计算机原理与接口技术实验.docx

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计算机原理与接口技术实验

计算机原理与接口技术实验

实验一　传送指令编程调试

一．实验目的

1．掌握指令系统传送指令的汇编语言程序设计和调试方法；

2．熟悉运用MCS-51软件在线仿真调试设计的程序的方法。

二．实验设备

EL-Ⅱ型实验箱,8051CPU板

三．实验内容

　　１．编写多字节数据的传送程序，把内部RAM的30H--37H单元置为10H-17H，然后传送到外部的RAM的4200H--4207H单元；再将4200H--4207H单元逐一求反后送到内部RAM的30H--37H单元。

　　２．程序结构采用循环结构，程序用R0作内部RAM指针，用DPTR作外部RAM指针，R7作为计数初值N，本实验N=8。

1．在xp窗口中启动MCS51应用软件，用MCS-51汇编软件对输入程序、进行汇编，产生目标代码文件，调试。

程序输入、汇编和调试的具体步骤

1）xp窗口中建一个名字是由3～5个英文字母组合的文件夹。

2）在MCS51集成开发环境的主菜单中选择新建文件分支命令M51后，按实验系统复位键RST后，实验系统部分显示‘C’，计算机屏幕显示为可编辑状态，既可进行源程序的输入。

3）程序输入结束，必须通过主菜单中文件分支的保存命令将其保存在WIN98窗口中新建的文件夹中，注意：

文件名也必须是由3～5个英文字母组合，后缀为.asm。

4）点击主菜单中编译分支的汇编命令对输入的程序进行汇编，在窗口的左下方显示编译结果。

通过观察其内容可以了解程序的指令运用和输入的正确与否。

当编译正确时，软件将自动将生成的目标文件下载到EL-Ⅱ型实验箱的RAM中，可以进入下一个内容——调试的操作。

否则必须将程序中的错误修改正确，再经过存盘和编译的过程，方可以做调试的工作。

当编辑结果有错误时，首先将51窗口最小化，在WIN98窗口中新建的文件夹中找到*.lst打开查看编译结果，然后必须关闭该显示文件，再回到51窗口中做修改、存盘和编译工作工作。

调试程序的步骤

（1）点击主菜单调试中的启动调试命令。

（2）打开主菜单查看命令的寄存器窗口、内部数据存储器窗口和外部数据存储器窗口（通过它们可以查看程序的执行情况。

）

注意：

寄存器窗口的的内容是EL-Ⅱ型实验箱复位后的初态，内部数据存储器窗口和外部数据存储器窗口地址和内容可修改。

地址的改写方法：

（3）点击主菜单调试中的调试命令，对程序进行调试。

４．参考程序

CSEGAT0000H

LJMP4000H;转入程序

CSEGAT4000H;内部RAM传送到外部RAM

START:

MOVR0,#30H;指向低字节

MOVDPTR,#4200H

MOVR7,#08H

LOOP:

MOVA,@R0

MOVX@DPTR,A

INCR0

INCDPTR

DJNZR7,LOOP;外部RAM逐一求反传送到内部RAM

MOVR0,#38H

MOVDPTR,#4200H

MOVR7,#08H

LOOP1:

MOVXA,@DPTR

CPLA;求反

MOV@R0,A

INCR0

INCDPTR

DJNZR7,LOOP1

HERE:

AJMPHERE;程序结束

END

5．通过EL-Ⅱ型实验箱调试

（1）用单步执行，记下执行指令后表格中相应寄存器的数值：

执行指令

A

R0

DPTR（

R7

MOVR7,#08H

第一次循环

MOVX@DPTR,A

第二次循环

MOVX@DPTR,A

第三次循环

MOVX@DPTR,A

第四次循环

MOVX@DPTR,A

第五次循环

MOVX@DPTR,A

第六次循环

MOVX@DPTR,A

第七次循环

MOVX@DPTR,A

第八次循环

MOVX@DPTR,A

第一次循环

MOVA,@R0

第二次循环

MOVA,@R0

第三次循环

MOVA,@R0

第四次循环

MOVA,@R0

第五次循环

MOVA,@R0

第六次循环

MOVA,@R0

第七次循环

MOVA,@R0

第八次循环

MOVA,@R0

（2）同时观察相关存储器的变化情况，记录结果。

（3）运用执行到光标行命令，实现连续执行的操作。

四．实验报告

１．写出本程序调试过程和运行结果。

　　２．独立编程实现内部RAM的30H--37H单元的数据传送到内部RAM的38H—3FH单元中的功能并调试，运行。

　　３．如何修改程序，可把外部RAM的4100H—410FH单元中的数据传送到外部RAM的4110-411FH单元，调试，运行程序。

４．如何修改程序实现把外部ROM的4100H—410FH单元中的数据传送到内部RAM的30H-3FH单元中？

实验二　分支和循环程序的设计

一．实验目的

１．掌握MCS-51汇编语言程序设计；

２．进一步熟悉掌握程序设计和运用EL-Ⅱ型实验箱调试的方法；

二．实验设备

EL-Ⅱ型实验箱,8051CPU板

三．实验内容

１．编写三字节无符号加法程序，加数693B68H放在52H,51H,50H，被加数3AE409H放在42H,41H,40H，“和”放在42H,41H,40H。

　　２．程序结构采用主程序和子程序结构

主程序用R0，R1作指针，R7作为加法字节计数值N，本实验N=3；子程序完成一个字节的加法。

3．用文本编辑软件如EDIT编写源程序，用MCS51软件对程序进行汇编，产生目标代码文件并调试程序。

４．参考程序

　　　　主程序

　　　源程序注释

CSEGAT0000H

LJMP4000H；转入程序

CSEGAT4000H

MAIN:

MOVR0,#40H；指向低字节

MOVR1,#50H

MOVR7,#03H

CLRC；清进位位

LOOP:

ACALLADDSUB；调用字节加法子程序

DJNZR7,LOOP

HERE:

AJMPHERE；程序结束

子程序

CSEGAT4100H

ADDSUB:

MOVA,@R0；取被加数

ADDCA,@R1；A和加数相加

MOV@R0,A；保存和

INCR0；指针加1

INCR1

RET；返回

END

５．用MCS51软件和EL-Ⅱ型实验箱仿真机联机调试

用单步执行或断点连续执行，记下执行指令后表格中相应寄存器的数值：

执行指令

A

R0

R1

R7

CLRC

第一次调用后

ACALLADDSUB

DJNZR7,LOOP

第二次调用后

ACALLADDSUB

DJNZR7,LOOP

第三次调用后

ACALLADDSUB

DJNZR7,LOOP

6．按上述方法题，编写程序并进行上机调试

四．实验报告

１．写出本程序调试过程和运行结果．

２．本程序题意修改为无符号十进制数相加，应增加DAA指令，加在程序的何位置？

修改后用BCD码135790和246801相加，调试过程并运行。

3．独立编写和调试程序。

（要求在《新编微机原理及接口技术》教材P196页的11~16题中任选3题）

实验三P1口实验一

一、实验目的：

1．学习P1口的使用方法。

2．学习延时子程序的编写和使用。

二、实验设备：

EL-Ⅱ型实验箱,8051CPU板。

三、实验内容：

1．P1口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。

2．P1口做输入口，接八个按纽开关，以实验箱上74LS273做输出口，编写程序读取开关状态，在发光二极管上显示出来。

四、实验原理：

P1口为准双向口，P1口的每一位都能独立地定义为输入位或输出位。

作为输入位时，必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入。

8031中所有口锁存器在复位时均置为“1”，如果后来在口锁存器写过“0”，在需要时应写入一个“1”，使它成为一个输入。

可以用第二个实验做一下实验。

先按要求编好程序并调试成功后，可将P1口锁存器中置“0”，此时将P1做输入口，会有什么结果。

再来看一下延时程序的实现。

现常用的有两种方法，一是用定时器中断来实现，一是用指令循环来实现。

在系统时间允许的情况下可以采用后一种方法。

本实验系统晶振为6.144MHZ，则一个机器周期为12÷6.144us即1÷0.512us。

现要写一个延时0.1s的程序，可大致写出如下：

MOVR7，#X

（1）

DEL1：

MOVR6，#200

（2）

DEL2：

DJNZR6，DEL2（3）

DJNZR7，DEL1（4）

上面MOV、DJNZ指令均需两个机器周期，所以每执行一条指令需要1÷0.256us，现求出X值：

1÷0.256+X（1÷0.256+200×1÷0.256+1÷0.256）=0.1×10⁶

指令

（1）指令

（2）指令（3）指令（4）

所需时间所需时间所需时间所需时间

X=（0.1××10⁶-1÷0.256）/（1÷0.256+200×1÷0.256+1÷0.256）=127D=7FH

经计算得X=127。

代入上式可知实际延时时间约为0.100215s，已经很精确了。

五、实验原理图：

P1口输出实验

六、实验步骤：

执行程序1时：

P1.0～P1.7接发光二极管L1～L8。

执行程序2时：

P1.0～P1.7接按纽开关K1～K8；74LS273的SO0～SO7接发光二极管L1～L8；74LS273的片选端CS273接CS0（由程序所选择的入口地址而定，与CSO～CS7相应的片选地址请查看第一部分系统资源，以后不赘述）。

