北郵微原硬件實驗

1、信息與通信工程學(xué)院微原硬件實驗報告姓名： 班級： 學(xué)號： 班內(nèi)序號： 【一 基本的I/O實驗】實驗一 I/O地址譯碼一、 實驗?zāi)康恼莆誌/O地址譯碼電路的工作原理。二、 實驗原理和內(nèi)容1、實驗電路如圖1-1所示，其中74LS74為D觸發(fā)器，可直接使用實驗臺上數(shù)字電路實驗區(qū)的D觸發(fā)器,74LS138為地址譯碼器。譯碼輸出端Y0Y7在實驗臺上“I/O地址“輸出端引出，每個輸出端包含8個地址，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輸出一個負(fù)脈沖。 圖1-1利用這個負(fù)脈沖控制L7閃爍發(fā)光（亮、滅、亮、滅、），時間間隔通過軟件延時實現(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、 實驗結(jié)果燈L7閃爍實驗二 簡單并行接口一、 實驗?zāi)康恼莆蘸唵尾⑿薪涌诘墓ぷ髟砑笆褂梅椒?。（選擇273進(jìn)行實驗）二、 實驗原理和內(nèi)容1、按下面圖1-2簡單并行輸出接口電路圖連接線路(74LS273插通用插座，74LS32用實驗臺上的“或門”)。74LS273為八D觸發(fā)器，8個D輸入端分別接數(shù)據(jù)總線D0D7，8個Q輸出端接LED顯示電路L0L7。 2、編程從鍵盤輸入一個字符或數(shù)字，將其ASC碼通過這個輸出接口輸出，根據(jù)8個發(fā)光二極管發(fā)光情況驗證正確性。3、接線：按圖1-2-1接線（圖中虛線為實驗所需接線，74LS32為實驗臺邏輯或門） 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、 實驗結(jié)果8個燈代表8位ASCII碼，燈亮代表1，燈滅代表0。當(dāng)從鍵盤輸入字母或字符時，8個燈顯示與輸入對應(yīng)的ASCII碼，按下ESC鍵則所有燈滅。六、 實驗總結(jié)接線時注意各個端口名稱不要接錯，接線完成之后可以用HQFC中的演示實驗驗證接線是否正確。實驗一中需要加入合理的延時子程序來實現(xiàn)燈的亮滅交替。七、 實驗收獲與心得體會第一次微原硬件實驗在參考講義和詢問老師的情況下了解到了基礎(chǔ)的硬件試驗箱操作方法，學(xué)會了通過電腦軟件編寫控制試驗箱的簡單步驟以及相關(guān)注意事項。【二 可編程并行接口8255實驗】實驗三 可編程并行接口

7、8255實驗四 七段數(shù)碼管一、 實驗?zāi)康膶嶒炄和ㄟ^實驗，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。實驗四：掌握數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理。二、 實驗原理和內(nèi)容實驗三：1、 實驗電路如圖2-1，8255C口接邏輯電平開關(guān)K0K7，A口接LED顯示電路L0L7。 2、 編程從8255C口輸入數(shù)據(jù)，再從A口輸出。 圖2-1實驗四：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)動輸入端adp相連，位碼驅(qū)動輸入端S0、S1 、S2、S3接PC0、PC1、PC2、PC3，編程在數(shù)碼管顯示學(xué)號的后四位0210。三、 硬件接線圖及軟件程序流程圖1. 硬

8、件接線圖實驗三實驗四2. 軟件程序流程圖實驗三實驗四四、 源程序（僅實驗三代碼）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 ;有鍵盤輸入，退出 JMP DIGITALEXIT:MOVAX,4C00H

11、INT21HCODEENDS END START 五、 實驗結(jié)果數(shù)碼管顯示了學(xué)號的后四位“0210”如圖所示。當(dāng)鍵盤有按鍵輸入時退出，數(shù)碼管滅。六、 實驗總結(jié)本次實驗中控制數(shù)碼管顯示的主要有兩個端口，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、 實驗收獲與心得體會初步了解可編程并行接口8255的簡單應(yīng)用；在實驗三中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)電實驗中VHDL語言控制數(shù)碼管有異曲同工之處，讓我體會到了編程思想的相同之處?！救?可編程定時器/計數(shù)8253實驗】實驗八 可編程定時器/計數(shù)器（8253/8254）一、 實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)掌握8253用作定時器的編程原理；二、 實驗原理和內(nèi)容1完成一個音樂發(fā)生器，通過喇叭或蜂鳴器放出音樂，并在數(shù)碼管上顯示樂譜。2擴(kuò)展部分：利用小鍵盤實現(xiàn)彈琴功能，并顯示彈奏的樂譜。 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 ;存放播放的樂曲音符NUM DB 00H,070H,0B0H,0D0H,0E0H ;檢測鍵盤輸入(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;延時子程序1DELAY PROC NEAR PUSH CX MOV CX,100H WAIT0: LOOP WAIT0 POP CX RETDELAY ENDP;延時子程序2DELAY1 PROC NEAR PUSH CX MOV CX,0FFFFH WAIT1: LOOP WAIT1 POP CX RETDELAY1

