微機原理實驗講義

1、微機原理實驗講義程曙艷編廈門大學(xué)自動化系2016年10月匯編語言的上機過程1、建立匯編語言的工作環(huán)境至少有以下程序文件： 編輯程序，文件名EDIT.COM，使用編輯程序代碼生成*.asm。匯編程序，文件名MASM.EXE，使用masm.exe對*.asm文件進行匯編，生成*.obj文件 連接程序，文件名LINK.EXE，使用link.exe對目標(biāo)文件*.obj進行連接生成*.exe文件 調(diào)試程序，文件名DEBUG.EXE，使用debug.exe對可執(zhí)行文件*.exe進行調(diào)試運行（1）編輯可以用記事本或DOS下的EDIT編輯器來編寫源程序。但程序保存時文件必須取名為*.asm ?；駿DIT 文件

2、名.asm 打開已經(jīng)存在的文件。（2）匯編在DOS狀態(tài)執(zhí)行masm 文件名,則屏幕顯示與操作如下：（3）連接匯編后產(chǎn)生的目標(biāo)文件必須經(jīng)過連接，才能成為可執(zhí)行文件.exe。在DOS狀態(tài)執(zhí)行l(wèi)ink 文件名,則屏幕顯示與操作如下：（4）運行、調(diào)試>DEBUG 文件名.exeDebug運行后，出現(xiàn)狀態(tài)提示符短劃線 -常用debug命令： D，顯示內(nèi)存單元內(nèi)容 R，顯示與修改寄存器內(nèi)容 T、P，單步執(zhí)行命令 G，連續(xù)執(zhí)行指令 U，反匯編 Q，退出DEBUG程序2. 匯編語言程序格式匯編語言由若干個段組成： 堆棧段（保存數(shù)據(jù)、斷點等信息） 代碼段（存放指令）必需 數(shù)據(jù)段（定義數(shù)據(jù)，分配存儲單元）

3、附加段（定義數(shù)據(jù)，分配存儲單元）每段必須有且僅有一個名字，以SEGMENT定義段的起始，以ENDS定義段的結(jié)束，整個程序結(jié)束后需以END收尾STACK SEGMENT.STACK ENDSDATA SEGMENT.DATA ENDSESEG SEGMENT.ESEG ENDSCODE SEGMENTASSUMECS:CODE ，DS:DATA，SS:STACK，ES:ESEGSTART：mov ax, data mov ds, ax movax, eseg moves, ax movax, stack movss, ax.CODE ENDSEND START3. 程序例題： STACKS SE

4、GMENT STACK ;堆棧段 DW 128 DUP(?) STACKS ENDS DATAS SEGMENT ;數(shù)據(jù)段;請在這里定義您的數(shù)據(jù) STRING DB 13,10,'Hello World!',13,10,'$' DATAS ENDS CODES SEGMENT ;代碼段 ASSUME CS: CODES, DS: DATAS START: MOV AX,DATAS ;初始化 MOV DS, AX;請在這里添加您的代碼 LEA DX, STRING ;顯示字符串 MOV AH, 9 INT 21HMOV AH,01；等待鍵盤輸入 INT 21H M

5、OV AX,4C00H ;退出程序 INT 21H CODES ENDS END START軟件實驗部分實驗一 二進制加、減法編程實驗一、實驗要求和目的 1熟悉匯編語言二進制多字節(jié)加法基本指令的使用方法； 2熟悉匯編語言二進制多字節(jié)減法基本指令的使用方法； 3掌握匯編語言編程的一般結(jié)構(gòu)。二、實驗內(nèi)容（1）編寫程序，實現(xiàn)長度為2字的兩個數(shù)相加。 （2）編寫程序，實現(xiàn)一個長度為2字的數(shù)和一個長度為1字的數(shù)相減。實驗二 十進制數(shù)的BCD加、減法編程實驗一、實驗要求和目的 1熟悉BCD碼的基本知識 2熟悉匯編語言BCD碼多字節(jié)加減法基本指令的使用方法； 3掌握BCD碼調(diào)整指令的使用方法。二實驗內(nèi)容 （

