北京郵電大學微機原理硬件的實驗報告

...wd......wd......wd...實驗報告一：I/0地址譯碼和簡單并行接口——實驗一&實驗二實驗?zāi)康恼莆誌/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及使用方法。實驗原理及內(nèi)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Y0～Y7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，Y0：280H～287H，Y1：288H～28FH，……當CPU執(zhí)行I/O指令且地址在280H～2BFH范圍內(nèi)，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MOVDX，2A0HOUTDX，AL〔或INAL，DX〕Y4輸出一個負脈沖，執(zhí)行下面兩條指令MOVDX，2A8HOUTDX，AL〔或INAL，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+5VQ/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D0～D7，8個Q輸出端接LED顯示電路L0～L7。2、編程從鍵盤輸入一個字符或數(shù)字，將其ASCⅡ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(guān)輸出K0～K7，8個數(shù)據(jù)輸出端分別接數(shù)據(jù)總線D0～D7。4、用邏輯電平開關(guān)預(yù)置某個字母的ASCⅡ碼，編程輸入這個ASCⅡ碼，并將其對應(yīng)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為實驗臺邏輯或門〕硬件連線圖I/O地址譯碼2.簡單并行接口軟件程序流程圖I\O地址譯碼簡單并行接口源程序I\O地址譯碼STACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXLOP:MOVDX,2A0H OUTDX,AL;點亮燈 CALLDELAY;延時 MOVDX,2A8H OUTDX,AL;熄滅燈 CALLDELAY JMPLOPCODEENDSENDSTARTDELAYPROCNEAR;延時子程序PUSHCXPUSHBXMOVBX,250;250×65535LP2:MOVCX,0FFFFHLP1:LOOPLP1DECBXJNZLP2POPBXPOPCXRETDELAYENDP2、簡單并行接口電路STACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXLOP:MOVAH,01H INT21H CMPAL,1BH;檢查是否按下退出esc鍵 JZENDING MOVDX,2A8H;將ascii碼輸出 OUTDX,AL JMPLOPENDING:MOVAL,0OUTDX,ALMOVAX,4C00HINT21HCODEENDSENDSTART實驗總結(jié)在這三次實驗中出現(xiàn)的問題以及相應(yīng)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照簡單，但連線比照多，在實驗過程中，也屢次連錯了線，通過檢查糾正了連線錯誤，也很快完成了實驗。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(guān)內(nèi)容，做實驗時，上手地比照慢。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(yīng)用——實驗三&實驗四&實驗五實驗?zāi)康耐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。、掌握數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理。掌握8255控制鍵盤及顯示電路的根本功能及編程方法；掌握一般鍵盤和顯示電路的工作原理。實驗原理及內(nèi)容a)實驗三１、實驗電路如圖4-3-1，8255C口接邏輯電平開關(guān)K0～K7，A口接LED顯示電路L0～L7。２、編程從8255C口輸入數(shù)據(jù)，再從A口輸出。3、接線：PC7~PC0/8255接K7~K0/邏輯電平開關(guān)PA7~PA0/8255接L7~L0/LED顯示CS/8255接Y1/IO地址b)實驗四１、靜態(tài)顯示:按4-4-1連接好電路，將8255的A口PA0～PA7分別與七段數(shù)碼管的段碼驅(qū)動輸入端a～dp相連，位碼驅(qū)動輸入端S0、S1、S2、S3接PC0、PC1、PC2、PC3，編程在數(shù)碼管顯示自己的學號的后四位?！不蚓幊淘跀?shù)碼管上循環(huán)顯示“00-99〞，位碼驅(qū)動輸入端S0、S1接PC0、PC1；S2、S3接地?！?