15、 ENDP;獲取鍵盤輸入值的子程序KEY PROC NEAR PUSH AX ;保護(hù)現(xiàn)場 PUSH CX PUSH DX MOV CX,00H ;從第一行開始掃描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 ;判斷是否有鍵盤按下 MOV AH,AL CALL DELAY IN AL,DX CMP AL,AH JNZ CHECK ;不相等說明為抖動，重新檢測;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;計算按下鍵盤的數(shù)值GOT: SUB CX,01H MOV AL,CL MOV DL,04H MUL DL ADD BL,AL SUB BL,01H ;此時BX中所存即為對應(yīng)的偏移量 POP DX ;恢復(fù)

17、現(xiàn)場 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LOOP1: CALL KEY CMP BX,0 ;按0播放音樂 JZ PLAY0 CMP BX,9 ;按9退出 JZ EXIT;按18發(fā)出對應(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;檢測鍵盤是否彈起 MOV AH,ALLOOP2: CALL DELAY IN AL,DX CMP AL,AH JZ LOOP2 ;

19、初始化8253，停止播放音樂 MOV AX,0H MOV DX,283H MOV AL,36H OUT DX,AL JMP LOOP1 ;播放音樂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 ;播放該樂符 MOV BX,OFFSET FENPIN MOV AX,CX ADD AX,AX ADD B

20、X,AX ;計數(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，持續(xù)播放 MOV AX,90HLOOP3: CALL DELAY1 DEC AX JNZ LOOP3 ;樂曲未結(jié)束時，CX加1 INC CX CMP CX,28H;共40個音符 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、 實驗結(jié)果1. 按小鍵盤的0，播放預(yù)置音樂

21、,數(shù)碼管顯示音符對應(yīng)的數(shù)字18；2. 按小鍵盤的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應(yīng)的18數(shù)字；3. 按小鍵盤的9，數(shù)碼管熄滅，放音停止，返回dos；六、 實驗總結(jié)1. 在開始用MUSIC存樂譜實現(xiàn)了代碼的多用性，可以直接在開頭改變對應(yīng)數(shù)字來實現(xiàn)不同樂曲的演奏；2. 開頭用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驗三和四，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. 實驗難點(diǎn)主要在小鍵盤與數(shù)碼管，8254的連接控制。獲得鍵盤輸入值的子程序參考了實驗五的鍵盤掃描，其原理為先給第一行一個低電平，然后檢測哪

22、一列為低電平如第三列，則為坐標(biāo)（1,3）的按鍵被按下。若所有列均無低電平則給第二行低電平重復(fù)上述檢測；4. 在代碼中需加入延時程序以保證音樂播放的準(zhǔn)確性；5. 按鍵要加入防抖程序。原理為檢測按鍵是否達(dá)到一定時長，如果達(dá)到則為按鍵，否則判斷為誤觸七、 實驗收獲與心得體會通過本次試驗熟悉了可編程定時器/計時器的使用。通過鍵盤，8254，數(shù)碼管的組合實現(xiàn)簡單的電子琴功能。在本次試驗中只使用了0至9十個按鍵，有機(jī)會可以完善，如不同的按鍵可以播放不同的樂曲等。此外，本實驗中防抖非常重要，第一次連接試驗箱試驗時沒有寫入防抖程序?qū)е掳存I發(fā)音不對，后加入按鍵防抖程序問題得以解決。這讓我想到了數(shù)電實驗用VHDL

23、寫打地鼠程序時也需要寫防抖程序，體會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、 思考題寫出8253計數(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計數(shù)初值【四 串行通訊接口8251實驗】實驗十六 串行通訊8251一、 實驗?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、 實驗原理和內(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計數(shù)器用于產(chǎn)生8251的發(fā)送和接收時鐘，TXD和RXD連在一起。 2、編程: 從鍵盤輸入一個字符,將其ASCII碼加 1 后發(fā)送出去,再接收回來在屏

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8251A的TXD發(fā)送出去，然后從RXD接收回來，并在屏幕上或數(shù)碼管上顯示出來。）實現(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;延時子程序DELAY PROC NEAR PUSH CX MOV CX,100H WAIT0: LOOP WAIT0 POP CX RETDELAY ENDP;開始START: MOV AX,DATA MOV DS,AX;8254初始化 MOV DX,283H MOV AL,16H ;0號計數(shù)器，讀低字節(jié)，方式3 OUT DX,AL CALL DELAY MOV DX,280H;計數(shù)器地址為280

26、H,計數(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)為空顯示提示語句否則繼續(xù)檢測;顯示提示語句 MOV AH,09H MOV DX,OFFSET STRING INT 21H MOV AH,01H INT 21H;檢測