6、1）編寫程序，從鍵盤輸入任意2個數(shù)，實現(xiàn)兩數(shù)相加和相減，結(jié)果顯示在屏幕上實驗三 二進制乘、除法編程實驗一、實驗要求和目的 1熟悉數(shù)據(jù)的補碼表示。 2熟悉無符號數(shù)和有符號數(shù)乘法和除法指令的使用； 3掌握符號位擴展指令的使用。二實驗內(nèi)容1）被除數(shù)是一個2字長的有符號數(shù)，除數(shù)是一個1字長的有符號數(shù)，求兩個數(shù)相除的商和余數(shù)。 （2）求兩個2字長的無符號數(shù)相乘的結(jié)果，并將結(jié)果保存在存儲空間中。實驗四 ASCII碼表示的十進制數(shù)、二進制數(shù)和BCD的互換編程實驗一、實驗要求和目的 1了解匯編語言中的十進制、二進制、BCD碼的表示形式； 2了解BCD值和ASCII值的區(qū)別 3了解如何查表進行數(shù)值轉(zhuǎn)換及快速計算

7、。 4掌握利用匯編語言進行進制轉(zhuǎn)換的方法。二、實驗內(nèi)容（1）將一個用ASCII碼表示的多位十進制轉(zhuǎn)換為二進制，要求十進制不大于65535，且輸入數(shù)碼為無符號數(shù)。 （2）將用ASCII碼表示的數(shù)字串，轉(zhuǎn)化為壓縮的BCD碼。三、實驗提示 （1）十進制數(shù)字串轉(zhuǎn)二進制從最高位開始，重復(fù)進行“高位*10+低位”的操作，用公式表示為Di×10i=(Dn×10+Dn-1)×10)+Dn-2)×10+D1)×10+D0 （2）將ASCII碼轉(zhuǎn)換為壓縮BCD碼，將ASCII碼的高4位置0，再將十位ASCII碼的低4位左移至高4位，再與個位ASCII碼相或。采用約

8、定寄存器法傳遞參數(shù)。實驗五 字符串操作編程實驗 一、實驗要求和目的 1了解匯編語言字符串處理基本流程； 2熟悉匯編語言字符串處理基本指令的使用方法； 3掌握利用匯編語言實現(xiàn)字符串處理的程序設(shè)計方法。二、實驗內(nèi)容（1）編寫程序，實現(xiàn)兩個字符串比較，如相同，則顯示“match”，否則，顯示“NO MATCH” （2）編寫程序，統(tǒng)計一串字符串中某字符出現(xiàn)的次數(shù)。實驗六 排序?qū)嶒炓弧嶒炓蠛湍康?1；掌握用匯編語言編寫排序程序的思路和方法 2熟悉匯編語言分支程序基本指令的使用方法； 3掌握利用匯編語言實現(xiàn)單分支、雙分支、多分支的程序設(shè)計方法。二、實驗內(nèi)容 （1）從鍵盤任意輸入10個數(shù)，要求把這些數(shù)從

9、小到大排序，并將結(jié)果輸出在屏幕上。 實驗七 清屏和設(shè)置光標(biāo)的實驗一、實驗要求和目的 1 掌握用INT 10H的02H功能設(shè)置光標(biāo)的方法2. 掌握用 INT 10H 的07H 功能清窗口和設(shè)置窗口屬性的方法二、實驗內(nèi)容編制一個程序，先清屏，再設(shè)置光標(biāo)，起始位置為第5行第6列，結(jié)束行位置為第8行第9列。實驗八 大小寫字母的轉(zhuǎn)換實驗 一、實驗要求和目的 1了解匯編語言字符串處理基本流程； 2熟悉匯編語言字符串處理基本指令的使用方法； 3掌握小寫字母和大寫字母在計算機內(nèi)的表示方法二、實驗內(nèi)容（1）編寫程序，接收鍵盤輸入字符（以-C為結(jié)束，即ASCII碼的ETX），并將其中的小寫字母轉(zhuǎn)換為大寫字母并顯示

10、實驗九 響鈴及接收日期程序一、實驗要求和目的 1掌握響鈴的方法2. 掌握年月日輸入方法二、實驗內(nèi)容先顯示“WHAT IS THE DATA（MM/DD/YY）？”并響鈴一次，然后從鍵盤接收輸入的年月日，并顯示在屏幕上。實驗十 計算N!的實驗一、 實驗?zāi)康?. 了解數(shù)學(xué)函數(shù)是怎樣在匯編語言上實現(xiàn)的2. 掌握匯編程序的分支及循環(huán)程序的設(shè)計方法二、 實驗內(nèi)容編寫計算N!的程序，數(shù)值N由鍵盤輸入，結(jié)果在屏幕上輸出。N的范圍為010。硬件實驗部分實驗一 I/O地址譯碼一、實驗?zāi)康?掌握I/O地址譯碼電路的工作原理。二、實驗原理和內(nèi)容 實驗電路如下圖所示，其中74LS74為D觸發(fā)器，可直接使用實驗臺上數(shù)字

