微机原理与接口技术实验指导.docx
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微机原理与接口技术实验指导
《微机原理与接口技术》
实验指导书
刘永志姚光顺编写
适用专业:
计算机算机科学与技术
网络工程
滁州学院计算机科学与技术系
2008年4月
前言
微机原理与接口内容包括:
计算机概述、微处理器内外结构、总线技术、地址译码技术、存储器及I/O扩展、中断处理技术与DMA技术、并行接口与定时/计数技术、串行通信接口、人机交互设备接口、模拟接口技术等,通过学习使学生掌握微机原理与接口的基本知识和技能。
为了是学使学生更好的学好微机原理与接口,需要一定的实验课程训练。
本实验指导书包含17个实验:
9个必选和8个可选实验,对学有余力的同学可以选做一定的选修实验。
通过实验使学生更好的理解理论联系实际,培养学生的动手能力和解决问题的能力。
目录
系统概述4
实验一:
清零程序11
实验二:
拆字程序13
实验三:
外部存储器扩充15
实验四:
I/O扩展17
实验五:
定时/计数器、8253方波19
实验六:
8255A并行口实验方波21
实验七:
8255A并行口实验控制交通灯23
实验八:
继电器控制29
实验九:
电子音响32
实验十:
16×16点阵显示实验34
实验十一:
8251串口实验——自发自收39
实验十二:
8251串口应用实验——与PC机通信45
实验十三:
A/D转换实验52
实验十四:
D/A转换实验55
实验十五:
8259单级中断控制器实验57
实验十六:
步进电机控制62
实验十七:
LCD16X2液晶显示64
系统概述
1.1系统组成
Dais系列微机实验系统的8088/8086微机接口实验管理CPU89C52单元、目标CPU8088/8086单元、接口实验单元和内置稳压电源组成,通过RS232串行接口与PC微机相连,系统硬件主要内容如下:
CPU
管理CPU89C52单元、目标CPU8088/8086单元
系统存储器
监控在89C52内E2PROM(8K)、RAM6264、RAM61256(32K)、BPRAM61256(32K)
接口芯片及单元实验
8253、8255、8529、ADC0809、DAC0832、6264、164、273、244、393分频、电子发声单元、电机控制单元、开关及发光二极管、单脉冲触发器、继电器控制、16*16点阵、8155扩展3*3键盘、四位LED显示等。
外设接口
打印接口、RS232C串口、D/A驱动接口、步进电机驱动接口、音频驱动接口、PC总线接口、2*16LCD液晶显示接口
显示器键盘
6位LED、二路双踪示波器
键盘
32个自定义键盘
EPROM编程器
对EPROM2764/2718快速读出
系统电源
±5V2A、±12V/0.5A
1.2系统功能与特点
(1)自带键盘、显示器,能独立运行,也可以PC微机为操作平台。
(2)系统采用紧耦合多CPU技术,用89C52作为系统管理CPU,8088/8086
作为目标机接口扩展CPU。
(3)目标CPU8088/8086采用主频为14.3818MHz,系统以最小工作方式构
成。
(4)配有一片6264构成系统的8K基本内存,地址为0F000:
0000H~1FFFH,
作为监控程序区和数据区:
另配一片61C256(32K)作为实验程序空间,
地址从0000:
0000H~7FFFH(其中00000H~003FFH作为目标中断向量
区),还配一片61C256(32K)作为用户设置的断点区(BPRAM)。
1.3系统资源分配
实验系统寻址范围定义如下:
系统数据区
F000:
0000~00FFH
系统堆栈区
F000:
0100~01FFH
系统程序区
F000:
0200~07FFH
用户程序区
用户数据区
0000:
1200~7FFFH
用户堆栈区
0000:
0600~0400H
中断向量区
0000:
0000~03FFH
系统已定义的I/O地址如下:
接口芯片
口地址
用途
74LS273
FFDDH
字位口
74LS273
FFDCH
字形口
74LS275
FFDEH
键入口
82555A口
FFD8H
EP总线
82555B口
FFD9H
EP地址
82555C口
FFDAH
EP控制
82555控制口
FFDBH
控制字
1.4软件的使用
⑴在桌面上点击图标然后选择以实验系统所插串口一致的选项,
点击“确定”便进入Dais集成调试环境。
⑵点击工具条中图标,建立新文件进行编程。
