北京郵電大學微機原理硬件實驗報告

1、 實驗報告一：I/0地址譯碼和簡單并行接口實驗一&實驗二一、 實驗目的掌握I/O地址譯碼電路的工作原理；掌握簡單并行接口的工作原理與使用方法。二、 實驗原理與容 a) I/0地址譯碼 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CPU執(zhí)行I/O指令且地址在280H2BFH圍，譯碼器選中，必有一根譯碼線輸出負脈沖。例如：執(zhí)行下面兩條指令MOV DX，2A0H OUT DX，AL（或IN

2、AL，DX）Y4輸出一個負脈沖，執(zhí)行下面兩條指令MOV DX，2A8H OUT DX，AL（或IN AL，DX）Y5輸出一個負脈沖。利用這個負脈沖控制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觸發(fā)器接 +5V Q/D觸發(fā)器接 L7（LED燈）或邏輯筆b) 簡單并行接口 1、按下面圖4-2-1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L

3、0L7。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、按下面圖4-2-2簡單并行輸入接口電路圖連接電路(74LS244插通用插座，74LS32用實驗臺上的“或門”)。74LS244為八緩沖器，8個數(shù)據(jù)輸入端分別接邏輯電平開關輸出K0K7，8個數(shù)據(jù)輸出端分別接數(shù)據(jù)總線D0D7。4、用邏輯電平開關預置某個字母的ASC碼，編程輸入這個ASC碼，并將其對應字母在屏幕上顯示出來。5、接線：1）輸出按圖4-2-1接線（圖中虛線為實驗所需接線，74LS32為實驗臺邏輯或門）2）輸入按圖4-2-2接線（圖中虛線為實驗所需接線，74LS32為實驗臺

4、邏輯或門）三、 硬件連線圖1、 I/O地址譯碼2.簡單并行接口四、 軟件程序流程圖1、 IO地址譯碼2、 簡單并行接口五、 源程序1、 IO地址譯碼STACK SEGMENT STACK STACK DB 100 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOV AX,DATA MOV DS,AX LOP: MOV DX,2A0H OUT DX,AL ;點亮燈 CALL DELAY ;延時 MOV DX,2A8H OUT DX,AL ;熄滅燈 CALL DELAY

5、 JMP LOPCODE ENDS END STARTDELAY PROC NEAR ;延時子程序 PUSH CX PUSH BX MOV BX,250 ;25065535LP2: MOV CX,0FFFFHLP1: LOOP LP1 DEC BX JNZ LP2 POP BX POP CX RETDELAY ENDP2、簡單并行接口電路STACK SEGMENT STACK STACK DB 100 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOV AX,DAT

6、A MOV DS,AXLOP: MOV AH,01H INT 21H CMP AL,1BH ;檢查是否按下退出esc鍵 JZ ENDING MOV DX,2A8H ;將ascii碼輸出 OUT DX,AL JMP LOPENDING:MOV AL,0 OUT DX,AL MOV AX,4C00H INT 21HCODE ENDS END START六、 實驗總結 在這三次實驗中出現(xiàn)的問題以與相應的解決方法如下： 實驗一：因為對D觸發(fā)器的特性有些遺忘，在編寫程序時犯了不少錯誤，最終通過請教助教解決了一些疑問，從而順利寫出了代碼。 實驗二：實驗二的程序邏輯比較簡單，但連線比較多，在實驗過程中，也多

7、次連錯了線，通過檢查糾正了連線錯誤，也很快完成了實驗。七、 實驗收獲與心得體會 這次實驗是第一次用匯編語言控制接口，因為理論課尚未講到相關容，做實驗時，上手地比較慢。通過實驗一實驗二，熟練了對IN、OUT指令的使用，對接口有了初步認識。同時通過研究譯碼電路，對“地址”也有了進一步的認識。實驗報告二：可編程并行接口8255的應用 實驗三&實驗四&實驗五一、 實驗目的1、 通過實驗，掌握8255工作于方式0以與設置A口為輸出口，C口為輸入口的方法。、2、 掌握數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理。3、 掌握8255控制鍵盤與顯示電路的基本功能與編程方法；掌握一般鍵盤和顯示電路的工作原理。二、 實驗原理與容a)實驗

