北郵微原硬件實(shí)驗(yàn)

1、信息與通信工程學(xué)院微原硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 班內(nèi)序號(hào)： 【一 基本的I/O實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)一 I/O地址譯碼一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誌/O地址譯碼電路的工作原理。二、 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)電路如圖1-1所示，其中74LS74為D觸發(fā)器，可直接使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)區(qū)的D觸發(fā)器,74LS138為地址譯碼器。譯碼輸出端Y0Y7在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上“I/O地址“輸出端引出，每個(gè)輸出端包含8個(gè)地址，Y0：280H287H，Y1：288H28FH， 當(dāng)CPU執(zhí)行I/O指令且地址在280H2BFH范圍內(nèi)，譯碼器選中，必有一根譯碼線輸出負(fù)脈沖。 例如：執(zhí)行下面兩條指令 MOV DX，2A0H OUT DX，AL

2、（或IN AL，DX） Y4輸出一個(gè)負(fù)脈沖，執(zhí)行下面兩條指令 MOV DX，2A8H OUT DX，AL（或IN AL，DX） Y5輸出一個(gè)負(fù)脈沖。 圖1-1利用這個(gè)負(fù)脈沖控制L7閃爍發(fā)光（亮、滅、亮、滅、），時(shí)間間隔通過(guò)軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)。 2、接線： Y4/IO地址 接 CLK/D觸發(fā)器 Y5/IO地址 接 CD/D觸發(fā)器 D/D觸發(fā)器 接 SD/D角發(fā)器 接 +5V Q/D觸發(fā)器 接 L7（LED燈）或 邏輯筆三、 硬件接線圖及軟件程序流程圖1.硬件接線圖2.軟件程序流程圖四、 源程序DATA SEGMENTDATA ENDSSTACK SEGMENT STACK 'STACK'

3、; DB 100H DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK ;基本框架;延時(shí)子程序DELAY1 PROC NEARMOV BX,500HPUSH CXLOOP2:MOV CX,0FFFHWAIT1: LOOP WAIT1DEC BXJNZ LOOP2POP CXRETDELAY1 ENDP START:MOV CX,0FFFFH ;L7閃爍控制LOOP1:MOV DX,2A0H;燈亮OUT DX,ALCALL DELAY1MOV DX,2A8H ;燈滅OUT DX,ALCALL DELAY1LOOP LOOP1

4、;循環(huán)閃爍CODE ENDSEND START五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果燈L7閃爍實(shí)驗(yàn)二 簡(jiǎn)單并行接口一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆蘸?jiǎn)單并行接口的工作原理及使用方法。（選擇273進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）二、 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容1、按下面圖1-2簡(jiǎn)單并行輸出接口電路圖連接線路(74LS273插通用插座，74LS32用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“或門(mén)”)。74LS273為八D觸發(fā)器，8個(gè)D輸入端分別接數(shù)據(jù)總線D0D7，8個(gè)Q輸出端接LED顯示電路L0L7。 2、編程從鍵盤(pán)輸入一個(gè)字符或數(shù)字，將其ASC碼通過(guò)這個(gè)輸出接口輸出，根據(jù)8個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光情況驗(yàn)證正確性。3、接線：按圖1-2-1接線（圖中虛線為實(shí)驗(yàn)所需接線，74LS32為實(shí)驗(yàn)臺(tái)邏輯或門(mén)） 圖1-2

5、三、 硬件接線圖及軟件程序流程圖1.硬件接線圖2.軟件程序流程圖四、 源程序DATA SEGMENTDATA ENDSSTACK SEGMENT STACK 'STACK'DB 100 DUP(?)STACK ENDS CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK ;基本框架START: MOV AH,1;鍵盤(pán)輸入INT 21HCMP AL,27;判斷是否為ESC鍵JZ EXITMOV DX,2A8HOUT DX,AL ;輸出JMP STARTEXIT: MOV DX,2A8H ;返回DOSMOV AL,0OUT DX,AL ;所有燈滅

