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实验指导书微机原理
微机原理与接口技术实验指导书
以下各实例,皆是基于附录图1所示的系统。
其中,74154做为IO设备的地址译码器,产生片选信号选择具体的IO芯片。
各芯片与该系统的连接图请见下文具体实例。
附图1INTEL8086CPU系统连接图
实验一汇编语言程序设计
实验目的:
掌握汇编语言里,循环结构的程序设计和分支结构的程序设计。
实验原理:
1、8086汇编语言里,循环结构的程序由LOOP跳转指令实现。
循环次数由CX寄存器中的值决定。
2、8086汇编语言里,分支结构的程序设计由条件跳转指令实现。
条件跳转指令会根据状态寄存器的内容,决定是否跳转。
实验步骤:
1,用LOOP循环跳转指令,输出26个英文字母;
2,从键盘输入一个字符,与字符‘m’比较,如果大于‘m’则输出‘Y’,否则输出'N'.
仪器设备:
微型计算机一台,EMU8086仿真软件
实验程序:
程序1:
输出26个英文字母
CODESEGMENT
START:
MOVAH,2;21H的功能号
MOVDL,‘A’;待输出的字符
MOVCX,26;循环次数
AGAIN:
INT21H;调用21H中断程序
INCDL;DL寄存器值加1
LOOPAGAIN;循环跳转指令
ENDS
ENDSTART
程序2:
输入输出字符并判断
CODESEGMENT
START:
MOVAH,1
INT21H;输入字符
CMPAL,'m';与M比较
JASHOWY
MOVAH,2
MOVDL,'N'
INT21H;输出N
JMPCOMPLETE
SHOWY:
MOVAH,2
MOVDL,'Y'
INT21H
COMPLETE:
MOVAH,2
MOVDL,13
INT21H
MOVDL,10
INT21H;换行回车
JMPSTART
ENDS
ENDSTART
实验二I/O地址译码电路
1、实验目的和要求
掌握8086的内存和I/O设备的独立编址方法,掌握74154译码芯片的使用方法。
2、实验原理:
I/O接口电路的片选信号产生方法有三种:
线选法,部分译码法,全译码法。
4-16译码器常用于部分译码。
本实验用74154实现部分译码,产生片选信号,实现对I/O接口的选择。
3、主要仪器设备
硬件环境:
较高性能微型计算机一台
软件环境:
WINDOWSXP操作系统;emu8086编译软件;proteus仿真软件
4、实验内容
掌握I/O接口的编址方式(独立编址,统一编址),以及I/O接口地址译码方法。
使用MOV指令和OUT指令,对指定的内存和I/O设备地址进访问,观察74154芯片引脚信号的变化情况。
5、实验步骤:
1、编写访问I/O接口电路的程序,由IN或者OUT指令访问I/O接口,
2、编译程序为可执行文件,打开仿真电路图,加载可执行文件
2、仿真运行,观察片选信号的变化。
6、实验程序:
端口号1200H(I/O9有效)
CODESEGMENT
START:
MOVAL,0
MOVDX,1200H
OUTDX,AL
JMPSTART
ENDS
ENDSTART
实验三可编程并行接口(8255,方式0)
1、实验目的和要求
理解并行接口的工作方式,掌握8255A的工作原理及编程方法。
理解8255A的三种工作方式,在方式0下的初始化,以及输入输出。
2、实验原理
8255A可编程外围接口芯片是INTEL公司生产的通用并行接口芯片,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l:
选通输入/输出方式
方式2:
双向选通工作方式
方式0是最基本的方式,可以直接对8255的三个端口进行I/O操作。
3、主要仪器设备
硬件环境:
较高性能微型计算机一台
软件环境:
WINDOWSXP操作系统;emu8086编译软件;proteus仿真软件
4、
⒉使8255A端口A工作在方式0并作为输入口,读取Kl-K8个开关量,PB口工作在方式0作为输出口。
4、实验内容
编程实现,从8255A的端口A所连的按键开关上读入数据,并把所读的数据送到端口B,由端口B所连的发光二极管显示。
说明:
8255控制寄存器端口号为206H
5、实验过程(步骤)
1,确定8255A的方式字
2,讨论8255A的4个端口号