11、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脈沖。 例如：執(zhí)行下面兩條指令 MOV DX，2A0H OUT DX，AL（或IN 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)。實驗二 簡單并行輸出接口一、實驗

12、目的 掌握簡單并行接口的工作原理及使用方法。二、實驗內(nèi)容1、按下面圖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。三、編程提示上述并行輸出接口的地址為2A8H，并行輸入接口的地址為2A0H，通過上述并行接口電路輸出數(shù)據(jù)需要3條指令： MOV AL,數(shù)據(jù) MOV DX,2A8H OUT DX,AL 通過上述并行接口輸入數(shù)據(jù)需要2條指令： MOV

13、 DX,2ADH IN AL,DX實驗三 簡單并行輸入接口一、實驗?zāi)康?掌握簡單并行接口的工作原理及使用方法。二、實驗內(nèi)容1、按下面圖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K0K7，8個數(shù)據(jù)輸出端分別接數(shù)據(jù)總線D0D7。2、用邏輯電平開關(guān)預(yù)置某個字母的ASC碼，編程輸入這個ASC碼，并將其對應(yīng)字母在屏幕上顯示出來。三、編程提示1、上述并行輸出接口的地址為2A8H，并行輸入接口的地址為2A0H，通過上述并行接口電路輸出數(shù)據(jù)需要3條指令： MOV AL,數(shù)據(jù) MOV DX,2A8H

14、 OUT DX,AL 通過上述并行接口輸入數(shù)據(jù)需要2條指令： MOV DX,2ADH IN AL,DX實驗四 中斷控制器8259一、實驗?zāi)康?、了解Windows下中斷處理過程 、了解中斷控制器工作原理及擴展中斷控制器二、實驗內(nèi)容用查詢和中斷方式分別實現(xiàn)控制指示燈，要求直接用手動產(chǎn)生的單脈沖作為中斷請求信號，每按一次單脈沖產(chǎn)生一次中斷，PC機顯示中斷請求信息：中斷0（IN0）： mess1 db 'Hello! This is interrupt * 0 *!',0dh,0ah,'$'中斷1（IN1）： mess2 db 'Hello! This is

15、interrupt * 1 *!',0dh,0ah,'$'中斷2（IN2）： mess3 db 'Hello! This is interrupt * 2 *!',0dh,0ah,'$'中斷3（IN3）： mess4 db 'Hello! This is interrupt * 3 *!',0dh,0ah,'$'中斷4（IN4）： mess5 db 'Hello! This is interrupt * 4 *!',0dh,0ah,'$'中斷5（IN5）： mess6 db

16、'Hello! This is interrupt * 5 *!',0dh,0ah,'$'中斷6（IN6）：mess7 db 'Hello! This is interrupt * 6 *!',0dh,0ah,'$'中斷7（IN7）： mess8 db 'Hello! This is interrupt * 7 *!',0dh,0ah,'$'接線：8259片選接IO地址譯碼Y6 8259的INTA接VCC 8259的請求（IN0IN7）分別接單脈沖信號實驗五 可編程定時器/計數(shù)器8254（1）一、實

17、驗?zāi)康?掌握8253的基本工作原理和編程方法。二、實驗內(nèi)容按圖虛線連接電路，將計數(shù)器0設(shè)置為方式0，計數(shù)器初值為N（N0FH），用手動逐個輸入單脈沖，編程使計數(shù)值在屏幕上顯示，并同時用邏輯筆觀察OUT0電平變化（當(dāng)輸入N+1個脈沖后OUT0變高電平）。三、編程提示 8253控制寄存器地址283H計數(shù)器0地址280H計數(shù)器1地址281HCLK0連接時鐘1MHZ實驗六 可編程定時器/計數(shù)器8254（2）一、實驗?zāi)康?掌握8253的基本工作原理和編程方法。二、實驗內(nèi)容按下圖虛線連接電路，將計數(shù)器0、計數(shù)器1分別設(shè)置為方式3，計數(shù)初值設(shè)為1000，用邏輯筆觀察OUT1輸出電平的變化（頻率1HZ）三、編

18、程提示 1、8253控制寄存器地址283H計數(shù)器0地址280H計數(shù)器1地址281HCLK0連接時鐘1MHZ實驗七 可編程外圍接口芯片8255（1）一、實驗?zāi)康?掌握8255方式0的工作原理及使用方法。二、實驗內(nèi)容1實驗電路如下圖，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.三、編程提示 1、8255控制寄存器端口地址 28BHA口的地址 288H C口的地址 28AH2、參考流程圖（見圖21）：實驗八 可編程外圍接口芯片8255（2）一.實驗?zāi)康?通過并行接口8255實現(xiàn)十字路口交通燈的模擬控制,進一步掌握對并行口的使用。