6、MOV AX,4C00HINT 21HCODE ENDSEND START五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果8個(gè)燈代表8位ASCII碼，燈亮代表1，燈滅代表0。當(dāng)從鍵盤(pán)輸入字母或字符時(shí)，8個(gè)燈顯示與輸入對(duì)應(yīng)的ASCII碼，按下ESC鍵則所有燈滅。六、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)接線時(shí)注意各個(gè)端口名稱不要接錯(cuò)，接線完成之后可以用HQFC中的演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證接線是否正確。實(shí)驗(yàn)一中需要加入合理的延時(shí)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)燈的亮滅交替。七、 實(shí)驗(yàn)收獲與心得體會(huì)第一次微原硬件實(shí)驗(yàn)在參考講義和詢問(wèn)老師的情況下了解到了基礎(chǔ)的硬件試驗(yàn)箱操作方法，學(xué)會(huì)了通過(guò)電腦軟件編寫(xiě)控制試驗(yàn)箱的簡(jiǎn)單步驟以及相關(guān)注意事項(xiàng)?！径?可編程并行接口8255實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)三 可編程并行接口

7、8255實(shí)驗(yàn)四 七段數(shù)碼管一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)三：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握8255工作于方式0以及設(shè)置A口為輸出口，C口為輸入口的方法。實(shí)驗(yàn)四：掌握數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理。二、 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容實(shí)驗(yàn)三：1、 實(shí)驗(yàn)電路如圖2-1，8255C口接邏輯電平開(kāi)關(guān)K0K7，A口接LED顯示電路L0L7。 2、 編程從8255C口輸入數(shù)據(jù)，再?gòu)腁口輸出。 圖2-1實(shí)驗(yàn)四：靜態(tài)顯示:按圖2-2連接好電路，將8255的A口PA0PA7分別與七段數(shù)碼管的段碼驅(qū)動(dòng)輸入端adp相連，位碼驅(qū)動(dòng)輸入端S0、S1 、S2、S3接PC0、PC1、PC2、PC3，編程在數(shù)碼管顯示學(xué)號(hào)的后四位0210。三、 硬件接線圖及軟件程序流程圖1. 硬

8、件接線圖實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)四2. 軟件程序流程圖實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)四四、 源程序（僅實(shí)驗(yàn)三代碼）DATA SEGMENTDATA ENDSSTACK SEGMENT STACK 'STACK' DB 100 DUP(?)STACK ENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK ;基本框架START:MOV AX,DATA MOVDS,AX MOV DX,283H ;8255控制寄存器端口地址283H MOV AL,10000000B ;工作方式為0 OUT DX,AL ;初始化8255 DIGITAL: MOV DX,28AH ;熄滅數(shù)碼管 MO

9、V AL,00H OUT DX,AL MOV DX,288H ;A口顯示0 MOV AL,3FH OUT DX,AL MOV DX,28AH ;C口00000001（位碼） MOV AL,01H OUT DX,AL MOV DX,28AH ;熄滅數(shù)碼管 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,288H ;A口顯示2 MOV AL,06H OUT DX,AL MOV DX,28AH ;C口00000010（位碼） MOV AL,02H OUT DX,AL MOV DX,28AH ;熄滅數(shù)碼管 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,288H ;A口顯示1 MOV

10、AL,5BH OUT DX,AL MOV DX,28AH MOV AL,04H ;C口00000100（位碼） OUT DX,AL MOV DX,28AH ;熄滅數(shù)碼管 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,288H ;A口顯示0 MOV AL,3FH OUT DX,AL MOV DX,28AH MOVAL,08H ;C口00001000（位碼） OUT DX,AL MOV DX,28AH ;熄滅數(shù)碼管 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AH,01H INT 16H JNZ EXIT ;有鍵盤(pán)輸入，退出 JMP DIGITALEXIT:MOVAX,4C00H

11、INT21HCODEENDS END START 五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)碼管顯示了學(xué)號(hào)的后四位“0210”如圖所示。當(dāng)鍵盤(pán)有按鍵輸入時(shí)退出，數(shù)碼管滅。六、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)中控制數(shù)碼管顯示的主要有兩個(gè)端口，A口和C口，C口控制哪一路數(shù)碼管亮，A口控制一路數(shù)碼管亮什么數(shù)字；工作方式的選擇如下圖所示，D7=1表示控制寄存器中存放的是工作方式選擇字，工作在方式0，A、C均為輸出，B口不使用，故AL為10000000B或10000010B均可。七、 實(shí)驗(yàn)收獲與心得體會(huì)初步了解可編程并行接口8255的簡(jiǎn)單應(yīng)用；在實(shí)驗(yàn)三中8255的工作方式選擇字非常重要，要弄清A、C口為輸入還是輸出，其次在代碼中設(shè)計(jì)按鍵退出模