⑶点击工具条中图标,进行源文件的编译、装载,在出现编译成功
的对话框后点击“OK”框自动进入源文件调试状态。
⑷点击工具条中“调试”项,自动弹出硬件实验项目选择框。
⑸在工具条中点击所需的运行方式:
单步、宏单步、运行。
⑹若需要以断点方式运行,可直接点击源语句行前的图标来完成所需
断点的设置与清除,然后再点击图标进入断点运行状态。
⑺系统一旦进入运行状态后,若需要终止该程序的运行请点击图标退出当前操作返回待命状态。
1.5键盘显示
(1)系统配备6位LED显示器,左边4位显示地址,右边2位显示该地址内容。
(2)系统具有一个4*8键盘,左边16位是数字键,右边16个是功能键。
1.6初始化状态
8088十六位微机实验系统上电总清(或按复位键)以后,显示器上显示监控提示符“P”,各寄存器的初始值如下:
SP=0600H,CS=0000H,DS=0000H,SS=0000H,ES=0000H,IP=1000H,FL=0000H
注意:
所有命令均在提示符“P”状态输入。
在键盘监控状态,段地址缺省值为0000H。
1.7寄存器内容显示
(1):
在“P”提示符下,直接按REG键,可依次循环显示或修改PC值
(IP)、PSW值(FL)值、SP值。
(2):
在“P”提示符下,先输入寄存器代号(一位16进制数),再按
REG键,显示器左边2位显示寄存器名,右边4位显示该寄存
器内容。
此时:
·按NX键,则依次循环下一个寄存器中的内容
·按LS键,则依次循环上一个寄存器中的内容
·有一个数码管在闪烁,表示该位可修改
·输入十六进制数字,则该寄存器中的内容被修改,同时移到下一位
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
AX
BX
CX
DX
SP
BP
SI
DI
DS
ES
SS
CS
IP
FL
(3):
在“P”提示符下,先输入内存地址(四位16进制数),再按ME
键,显示器左边4位显示内存地址,右边2位显示该地址内容。
此时:
·按NX键,则依次循环下一个地址中的内容
·按LS键,则依次循环上一个地址中的内容
·有一个数码管在闪烁,表示该位可修改
·输入十六进制数字,则该地址中的内容被修改,同时移到下一位
1.8通用外围电路
1.逻辑电平开关电路
2.发光二极管显示电路
3.脉冲发生器电路
4.计数器电路
5.单脉冲电路
6.继电器及驱动电路
7.直流电机及驱动电路
8.步进电机及驱动电路
9.电子音响及驱动电路
10.模拟信号、基准电压产生电路
11.脉冲滤波电路
12.译码电路
实验一:
清零程序
实验学时:
2
实验类型:
验证(演示、验证、综合、设计、研究)
实验要求:
必修(必修、选修)
一、实验目的
注意强调“通过本实验的学习,使学生了解或掌握什么知识,训练或培养什么技能,为今后继续哪方面的学习奠定基础”。
通过本实验,使学生掌握8088汇编语言程序设计和调试方法,熟悉实验台键盘操作及编程环境。
二、实验条件
计算机、Dais-X86。
三、实验原理及相关知识
把指定的RAM区内容清零。
具体流程如下:
四、实验步骤
1打开Dais-Intel8088实验系统
2打开文件—新文件
3编写程序
4调试运行
5打开视图—内存空间,观察4000H-40FF的前后变化
五、思考题及其它
假使把4000H~40FFH中的内容改成FFh,如何修改程序
附参考程序:
;-----------------清零程序---------------------------
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
ORG3000H
S1:
MOVBX,4000H
MOVAX,00H
MOVCX,00FFH
L1:
MOV[BX],AX
INCBX
LOOPL1
JMP$
CODEENDS
ENDS1
实验二:
拆字程序
实验学时:
2
实验类型:
验证(演示、验证、综合、设计、研究)
实验要求:
必修(必修、选修)
一、实验目的
通过本实验,使学生掌握8088汇编语言程序设计和调试方法,熟悉实验台键盘操作及编程环境。
二、实验条件
计算机、Dais-X86。
三、实验原理及相关知识
把4000H的内容拆开,高位送4001H低位,低位送4002H低位,4001H、4002H高位清零。
具体流程如下:
四、实验步骤
1打开Dais-Intel8088实验系统
2打开文件—新文件
3编写程序
4调试运行
5打开视图—内存空间,观察4001H-4002的前后变化
