武漢理工實驗指導書-微機原理及接口技術

1、?微機原理及接口技術B?實驗指導書實驗設備一一唐都TD-PITE 80X86微機原理及接口技術微機實驗平臺。每套設備包 括實驗箱一臺、配備安裝有Wmd86聯(lián)機操作軟件的 PC微機一臺、連接線及電源線。圖2 唐都TD-PITE實驗箱圖3唐都TD-PITE實驗箱布局圖-叩-J申 +IKS-W2電纜ri臂朋儀曙PC磁機圖1實驗平臺連接示意圖圖4 Wmd86聯(lián)機操作軟件操作步驟：1、翻開電腦。2、插好實驗平臺電源線。3、通過串口連接線連接實驗箱與微機。4、翻開Wmd86聯(lián)機操作軟件。5、檢查端口是否選擇好。6、進行實驗接線。7、錄入?yún)R編程序。8、編譯、鏈接、下載，觀察結果。實驗一定時器的使用1實驗目的

2、和意義熟悉接口試驗箱的使用環(huán)境。體會接口電路通過外部總線與處理器連接原理。掌握可編程芯片8253的編程方法。2實驗設備PC機一臺，TD-PITE實驗裝置一套。3實驗內(nèi)容1、 編寫程序，將 8254的計數(shù)器0和計數(shù)器1都設為方式 3,用信號源1MHz作 為CLK0時鐘，OUT0為波形輸出1ms方波，再通過 CLK1輸入，OUT1輸出1s方波。2、 編寫程序，將8254的計數(shù)器0設為方式3，計數(shù)值為十進制數(shù) 4，用單次脈沖 KK1 +作為 CLK0時鐘,OUT0連接 MIR7，每當KK1 +按動5次后產(chǎn)生中斷請求，在Wmd86 程序運行結果欄上顯示字符 M。改變計數(shù)值，驗證 8254的計數(shù)功能。4

3、背景知識18254的功能?8253具有三個獨立的16位計數(shù)器0#2#通道；? 每個通道有6種工作方式；? 可以進行二進制或十進制計數(shù)，計數(shù)方式為減1計數(shù)。最高計數(shù)頻率2.6MHZ28254的內(nèi)部結構和外部引腳C1 “cwm GNDt'LkoGATE0OUP>il EI 器0IO 怙RAH A ICSItDO 呎=):和擺沖5S圖1.1 8254內(nèi)部結構7 0 3 4 3 T-* DnDDDDD CLKI CATEI OUTIVLT LtWAn EtDoSA) 人0CLI OL 12(rAT?21C K JGATE!OLTT)圖1.2 8254外部引腳38254的工作方式方式0:計

4、數(shù)到0結束輸出正躍變信號方式。方式1:硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)方式。方式2:頻率發(fā)生器方式。方式3:方波發(fā)生器。方式4:軟件觸發(fā)選通方式。方式5:硬件觸發(fā)選通方式。4初始化編程的原那么：先寫入控制字、再設置計數(shù)初值。 方式命令的作用：對 8253進行初始化，鎖存當前計數(shù)值。5設置計數(shù)初始值?是寫全字節(jié)，還是只寫低字節(jié)或高字節(jié)。?定時器初始值確實定：計數(shù)初值n時間常數(shù)與定時時間t及輸入時鐘脈沖周期 Tclk之間的關系是：n = t / T clk計數(shù)初值n時間常數(shù)與輸入脈沖頻率fcLK及輸出波形頻率f0UT之間的關系是:n = f OUl/ f CLK68254控制字8254的控制字有兩個：一個用來設臵

5、計數(shù)器的工作方式，稱為方式控制字；另一個用來設臵讀回命令，稱為讀回控制字。這兩個控制字共用一個地址，由標識位來區(qū)分。8254的方式控劃學榕式D7DbD5 |D4U3 D2 D1DO計戟器還擇諫廠弓幡式遼邦1：作方式M計數(shù)瑪制選擇0D-計數(shù)春0 01-11數(shù)爲12-計數(shù)黠211-讀出控制D0 鈾存計數(shù)備 01 諛/寫低&位10- 讀/寫高8位11- 光讀廠弔低E位8 位00。一方式0001方式1010-方式2011方式3100 右式4101- 方式50-二進刮數(shù)1- Ht制數(shù)表1.2 眇舁讀岀揑鍬武D7DfiD5D4D3D2D1no110-諛存計賦0猱心狀態(tài)怙息計數(shù)器選擇周方式種制了0表