12、塊，可以使得運(yùn)行更加可靠。學(xué)習(xí)了控制數(shù)碼管顯示的方法，即通過(guò)兩路控制，一路負(fù)責(zé)掃描決定哪一路顯示，一路負(fù)責(zé)決定顯示什么數(shù)字。這種思路與數(shù)電實(shí)驗(yàn)中VHDL語(yǔ)言控制數(shù)碼管有異曲同工之處，讓我體會(huì)到了編程思想的相同之處?！救?可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)8253實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)八 可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（8253/8254）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)掌握8253用作定時(shí)器的編程原理；二、 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容1完成一個(gè)音樂(lè)發(fā)生器，通過(guò)喇叭或蜂鳴器放出音樂(lè)，并在數(shù)碼管上顯示樂(lè)譜。2擴(kuò)展部分：利用小鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)彈琴功能，并顯示彈奏的樂(lè)譜。 注意：8253輸入頻率應(yīng)小于2MHz。三、 硬件接線圖及軟件程序流程圖1. 硬件接線圖2. 軟件程序

13、流程圖四、 源程序DATA SEGMENTFENPIN DW 0001H,3906,3472,3125,2932,2604,2344,2083,1953;分頻比DIGITAL DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH;數(shù)碼管MUSIC DB 0,3,2,1,2,3,3,3,0,2,2,2,0,3,5,5,0,3,2,1,2,3,3,3,1,2,2,3,2,1,0,5,0,1,0 ;存放播放的樂(lè)曲音符NUM DB 00H,070H,0B0H,0D0H,0E0H ;檢測(cè)鍵盤(pán)輸入(00h=00000000;070h=01110000;0b0h=10110000;0

14、d0h=11010000;0e0h=11100000)DATA ENDSSTACK SEGMENT STACK 'STACK' DB 100 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK;延時(shí)子程序1DELAY PROC NEAR PUSH CX MOV CX,100H WAIT0: LOOP WAIT0 POP CX RETDELAY ENDP;延時(shí)子程序2DELAY1 PROC NEAR PUSH CX MOV CX,0FFFFH WAIT1: LOOP WAIT1 POP CX RETDELAY1

15、 ENDP;獲取鍵盤(pán)輸入值的子程序KEY PROC NEAR PUSH AX ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH CX PUSH DX MOV CX,00H ;從第一行開(kāi)始掃描CHECK: MOV DX,28AH ;C口地址給DX MOV BX,OFFSET NUM ADD BX,CX MOV AL,BX OUT DX,AL;防抖 IN AL,DX ;判斷是否有鍵盤(pán)按下 MOV AH,AL CALL DELAY IN AL,DX CMP AL,AH JNZ CHECK ;不相等說(shuō)明為抖動(dòng)，重新檢測(cè);判斷按下的列 AND AL,0FH CMP AL,0FH JZ NEXT CMP AL,0EH JZ NEXT

16、1 CMP AL,0DH JZ NEXT2 CMP AL,0BH JZ NEXT3 MOV BX,01H JMP GOTNEXT: INC CX CMP CX,05H JNZ JUMP1 MOV CX,01H ;修改變量掃描下一行JUMP1: JMP CHECKNEXT1: MOV BX,04H JMP GOTNEXT2: MOV BX,03H JMP GOTNEXT3: MOV BX,02H;計(jì)算按下鍵盤(pán)的數(shù)值GOT: SUB CX,01H MOV AL,CL MOV DL,04H MUL DL ADD BL,AL SUB BL,01H ;此時(shí)BX中所存即為對(duì)應(yīng)的偏移量 POP DX ;恢復(fù)