五、思考题及其它
如何用断点方式调试本程序
附参考程序:
;---------------拆字程序-----------------------------
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
CODE,ES:
CODE
ORG3020H
S2:
MOVBX,4000H
MOVAL,[BX]
MOVAH,AL
MOVCL,4
SHRAH,CL
INCBX
MOV[BX],AH
ANDAL,0FH
INCBX
MOV[BX],AL
JMP$
CODEENDS
ENDS2
实验三:
外部存储器扩充
实验学时:
2
实验类型:
验证(演示、验证、综合、设计、研究)
实验要求:
必修(必修、选修)
一、实验目的
通过本实验,使学生掌握片外存贮器扩展方法、数据存贮器不同的读写方法和片外程序存贮器的读方法。
二、实验条件
计算机、Dais-X86、连接线。
三、实验原理及相关知识
使用一片6264RAM(Dais-X86自带),作为片外扩展的数据存贮器,对其进行读写。
具体流程如下:
实验电路如下:
四、实验步骤
1实验连线⑴DMA控制单元的MWR、MRD分别与控制总线单元的MEW、MER相连,MACS与02门电路①脚相连。
02门电路②脚与地址总线的A15相连,02门电路③脚接GND⑵用3根8芯扁平电缆分别将DMA控制单元的数据总线D0~D7、地址总线A0~A7、A8~A15与系统总线单元的数据总线、地址总线相连。
2打开Dais-Intel8088实验系统
3编写程序
4在与PC联机状态下,编译、连接、装载,用连续方式运行程序
5观察运行结果连续运行程序,进行RAM写操作,程序结束后,查看8000为起始地址的存储器单元内容
五、思考题及其它
附参考程序:
;外部存储器扩展实验
codesegment
assumecs:
code
org1000h
;=================================================
Start:
movbx,8000h;外部存储器起始地址BX
movcx,2048;初始化计数器
RamWR:
mov[bx],55aah;将数据写入外部存储器
incbx;地址+2
incbx
loopRamWR;地址不到8FFF则继续
jmp$;结束
;=================================================
codeends
endStar
实验四:
I/O扩展
实验学时:
2
实验类型:
验证(演示、验证、综合、设计、研究)
实验要求:
必修(必修、选修)
一、实验目的
通过本实验,学习8088系统中扩展I/O口的方法及数据输入输出程序的编制的方法
二、实验条件
计算机、Dais-X86、连接线。
三、实验原理及相关知识
利用74LS244作为输入口,读取开关状态,通过74LS273再驱动发光二极管显示出来。
具体流程如下:
实验电路如下:
四、实验步骤
1实验连线⑴74LS244的输入端PI0-PI7接K1-K8,74LS273的输出端PO0-PO7接L1-L8。
用8芯扁平电缆将I/OIN区、I/OOUT区的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。
⑵连接138译码输入端A.B.C,其中A连A2,B连A3,C连A4,138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。
⑶74LS02门电路的①脚接缓冲输出单元的CLK,02门电路②脚接系统单元IOW,02门电路的③脚接译码单元的Y1;02门电路的④脚与08门电路①脚相连,02门电路的的⑤脚接译码单元的Y0,02门电路⑥脚接系统单元IOR,08门电路的②脚接GND,08门电路的③脚接缓冲输入单元的G。
2打开Dais-Intel8088实验系统
3编写程序
4在与PC联机状态下,编译、连接、装载,用连续方式运行程序
5观察运行结果以连续方式运行程序,拨动K1-K8,观察L1-L8点亮情况
五、思考题及其它
附参考程序:
;------------------简单I/O口扩展------------------
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
CODE,ES:
CODE
ORG3380H;273,244
PIO1EQU0FFE0H
