微机系统与接口技术实验指导书不含汇编打印精简本.docx

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微机系统与接口技术实验指导书不含汇编打印精简本

微机系统与接口技术

实验指导书

　　　　　　　　　　　　李鹤喜　　张健　　金旺春　

五邑大学计算机学院

2012-5

目录

目录I

０、系统认识实验2

一、8255并行接口实验7

二、8251串行接口应用实验12

三、8254定时/计数器应用实验22

四、8259中断控制实验27

五、A/D转换实验35

六、D/A转换实验38

七、键盘扫描及显示设计实验41

八、电子发声设计实验46

０、系统认识实验

0.1实验目的

掌握TD系列微机原理及接口技术教学实验系统的操作，熟悉Wmd86联机集成开发调试软件的操作环境。

0.2实验设备

PC机一台，TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置一套。

0.3实验内容

编写实验程序，将00H～0FH共16个数写入内存3000H开始的连续16个存储单元中。

0.4实验步骤

1.运行Wmd86软件，进入Wmd86集成开发环境。

2.根据程序设计使用语言的不同，通过在“设置”下拉列表来选择需要使用的语言和寄存器类型，这里我们设置成“汇编语言”和“16位寄存器”，如图0-1、图0-2所示。

设置选择后，下次再启动软件，语言环境保持这次的修改不变。

本章选择16位寄存器。

图0-1语言环境设置界面

图0-2寄存器设置界面

3.语言和寄存器选择后，点击新建或按Ctrl+N组合键来新建一个文档，如图0-3所示。

默认文件名为Wmd861。

图0-3新建文件界面

4.编写实验程序，如图0-4所示，并保存，此时系统会提示输入新的文件名，输完后点击保存。

图0-4程序编辑界面

5.点击

，编译文件，若程序编译无误，则可以继续点击

进行链接，链接无误后方可以加载程序。

编译、链接后输出如图0-5所示的输出信息。

图0-5编译输出信息界面

6.连接PC与实验系统的通讯电缆，打开实验系统电源。

7.编译、链接都正确并且上下位机通讯成功后，就可以下载程序，联机调试了。

可以通过端口列表中的“端口测试”来检查通讯是否正常。

点击

下载程序。

为编译、链接、下载组合按钮，通过该按钮可以将编译、链接、下载一次完成。

下载成功后，在输出区的结果窗中会显示“加载成功！

”，表示程序已正确下载。

起始运行语句下会有一条绿色的背景。

如图0-6所示。

图0-6加载成功显示界面

8.将输出区切换到调试窗口，使用D0000:

3000命令查看内存3000H起始地址的数据，如图0-7所示。

存储器在初始状态时，默认数据为CC。

图0-7内存地址单元数据显示

9.点击按钮

运行程序，待程序运行停止后，通过D0000:

3000命令来观察程序运行结果。

如图0-8所示。

图0-8运行程序后数据变化显示

10.也可以通过设置断点，断点显示如图0-9所示，然后运行程序，当遇到断点时程序会停下来，然后观察数据。

可以使用E0000:

3000来改变该地址单元的数据，如图0-10所示，输入11后，按“空格”键，可以接着输入第二个数，如22，结束输入按“回车”键。

图0-9断点设置显示图0-10修改内存单元数据显示界面

实验例程文件名为Wmd861.asm。

1.5操作练习

编写程序，将内存3500H单元开始的8个数据复制到3600H单元开始的数据区中。

通过调试验证程序功能，使用E命令修改3500H单元开始的数据，运行程序后使用D命令查看3600H单元开始的数据。

一、8255并行接口实验

1.1实验目的

1.学习并掌握8255的工作方式及其应用。

2.掌握8255典型应用电路的接法。

3.掌握程序固化及脱机运行程序的方法。

1.2实验设备

PC机一台，TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置一套。

1.3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。

1.4实验原理

图1-18255内部结构及外部引脚图

并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。

CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位或32位等。

8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：

方式0--基本输入/输出方式、方式1--选通输入/输出方式、方式2--双向选通工作方式。

8255的内部结构及引脚如图1-1所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图1-2所示。

图1-28255控制字格式

8255实验单元电路图如图1-3所示：

图1-38255实验单元电路图

1.5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1-4所示，按图连接实验线路图。

（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。

图1-48255基本输入输出实验接线图

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。

实验接线图如图4.35所示。

实验步骤如下所述：

（1）按图1-5连接实验线路图。

（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。

图1-58255流水灯实验接线图

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

二、8251串行接口应用实验

2.1实验目的

1.掌握8251的工作方式及应用。

2.了解有关串口通讯的知识。

2.2实验设备

PC机两台，TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置两套。

2.3实验内容

1.数据信号的串行传输实验，循环向串口发送一个数，使用示波器测量TXD引脚上的波形，以了解串行传输的数据格式。

2.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。

3.双机通讯实验，本实验需要两台实验装置，其中一台作为接收机，一台作为发送机，发送机将3000H～3009H内存单元中共10个数发送到接收机，接收机将接收到的数据直接在屏幕上输出显示。

2.4实验原理

1.8251的基本性能

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。

有下列基本性能：

（1）通过编程，可以工作在同步方式，也可以工作在异步方式。

（2）同步方式下，波特率为0～64K，异步方式下，波特率为0～19.2K。

（3）在同步方式时，可以用5～8位来代表字符，内部或外部同步，可自动插入同步字符。

（4）在异步方式时，也使用5～8位来代表字符，自动为每个数据增加1个启动位，并能够根据编程为每个数据增加1个、1.5个或2个停止位。

（5）具有奇偶、溢出和帧错误检测能力。

（6）全双工，双缓冲器发送和接收器。

注意，8251尽管通过了RS-232规定的基本控制信号，但并没有提供规定的全部信号。

2.8251的内部结构及外部引脚

8251的内部结构图如图2-1所示，可以看出，8251有7个主要部分，即数据总线缓冲器、读/写控制逻辑电路、调制/解调控制电路、发送缓冲器、发送控制电路、接收缓冲器和接收控制电路，图中还标识出了每个部分对外的引脚。

8251的外部引脚如图2-2所示，共28个引脚，每个引脚信号的输入输出方式如图中的箭头方向所示。

图2-18251内部结构图

图4.378251外部引脚图

3.8251在异步方式下的TXD信号上的数据传输格式

图2-3示意了8251工作在异步方式下的TXD信号上的数据传输格式。

数据位与停止位的位数可以由编程指定。

图2-38251工作在异步方式下TXD信号的数据传输格式

4.8251的编程

对8251的编程就是对8251的寄存器的操作，下面分别给出8251的几个寄存器的格式。

（1）方式控制字

方式控制字用来指定通信方式及其方式下的数据格式，具体各位的定义如图2-4所示。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

SCS/S2

ESD/S1

EP

PEN

L2

L1

B2

B1

同步/停止位

奇偶校验

字符长度

波特率系数

同步（D1D0＝00）

X0＝内同步

X1＝外同步

0X＝双同步

1X＝单同步

异步（D1D0≠0）

00＝不用

01＝1位

10＝1.5位

11＝2位

X0＝无校验

01＝奇校验

11＝偶校验

00＝5位

01＝6位

10＝7位

11＝8位

异步

00＝不用

01＝01

10＝16

11＝64

同步

00＝同步方式标志

图2-48251方式控制字

（2）命令控制字

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。

图2-5所示的是8251命令控制字各位的定义。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

EH

IR

RTS

ER

SBRK

RxE

DTR

TxEN

进入搜索

1＝允许搜索

内部复位

1＝使8251返回方式控制字

请求发送

1＝使RTS输出0

错误标志复位使错误标志PE、OE、FE复位

发中止字符

1＝使TXD为低0＝正常工作

接收允许

1＝允许

0＝禁止

数据终端准备好

1＝使DTR输出0

发送允许

1＝允许

0＝禁止

图2-58251命令控制字格式

（3）状态字

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，8251的状态字如图2-6所示。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

