微機原理與接口技術實驗報告

1、福建農林大學計算機與信息學院福建農林大學計算機與信息學院 信息工程類信息工程類 實驗報告實驗報告 課程名稱：微機原理與接口技術 姓 名： 系：電子信息工程系 專 業(yè)：電子信息工程 年 級：2008 學 號： 指導教師： 職 稱： 2010 年 12 月 27 日 實驗項目列表 序號實驗項目名稱成績指導教師 1 雙色燈實驗詹仕華 2 開關量輸入實驗詹仕華 3 8253 定時/計數器實驗詹仕華 4 d/a 轉換實驗詹仕華 5 a/d 轉換實驗詹仕華 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告福建農林大學計算機與信

2、息學院信息工程類實驗報告 實驗一 雙色燈實驗 1實驗目的和要求實驗目的和要求 1、編寫程序，以 8255 為輸出口，控制四個雙色燈按 isa 總線方式下的要求發(fā) 光。 2、學習單板方式下擴展簡單 i/o 接口的方法以及雙色燈的使用。 3、進一步學習微處理器的編程技術。 2實驗原理實驗原理 1、本實驗是模擬交通燈控制實驗，所以要先了解實際交通燈的變化規(guī)律。 假設一個十字路口為東西南北走向。初始狀態(tài) 0 為東西紅燈，南北紅燈。然后 轉狀態(tài) 1 南北綠燈通車，東西紅燈。過一段時間轉轉態(tài) 2，南北綠燈閃爍幾次 轉亮黃燈，延時幾秒動地仍然紅燈。再轉狀態(tài) 3，東西綠燈通車，南北紅燈。 過一段時間轉轉臺是

3、4，東西綠燈閃幾次轉亮黃燈延時幾秒，南北仍然紅燈。 最后循環(huán)至狀態(tài)。 2、雙色 led 是由一個紅色 led 管芯和一個綠色 led 管芯封裝在一起，公用 負端。當紅色正端加高電平，綠色正端加低電平，紅燈亮；紅燈正端加低電平， 綠色正端加高電平時，綠燈亮；兩端都加高電平時，黃燈亮。 3、 由于 labpci 卡中的 io 起始地址被重新映射過，所以在 編程時，先要 獲得 重新映射過 io 起始地址，再加上實際地址，這樣才是真正的物理地址。 例如再 資源管理器中的 io 起始地址為 e000h，在 8088 系統(tǒng)中的口地址為 218h，那么它的 物理地址為 e018h。 4、 led 燈亮滅的時

4、隔時間是由延時程序來控制的 。如果計算機的速度夠快， led 燈亮滅的時隔時間就比較短，實驗現象就不明顯?？赏ㄟ^調整延時程序使 實驗現象更明顯。 5、實驗程序框圖： 注：程序初始化前，必須獲得將 pci 設備配置空間，通過配置空間來得到 物理地址。 初始化 設置 8255 各口為輸出 清 led 四燈全紅延時 南北綠燈，東西紅燈，延 時 綠燈閃爍 3 次 南北黃燈，延時 南北紅燈，東西綠燈，延時 綠燈閃爍 3 次 東西黃燈，延時 有鍵按下 返回 y n 3主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境） 聯想計算機，windows2000 系統(tǒng)，aedk 軟件，愛迪克教學實

5、驗機 4操作方法與實驗步驟操作方法與實驗步驟 1、按下面原理圖在實驗箱上接線： 2、打開電源開關，編譯程序，加載程序至實驗板上。 3、觀察實驗現象，并分析實驗現象。 5實驗內容及實驗數據記錄實驗內容及實驗數據記錄 實驗程序： d1 equ 10h d2 equ 200h data segment pb db ? data ends stack segment stack sta dw 50 dup(?) top equ length sta stack ends code segment assume cs:code,ds:data start: push cs pop ds mov dx,2

6、03h ;設置為全輸出 mov al,80h out dx,al mov dx,202h mov al,00 out dx,al ;清 led mov dx,202h ;全紅 mov al,0f0h out dx,al mov bx,7fh call dly bg: mov al,01101001b ;南北綠,東西紅 out dx,al mov bx,d2 call dly mov cx,03h xh1: and al,0f6h ;綠滅 11110110 out dx,al mov bx,d1 call dly or al,09h ;綠亮 out dx,al mov bx,d1 call dl