6、1.377吮門亍蒂止D7DbD5D4 D3 D2 D1D0OUT引脾理行伏態(tài)1-A電平0 低電怡計貌初慣咼否浪人】一無竝計數(shù)0 計數(shù)右嫂計數(shù)藩方式同方式控制字7實驗原理圖CQI-D0000 0 000 o o &IWEeMIMA恥 Mcs畑稅1111DI恫IU忻OATEO*mniOATE L (XKiOLTT2 -UATEJ -CLK2 川口兀叮2L1J<2OL5I!CJSTM -0I KH-o om-O LiAThLO LLiCi圖1.35實驗步驟1. 編寫程序，將8254的計數(shù)器0和計數(shù)器1都設臵為方式3，用信號源1MHz作為CLK0 時鐘，OUT0為波形輸出1ms方波，再通

7、過 CLK1輸入，OUT1輸出1s方波。1按以下圖接線。niriBOUCLKJliATE :m .&OI vcc° 恂尙Iff熄Eh圖1.4實驗接線圖xnum)hii兀忙I如UJiKf2根據(jù)實驗內(nèi)容，編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)。3單擊E0按鈕，運行實驗程序,8254的0UT1會輸出1s 的方波。4用示波器觀察波形的方法：單擊虛擬儀器菜單中的按鈕或直接單擊工具欄的按鈕，在新彈出的示波器界面上單擊/_ 按鈕運行示波器,就可以觀測出0UT1輸出的波形。實驗程序清單A82542.ASMA8254 EQU 0600HB8254 EQU 0602HC8254 EQU 060

8、4HCON8254 EQU 0606HSSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUPSSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE;8254START: MOV DX, CON8254MOV AL, 36H; 計數(shù)器0 ,方式3OUT DX, ALMOV DX, A8254MOV AL, 0E8HOUT DX, ALMOV AL, 03HOUT DX, AL;8254計數(shù)器1，方式3MOV DX, CON8254MOV AL, 76H;OUT DX, ALMOV DX, B8254MOV AL, 0E8HOUT DX, ALMOV AL, 03HOUT

9、DX, ALAA1: JMP AA1CODE ENDSEND START2計數(shù)應用實驗編寫程序，將8254的計數(shù)器0設臵為方式3，計數(shù)值為十進制數(shù) 4，用單次脈沖KK1 +作為CLK0時鐘，OUT0連接MIR7,每當KK1 +按動5次后產(chǎn)生中斷請求，在屏幕上顯 示字符？ M?o實驗步驟：1按以下圖實驗接線。圖 1.5 實驗接線圖2編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)。3運行程序，按動 KK1+產(chǎn)生單次脈沖，觀察實驗現(xiàn)象。 4改變計數(shù)值，驗證 8254 的計數(shù)功能。實驗程序清單 A82541.ASMA8254 EQU 06C0HB8254 EQU 06C2HC8254 EQU 06C4HCO

10、N8254 EQU 06C6HSSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, SS:SSTACKSTART: PUSH DSMOV AX, 0000HMOV DS, AXMOV AX, OFFSET IRQ7 ; 取中斷入口地址MOV SI, 003CH; 中斷矢量地址MOV SI, AX ; 填 IRQ7 的偏移矢量MOV AX, CS ; 段地址MOV SI, 003EHMOV SI, AX ; 填 IRQ7 的段地址矢量CLIPOP DS; 初始化主片 8259MOV AL, 11HOUT 20

11、H, AL ;ICW1MOV AL, 08HOUT 21H, AL ;ICW2MOV AL, 04HOUT 21H, AL ;ICW3MOV AL, 01HOUT 21H, AL ;ICW4MOV AL, 6FH ;OCW1OUT 21H, AL;8254MOV DX, CON8254MOV AL, 10H ; 計數(shù)器 0 ，方式 0OUT DX, ALMOV DX, A8254MOV AL, 04HOUT DX, ALSTIAA1: JMP AA1IRQ7: MOV DX, A8254MOV AL, 04HOUT DX, ALMOV AX, 014DHINT 10H ; 顯示字符 MMOV