3,编写程序,并生成可执行文件4,打开仿真电路图,加载可执行文件
5,仿真运行程序
6、实验程序
CODESEGMENT
START:
MOVAL,90H
MOVDX,206H
OUTDX,AL
AGAIN:
MOVDX,200H
INAL,DX
MOVDX,202H
OUTDX,AL
JMPAGAIN
ENDS
ENDSTART
附:
实验电路:
实验四用8255实现的最简单的键盘(8255方式0)
1、实验目的
理解并行接口的工作方式,掌握8255A的工作原理及编程方法。
理解8255A的三种工作方式,在方式0下的初始化,以及输入输出。
2、实验原理
⒈ 8255A可编程外围接口芯片是INTEL公司生产的通用并行接口芯片,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l:
选通输入/输出方式
方式2:
双向选通工作方式
⒉使8255A端口A工作在方式0并作为输入口,读取Kl-K8个开关量,PB口工作在方式0作为输出口。
3、主要仪器设备
硬件环境:
较高性能微型计算机一台
软件环境:
WINDOWSXP操作系统;emu8086编译软件;proteus7.6仿真软件
4、实验内容
用8255A实现一个最简单的键盘,当一个按键被按下时,数码管显示该键的编号。
其中,8255A的端口A接8个小键盘,端口C连接BCD数码管。
系统连接如下图:
附图4并行通信接口8255实现小键盘
说明:
8255控制寄存器端口号为406H
5、实验过程(步骤)
1,确定8255A的方式字
2,讨论8255A的4个端口号
3,编写程序,并生成可执行文件
4,打开仿真电路图,加载可执行文件
5,仿真运行程序
6、程序如下
codesegment
start:
MOVAL,90H
MOVDX,406H;控制寄存器端口
OUTDX,AL
WAITING:
MOVDX,400H
INAL,DX;读端口A
CMPAL,0FFH;判断有没有按键被按下
JZWAITING
;识别按键
MOVBL,0;BL中放按键初始值
GET_KEY:
RCRAL,1
JNCSHOW_KEY
INCBL
JMPGET_KEY
SHOW_KEY:
MOVDX,402H
MOVAL,BL
OUTDX,AL
JMPWAITING
ends
endstart
实验五可编程并行接口(8255,方式1)
1、实验目的和要求
掌握8255芯片和微机接口原理和方法,掌握8255并行通信的工作方式和编程原理。
掌握8255的初始化方法并会应用。
要求PA端口工作于方式1,PB端口工作与方式0。
2、实验原理
⒈ 8255A可编程外围接口芯片是INTEL公司生产的通用并行接口芯片,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l:
选通输入/输出方式
方式2:
双向选通工作方式
⒉使8255A端口A工作在方式0并作为输入口,读取Kl-K8个开关量,PB口工作在方式0作为输出口。
3、主要仪器设备
硬件环境:
较高性能微型计算机一台
软件环境:
WINDOWSXP操作系统;emu8086编译软件;proteus仿真软件
4、实验内容
让8255A端口A工作于方式1,端口B工作于方式0。
要求端口B能实时显示端口A输入的数据。
系统连接如下图所示:
附图5并行通信接口8255工作于方式1
说明:
8255控制寄存器端口号为406H,PC4引脚为端口A的选通信号,低电平有效。
程序运行时,需要按下小按键,端口A才能接收开关传来的信号。
5、实验过程(步骤)
1,确定8255A的方式字
2,讨论8255A的4个端口号
3,编写程序,并生成可执行文件
4,打开仿真电路图,加载可执行文件
5,仿真运行程序
说明:
8255控制寄存器端口号为406H
6、程序如下:
CODESEGMENT
START:
MOVAL,0B8H
MOVDX,406H;控制寄存器端口
OUTDX,AL
WAIT_FOR_DATA:
MOVDX,404H
INAL,DX;读端口C
TESTAL,00100000B;测试PC4,看选观信号是否有效
JZWAIT_FOR_DATA
MOVDX,400H
INAL,DX;读端口A的数据
MOVDX,402H
OUTDX,AL;送端口B显示
JMPWAIT_FOR_DATA
ENDS