7、y loop xh1 or al,90h ;南北黃 out dx,al mov bx,d1 call dly mov bx,d1 call dly mov al,10010110b ;南北紅,東西綠 out dx,al mov bx,d2 call dly mov cx,03 xh2: and al,0f9h out dx,al mov bx,d1 call dly or al,06h out dx,al mov bx,d1 call dly loop xh2 or al,60h out dx,al mov bx,d1 call dly mov bx,d1 call dly jmp bg dl

8、y proc near push cx ddd: mov cx,0fffh ccc: loop ccc dec bx cmp bx,0 jne ddd pop cx ret dly endp code ends end start 6實驗數據處理與分析實驗數據處理與分析 編譯鏈接程序并加載到實驗箱后，四個雙色燈紅綠交替閃亮，符合實驗要求。 每個交通燈的紅、綠或者黃的狀態(tài)是由輸入信號的一對對應位來控制的。即第 一位和第五位控制第一個燈，依此類推。其中兩個 1 表示黃，兩個 0 表示無色。 通過 mov dx,202h；mov al,0f0h；out dx,al 實現對雙色燈的全紅。用語 句 mo

9、v mov al,01101001b;南北綠,東西紅。當程序進入 call dly 時，實現 燈各種狀態(tài)的延時，用子程序 xh1 實現南北綠燈閃爍幾次轉亮黃燈，延時幾秒 動地仍然紅燈。用語句 mov al,10010110b ;南北紅,東西綠，調用 dly 子程 序實現延時。 7質疑、建議、問題討論質疑、建議、問題討論 本實驗的關鍵在于弄清對燈各種顏色狀態(tài)的控制，給低電平時燈不亮，給高 電平時燈才亮，1、5 位控制 1 號燈，2、4 控制 2 號燈，以此類推。通過改變給 端口 202 賦不同值，并且通過調用延時程序，可以實現交通燈不同順序的閃爍 和延遲。設計程序過程中，可以采用不斷的為 al

10、賦值來改變交通燈的狀態(tài)， 也可以通過邏輯運算來改變等的顏色。本實驗中用到了軟件延時程序，通過修 改延時程序，可以實現兩燈之間的閃爍間隔，來實現實驗中不同的時間間隔需 求。 福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告 實驗二 開關量輸入實驗 1實驗目的和要求實驗目的和要求 1、編寫程序，設定 8255 的 pa 口為開關量輸入，pc 口為開關量輸出，要 求能隨時將 pa 口的開關狀態(tài)通過 pc 口的發(fā)光二極管顯示出來。 2、學習使用 8255 各個口的不同工作方式。 2實驗原理實驗原理 8255 為編程并行接口芯片，它有多中方式可以進行選擇，并且

11、通常無需外 圍電路，可以方便地實現多種并行接口電路。 本次實驗中，8255a 工作于方式 0，此時 pa、pb、pc 均為可獨立輸入/輸出 的并行口。8255 的各種寄存器在 8088 系統(tǒng)中的口地址為： pa 口：218h pb 口：219h pc 口：21ah 8255 控制寄存器：21bh 由于 labpc1 卡中的 io 起始地址被重新映射過，所以在編程時，先要獲得重新 映射過的 io 起始地址，再加上實際地址，這樣才是真正的物理地址。 led 燈亮滅的間隔時間是由延時程序來控制的，如果計算機的速度過快， led 燈亮滅的間隔時間就比較短，實驗現象就不明顯。可通過調整延時次序使 實驗現

12、象更明顯。 實驗流程圖如下： 2、打開電源開關，編譯程序，加載程序至實驗板上。 3、觀察實驗現象，并分析實驗現象。 2、打開電源開關，編譯程序，加載程序至實驗板上。 3、觀察實驗現象，并分析實驗現象。 y n y n n n y y y n n n y y y 初始化 設置 8255 方式 顯示提示信息 有鍵按下 鍵是 1 鍵是 2 鍵是 3 鍵是 4返回 dos顯示無效按鍵 左循環(huán)有鍵按下 右循環(huán)有鍵按下 間隔閃有鍵按下 n 3主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境） 聯想計算機，windows 2000 系統(tǒng)，aedk 軟件，愛迪克教學實驗機 4操作方法與實驗步