17、現(xiàn)場(chǎng) POP CX POP AX RET KEY ENDP;主程序START: MOV AX,DATA MOV DS,AX ;8253初始化 MOV DX,283H MOV AL,36H OUT DX,AL ;8255初始化 MOV DX,28BH MOV AL,81H ;C口輸入 OUT DX,AL MOV DX,289H ;B口位選數(shù)碼管 MOV AL,01H OUT DX,AL;掃描鍵盤(pán)LOOP1: CALL KEY CMP BX,0 ;按0播放音樂(lè) JZ PLAY0 CMP BX,9 ;按9退出 JZ EXIT;按18發(fā)出對(duì)應(yīng)音 MOV CX,BX MOV BX,OFFSET DIGI

18、TAL ;數(shù)碼管顯示音符 ADD BX,CX MOV AL,BX MOV DX,288H ;A口輸出 OUT DX,AL ;播放該音符 MOV BX,OFFSET FENPIN MOV AX,CX ADD AX,AX ADD BX,AX ;計(jì)數(shù)，先低八位后高八位 MOV AX,BX MOV DX,280H OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 MOV DX,28AH ;C口輸入 IN AL,DX;檢測(cè)鍵盤(pán)是否彈起 MOV AH,ALLOOP2: CALL DELAY IN AL,DX CMP AL,AH JZ LOOP2 ;

19、初始化8253，停止播放音樂(lè) MOV AX,0H MOV DX,283H MOV AL,36H OUT DX,AL JMP LOOP1 ;播放音樂(lè)PLAY0: MOV CX,01HPLAY: PUSH CX ;讀取音符，存于CX中 MOV BX,OFFSET MUSIC ADD BX,CX MOV AL,BX MOV CL,AL MOV CH,0H ;數(shù)碼管顯示 MOV BX,OFFSET DIGITAL ADD BX,CX MOV AL,BX MOV DX,288H OUT DX,AL ;播放該樂(lè)符 MOV BX,OFFSET FENPIN MOV AX,CX ADD AX,AX ADD B

20、X,AX ;計(jì)數(shù)，先低八位后高八位 MOV AX,BX MOV DX,280H OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL POP CX ;延時(shí)，持續(xù)播放 MOV AX,90HLOOP3: CALL DELAY1 DEC AX JNZ LOOP3 ;樂(lè)曲未結(jié)束時(shí)，CX加1 INC CX CMP CX,28H;共40個(gè)音符 JNZ JUM JMP LOOP1JUM: JMP PLAYEXIT: MOV AL,0 MOV DX,288H OUT DX,AL MOV AX,4C00H INT 21H CODE ENDS END START五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 按小鍵盤(pán)的0，播放預(yù)置音樂(lè)

21、,數(shù)碼管顯示音符對(duì)應(yīng)的數(shù)字18；2. 按小鍵盤(pán)的18，分別發(fā)出do,re,mi,fa,so,la,si,高音do，數(shù)碼管顯示按下的音符對(duì)應(yīng)的18數(shù)字；3. 按小鍵盤(pán)的9，數(shù)碼管熄滅，放音停止，返回dos；六、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)1. 在開(kāi)始用MUSIC存樂(lè)譜實(shí)現(xiàn)了代碼的多用性，可以直接在開(kāi)頭改變對(duì)應(yīng)數(shù)字來(lái)實(shí)現(xiàn)不同樂(lè)曲的演奏；2. 開(kāi)頭用DIGITAL存數(shù)碼管需要顯示的08數(shù)字，數(shù)碼管顯示原理參考實(shí)驗(yàn)三和四，不同點(diǎn)在于8255中C口為輸入，B口位選數(shù)碼管僅第一路亮；3. 實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)主要在小鍵盤(pán)與數(shù)碼管，8254的連接控制。獲得鍵盤(pán)輸入值的子程序參考了實(shí)驗(yàn)五的鍵盤(pán)掃描，其原理為先給第一行一個(gè)低電平，然后檢測(cè)哪

