关置“0”;宣布开始抢答后可抢答。
抢答器完成:
优先判断、编号锁存、编号显示。
当一轮抢答之后,禁止二次抢答。
如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除复位"状态开关。
(1)通过模拟抢答现场的状况,抢答灯的亮灭状况,在实验机单色LED灯模块编写新程序,实现自己设置的功能。
把8255芯片上的PC0—PC6接DL1—DL7.
(2)根据设计思路,选用选择分支设计的方法。
通过使用无条件转移语句CMP和有条件转移语句JZ来实现相关的功能。
(3)当某一路抢答器被按下,那一路灯点亮,其他灯被屏蔽。
(4)按下复位键,所有抢答无效,再按下复位键开始下一轮的抢答。
2.程序框图:
程序初始化前,必须获得将PCI设备配置空间,通过配置空间来得到物理地址。
5.4.4主要仪器设备(实验用的软硬件环境)1、AEDK8688ET实验机一台2、联想计算机
3、WINDOWS 98操作系统4、LCA88ET软件系统
5.4.5实验电路及连线
按照下图接线:
实际接线图:
5.4.6实验内容及实验数据记录
根据实验要求和目的得到相应的程序:
STACK0SEGMENTSTACK
DW128DUP(?
)
STACK0ENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODEDA:
DATA
START:
MOVDX,203H;设置C为输出
MOVAL,10010000B;方式控制字
OUTDX,AL
MOVDX,202H
MOVAL,3FH
OUTDX,AL
WAIT1:
MOVDX,200H
INAL,DX
ANDAL,3FH
CMPAL,00H
JZWAIT1
CMPAL,01H
JZB1
CMPAL,02H
JZB2
CMPAL,04H
JZB3
CMPAL,08H
JZB4
cmpAL,10H
JZB5
CMPAL,20H
JZB6
CMPAL,40H
JZB7
ANDAL,10000000B
CMPAL,10000000B
JZB8
MOVDX,202H
MOVAL,00H
OUTDX,AL
JMPSH
B1:
;第一路抢答
MOVDX,202H
MOVAL,01111110B
OUTDX,AL
JMPSH
B2:
;第二路抢答
MOVDX,202H
MOVAL,01111101B
OUTDX,AL
JMPSH
B3:
;第三路抢答
MOVDX,202H
MOVAL,01111011B
OUTDX,AL
JMPSH
B4:
;第四路抢答
MOVDX,202H
MOVAL,01110111B
OUTDX,AL
JMPSH
B5:
;第五路抢答
MOVDX,202H
MOVAL,01101111B
OUTDX,AL
JMPSH
B6:
;第六路抢答
MOVDX,202H
MOVAL,01011111B
OUTDX,AL
JMPSH
B7:
;复位
MOVDX,202H
MOVAL,00111111B
OUTDX,AL
JMPSH
B8:
MOVDX,202H
MOVAL,00000000B
OUTDX,AL
JMPSH
SH:
MOVDX,200H
INAL,DX
ANDAL,0F0H
CMPAL,00H
JZSH
MOVDX,202H
MOVAL,3fH
OUTDX,AL
JMPWAIT1
CODEENDS
ENDSTART
程序编写完后,用LCA88ET软件系统编译和连接文件,然后“调试”→“全速运行”的同时拨开电源,把程序载入到AEDK8688ET实验机上。
程序运行后,进行验证。
看实验结束是否符合我们设计所要求的,如果出错及时做出相应的修改。
当一切都都没有问题后,即可得到了我们所设想的抢答器,实现抢答功能。
6、问题讨论与分析
问题:
在这次的课程实习中,特别是设计课程题目中出现了一些问题。
1、没有先测试端口,就把线连接在一起,连完线,调试的时候,才发现试验箱不能用,重新换一个,再测试,就造成了很多时间上的浪费;
2、实验室有很多线,但是适合试验箱的就一种口比较小的,所以最好在实验开始前先找出相应需要的连接线,否则边实验边找线会很麻烦,也比较杂;
3、写好程序后,在调试过程中并没有完全达到要求,经过调试,一点点慢慢改正。
最后,当第一或者二或者三路抢答到时,第五、第六路没有被屏蔽掉,仍然可以抢答。
经检查,是线路太杂,导致连接错误。
7、结束语
这次课程实习是一个综合性实习,通过这次实习,使我掌握8255A的用法,掌握汇编程序的设计,使我将以前我们所学习到的芯片知识综合应用到这个实验上。
通过实习进一步了解微型计算机的工作原理,熟悉微机基本输入、输出接口的组成及地址分析方法,了解各种接口芯片,熟悉实验机的软件与硬件系统的组成,掌握简单接口电路的设计原则,并完成有关接口程序的编制、运行和调试工作。
在整个过程中,虽然其中遇到了一些问题和困难,但我们还是
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