ENDSTART
实验六可编程定时器/计数器(8253)
1、实验目的和要求
掌握8253芯片和微机接口原理和方法,掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。
2、实验原理
8253具有3个独立的计数通道,采用减1计数方式。
在门控信号有效时,每输入1个计数脉冲,通道作1次计数操作。
当计数脉冲是已知周期的时钟信号时,计数就成为定时。
8253的工作方式3被称作方波发生器。
任一通道工作在方式3,只在计数值n为偶数,则可输出重复周期为n、占空比为1:
1的方波。
进入工作方式3,OUTi输出低电平,装入计数值后,OUTi立即跳变为高电平。
如果当GATE为高电平,则立即开始减“1”计数,OUTi保持为高电平,若n为偶数,则当计数值减到n/2时,OUTi跳变为低电平,一直保持到计数值为“0”,系统才自动重新置入计数值n,实现循环计数。
这时OUTi端输出的周期为n×CLKi周期,占空比为1:
1的方波序列;若n为奇数,则OUTi端输出周期为n×CLKi周期,占空比为((n+1)/2)/((n-1)/2)的近似方波序列。
3、主要仪器设备
硬件环境:
较高性能微型计算机一台
软件环境:
WINDOWSXP操作系统;emu8086编译软件;proteus7.6仿真软件
4、实验内容
要求计数器2工作于模式1(暂稳态触发器),计数初值为1250;计数器0工作于方式3(方波模式),输出一个1KHz的方波,8253的输入时钟为1MHz,计数初始值格式为BCD。
8253与系统的连接如图所示:
附图2计数器8253与8086连接原理图
说明:
为了能看到正常的实验效果,实际时钟可调为100K或更小。
8253控制寄存器端口号为206H
5、实验步骤
1,确定8253的方式字,以及计数初始值
2,讨论8253的4个端口号
3,编写程序,并生成可执行文件
4,打开仿真电路图,加载可执行文件
5,仿真运行程序
6、程序代码
CODESEGMENT
START:
;计数器0初始化,方波方式
MOVDX,206H;方波发生1KHz,时钟1MHz
MOVAL,00110111B;计数器0,方式3,计数初值BCD格式
OUTDX,AL
MOVDX,200H
MOVAL,24H;送计数初值低8位(计数初值为1024)
OUTDX,AL
MOVAL,10H;送计数初值高8位(计数初值为1024)
OUTDX,AL
;计数器2初始化,可编程单稳态输出方式
MOVDX,206H
MOVAL,10110011B;计数器2,方式1,计数初值BCD格式
OUTDX,AL
MOVDX,204H
MOVAL,00H;送计数初值低8位(计数初值为1250)
OUTDX,AL
MOVAL,8H;送计数初值高8位(计数初值为1250)
OUTDX,AL
CODEENDS
ENDSTART
运行结果如下图所示
附图3输出方波
实验七用8251实现串行通信
1、实验目的和要求
掌握8251芯片和微机接口原理和方法,掌握8251串行通信的工作方式和编程原理。
掌握8251的初始化过程并会应用。
2、实验原理
8251串行通信接口有两种工作方式,同步通信和异步通信。
在较远距离传送数据时,一般采用异步通信。
在异步方式中,发送器在数据前加上起始位,在数据后加上校验位和停止位,然后作为一帧信息从TxD引脚逐位发送数据。
使用8251之前,需要对期初始化,确定数据帧的格式,然后才能进行正常的数据传送。
3、主要仪器设备
硬件环境:
较高性能微型计算机一台
软件环境:
WINDOWSXP操作系统;emu8086编译软件;proteus7.6仿真软件
4、实验内容
用8251实现串行通信,向终端设备输出26个英文字母。
8251与8086的连接如下图示:
附图8串行通信芯片8251与8086的接口原理图
说明:
8251的数据端口为0A00H,控制端口为0A02H
5、实验步骤
1,确定8251的模式字
2,讨论8251的两个个端口号
3,编写程序,并生成可执行文件
4,打开仿真电路图,加载可执行文件
5,仿真运行程序
6、程序如下:
CODESEGMENT;
START:
INIT:
XORAL,AL;AL清零,8251初始化
MOVCX,03
MOVDX,0A02H
OUTPUT0:
OUTDX,AL;往8251A的控制端口送3个0