、接線：PA7~PA0/8255接dp~a/LED數(shù)碼管PC3~PC0/8255接S3~S0/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(yīng)字符，它們的對應(yīng)關(guān)系如下：2、接線：PC7~PC0/8255接行3~列0/4X4鍵盤PA7~PA0/8255接dp~a/LED數(shù)碼管CS/8255接Y1/IO地址PB3~PCB/8255接S3~S0/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〕硬件連線圖實驗三實驗四實驗五軟件流程圖實驗三實驗四實驗五源程序?qū)嶒炄齋TACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX MOVAL,10001001B;A口輸出C口輸入，工作方式為00 MOVDX,28BH;控制端口地址 OUTDX,AL;8255初始化，寫入工作方式控制字LOP:MOVDX,28AH;將開關(guān)狀態(tài)讀入INAL,DXMOVDX,288H;講狀態(tài)輸出到A口OUTDX,AL MOVAH,0BH;檢測鍵盤狀態(tài) INT21HCMPAL,0FFH;如果鍵盤上有輸入則停頓程序 JZENDING JMPLOPENDING:MOVAL,0MOVDX,288HOUTDX,ALMOVAX,4C00HINT21HCODEENDSENDSTART實驗四STACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX MOVAL,10000000B MOVDX,28BH OUTDX,AL;8255初始化LOP:MOVAL,3FH;將0的段碼輸出給A口 MOVDX,288H OUTDX,AL MOVAL,08H;輸出位碼給C口 MOVDX,28AH OUTDX,AL CALLDELAY;延時程序 MOVAL,06H;將1的段碼輸出的A口 MOVDX,288H OUTDX,AL MOVAL,04H;輸出選通位碼 MOVDX,28AH OUTDX,AL CALLDELAY MOVAL,7FH;將8的段碼輸出的A口 MOVDX,288H OUTDX,AL MOVAL,02H;輸出選通位碼 MOVDX,28AH OUTDX,AL CALLDELAY MOVAL,06H;將8的段碼輸出的A口 MOVDX,288H OUTDX,AL MOVAL,01H;輸出選通位碼 MOVDX,28AH OUTDX,AL callDELAY MOVAH,0BH;檢查鍵盤是否有輸入 INT21H CMPAL,0ffh JZENDING;有則退出 JMPLOPENDING:MOVAL,00HMOVDX,28AHOUTDX,ALMOVAX,4C00HINT21HDELAYPROCNEARPUSHCXPUSHBX MOVBX,005H;250×65535LP2:MOVCX,0fFFFHLP1:LOOPLP1DECBXJNZLP2POPBXPOPCXRETDELAYENDPCODEENDSENDSTART實驗五STACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTKEYVALUEDB71H,7CH,07H,4FH;鍵盤值對應(yīng)的段碼表,LINE0DB79H,77H,7DH,5BH;LINE1DB5EH,6FH,6DH,06H;LINE2DB39H,7FH,66H,3FH;LINE3ROWDB0EFH,0DFH,0BFH,7FHDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX MOVAL,10000001B;C口高4位接鍵盤行輸出，低4位列輸入，A口輸出 MOVDX,28BH OUTDX,AL LEABX,KEYVALUE MOVSI,0SCANROW:MOVAL,ROW[SI];掃描行 MOVDX,28AH OUTDX,AL;輸出行CALLDELAY;延遲消抖 INAL,DX;讀取列 ANDAL,0FH CMPAL,0FH JZNEXT;此行無鍵按下 CMPAL,0EH JZLINE0;按下第0列的鍵 CMPAL,0DH JZLINE1;按下第1列的鍵 CMPAL,0BH JZLINE2;按下第2列的鍵 JMPLINE3NEXT:INCSICMPSI,4 JBNEXT1 MOVSI,0NEXT1:JMPSCANROWLINE0:MOVCL,[BX+SI+0];查表或許按下的鍵相應(yīng)的輸出段碼JMPOUTPUTLINE1:MOVCL,[BX+SI+4]JMPOUTPUTLINE2:MOVCL,[BX+SI+8]JMPOUTPUTLINE3:MOVCL,[BX+SI+12]OUTPUT:CMPCL,3FH;檢查是否是0，是0就退出JZENDING MOVAL,CL MOVDX,288H;傳送段碼給A口 OUTDX,AL MOVAL,01H;傳送位碼給B口 MOVDX,289H OUTDX,AL MOVSI,0 JMPSCANROW;繼續(xù)掃描ENDING:MOVAL,00MOVDX,289HOUTDX,ALMOVAX,4C00HINT21HDELAYPROCNEARPUSHCXPUSHBX MOVBX,1;250×65535LP2:MOVCX,0FFFHLP1:LOOPLP1DECBXJNZLP2POPBXPOPCXRETDELAYENDPCODEENDSENDSTART實驗總結(jié)在這三次實驗中出現(xiàn)的問題以及相應(yīng)的解決方法如下：實驗三：一開場沒法用開關(guān)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(jīng)過調(diào)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(jīng)過檢查代碼和實驗箱，發(fā)現(xiàn)代碼中按鍵對應(yīng)的段碼表行列順序與實驗箱不一致，經(jīng)過調(diào)整，解決了不一致的問題。