DSR

SYNDET

FE

OE

PE

TxE

RxRDY

TxRDY

数据装置就绪：

当DSR输入为0时，该位为1

同步检测

帧错误：

该标志仅用于异步方式，当在任一字符的结尾没有检测到有效的停止位时，该位置1。

此标志由命令控制字中的位4复位。

溢出错误：

在下一个字符变为可用前，CPU没有把字符读走，此标志置1。

此错误出现时上一字符已丢失。

奇偶错误：

当检测到奇偶错误时此位置1。

发送器空

接收就绪为1表明接收到一个字符。

发送就绪为1表明发送缓冲器空。

图2-68251状态字格式

（4）系统初始化

8251的初始化和操作流程如图2-7所示。

图2-78251初始化流程图

5.8251实验单元电路图

图2-88251实验单元电路图

2.5实验步骤

1.自收自发实验

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2-9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

CALLDALLY

;8251方式字

MOVAL,7EH

MOVDX,M8251_CON图2-9自收自发实验接线图

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

3.双机通讯实验

使用两台实验装置，一台为发送机，一台为接收机，进行两机间的串行通讯。

实验步骤如下：

图2-10双机通讯实验接线图

（1）按图2-10连接实验线路。

（2）为两台机器分别编写实验程序，编译、链接后装入系统。

（3）为发送机初始化发送数据。

在发送机3000H～3009H内存单元写入ASCII值：

30，31，32，33，34，35，36，37，38，39共10个数。

（4）首先运行接收机上的程序，等待接收数据，然后运行发送机上的程序，将数据发送到串口。

（5）观察接收机端屏幕上的显示是否与发送机端初始的数据相同，验证程序功能。

屏幕将会显示字符：

0123456789

实验参考例程（接收机）（A82513.ASM）

M8251_DATAEQU0600H

M8251_CONEQU0602H

M8254_2EQU06C4H

M8254_CONEQU06C6H

SSTACKSEGMENTSTACK

DW64DUP（?

）

SSTACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVAL,0B6H;初始化8254

MOVDX,M8254_CON

OUTDX,AL

MOVAL,0CH

MOVDX,M8254_2

OUTDX,AL

MOVAL,00H

OUTDX,AL

CLI

CALLINIT;复位8251

CALLDALLY

MOVAL,7EH

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

CALLDALLY

MOVAL,34H

OUTDX,AL

CALLDALLY

MOVAX,0152H;输出显示字符'R'

INT10H

MOVDI,3000H

MOVCX,000AH

A1:

INAL,DX

ANDAL,02H

JZA1

MOVDX,M8251_DATA

INAL,DX

ANDAL,7FH

MOV[DI],AL

INCDI

LOOPA1

MOVAL,00H

MOVSI,300AH

MOV[SI],AL

MOVAH,06H

MOVBX,3000H

INT10H;输出显示接收到的数据

STI

A2:

JMPA2

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

A3:

PUSHAX

POPAX

LOOPA3

POPCX

RET

CODEENDS

ENDSTART

实验参考程序（发送机）（A82514.ASM）

M8251_DATAEQU0600H

M8251_CONEQU0602H

M8254_2EQU06C4H

M8254_CONEQU06C6H

SSTACKSEGMENTSTACK

DW64DUP（?

）

SSTACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVAL,0B6H;初始化8254,得到收发时钟

MOVDX,M8254_CON

OUTDX,AL

MOVAL,0CH

MOVDX,M8254_2

OUTDX,AL

MOVAL,00H

OUTDX,AL

CALLINIT;复位8251

CALLDALLY

MOVAL,7EH

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL;8251方式字

CALLDALLY

MOVAL,34H

OUTDX,AL;8251控制字

CALLDALLY

MOVDI,3000H

MOVCX,000AH

A1:

MOVAL,[DI]

CALLSEND

CALLDALLY

INCDI

LOOPA1

A2:

JMPA2

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

A4:

PUSHAX

POPAX

LOOPA4

POPCX

RET

SEND:

PUSHAX;数据发送子程序

PUSHDX

MOVAL,31H

MOVDX,M8251_CON

OUTDX,AL

MOVDX,M8251_DATA

OUTDX,AL

MOVDX,M8251_CON

A3:

INAL,DX

ANDAL,01H

JZA3

POPDX

POPAX

RET

CODEENDS

ENDSTART

三、8254定时/计数器应用实验

3.1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。

3.2实验设备

P