22、一列為低電平如第三列，則為坐標(biāo)（1,3）的按鍵被按下。若所有列均無(wú)低電平則給第二行低電平重復(fù)上述檢測(cè)；4. 在代碼中需加入延時(shí)程序以保證音樂(lè)播放的準(zhǔn)確性；5. 按鍵要加入防抖程序。原理為檢測(cè)按鍵是否達(dá)到一定時(shí)長(zhǎng)，如果達(dá)到則為按鍵，否則判斷為誤觸七、 實(shí)驗(yàn)收獲與心得體會(huì)通過(guò)本次試驗(yàn)熟悉了可編程定時(shí)器/計(jì)時(shí)器的使用。通過(guò)鍵盤(pán)，8254，數(shù)碼管的組合實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電子琴功能。在本次試驗(yàn)中只使用了0至9十個(gè)按鍵，有機(jī)會(huì)可以完善，如不同的按鍵可以播放不同的樂(lè)曲等。此外，本實(shí)驗(yàn)中防抖非常重要，第一次連接試驗(yàn)箱試驗(yàn)時(shí)沒(méi)有寫(xiě)入防抖程序?qū)е掳存I發(fā)音不對(duì)，后加入按鍵防抖程序問(wèn)題得以解決。這讓我想到了數(shù)電實(shí)驗(yàn)用VHDL

23、寫(xiě)打地鼠程序時(shí)也需要寫(xiě)防抖程序，體會(huì)到了編程的相通性以及編程中必須要面面俱到才能保證結(jié)果的正確穩(wěn)定。八、 思考題寫(xiě)出8253計(jì)數(shù)初值，輸入頻率和輸出頻率的關(guān)系：答：輸出頻率 = 輸入頻率/8253計(jì)數(shù)初值【四 串行通訊接口8251實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)十六 串行通訊8251一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解串行通訊的基本原理。 2、掌握串行接口芯片8251的工作原理和編程方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容基礎(chǔ)功能：1、按圖4-16-1連接好電路,(8251插通用插座)其中8254計(jì)數(shù)器用于產(chǎn)生8251的發(fā)送和接收時(shí)鐘，TXD和RXD連在一起。 2、編程: 從鍵盤(pán)輸入一個(gè)字符,將其ASCII碼加 1 后發(fā)送出去,再接收回來(lái)在屏

24、幕上顯示，（或?qū)?nèi)存制定區(qū)域內(nèi)存放的一批數(shù)據(jù)通過(guò)8251A的TXD發(fā)送出去，然后從RXD接收回來(lái)，并在屏幕上或數(shù)碼管上顯示出來(lái)。）實(shí)現(xiàn)自發(fā)自收。 擴(kuò)展功能：雙機(jī)通信，將發(fā)送端用小鍵盤(pán)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端用數(shù)碼管顯示接收的數(shù)據(jù)。三、 硬件接線圖及軟件程序流程圖1. 硬件接線圖（引用講義）2 軟件程序流程圖（引用講義）四、 源程序DATA SEGMENTSTRING DB 'TRANSLATE ','$'STRING1 DB 'RECEIVE ','$'STRING2 DB 0DH,0AH,'$'DATA ENDSSTAC

25、K SEGMENT STACK 'SATCK' DB 100 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK;延時(shí)子程序DELAY PROC NEAR PUSH CX MOV CX,100H WAIT0: LOOP WAIT0 POP CX RETDELAY ENDP;開(kāi)始START: MOV AX,DATA MOV DS,AX;8254初始化 MOV DX,283H MOV AL,16H ;0號(hào)計(jì)數(shù)器，讀低字節(jié)，方式3 OUT DX,AL CALL DELAY MOV DX,280H;計(jì)數(shù)器地址為280

26、H,計(jì)數(shù)初值為52 MOV AL,34H OUT DX,AL CALL DELAY;8251初始化 MOV DX,2B9H;控制端口 MOV AL,40H ;內(nèi)部復(fù)位命令 OUT DX,AL NOP CALL DELAY MOV AL,5EH ;方式控制字（01011110) OUT DX,AL MOV AL,37H ;命令控制字（00110111） OUT DX,AL CALL DELAY ;發(fā)送數(shù)據(jù)GOON: MOV DX,2B9H;讀狀態(tài)字 IN AL,DX TEST AL,01H JZ GOON ;緩沖區(qū)為空顯示提示語(yǔ)句否則繼續(xù)檢測(cè);顯示提示語(yǔ)句 MOV AH,09H MOV DX,OFFSET STRING INT 21H MOV AH,01H INT 21H;檢測(cè)