13、驟操作方法與實驗步驟 1、按下面原理圖在實驗箱上接線： a) 2、打開電源開關，編譯程序，加載程序至實驗板上。 3、觀察實驗現象，并分析實驗現象。 5實驗內容及實驗數據記錄實驗內容及實驗數據記錄 實驗程序： data segment data ends stack segment stack sta dw 50 dup(?) top equ length sta stack ends code segment assume cs:code,ds:data,es:data,ss:stack start: mov dx,203h ;設置為 a 口輸入,b 口輸出 mov al,90h out dx

14、,al bg: mov dx,200h ;將 a 口狀態(tài)從 b 口輸出 in al,dx mov dx,202h out dx,al jmp bg code ends end start 6實驗數據處理與分析實驗數據處理與分析 撥動不同的閘動開關，通過 8255 可實時顯示在對應的 led 燈上，結果符合 實驗要求。實驗電路及連線結束后，未撥動開關時，8 盞 led 燈均不亮,如果撥 動開關打開，對應的 led 就被點亮，撥到開關關，led 滅。mov dx,203h ；mov al,90h 這兩句設置了 a 和 b 的工作為方式 0，a 為輸入，b 為輸出。只 要鍵盤通過 a 口有數據輸入，

15、用 jmp bg 語句對 a 口狀態(tài)從 b 口輸出的重復實現， 按下 halt 或 rst 鍵則返回監(jiān)控。 7質疑、建議、問題討論質疑、建議、問題討論 用 jmp bg 可實現鍵盤輸入數據通過相應的 led 燈的亮，當鍵盤沒有輸入 或者讓 led（18）不按 k（18）開關順序來亮與滅，而是按自己的設想 自動亮滅，可以把讀入的數據 al，存入內存中，通過數據處理，使用 led 按自 己的設想來實現亮與滅。實驗過程中,除了對實驗原理的理解和掌握,本實驗的 實現的另一個關鍵點在于對實驗所需匯編程序的理解和編寫，通過該實驗也強 化了我對匯編語言的學習。 福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告

16、福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告 實驗三 8253 定時/計數器實驗 1實驗目的和要求實驗目的和要求 本實驗為綜合性實驗，綜合了譯碼器、定時器計數器、led 顯示輸出電 路等知識。其目的是了解定時器的硬件連接方法及時序關系，理解 74ls138 譯 碼器的工作原理、掌握 8253 的各種模式變成及原理和 led 顯示輸出的原理。 2實驗原理實驗原理 x8253 的工作頻率是 02mhz，所以輸入的 clk 頻率必須在 2mhz 以 下。實驗板上的晶振是 14.7456mhz，因此須經過 8284 和 393 分頻后再作為 253 的 clk 輸入（一般可將波特率開關撥至 9600

17、，然后從開關邊上的 f 插孔引 出） 。 運行本程序后，用示波器觀察 8253 的 out0、out1、out2 腳上的輸出波形。 由于 labpci 卡中的 io 起始地址被重新映射過，所以在編程時，先要獲得重 新映射過 io 起始地址，再加上實際地址，這樣才是真正的物理地址。例如再 資源管理器中的 io 起始地址為 e000h，在 8088 系統(tǒng)中的口地址 218h，那么它 的物理地址為 e018h。 實驗程序框圖為： 注：程序初始化前，必須獲得將 pci 設備配置空間，通過配置空間來得到物理 地址。 開始 關中斷 置定時器 0 為方式 3 送初值為 200h 置定時器 1 為方式 2 送

18、初值為 0ah 置定時器 2 為方式 2 送初值為 0ah 返回 dos 3主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境） 聯想計算機，windows 2000 系統(tǒng)，aedk 軟件，愛迪克教學實驗機 4操作方法與實驗步驟操作方法與實驗步驟 1、按下面原理圖在實驗箱上接線： 2、打開電源開關，編譯程序，加載程序至實驗板上。 3、觀察實驗現象，并分析實驗現象。 5實驗內容及實驗數據記錄實驗內容及實驗數據記錄 實驗程序： tim_ctl equ 22bh timer0 equ 228h timer1 equ 229h timer2 equ 22ah mode03 equ 00

19、110110b mode13 equ 01110100b mode22 equ 10110100b data segment data ends code segment assume cs:code,ds:data start: push ds mov ax,0 push ax mov ax,data mov ds,ax cli ;關中斷 mov dx,tim_ctl ;定時器 0 工作在方式 3（方波） mov al,mode03 out dx,al mov dx,timer0 mov al,00h out dx,al mov al,02h out dx,al mov dx,tim_ctl