PIO2EQU0FFE4H
P4:
MOVDX,PIO1
INAL,DX
MOVDX,PIO2
OUTDX,AL
JMPP4
CODEENDS
ENDP4
实验五:
定时/计数器、8253方波
实验学时:
4
实验类型:
设计(演示、验证、综合、设计、研究)
实验要求:
必修(必修、选修)
一、实验目的
通过本实验,学会8253芯片和微机接口原理和方法。
掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。
二、实验条件
计算机、Dais-X86、连接线。
三、实验原理及相关知识
8253的计数器0工作在方式3,产生方波。
具体流程如下:
实验电路如下:
四、实验步骤
1实验连线⑴连接138译码输入端A.B.C,其中A连A2,B连A3,C连A4,138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。
⑵定时计数单元CLK0与分频单元T2相连,GATE0与5V相连,8253CS与译码单元Y0相连。
⑶用8芯扁平电缆将8251串行通信单元的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。
2打开Dais-Intel8088实验系统
3编写程序
4在与PC联机状态下,编译、连接、装载,用连续方式运行程序
5观察运行结果以连续方式运行程序,用软示波器观察OUT0应有方波输出
五、思考题及其它
附参考程序:
;-----------------定时/计数器8253方波-------------------
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
CODE,ES:
CODE
ORG3490H
H9:
MOVDX,0FFE3H
MOVAL,36H
OUTDX,AL
MOVDX,0FFE0H
MOVAL,00H
OUTDX,AL
MOVAL,10H
OUTDX,AL
JMP$
CODEENDS
ENDH9
实验六:
8255A并行口实验方波
实验学时:
4
实验类型:
设计(演示、验证、综合、设计、研究)
实验要求:
必修(必修、选修)
一、实验目的
通过本实验,掌握可编程I/O接口芯片8255的接口原理使用,熟悉对8255初始化编程和输入、输出软件的设计方法。
二、实验条件
计算机、Dais-X86、连接线。
三、实验原理及相关知识
在8255A.B.C口用示波器测出波形。
具体流程如下:
四、实验步骤
1实验连线无
2打开Dais-Intel8088实验系统
3编写程序
4在与PC联机状态下,编译、连接、装载,用连续方式运行程序
5观察运行结果用示波器观察8255A.B.C口波形
五、思考题及其它
附参考程序:
;----------------8255A并行口实验方波-----------------
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
CODE,ES:
CODE
ORG32C0H
H1:
JMPSTARTP1
PAEQU0FFD8H
PBEQU0FFD9H
PCEQU0FFDAH
PCTLEQU0FFDBH
STARTP1:
MOVDX,PCTL
MOVAL,80H
OUTDX,AL
MOVAL,55H
P11:
MOVDX,PA
OUTDX,AL
INCDX
OUTDX,AL
INCDX
OUTDX,AL
MOVCX,0800H
LOOP$
NOTAL
JMPP11
CODEENDS
ENDH1
实验七:
8255A并行口实验控制交通灯
实验学时:
实验类型:
设计(演示、验证、综合、设计、研究)
实验要求:
选修(必修、选修)
一、实验目的
通过本实验,掌握通过8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭,模拟交通灯控制。
二、实验条件
计算机、Dais-X86、连接线。
三、实验原理及相关知识
①通过8255A控制发光二极管PB3、PB0、PA5、PA2对应黄灯,PB1、PA6、PA3、PA0对应红灯,PB2、PA7、PA4、PA1对应绿灯,以模拟交通路灯的管理。
②要完成本实验,必须先了解交通路灯的亮灭规律,设有一个十字路口1、3为南北方向,2、4为东西方向,初始状态为四个路口的红灯全亮。
之后,1、3路口的绿灯亮,2、4路口的红灯亮,1、3路口方向通车。