19、二.實驗內(nèi)容如下圖，L7、L6、L5作為南北路口的交通燈與PC7、PC6、PC5相連，L2、L1、L0作為東西路口的交通燈與PC2、PC1、PC0相連。編程使六個燈按交通燈變化規(guī)律亮滅。三.編程提示: 十字路口交通燈的變化規(guī)律要求：（1） 南北路口的綠燈、東西路口的紅燈同時亮30秒左右。（2） 南北路口的黃燈閃爍若干次，同時東西路口的紅燈繼續(xù)亮。（3） 南北路口的紅燈、東西路口的綠燈同時亮30秒左右。（4） 南北路口的紅燈繼續(xù)亮、同時東西路口的黃燈亮閃爍若干次。（5） 轉(zhuǎn)（1）重復(fù)。實驗九 可編程外圍接口芯片8255（3）一、實驗?zāi)康?掌握數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理二、實驗內(nèi)容 動態(tài)顯示編程在兩個數(shù)

20、碼管上循環(huán)顯示“0000-0099”。三、編程提示 實驗臺上的七段數(shù)碼管為共陰型，段碼采用同相驅(qū)動，輸入端加高電平,選中的數(shù)碼管亮，位碼加反相驅(qū)動器，位碼輸入端高電平選中 接線如下圖：8255的PA口接數(shù)碼管的段碼adp 8255的PC口接數(shù)碼管的位碼s0s3 8255的片選接IO地址譯碼的Y1實驗十 可編程外圍接口芯片8255（4）一、實驗?zāi)康?、掌握8255A編程原理。2、了解鍵盤陣列結(jié)構(gòu)，學(xué)會讀取按鍵的方法。二、實驗內(nèi)容按下圖接線，8255C口接鍵盤（實際8255的PC0PC3接鍵盤的列0列3，PC4PC7接鍵盤的行0行3），8255CS接地址譯碼輸出的288h28fh。 8255的A口

21、PA0PA7接數(shù)碼管的adp。8255端口A地址為：288H端口C地址為： 28AH控制口地址為： 28BH編程使得在鍵盤陣列上每按一個鍵后，微機屏幕上有相應(yīng)字符顯示出來，按“E”退出程序。三、編程提示1識別鍵盤上的閉合鍵，通過采用行掃描法或行翻轉(zhuǎn)法：行掃描法是使鍵盤上某一行線為低電平，而其余行接高電平，然后讀取列值；如果列值中有某位為低電平，則表明行列交點處的鍵被按下；否則掃描下一行，直到掃完全部的行線為止。行翻轉(zhuǎn)法是識別閉合鍵時，要將行線接一個并行口，先讓它工作在輸出方式，將列線也接到一個并行口，先讓它工作在輸入方式；程序通過輸出端口向全部行線上送低電平，然后讀取列線的值；如果此時有某一鍵

22、被按下，則必定會使某一列線值為零，程序再對兩個并行端口進行方式設(shè)置，使行線工作在輸入方式，列線工作在輸出方式，并且將剛才讀到的列線值從列線所接的并行端口輸出，再讀取行線上的值；那么，在閉合鍵所在的行線上的值必定為零。這樣，當(dāng)一個鍵被按下時，必定可以讀到一對唯一的行值和列值。2在程序設(shè)計時，將各個鍵對應(yīng)的代碼（列值，行值）放在一個表中，程序通過查表來確定具體按下的為哪一個鍵。實驗十一 可編程外圍接口芯片8255的工作方式一（1）一、實驗?zāi)康?掌握8255工作方式時的使用及編程。 進一步掌握中斷處理程序的編寫。二、實驗內(nèi)容按下圖虛線連接好線路。編程提示：每按一次單脈沖按鈕產(chǎn)生一個正脈沖使8255產(chǎn)

23、生一次中斷請求，讓CPU進行一次中斷服務(wù)：依次輸出01H、02H，04H，08H，10H，20H，40H，80H使L0L7依次發(fā)光，中斷次結(jié)束。實驗十二 可編程外圍接口芯片8255的工作方式一（2）一、實驗?zāi)康?掌握8255工作方式時的使用及編程。 進一步掌握中斷處理程序的編寫。二、實驗內(nèi)容 按下圖虛線連好線路。 編程提示：每按一次單脈沖按鈕產(chǎn)生一個正脈沖使8255產(chǎn)生一次中斷請求，讓CPU進行一次中斷服務(wù)：讀取邏輯電平開關(guān)預(yù)置的ASCII碼，在屏幕上顯示其對應(yīng)的字符，中斷次結(jié)束。實驗十三 串行通信和可編程接口芯片8251A一、實驗?zāi)康?、了解串行通訊的基本原理。、掌握串行接口芯片8251的工