8、三、實驗電路如圖4-3-1，8255C口接邏輯電平開關K0K7，A口接LED顯示電路L0L7。、編程從8255C口輸入數(shù)據(jù)，再從A口輸出。3、接線：PC7PC0/8255 接 K7K0/邏輯電平開關PA7PA0/8255 接 L7L0/LED顯示CS/8255 接 Y1/IO地址b)實驗四、靜態(tài)顯示:按4-4-1連接好電路，將8255的A口PA0PA7分別與七段數(shù)碼管的段碼驅動輸入端adp相連，位碼驅動輸入端S0、S1 、S2、S3接PC0、PC1、PC2、PC3，編程在數(shù)碼管顯示自己的學號的后四位。（或編程在數(shù)碼管上循環(huán)顯示“00-99”，位碼驅動輸入端S0、S1 接PC0、PC1；S2、S

9、3接地。）2、接線： PA7PA0/8255 接 dpa/LED數(shù)碼管PC3PC0/8255 接 S3S0/LED數(shù)碼管CS/8255 接 Y1/IO地址C）實驗五1、編程：使得在小鍵盤上每按一個健，4位數(shù)碼管上顯示出相應字符，它們的對應關系如下：2、接線： PC7PC0 /8255 接行3列0 /4X4鍵盤PA7PA0 /8255 接 dpa /LED數(shù)碼管CS/8255 接 Y1 /IO地址PB3PCB/8255 接 S3S0/LED數(shù)碼管（或哪位數(shù)碼管要顯示則位選 S 接 +5V 即高電平，不想顯示的數(shù)碼管 S接 GND 即低電平）三、 硬件連線圖a) 實驗三b) 實驗四c) 實驗五四、

10、 軟件流程圖a) 實驗三b) 實驗四c) 實驗五五、 源程序a） 實驗三STACK SEGMENT STACK STACK DB 100 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,10001001B ;A口輸出C口輸入，工作方式為00 MOV DX,28BH ;控制端口地址 OUT DX,AL ;8255初始化，寫入工作方式控制字 LOP: MOV DX,28AH ;將開關狀態(tài)讀入 IN AL,DX MOV

11、 DX,288H ;講狀態(tài)輸出到A口 OUT DX,AL MOV AH,0BH ;檢測鍵盤狀態(tài) INT 21H CMP AL,0FFH ;如果鍵盤上有輸入則停止程序JZ ENDINGJMP LOPENDING:MOV AL,0 MOV DX,288H OUT DX,AL MOV AX,4C00H INT 21HCODE ENDS END STARTb） 實驗四STACK SEGMENT STACK STACK DB 100 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART

12、:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,10000000B MOV DX,28BH OUT DX,AL;8255初始化LOP: MOV AL,3FH; 將0的段碼輸出給A口 MOV DX,288H OUT DX,AL MOV AL,08H;輸出位碼給C口 MOV DX,28AH OUT DX,AL CALL DELAY;延時程序 MOV AL,06H ;將1的段碼輸出的A口 MOV DX,288H OUT DX,AL MOV AL,04H ;輸出選通位碼 MOV DX,28AH OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,7FH ;將8的段碼輸出的A口 MOV

13、DX,288H OUT DX,AL MOV AL,02H;輸出選通位碼 MOV DX,28AH OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,06H;將8的段碼輸出的A口 MOV DX,288H OUT DX,AL MOV AL,01H ;輸出選通位碼 MOV DX,28AH OUT DX,AL call DELAY MOV AH,0BH ;檢查鍵盤是否有輸入 INT 21H CMP AL,0ffh JZ ENDING ;有則退出 JMP LOPENDING: MOV AL,00H MOV DX,28AH OUT DX,AL MOV AX,4C00H INT 21HDELAY PRO

14、C NEAR PUSH CX PUSH BX MOV BX,005H ;25065535LP2: MOV CX,0fFFFHLP1: LOOP LP1 DEC BX JNZ LP2 POP BX POP CX RETDELAY ENDPCODE ENDS END STARTc） 實驗五STACK SEGMENT STACK STACK DB 100 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTKEYVALUE DB 71H,7CH,07H,4FH ;鍵盤值對應的段碼表,LINE0 DB 79H,77H,7DH,5BH ;LINE1 DB 5EH,6FH,6DH,06H ;LINE2