12、AX, 0120HINT 10HMOV AL, 20HOUT 20H, AL ; 中斷結束命令IRETCODE ENDSEND START實驗二并行接口 Intel8255A的方式0應用1實驗目的和意義學習并掌握 8255的工作方式及其應用。掌握8255典型應用電路的接法。掌握程序固化及脫機運行程序的方法。2實驗設備PC機一臺，TD-PITE實驗裝置一套。3實驗內(nèi)容1. 根本輸入輸出實驗。編寫程序，使8255的A 口為輸入，B 口為輸出，完成撥動開關到數(shù)據(jù)燈的數(shù)據(jù)傳輸。要求只要開關撥動，數(shù)據(jù)燈的顯示就發(fā)生相應改變。2. 流水燈顯示實驗。編寫程序，使8255的A 口和B 口均為輸出，數(shù)據(jù)燈D7D

13、0由左向右，每次僅亮一個燈，循環(huán)顯示，D15D8與D7D0正相反，由右向左，每次僅點亮一個燈，循環(huán)顯示。4.背景知識18255的功能有三個輸入輸出端口 ：端口 A，端口 B，端口 C每個端口可編程設定為輸入端口或輸出端口，并可設定為不同的工作方式。端口 C可作為一個獨立的端口使用，但常常是配合A 口和B 口工作，為這兩個端口的輸入輸出操作提供聯(lián)絡信號。28255內(nèi)部結構及外部引腳圖2.1 8255內(nèi)部結構麻沖l*A4 PA3 PA6PA7 ：=RTFT圖2.2 8255外部引腳38255A有3種工作方式：方式 0，方式I和方式2。方式0無條件傳送外設始終做好了準備方式1應答發(fā)式傳送查詢、中斷方

14、式2雙向應答發(fā)式傳送查詢、中斷48255工作方式控制字和 C 口按位置位/復位控制字格式如以下圖所示。門1掙 | D* |【乂 DI 12 D. g口 LJ 需“f*RM o «m i 人D3D2D I0 Q | O I 0r i.嘟砸 ottdi i悔人AHO詩;岀 i 入h A-i+*00 6dto ol A AlIk 2D2L什力£忡制字lb、crnjfr費恆忡丿圮*忡闇申圖2.38255控制字5實驗原理圖LmnlQZRCMM E 席ADAIr圖2.4實驗原理圖5實驗步驟1. 根本輸入輸出實驗本實驗使 8255端口 A工作在方式 0并作為輸入口，端口 B工作在方式 0

15、并作為 輸出口。用一組開關信號接入端口 A，端口 B輸出線接至一組數(shù)據(jù)燈上， 然后通過對8255 芯片編程來實現(xiàn)輸入輸出功能。具體實驗步驟如下述：1實驗接線圖如以下圖，按圖連接實驗線路圖。KW OO M圖2.5實驗接線圖2編寫實驗程序，經(jīng)編譯、連接無誤后裝入系統(tǒng)。3運行程序，改變撥動開關，同時觀察LED顯示，驗證程序功能。4點擊？調(diào)試？下拉菜單中的？固化程序？項，將程序固化到系統(tǒng)存儲器中。5將短路跳線 JDBG的短路塊短接到 RUN端，然后按復位按鍵，觀察程序是否正常 運行；關閉實驗箱電源，稍等后再次翻開電源，看固化的程序是否運行，驗證程序功能。6實驗完畢后，請將短路跳線JDBG的短路塊短接到

16、 DBG端。實驗程序清單A82551.ASMSSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUPSSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0646HMOV AL, 90HOUT DX, ALAA1:MOV DX, 0640HIN AL, DXCALL DELAYMOV DX, 0642HOUT DX, ALJMP AA1DELAY:PUSH CXMOV CX, 0F00HAA2:PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START2. 流水燈顯示實驗使8255的A 口和B 口均為輸出

17、，數(shù)據(jù)燈 D7D0由左向右，每次僅亮一個燈，循環(huán)顯 示，D15D8與D7D0正相反，由右向左，每次僅點亮一個燈，循環(huán)顯示。實驗步驟如 下所述：1按圖連接實驗線路圖。ICY1 aCC5 iL235fi >_圖2.6實驗線路圖2編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)。 3運行程序，觀察 LED 燈的顯示，驗證程序功能。 4自己改變流水燈的方式，編寫程序。5固化程序并脫機運行。實驗程序清單 A82552.ASM SSTACK SEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0646HMO