20、 ;定時器 1 工作在方式 2（分頻器） mov al,mode13 out dx,al mov dx,timer1 mov al,0ah out dx,al mov al,00h out dx,al mov dx,tim_ctl ;定時器 2 工作在方式 2（分頻器） mov al,mode22 out dx,al mov dx,timer2 mov al,0ah out dx,al mov al,00h out dx,al sti jmp $ code ends end start 6實驗數據處理與分析實驗數據處理與分析 調試鏈接并加載到實驗箱上，運行后可觀察到該 led 在不停閃爍，符合

21、實 驗要求。運行本程序后，根據程序的要求計數器 0 工作在方式 3，在寫入控制 字后，out 變高電平即波形輸出為高電平，計數器初始值為 200h 偶數，在 gate=1，則寫入初值后開始減 0 計數，計數到 100h，波形改變原來的電平，即 低電平，計數器又重新裝入初值，開始下一周的計數，周而復始，產生了一個 200 倍時鐘周期方波。out0 產生的方波作為定時器的 clk1 上的輸入，從而實現 out0 對定時器 1 的控制。置定時器 1 為方式 2，示波器輸出的波形為先高電平， 當程序掃描到送初值為 0ah 后，波形在 4 個時鐘周期后，變成低電平且時間延 遲一個時鐘周期。波形又變成高電

22、平。重新下一輪的波形輸出，即 out 1 為 1khz 的速率波。用 out1 的輸出作為 clk2 的輸入，實現對定時器 2 的控制。置 定時器 2 為方式 2 ，out2 輸出接發(fā)光二極管。 7質疑、建議、問題討論質疑、建議、問題討論 這次實驗讓我加深了對 8253 工作原理的理解，8253 定時計數器以硬件計 數器構成，計數脈沖觸發(fā)硬件計數器計數，如果計數脈沖的周期固定，則計數 同時產生定時，通過對計數器的工作方式和相關參數的設定，可以輸出不同的 波形來實現控制機器的工作狀態(tài)，但 8253 的每個計數通道的計數都有上限，當 計數的時間不能滿足要求時，可以通過兩個計數器的疊加實現更長的時間

23、計數 要求。 福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告 實驗四 d/a 轉換實驗 1實驗目的和要求實驗目的和要求 1、編寫程序，使 d/a 轉換模塊循環(huán)輸出三角波和鋸齒波。 2、掌握 dac0832 芯片的性能、使用方法及對應硬件電路。 3、了解 d/a 轉換的基本原理。 2實驗原理實驗原理 d/a 轉換是把數據量轉換成模擬量的變換，從 d/a 電路輸出的是模擬電壓信 號。產生方波只需控制輸出高低電平的時間，產生鋸齒波和三角波的表格需由 數字量的增減來控制。實驗原理圖： y y y y n n n y y y y y n n n n n n

24、初始化 顯示提示信息 等待有鍵按下 鍵是 1 鍵是 2 鍵是 3 鍵是 4 鍵是 5 無效按鍵，信息提 示 產生鋸齒波有鍵按下 產生三角波有鍵按下 產生方波有鍵按下 產生正弦波有鍵按下 返回 dos 注：程序初始化前 ，必須獲得 將 pci 設備配置空間，通過配置空間來得到物 理地址。 3主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境） 聯想計算機，windows 2000 系統(tǒng)，aedk 軟件，愛迪克教學實驗機 4操作方法與實驗步驟操作方法與實驗步驟 1、按下面原理圖在實驗箱上接線： dac0832 的片選 cs0832 孔接譯碼處 22822fh 孔。用示波器測量 ao

25、ut 腳波形。 2、打開電源開關，編譯程序，加載程序至實驗板上。 3、觀察實驗現象，并分析實驗現象。 5實驗內容及實驗數據記錄實驗內容及實驗數據記錄 實驗程序： code segment assume cs:code,ds:code,ss:code start: push cs pop ds bg: nop mov dx,228h ；鋸齒波 mov al,00h ；設置初值 mov cx,01ffh ；設置循環(huán)次數，即生成鋸齒波的個數 bb: out dx,al add al,01h cmp al,00h ；al 是否加滿？未滿，繼續(xù) jnz bb loop bb nop ；延時 mov al