15、 DB 39H,7FH,66H,3FH ;LINE3ROW DB 0EFH,0DFH,0BFH,7FH DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,10000001B;C口高4位接鍵盤行輸出，低4位列輸入，A口輸出 MOV DX,28BH OUT DX,AL LEA BX,KEYVALUE MOV SI,0SCANROW:MOV AL,ROWSI ;掃描行 MOV DX,28AH OUT DX,AL ;輸出行 CALL DELAY ;延遲消抖 IN AL,DX ;

16、讀取列 AND AL,0FH CMP AL,0FH JZ NEXT ;此行無鍵按下 CMP AL,0EH JZ LINE0 ;按下第0列的鍵 CMP AL,0DH JZ LINE1;按下第1列的鍵 CMP AL,0BH JZ LINE2;按下第2列的鍵 JMP LINE3NEXT: INC SI CMP SI,4 NEXT1 MOV SI,0NEXT1:JMP SCANROWLINE0:MOV CL,BX+SI+0;查表或許按下的鍵相應的輸出段碼 JMP OUTPUTLINE1:MOV CL,BX+SI+4 JMP OUTPUTLINE2:MOV CL,BX+SI+8 JMP OUTPUTLI

17、NE3:MOV CL,BX+SI+12OUTPUT:CMP CL,3FH ;檢查是否是0，是0就退出 JZ ENDING MOV AL,CL MOV DX,288H ;傳送段碼給A口 OUT DX,AL MOV AL,01H ;傳送位碼給B口 MOV DX,289H OUT DX,AL MOV SI,0 JMP SCANROW ;繼續(xù)掃描ENDING:MOV AL,00 MOV DX,289H OUT DX,AL MOV AX,4C00H INT 21HDELAY PROC NEAR PUSH CX PUSH BX MOV BX,1 ;25065535LP2: MOV CX,0FFFHLP1:

18、 LOOP LP1 DEC BX JNZ LP2 POP BX POP CX RETDELAY ENDPCODE ENDS END START六、 實驗總結在這三次實驗中出現(xiàn)的問題以與相應的解決方法如下：實驗三：一開始沒法用開關控制LED的亮滅，程序一運行就直接退出了，檢查代碼發(fā)現(xiàn)自己的退出條件寫錯了，修改后就能正常工作了。實驗四：四個數(shù)碼管顯示不正常，四個數(shù)字都沒法穩(wěn)定的顯示，經過調整延時的大小，能夠使后兩個數(shù)碼管正常顯示，但前兩個數(shù)碼管不受控制，最后發(fā)現(xiàn)是前兩個數(shù)碼管壞了。實驗五：按下的鍵與數(shù)碼管中顯示的圖形不一樣，經過檢查代碼和實驗箱，發(fā)現(xiàn)代碼中按鍵對應的段碼表行列順序與實驗箱不一致，經

19、過調整，解決了不一致的問題。七、 實驗收獲與心得體會這三次實驗都是圍繞著8255并行接口做一些小的應用，其中實驗三與實驗四邏輯比較簡單，實驗五稍微難一點，因為理論課還未講到接口部分，硬件實驗需要自己自學接口電路，但從中收獲了不少知識，大致明白了如何使用一個接口芯片，學會了自己看手冊，根據(jù)說明來編程使用接口電路，對地址有了更深刻的理解。代碼都是實驗前自己課下獨立編寫的，因此上實驗室操作時比較順利，但也遇到了一些小錯誤，但也都獨立解決了，在這樣的一個過程中，增強了自己的學習能力和獨立解決問題的能力。實驗報告三：可編程定時器/計數(shù)器（8253/8254）一、實驗目的學習掌握8253用作定時器的編程原

20、理；二、實驗原理與容（1）8253應用小結8253和8254都是可編程計數(shù)器，它們的引腳兼容，功能與使用方法一樣。8254是8253的改進型。18253初始化使用8253前，要進行初始化編程。初始化編程的步驟是：向控制寄存器端口寫入控制字對使用的計數(shù)器規(guī)定其使用方式等。向使用的計數(shù)器端口寫入計數(shù)初值。28253控制字D7D600：使用0號計數(shù)器，D7D601：使用1號計數(shù)器D7D610：使用2號計數(shù)器，D7D611：無效D5D400：鎖存當前計數(shù)值D5D401：只寫低8位（高8位為0），讀出時只讀低8位D5D410：只寫高8位（低8位為0），讀出時只讀高8位D5D411：先讀/寫低8位，后讀/