LOOPOUTPUT0
MOVDX,0A02H
MOVAL,40H;芯片内部复位
OUTDX,AL
NOP
MOVDX,0A02H
MOVAL,01001101b;写模式字1停止位,无校验,8数据位,波特率因子1
OUTDX,AL
MOVAL,00010101b;控制字清出错标志,允许发送接收
OUTDX,AL
;串口准备发送数据
MOVDX,0A02H
MOVAL,00010101b;清出错,允许发送接收
OUTDX,AL
NOP
MOVCX,26;发26个英文字母
MOVBL,'A';BL中放第一个要发出的字符
WAIT_TXDRDY:
MOVDX,0A02H
INAL,DX
TESTAL,1;发送缓冲是否为空
NOP
JZWAIT_TXDRDY
MOVAL,BL;待发送字符进AL
MOVDX,0A00H
OUTDX,AL;发送字符
INCBL
LOOPWAIT_TXDRDY
CODEENDS
ENDSTART
程序运行结果如下:
附图9芯片8251串行输出引脚输出波形
附图10终端上接收到的26个英文字母
实验八DAC0832输出锯齿波
1、实验目的
了解数/模转换器的基本原理,掌握DAC0832芯片的使用方法。
会用0832输出指定波形。
2、实验原理
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛的应用。
D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
3、实验设备
硬件环境:
较高性能微型计算机一台
软件环境:
WINDOWSXP操作系统;emu8086编译软件;proteus7.6仿真软件
4、实验内容
用DAC0832输出一个锯齿波。
DAC0832与8086的连接如下图示:
附图6DAC0832与8086系统连接原理图
说明:
DAC0832端口号为600H
5、实验步骤
1,编写程序,并生成可执行文件
2,打开仿真电路图,加载可执行文件
3,仿真运行程序
程序如下:
CODESEGMENT
START:
MOVAL,0H
WAVE:
MOVDX,600H
OUTDX,AL
INCAL
JNZWAVE
JMPSTART
CODEENDS
ENDSTART
程序运行结果如下:
附图7DAC0832输出的锯齿波
实验九LED点阵的使用方法
1、实验目的
掌握LED点阵的工作原理,以及显示数据的方法,掌握LED点阵显示器的编程技术。
2、实验原理
LED点阵显示器,有共阴极和共阳极两种类型。
每次只能点亮点阵的一行,通行行扫描的方法,轮流点亮每一行,由于视觉暂留,用户就能看到稳定的图像。
3、实验设备
硬件环境:
较高性能微型计算机一台
软件环境:
WINDOWSXP操作系统;emu8086编译软件;proteus7.6仿真软件
4、实验内容
用8255A控制一个8×8共阴型LED点阵显示器,令其显示一个“大”字。
其中LED阵列的上面是行线,由左向右依次对应的是第一行到第八行。
下面对应的是列线,用来点亮当前行中LED的对应位。
实验原理图如下:
说明:
8255的控制端口为206H
5、实验步骤
1,确定8255A的方式字
2,讨论8255A的4个端口号
3,编写程序,并生成可执行文件
4,打开仿真电路图,加载可执行文件
5,仿真运行程序
6、程序如下:
DATASEGMENT
MYDATADB10H,10H,0FEH,10H,28H,44H,82H,00H
ENDS
ASSUMEDS:
DATA
CODESEGMENT
START:
;设置控制寄存器
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVAL,080H
MOVDX,206H;控制寄存器端口
OUTDX,AL
;置端口扫描初值
AGAIN:
MOVAH,01111111B
MOVCX,8;设定串操作次数
LEASI,MYDATA
CLD
SCANNING:
MOVDX,200H
MOVAL,AH
OUTDX,AL
MOVDX,202H
LODSB
OUTDX,AL
RORAH,1
LOOPSCANNING
JMPAGAIN
CODEENDS
ENDSTART
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