实验四简单I/O口扩展实验

一、实验目的：

1．学习在单片机系统中扩展简单I/O口的方法。

2．学习数据输入，输出程序的编制方法。

二、实验设备：

EL-Ⅱ型实验箱,8051CPU板

三、实验原理：

MCS-51外部扩展空间很大，但数据总线口和控制信号线的负载能力是有限的。

若需要扩展的芯片较多，则MCS-51总线口的负载过重，74LS244是一个扩展输入口，同时也是一个单向驱动器，以减轻总线口的负担。

程序中加了一段延时程序，以减少总线口读写的频繁程度。

延时时间约为0.01秒，不会影响显示的稳定。

四、实验内容：

利用74LS244做为输入口，读取开关状态，并将此状态通过发光二极管显示出来。

五、实验原理图：

简单I/O实验2

六、实验步骤：

1．74LS244的SI0～SI7接开关的K1～K8，片选信号CS244接CS1。

2．74LS273的SO0～SO7接发光二极管的L1～L8，片选信号CS273接CS2。

3．编程、全速执行。

4.拨动开关K1～K8，观察发光二极管状态的变化。

实验五中断、定时器实验

———循环彩灯实验

一．实验目的：

1．学习8031内部计数器的使用和编程方法。

2．进一步掌握中断处理程序的编写方法。

二．实验设备：

EL-Ⅱ型实验箱,8051CPU板

三．实验原理：

1．定时常数的确定

定时器/计数器的输入脉冲周期与机器周期一样，为振荡频率的1/12。

本实验中时钟频率为6.0MHZ，现要采用中断方法来实现0.5秒延时，要在定时器1中设置一个时间常数，使其每隔0.1秒产生一次中断，CPU响应中断后将R0中计数值减一，令R0=05H，即可实现0.5秒延时。

时间常数可按下述方法确定：

机器周期=12÷晶振频率=12/（6×10⁶）=2us

设计数初值为X，则（2e+16-X）×2×

=0.1，可求得X=15535

化为十六进制则X=3CAFH，故初始值为TH1=3CH，TL1=AFH

2．初始化程序

包括定时器初始化和中断系统初始化，主要是对IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行

正确的设置，并将时间常数送入定时器中。

由于只有定时器中断，IP便不必设置。

3．设计中断服务程序和主程序

中断服务程序除了要完成计数减一工作外，还要将时间常数重新送入定时器中，为下一次中断做准备。

主程序则用来控制发光二极管按要求顺序燃灭。

四．实验题目

由8031内部定时器1按方式1工作，即作为16位定时器使用，每0.1秒钟T1溢出中断一次。

P1口的P1.0～P1.7分别接发光二极管的L1～L8。

要求编写程序模拟一循环彩灯。

彩灯变化花样可自行设计。

例程给出的变化花样为：

①L1、L2、…L8依次点亮；②L1、L2、…L8依次熄灭；③L1、L2、…L8全亮、全灭。

各时序间隔为1秒。

让发光二极管按以上规律循环显示下去。

五．实验步骤：

用导线将P1.0～P1.7连接接发光二极管L1～L8即可。

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG001BH

LJMPTCOS

ORG1000H

MAIN:

MOVTMOD,#10H

MOVTH1,#3CH

MOVTL1,#0B0H

SETBEA

SETBET1

MOVR7,#20

MOVA,#0FEH

MOVP1,A

SETBTR1

SJMP$

ORG1200H

TCOS:

DJNZR7,LOOP1

RLA

MOVP1,A

MOVR7,#20

LOOP1:

MOVTH1,#3CH

MOVTL1,#0B0H

RETI

END

实验六8255A可编程并行接口实验

一、实验目的：

1．了解8255A芯片的结构及编程方法。

2．掌握通过8255A并行口读取开关数据的方法。

二、实验设备：

EL-Ⅱ型实验箱,8051CPU板

三、实验原理：

设置好8255A各端口的工作模式。

实验中应当使三个端口都工作于方式0，并使A口为输出口，B口为输入口。

四、实验内容：

利用8255A可编程并行接口芯片，重复实验四的内容。

实验可用B通道作为开关量输入口，A通道作为显示输出口。

五、实验电路：

六、实验步骤：

8255A的PA0～PA7接发光二极管L1～L8；PB0～PB7接开关K1～K8；片选信号8255CS接CS0。