21、寫高8位計數(shù)值D3D2D1000：選擇方式0，D3D2D1001：選擇方式1 D3D2D1X10：選擇方式2，D3D2D1X11：選擇方式3 D3D2D1100：選擇方式4，D3D2D1101：選擇方式5 D00：計數(shù)初值為二進制，D01：計數(shù)初值為BCD碼數(shù)（2）實驗電路1、按圖4-8-1虛線連接電路2、接線： CS /8253 接 Y0 /IO 地址GATE0 /8253 接 +5V CLK0 /8253 接 1M時鐘OUT0 /8253 接喇叭或蜂鳴器（3）實驗容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擴展部分：利用小鍵盤實現(xiàn)彈琴功能，并顯示彈奏的樂譜。注

22、意：8253輸入頻率應小于2MHz。三、硬件連線圖四、軟件流程圖1、主程序流程2、 放音子程序流程3、 彈琴子程序流程4、五、源程序STACK SEGMENT STACK STACK DB 100 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTINPUTINFO DB 0AH,0DH,Please choose mode:1 is playing music;2 is spieling,0AH,0DH DB $ERROR_INFO DB 0AH,0DH,illegal input,please input again!,0AH,0DH,$TONE DW 3906,3472,3125,

23、2932,2604,2347,2083 ;音調1-7 計數(shù)初始值TIME DW 1000H,1000H,1000H,2000H,2000H,4000H,4000H ;持續(xù)時間DUANMA DB 06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;與樂譜所對應的數(shù)碼管段碼 KEYVALUE DB 71H,7CH,07H,4FH ;鍵盤值對應的段碼表,LINE0 DB 79H,77H,7DH,5BH ;LINE1 DB 5EH,6FH,6DH,06H ;LINE2 DB 39H,7FH,66H,3FH ;LINE3TUNEK DW 0,0,2083,3125 DW 0,0,2347,3472

24、 DW 0,0,2604,3906 DW 0,0,2932,0ROW DB 0EFH,0DFH,0BFH,7FH DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,10000001B;8255初始化；C口高4位接鍵盤行輸出，低4位列輸入，A口輸出 MOV DX,28BH OUT DX,AL MOV AL,00110110B ;8253初始化,工作方式3，使用計時器0 MOV DX,283H OUT DX,ALBEGIN:MOV AH,09H ;輸入提醒，選擇放音或彈琴模

25、式或者退出程序 LEA DX,INPUTINFO INT 21H MOV AH,01H INT 21H CMP AL,1 JZ PLAY_MUSIC CMP AL,2 JZ SPIELING CMP AL,1BH JZ ENDING JMP INPUT_ERROR ;輸入檢錯INPUT_ERROR:MOV AH,09H LEA DX,ERROR_INFO INT 21H JMP BEGINPLAY_MUSIC:CALL PLAYMUSIC JMP BEGINSPIELING:CALL SPIELINGP JMP BEGINENDING: MOV AX,4C00H INT 21HPLAYMUSI

26、C PROC PUSH SI ;保護現(xiàn)場數(shù)據(jù) PUSH DI PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX LEA SI,TONE ;音調表 LEA DI,TIME ;每一個音調持續(xù)時間表 LEA BX,DUANMA;段碼表 MOV CX,7 ;循環(huán)控制變量賦值LOP1: MOV AX,SI ;計數(shù)器賦值 MOV DX,280H; 計時器0的地址 OUT DX,AL ;先寫入低八位，再寫入高八位 MOV AL,AH OUT DX,AL INC SI INC SI MOV AL,BX ;在數(shù)碼管上顯示樂譜 MOV DX,288H ;8255A口地址 OUT DX,AL INC