18、V AL, 80HOUT DX, ALMOV BX, 8001HAA1:MOV DX, 0640HMOV AL, BHOUT DX, ALROR BH, 1MOV DX, 0642HMOV AL, BLOUT DX, ALROL BL, 1CALL DELAYCALL DELAYJMP AA1DELAY: PUSH CXMOV CX, 0F000HAA2: PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START實驗三 A/D及D/A轉(zhuǎn)換器應用1實驗目的和意義替換理解模/數(shù)、數(shù)模信號轉(zhuǎn)換的根本原理。掌握模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的使用方法。掌握 DAC

19、0832的使用方法。2實驗設備PC機一臺，TD-PITE實驗裝置一套。3實驗內(nèi)容1. 數(shù)/模轉(zhuǎn)換。要求產(chǎn)生方波，并用示波器觀察電壓波形。2. 模/數(shù)轉(zhuǎn)換。將ADC單元中提供的0V5V信號源作為 ADC0809的模擬輸入量， 進行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結果通過變量進行顯示。4.背景知識(1) D/A轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器是一種將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的器件，其特點是：接收、保持和轉(zhuǎn)換的數(shù) 字信息，不存在隨溫度、時間漂移的問題，其電路抗干擾性較好。大多數(shù)的D/A轉(zhuǎn)換器接口設計主要圍繞 D/A集成芯片的使用及配臵響應的外圍電路。DAC0832是8位芯片。二三三二CSSD3詼器FBND wsRR:12 3 46 6

20、 7 3 91009007 65 4321ILE WR2 XREF X 35IOUT2IOUT1圖3.1 DAC0832引腳圖寸g1|.圖3.2 DAC實驗單元電路圖(2) A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809包括一個8位的逐次逼近型的 ADC局部，并提供一個 8通道的模擬多路 開關和聯(lián)合尋址邏輯。用它可直接輸入8個單端的模擬信號，分時進行 A/D轉(zhuǎn)換，在多點巡回檢測、過程控制等應用領域中使用非常廣泛。1INJIM282273imjn4254AO/I WABN7APORSTARTADDC£OCALL.lihtm2462i731321QrtnnA3舊CLOCKD5veeruVKFF(+jmDID

21、J11IS1217IJlb1415圖3.3 ADC0809引腳圖 Jr.22右LLk圖3.4 ADC實驗單元電路圖5實驗步驟1.數(shù)/模轉(zhuǎn)換。要求產(chǎn)生方波，并用示波器觀察電壓波形。(1)實驗接線圖如以下圖，按圖連接實驗線路圖。圖3.5實驗接線圖編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)。單擊按鈕，運行實驗程序，用示波器測量DA的輸出，觀察實驗現(xiàn)象。用示波器觀察波形的方法：單擊虛擬儀器菜單中的按鈕或直接單擊工具欄的按鈕，在新彈出的示波器界面上單擊按鈕運行示波器，觀測實驗波形。(5)自行編寫實驗程序，產(chǎn)生三角波形，使用示波器觀察輸出，驗證程序功能。產(chǎn)生方波程序如下DA2.ASM:SSTACK SEGM

22、ENT STACKDW 32 DUPSSTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV AX, OOH;產(chǎn)生方波MOV DX, 600HAA1: MOV AL, 00HOUT DX, ALCALL DELAYMOV AL, 7FHOUT DX, ALCALL DELAYJMP AA1DELAY:PUSH CXMOV CX,0FF00HAA2:PUSH AXPOP AXLOOP AA2POP CXRETCODE ENDSEND START2. 模/數(shù)轉(zhuǎn)換。將 ADC單元中提供的 0V5V信號源作為 ADC0809的模擬輸入量，進 行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結果

23、通過變量進行顯示。(1)按圖連接實驗線路。KmXDlHOW#IOUIL>YlC1K推、蚱址也申X圖3.6實驗連線圖(2) 編寫實驗程序，經(jīng)編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)。(3) 將變量 VALUE 添加到變量監(jiān)視窗口中。(4) 在JMP START語句行設臵斷點，使用萬用表測量 ADJ端的電壓值，計算對應的采樣 值，然后運行程序。(5) 程序運行到斷點處停止運行，查看變量窗口中 VALUE的值，與計算的理論值進行比較，看是否一致可能稍有誤差，相差不大。(6) 調(diào)節(jié)電位器，改變輸入電壓，比擬VALUE與計算值，反復驗證程序功能。實驗程序清單AD1.ASMSSTACK SEGMENT STACKD