24、作原理和編程方法。二、實驗內(nèi)容、按下圖虛線連接好電路,(8251插通用插座)其中8253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。、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。實現(xiàn)自發(fā)自收。三、編程提示、圖示電路8251的控制口地址為2B9H,數(shù)據(jù)口地址為2B8H。、8253計數(shù)器的計數(shù)初值=時鐘頻率 /（波特率×波特率因子），這里的時鐘頻率接1MHz，波特率若選1200，波特率因子若選16，則計數(shù)器初值為52。、收發(fā)采用查詢方式。實驗十四 數(shù)模轉(zhuǎn)換器0832（鋸齒波）一、實驗?zāi)康牧私鈹?shù)/模轉(zhuǎn)換器的基本原理，掌握DAC0

25、832芯片的使用方法。二、實驗內(nèi)容1、實驗電路原理如下圖，DAC0832采用單緩沖方式，具有單雙極性輸入端（圖中的Ua、Ub）,利用debug輸出命令（Out 290 數(shù)據(jù)）輸出數(shù)據(jù)給DAC0832，用萬用表測量單極性輸出端a及雙極性輸出端b的電壓，驗證數(shù)字與電壓之間的線性關(guān)系。2、編程產(chǎn)生以下波形（從Ub輸出，用示波器觀察） 鋸齒波三、編程提示 1、8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的口地址為290H，輸入數(shù)據(jù)與輸出電壓的關(guān)系為： （UREF表示參考電壓,N表示數(shù)數(shù)據(jù)），這里的參考電壓為這里的參考電壓為該實驗區(qū)可調(diào)電位器輸出電壓,便于編程計算默認為5.12V。 2、產(chǎn)生鋸齒波只須將輸出到DAC0

26、832的數(shù)據(jù)由0循環(huán)遞增。實驗十五 數(shù)模轉(zhuǎn)換器0832（正弦波）一、實驗?zāi)康牧私鈹?shù)/模轉(zhuǎn)換器的基本原理，掌握DAC0832芯片的使用方法。二、實驗內(nèi)容1、實驗電路原理如下圖，DAC0832采用單緩沖方式，具有單雙極性輸入端（圖中的Ua、Ub）,利用debug輸出命令（Out 290 數(shù)據(jù)）輸出數(shù)據(jù)給DAC0832，用萬用表測量單極性輸出端a及雙極性輸出端b的電壓，驗證數(shù)字與電壓之間的線性關(guān)系。2、編程產(chǎn)生以下波形（從Ub輸出，用示波器觀察） 正弦波三、編程提示 1、8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的口地址為290H，輸入數(shù)據(jù)與輸出電壓的關(guān)系為： （UREF表示參考電壓,N表示數(shù)數(shù)據(jù)），這里的參考

27、電壓為這里的參考電壓為該實驗區(qū)可調(diào)電位器輸出電壓,便于編程計算默認為5.12V。2、產(chǎn)生正弦波可根據(jù)正弦函數(shù)建一個下弦數(shù)字量表，取值范圍為一個周期，表中數(shù)據(jù)個數(shù)在16個以上實驗十六 模數(shù)轉(zhuǎn)換器0809一、實驗?zāi)康牧私饽?數(shù)轉(zhuǎn)換的基本原理，掌握ADC0809的使用方法。二、實驗內(nèi)容1、實驗電路原理圖如下圖。通過實驗臺左下角電位器RW1輸出05直流電壓送入ADC0809通道0(IN0),利用debug的輸出命令啟動/轉(zhuǎn)換器，輸入命令讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，驗證輸入電壓與轉(zhuǎn)換后數(shù)字的關(guān)系。啟動IN0開始轉(zhuǎn)換:Out 0298 0讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果:In 02982、編程采集IN0輸入的電壓,在屏幕上顯示出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)（用16進制數(shù)）。三、編程提示 1、ADC0809的IN0口地址為298H，IN1口地址為299H。2、IN0單極性輸入電壓與轉(zhuǎn)換后數(shù)字的關(guān)系為：N=Ui/(Uref/256) 其中Ui為輸入電壓，UREF為參考電壓，這里的參考電壓為這里的參考電壓為該實驗區(qū)可調(diào)電位器輸出電壓,便于編程計算默認為5.1