27、BX MOV AL,01H ;傳送位碼給B口 MOV DX,289H OUT DX,AL MOV AX,DI;延遲，AX為入口參數(shù) CALL DELAY INC DI INC DI MOV AH,0BH ;檢測鍵盤是否有輸入，有則跳出 INT 21H CMP AL,0FFH JZ POUT LOOP LOP1 LEA SI,TONE LEA DI,TIME LEA BX,DUANMA MOV CX,7 ;重新循環(huán) JMP LOP1POUT: POP DX POP CX POP BX POP AX POP DI POP SI RETPLAYMUSIC ENDPSPIELINGP PROC PUS

28、H AXPUSH BXPUSH CXPUSH DXPUSH BPPUSH SIPUSH DI LEA BX,KEYVALUE LEA BP,TUNEK MOV SI,2;只掃描2，3行（0123 4567）SCANROW:MOV AL,ROWSI ;掃描行 MOV DX,28AH OUT DX,AL ;輸出行 PUSH AX MOV AX,1 CALL DELAY ;延遲消抖 POP AX IN AL,DX ;讀取列 AND AL,0FH CMP AL,0FH JZ NEXT ;此行無鍵按下 CMP AL,0EH JZ LINE0 CMP AL,0DH JZ LINE1 CMP AL,0BH

29、JZ LINE2 JMP LINE3NEXT: MOV AL,36H ;鍵盤彈起，對8253重新初始化，是蜂鳴器停止發(fā)音 MOV DX,283H OUT DX,AL INC SI CMP SI,4 NEXT1 MOV SI,2NEXT1:JMP SCANROWLINE0:MOV CL,BX+SI+0 ;查表 MOV DI,SI SHL DI,1 MOV AX,DS:BP+DI+0 JMP OUTPUTLINE1:MOV CL,BX+SI+4 MOV DI,SI SHL DI,1 MOV AX,DS:BP+DI+8 JMP OUTPUTLINE2:MOV CL,BX+SI+8 MOV DI,SI

30、 SHL DI,1 MOV AX,DS:BP+DI+16 JMP OUTPUTLINE3:MOV CL,BX+SI+12 MOV DI,SI SHL DI,1 MOV AX,DS:BP+DI+24OUTPUT:CMP CL,3FH ;檢查是否是0，是0就退出 JZ ENDSP MOV DX,280H ; 輸出數(shù)據(jù)給計數(shù)器 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL MOV AL,CL ;數(shù)碼管顯示樂譜 MOV DX,288H ;傳送段碼給A口 OUT DX,AL MOV AL,01H ;傳送位碼給B口 MOV DX,289H OUT DX,AL JMP SCANROW ;繼續(xù)掃

31、描ENDSP:POP DI POP SI POP BP POP DX POP CX POP BX POP AX RETSPIELINGP ENDPDELAY PROC NEAR PUSH CX PUSH AX ; MOV AX,1 ;25065535LP2: MOV CX,08FFHLP1: LOOP LP1 DEC AX JNZ LP2 POP AX POP CX RETDELAY ENDP CODE ENDS END START六、實驗總結在本次實驗中主要出現(xiàn)了如下問題：延遲函數(shù)沒處理好，在本次實驗中，我將彈琴功能和放音功能寫在同一個程序中，兩個部分都需要使用到延遲函數(shù)，在放音子程序中，延

32、遲函數(shù)起到控制音調持續(xù)時間長短的作用，在彈琴功能中，延遲函數(shù)主要起鍵盤消抖的作用。不同的作用所要求的延遲時間長短不一樣，一開始沒注意到這個問題，導致放出來的音樂很刺耳。七、實驗收獲與心得體會本次實驗主要容是使用8254定時器來播放音樂，經過前幾次實驗，自己對接口電路的使用越來越熟練，按照手冊對接口電路進行初始化和讀寫即可。實驗過程也并不是一帆風順，出現(xiàn)了一些錯誤，通過解決代碼中的錯誤，我的調試能力得到了很大的鍛煉，也變得更加有耐心去解決一些問題。實驗報告四：串行通訊8251一、 實驗目的1、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、 實驗原理與容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,再接收回來在屏幕上顯示，（或將存制定區(qū)域存放的一批數(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。3、接線： CLK0 /8254 接 1M時鐘GATE0 /8254 接 +5V 0UT0 /8254 接 TX/RXCLK /8251 CS /8254 接 Y0 /IO地址CS /8251 接 Y7 /IO地址