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(yīng)用，其中實驗三與實驗四邏輯比照簡單，實驗五稍微難一點，因為理論課還未講到接口局部，硬件實驗需要自己自學接口電路，但從中收獲了不少知識，大致明白了假設(shè)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照順利，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?zāi)康膶W習掌握8253用作定時器的編程原理；二、實驗原理及內(nèi)容〔1〕8253應(yīng)用小結(jié)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。1．8253初始化使用8253前，要進展初始化編程。初始化編程的步驟是：①向控制存放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。②向使用的計數(shù)器端口寫入計數(shù)初值。2．8253控制字D7D6＝00：使用0號計數(shù)器，D7D6＝01：使用1號計數(shù)器D7D6＝10：使用2號計數(shù)器，D7D6＝11：無效D5D4＝00：鎖存當前計數(shù)值D5D4＝01：只寫低8位〔高8位為0〕，讀出時只讀低8位D5D4＝10：只寫高8位〔低8位為0〕，讀出時只讀高8位D5D4＝11：先讀/寫低8位，后讀/寫高8位計數(shù)值D3D2D1＝000：選擇方式0，D3D2D1＝001：選擇方式1D3D2D1＝X10：選擇方式2，D3D2D1＝X11：選擇方式3D3D2D1＝100：選擇方式4，D3D2D1＝101：選擇方式5D0＝0：計數(shù)初值為二進制，D0＝1：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+5VCLK0/8253接1M時鐘OUT0/8253接喇叭或蜂鳴器〔3〕實驗內(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．擴展局部：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、硬件連線圖四、軟件流程圖1、主程序流程放音子程序流程彈琴子程序流程五、源程序STACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(?)STACKENDSDATASEGMENTINPUTINFODB0AH,0DH,'Pleasechoosemode:1isplayingmusic;2isspieling',0AH,0DHDB'$'ERROR_INFODB0AH,0DH,'illegalinput,pleaseinputagain!',0AH,0DH,'$'TONEDW3906,3472,3125,2932,2604,2347,2083;音調(diào)1-7計數(shù)初始值TIMEDW1000H,1000H,1000H,2000H,2000H,4000H,4000H;持續(xù)時間DUANMADB06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H;與樂譜所對應(yīng)的數(shù)碼管段碼KEYVALUEDB71H,7CH,07H,4FH;鍵盤值對應(yīng)的段碼表,LINE0DB79H,77H,7DH,5BH;LINE1DB5EH,6FH,6DH,06H;LINE2DB39H,7FH,66H,3FH;LINE3TUNEKDW0,0,2083,3125DW0,0,2347,3472 DW0,0,2604,3906 DW0,0,2932,0ROWDB0EFH,0DFH,0BFH,7FHDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,SS:STACK,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX MOVAL,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 MOVDX,28BH OUTDX,ALMOVAL,00110110B;8253初始化,工作方式3，使用計時器0 MOVDX,283H OUTDX,ALBEGIN:MOVAH,09H;輸入提醒，選擇放音或彈琴模式或者退出程序 LEADX,INPUTINFO INT21HMOVAH,01HINT21H CMPAL,'1' JZPLAY_MUSIC CMPAL,'2' JZSPIELING CMPAL,1BH JZENDING JMPINPUT_ERROR;輸入檢錯INPUT_ERROR:MOVAH,09H LEADX,ERROR_INFOINT21H JMPBEGIN PLAY_MUSIC:CALLPLAYMUSICJMPBEGINSPIELING:CALLSPIELINGP