24、W 64 DUP(?)SSTACK ENDSPUBLIC VALUE；設臵全局變量以便變量監(jiān)視DATA SEGMENTVALUE DB ?;AD轉(zhuǎn)換結果DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, DS:DATASTART: MOV AX, DA TAMOV DS, AXMOV DX, 640H;啟動 AD 采樣OUT DX, ALCALL DALL YIN AL, DX ;讀AD 采樣結果MOV V ALUE, AL;將結果送變量JMP START;在此處設臵斷點 , 觀察變量窗口中的 VALUE 值DALL Y: PUSH CX;延時程序PUSH AXMOV C

25、X, 100HA5:MOV AX, 0800HA6: DEC AXJNZ A6LOOP A5POP AXPOP CXRETCODE ENDSEND START實驗四串行接口應用1實驗目的和意義掌握8251的工作方式及應用。了解有關串口通訊的知識2實驗設備PC機一臺，TD-PITE實驗裝置一套。3實驗內(nèi)容1自收自發(fā)實驗，將 3000H起始的10個單元中的初始數(shù)據(jù)發(fā)送到串口，然后自接收并保 存到4000H起始的內(nèi)存單元中。4背景知識8251是可編程的串行通信接口，可以管理信號變化范圍很大的串行數(shù)據(jù)通信。18251的內(nèi)部結構及外部引腳2 3 D D 4 5 6 7DD2SNDDDDRGT心 UVRB

26、 CSH C,FDBRD# RxRDY、*28DO-<*- DI VccY RjtCJ* DTR# RTSfl 一DSR4 RESETY CLK TxD TkE <CTS#SYNDETJBD TxRDV圖4.1 8251內(nèi)部結構圖圖4.2 8251引腳圖28251的編程方式控制字用來指定通信方式及其方式下的數(shù)據(jù)格式。命令控制字用于指定8251進行某種操作如發(fā)送、接收、內(nèi)部復位和檢測同步字符等或處于某種工作狀態(tài)，以便接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。CPU通過狀態(tài)字來了解 8251當前的工作狀態(tài)，以決定下一步的操作。D7衍D1D3D2DIDOEiD/tPL2LIE2Bl同 t/'EMl*曲脾枚

27、弱疲訴$"址天0內(nèi)1坤歩斤歩 <OLDO*Q 盹車川(11-1 ft10-J.S1曰位M無校範 <M曲細oo.B e01 tS filL(f=r ftLl-H fJt祥歩 oo. wn10-16Ml步方盡躲蠱圖4.3 謂駅方式捷制字D7D61)51)4呻D2DIDO1卅IRRTSSBRKnil?2進人搜囁1-A許搜當內(nèi)部復低冋卉式控制 乎請求岌送 1使KTS輪 出Q忠 PE、0E、FE發(fā)中止字符1 使TKD為低按枚允許 丨允許 g幫止J-flUTR 輸岀 Q發(fā)送允許 E允許 0鷲止圖44他51弗令控喇字格式D7D6D5D4D3D2 UI DODSKTIWE1H-：RiHI

28、JYFRDYM： 出nan輸 人為o時.出力式當裡任字符的 結龜世有檢測列仃詼的咼 止位時.諫位童h就標 占曲命令控制字中的位4 st必溢出朗哄：在卜- 卞字特坐為町用 禽.CPU褂有把字 符備芒，此標志買1.此踴諜出現(xiàn)時上 字符已以奇幅拈謀：帯隈時此位黑空搖收就 綣為丨£ 期»收覽送戟絡為1 H蹟沖器圖4.5S2創(chuàng)收康字格式8251的初始化和操作流程和8251實驗單元電路圖如下所示。*ftRES£T WttH人審1+1陽* F忖o- a o o-:dT_l 匚LWIJI加 M k 5ynrHLL1UI2K1K ftJESTTd>mm T£UL IkEMFlftxtibijRfnIhCLi. 恥JJfcTgDll cn>nUiiR14-iEM* |CT£It巧|金令恬協(xié)實驗單元電路圖O圖4.6 8251初始化和操作流程圖 5實驗步驟通過自收自發(fā)實驗，可以驗證硬件及軟件設計，常用于自測試。具體實驗步驟如下：1參考實驗接線圖如以下圖，按圖連接實驗線路。2編寫實驗程序，編譯、鏈接無誤后裝入系統(tǒng)。3使用E命令更改4000H起始的10個單元中的數(shù)據(jù)。4運行實驗程序，待程序運行停止。5查看3000H起始的10個單元中的數(shù)據(jù)，與初始化的數(shù)據(jù)進行比擬，驗證程序功能。實驗參考例程A8