26、,00h ；三角波 mov cx,01ffh ee: out dx,al ；生成三角波遞增部份 add al,01h cmp al,0ffh jne ee ff: out dx,al ；生成三角波遞減部份 sub al,01h cmp al,00h jne ff loop ee jmp bg code ends end start 6實驗數據處理與分析實驗數據處理與分析 通過實驗，得到的鋸齒波波形如下所示： d/a 轉換是把數字量轉換成模擬量的變換，本實驗通過示波器可以觀察到 鋸齒波，改變不同的初使值可以得到幅度和波形不同的波。產生方波只需控制 輸出高低電平的時間，產生三角波的表格需由數字量的

27、增減來控制，同時要注 意三角波要分兩段來產生。要產生正弦波，可以造一張正弦數字量表。 7質疑、建議、問題討論質疑、建議、問題討論 利用 d/a 轉換輸出模擬量與數字輸入數字量成正比關系，將 d/a 轉換器作 為微機的輸出接口，cpu 通過程序向 d/a 轉化器輸出隨時間呈現不同變化規(guī)律 的數字量，如頻率,振幅,方波的占空比等不同的參數，則 d/a 轉換器就克輸出 各種模擬量。產生鋸齒波和三角波只需由 a 存放的數字量的增減來控制；要產 生正弦波，較簡單的手段是造一張正弦數字量表。通過本次實驗，我再次熟悉 了數字示波器的使用，實驗中遇到了一些難題，通過交流和查閱書本解決了這 些問題，感謝老師同學

28、們。 福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告福建農林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告 實驗五 a/d 轉換實驗 1實驗目的和要求實驗目的和要求 1、編程用查詢方式采樣電位器輸入電壓，并將采樣到的結果實時地通過 8279 顯示在數碼管上。 2、掌握 a/d 芯片 ad0809 的轉換性能及編程方法。 3、學習 a/d 芯片與其他芯片接口的方法，初步建立系統(tǒng)的概念。 2實驗原理實驗原理 a/d 轉換器 adc0809 是八位 a/d 轉換器，每采集一次一般需 100us，中斷方 式下，a/d 轉換結束后會自動產生 eoc 信號，將其與 pc 總線的 irq2 相連即能 實現中斷采集。

29、在轉換的過程中，首先向 a/d 轉換器輸入 n 位二進制數，其最 高位為 1，其它位為 0，然后將輸入電壓與 a/d 轉換器的輸出進行比較，根據比 較結果確定最高位為 1 或著 0。這樣的比較過程逐位進行下去，直至最低位， 最終得到輸入電壓對應的 n 位數字量。 試驗程序框圖如下： 注：程序初始化前，必須獲取將 pci 設備配置空間，通過配置空間來得到物理 地址。在框圖中不再列出。 開始 關中斷 設置 labpci 卡的中斷使能 保存原中斷向量 設置新中斷掩碼 開中斷 啟動 0809 任意鍵？ flag=1? 顯示 0809 值 flag=0 恢復中斷掩碼 恢復中斷向量 退出 y n 中斷開始

30、 關中斷 清除 labpci 中斷標志 置 flag=1 發(fā)出 eoi 結束中斷 開中斷 中斷返回 3主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境） 聯想計算機，windows 2000 系統(tǒng)，aedk 軟件，愛迪克教學實驗機，示波器 4操作方法與實驗步驟操作方法與實驗步驟 1、按下面原理圖在實驗箱上接線： 具體接線如下： 2、打開電源開關，編譯程序，加載程序至實驗板上。 3、觀察實驗現象，并分析實驗現象。 5實驗內容及實驗數據記錄實驗內容及實驗數據記錄 z8279 equ 212h ；8279 命令/狀態(tài)口地址 d8279 equ 210h ；8279 數據口地址 le

31、dmod equ 00 ；左邊輸入,八位顯示外部譯碼八位顯示 ledfeq equ 38h ；掃描頻率 code segment assume cs:code,ds:code start: push cs pop ds call delay mov dx,z8279 mov al,ledmod ；置 8279 為左邊輸入,譯碼八位顯示 out dx,al mov al,ledfeq ；置掃描頻率 out dx,al mov cx,06h xz: mov dx,d8279 mov al,00h out dx,al loop xz mov dx,d8279 mov al,5eh out dx,al mov