JMPBEGINENDING:MOVAX,4C00HINT21H PLAYMUSICPROCPUSHSI;保護現(xiàn)場數(shù)據(jù)PUSHDIPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXLEASI,TONE;音調(diào)表LEADI,TIME ;每一個音調(diào)持續(xù)時間表LEABX,DUANMA;段碼表 MOVCX,7;循環(huán)控制變量賦值LOP1:MOVAX,[SI];計數(shù)器賦值MOVDX,280H;計時器0的地址 OUTDX,AL;先寫入低八位，再寫入高八位 MOVAL,AH OUTDX,AL INCSI INCSI MOVAL,[BX];在數(shù)碼管上顯示樂譜 MOVDX,288H;8255A口地址 OUTDX,AL INCBX MOVAL,01H;傳送位碼給B口 MOVDX,289H OUTDX,AL MOVAX,[DI];延遲，AX為入口參數(shù) CALLDELAY INCDI INCDI MOVAH,0BH;檢測鍵盤是否有輸入，有則跳出 INT21H CMPAL,0FFH JZPOUT LOOPLOP1LEASI,TONELEADI,TIME LEABX,DUANMA MOVCX,7;重新循環(huán) JMPLOP1POUT:POPDXPOPCX POPBX POPAX POPDI POPSI RET PLAYMUSICENDPSPIELINGPPROCPUSHAX PUSHBX PUSHCX PUSHDX PUSHBP PUSHSI PUSHDI LEABX,KEYVALUELEABP,TUNEK MOVSI,2;只掃描2，3行〔01234567〕SCANROW:MOVAL,ROW[SI];掃描行 MOVDX,28AH OUTDX,AL;輸出行PUSHAXMOVAX,1CALLDELAY;延遲消抖POPAX INAL,DX;讀取列 ANDAL,0FH CMPAL,0FH JZNEXT;此行無鍵按下 CMPAL,0EH JZLINE0 CMPAL,0DH JZLINE1 CMPAL,0BH JZLINE2 JMPLINE3NEXT:MOVAL,36H;鍵盤彈起，對8253重新初始化，是蜂鳴器停頓發(fā)音MOVDX,283H OUTDX,ALINCSICMPSI,4 JBNEXT1 MOVSI,2NEXT1:JMPSCANROWLINE0:MOVCL,[BX+SI+0];查表MOVDI,SISHLDI,1MOVAX,DS:[BP+DI+0]JMPOUTPUTLINE1:MOVCL,[BX+SI+4]MOVDI,SI SHLDI,1MOVAX,DS:[BP+DI+8]JMPOUTPUTLINE2:MOVCL,[BX+SI+8]MOVDI,SI SHLDI,1MOVAX,DS:[BP+DI+16]JMPOUTPUTLINE3:MOVCL,[BX+SI+12]MOVDI,SI SHLDI,1MOVAX,DS:[BP+DI+24]OUTPUT:CMPCL,3FH;檢查是否是0，是0就退出JZENDSP MOVDX,280H;輸出數(shù)據(jù)給計數(shù)器 OUTDX,AL MOVAL,AH OUTDX,AL MOVAL,CL;數(shù)碼管顯示樂譜 MOVDX,288H;傳送段碼給A口 OUTDX,AL MOVAL,01H;傳送位碼給B口 MOVDX,289H OUTDX,AL JMPSCANROW;繼續(xù)掃描ENDSP:POPDIPOPSI POPBP POPDX POPCX POPBX POPAXRETSPIELINGPENDP DELAYPROCNEARPUSHCXPUSHAX ;MOVAX,1;250×65535LP2:MOVCX,08FFHLP1:LOOPLP1DECAXJNZLP2POPAXPOPCXRETDELAYENDPCODEENDSENDSTART六、實驗總結(jié)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，兩個局部都需要使用到延遲函數(shù)，在放音子程序中，延遲函數(shù)起到控制音調(diào)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，一開場沒注意到這個問題，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內(nèi)容是使用8254定時器來播放音樂，經(jīng)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展初始化和讀寫即可。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(diào)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實驗?zāi)康?、了解串行通訊的根本原理。2、掌握串行接口芯片8251的工作原理和編程方法。實驗原理及內(nèi)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(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?！硨崿F(xiàn)自發(fā)自收。3、接線：CLK0/8254接1M時鐘GATE0