延时一段时间后,1、3路口的绿灯熄灭,而1、3路口的黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,1、3路口红灯亮,而同时2、4路口的绿灯亮,2、4路口方向通车,延时一段时间后,2、4路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,再切换到1、3路口方向,之后,重复上述过程。
③程序中设定好8255A的工作模式,及三个端口均工作在方式0,并处于输出状态。
④各发光二极管共阳极,使其点亮应使8255A相应端口的位清0。
具体流程如下:
实验电路如下:
四、实验步骤
1实验连线按实验电路图连接线路:
8255APA0-L15PA1-L14PA2-L13PA3-L11PA4-L10PA5-L9PA6-L7PA7-L6PB0-L5PB1-L3PB2-L2PB3-L1
2打开Dais-Intel8088实验系统
3编写程序
4在与PC联机状态下,编译、连接、装载,用连续方式运行程序
5观察运行结果以连续方式运行程序,观察L1~L12发光二极管模拟交通灯显示
五、思考题及其它
附参考程序:
;----------------8255A并行口实验控制交通灯----------------
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
CODE,ES:
CODE
ORG32F0H
PAEQU0FFD8H
PBEQU0FFD9H
PCEQU0FFDAH
PCTLEQU0FFDBH
H3:
MOVAL,88H
MOVDX,PCTL
OUTDX,AL;MOD:
0,
MOVDX,PA
MOVAL,0B6H
OUTDX,AL
INCDX
MOVAL,0DH
OUTDX,AL
CALLDELAY1
P30:
MOVAL,75H
MOVDX,PA
OUTDX,AL
INCDX
MOVAL,0DH
OUTDX,AL
CALLDELAY1
CALLDELAY1
MOVCX,08H
P31:
MOVDX,PA
MOVAL,0F3H
OUTDX,AL
INCDX
MOVAL,0CH
OUTDX,AL
CALLDELAY2
MOVDX,PA
MOVAL,0F7H
OUTDX,AL
INCDX
MOVAL,0DH
OUTDX,AL
CALLDELAY2
LOOPP31
MOVDX,PA
MOVAL,0AEH
OUTDX,AL
INCDX
MOVAL,0BH
OUTDX,AL
CALLDELAY1
CALLDELAY1
MOVCX,08H
P32:
MOVDX,PA
MOVAL,9EH
OUTDX,AL
INCDX
MOVAL,07H
OUTDX,AL
CALLDELAY2
MOVDX,PA
MOVAL,0BEH
OUTDX,AL
INCDX
MOVAL,0FH
OUTDX,AL
CALLDELAY2
LOOPP32
JMPP30
DELAY1:
PUSHAX
PUSHCX
MOVCX,0030H
DELY2:
CALLDELAY2
LOOPDELY2
POPCX
POPAX
RET
DELAY2:
PUSHCX
MOVCX,8000H
LOOP$
POPCX
RET
CODEENDS
ENDH3
实验八:
继电器控制
实验学时:
实验类型:
设计(演示、验证、综合、设计、研究)
实验要求:
选修(必修、选修)
一、实验目的
通过本实验,掌握用继电器控制的基本方法和编程,熟悉8255的应用。
二、实验条件
计算机、Dais-X86、连接线。
三、实验原理及相关知识
现代自动化控制设备中都存在一个电子与电气电路的互相联结问题一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件(电动机、电磁铁、电灯等),一方面又要为电子提供良好的电隔离,以保护电子电路和人身的安全,电子继电器便起到这一桥梁作用。
利用8255PC0输出高低电平,控制继电器的开合,以实现对外部装置的控制。
具体流程如下:
实验电路如下:
四、实验步骤
1实验连线按实验电路图连接线路:
①8255的PC0连JIN插孔。
②继电器常开触占JK接L2,常闭触点JB接L1,中心抽头JZ接地
2打开Dais-I
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- 微机 原理 接口 技术 实验 指导
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