南通大學(xué)微機(jī)原理課程設(shè)計實驗報告

南通大學(xué)微機(jī)原理課程設(shè)計實驗報告南通大學(xué)微機(jī)原理課程設(shè)計實驗報告11/11南通大學(xué)微機(jī)原理課程設(shè)計實驗報告南通大學(xué)微機(jī)原理課程設(shè)計實驗報告實驗?zāi)康模航?jīng)過課程設(shè)計，要修業(yè)生熟習(xí)和掌握微機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計的方法、設(shè)計步驟，使學(xué)生獲得微機(jī)開發(fā)應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。讓學(xué)生獨立或集體討論設(shè)計題目的整體設(shè)計方案、編程、軟件硬件調(diào)試、編寫設(shè)計報告等問題，真實做到理論聯(lián)系實質(zhì)，提升著手能力和分析問題、解決問題的能力，實現(xiàn)由學(xué)習(xí)知識到應(yīng)用知識的初步過渡。經(jīng)過本次課程設(shè)計使學(xué)生嫻熟掌握微機(jī)系統(tǒng)與接口擴(kuò)展電路的設(shè)計方法，嫻熟應(yīng)用8086匯編語言編寫應(yīng)用程序和實質(zhì)設(shè)計中的硬軟件調(diào)試方法和步驟，熟習(xí)微機(jī)系統(tǒng)的硬軟件開發(fā)工具的使用方法。經(jīng)過課程設(shè)計實踐，不只需培育學(xué)惹禍實求是和嚴(yán)肅仔細(xì)的工作態(tài)度，培育學(xué)生的實質(zhì)著手能力，查驗學(xué)生對本門課學(xué)習(xí)的狀況，更要培育學(xué)生在實質(zhì)的工程設(shè)計中查閱資料，撰寫設(shè)計報告表達(dá)設(shè)計思想和結(jié)果的能力。實驗原理：8086匯編語言數(shù)據(jù)傳達(dá)指令MOVXCHGPUSH,POPLEA,LDS,LESXLAT(XLATB)算數(shù)運算指令A(yù)DD,ADCSUB,SBBINC,DECMUL,IMULⅣD，IDⅣ邏輯運算指令NEGCBW,CWDAAA,AAS,AAM,AADDAA,DAS位運算集AND,OR,XOR,NOT,TESTSHR,SHL,SAR,SALROR,ROL,RCR,RCL程序流程控制集CLC,STC,CMCCLD,STDCLI,STICMPJMPJXXLOOPLOOPE(Z)CALL,RETINT,IRET串操作集MOVSB,MOVSW,MOVSD,CMPSB,CMPSW,CMPSD,SCASB,SCASWLODSB,LODSW,STOSB,STOSW,REPREPE,REPNE8086構(gòu)造總線接口單元(BIUbusinterfaceunit)總線接口單元BIU[1]由以下各部分構(gòu)成：⑴4個段地點存放器：CS(codesegment)——16位的代碼段存放器；DS(datasegment)——16位的數(shù)據(jù)段存放器；ES(extrasegment)——16位的擴(kuò)展段存放器；SS(stacksegment)——16位的貨倉段存放器；16位的指令指針存放器IP；⑶20位的地點加法器；⑷6字節(jié)的指令行列緩沖器。履行單元履行零件由以下幾個部分構(gòu)成：8個通用存放器：即AX、BX、CX、DX,BP,SP,SI,DI；此中，4個數(shù)據(jù)存放器：AX、BX、CX、DX；2個地點指針存放器：BP(basepointer),SP(stackpointer)；2個變址存放器：SI(sourceindex),DI(destinationindex)[2]；⑵標(biāo)記存放器

FR(flagsregister)；⑶算術(shù)邏輯單元

ALU(arithmeticlogicunit)

。EU負(fù)責(zé)所有指令的履行，同時向

BIU輸出數(shù)據(jù)（操作結(jié)果），并對存放器和標(biāo)記存放器進(jìn)行管理。在

ALU中進(jìn)行

16位運算，數(shù)據(jù)傳達(dá)和辦理均在

EU控制下履行。

[3]BIU和

EU的管理⑴BIU和EU能夠并行工作，提升CPU效率。BIU督查著指令行列。當(dāng)指令行列中有個空字節(jié)時，就自動把指令取到行列中。8086cpu構(gòu)造圖⑵EU履行指令時，從指令行列頭部取指令，此后履行。如需接見儲蓄器，則EU

2向BIU發(fā)出懇求，由BIU接見儲蓄器。⑶在履行轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回指令時，需改變行列中的指令，要等新指令裝入行列中后，EU才連續(xù)履行指令。8255構(gòu)造8255是Intel企業(yè)生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。擁有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連結(jié)時的中間接口電路。8255作為主機(jī)與外設(shè)的連結(jié)芯片，必然供給與主機(jī)相連的

3個總線接口，即數(shù)據(jù)線、地點線、控制線接口。同時必然擁有與外設(shè)連結(jié)的接口

A、B、C口。因為

8255

可編程

,因此必然擁有邏輯控制部分，因此

8255

內(nèi)部構(gòu)造分為

3個部分：與

CPU連結(jié)部分、與外設(shè)連結(jié)部分、控制部分。1）與

CPU連結(jié)部分依據(jù)定義，

8255能并行傳達(dá)

8位數(shù)據(jù)，因此其數(shù)據(jù)線為

8根D0～D7。因為

8255擁有3個通道

A、B、C，因此只需兩根地點線就能尋址

A、B、C口及控制存放器，故地點線為兩根A0～A1。其余CPU要對8255進(jìn)行讀、寫與片選操作，因此控制線為片選、復(fù)位、讀、寫信號。各信號的引腳編號以下：1）數(shù)據(jù)總線DB：編號為D0～D7，用于8255與CPU傳達(dá)8位數(shù)據(jù)。2）地點總線AB：編號為A0～A1，用于選擇A、B、C口與控制存放器。（3）控制總線CB：片選信號、復(fù)位信號RST、寫信號、讀信號。當(dāng)CPU要對8255進(jìn)行讀、寫操作時，必然先向8255發(fā)片選信號選中8255芯片，此后發(fā)讀信號或?qū)懶盘枌?255進(jìn)行讀或?qū)憯?shù)據(jù)的操作。2）與外設(shè)接口部分依據(jù)定義，8255有3個通道A、B、C與外設(shè)連結(jié)，每個通道又有8根線與外設(shè)連結(jié)，因此8255能夠用24根線與外設(shè)連結(jié)，若進(jìn)行開關(guān)量控制，則8255可同時控制24路開關(guān)。各通道的引腳編號以下：1）A口：編號為PA0～PA7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)。2）B口：編號為PB0～PB7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)。3）C口：編號為PC0～PC7，用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)，當(dāng)8255工作于應(yīng)答I/O方式時，C口用于應(yīng)答信號的通訊。3）控制器部分8255將3個通道分為兩組，即PA0～PA7與PC4～PC7構(gòu)成A組，PB0～PB7與PC0～PC3構(gòu)成B組。如圖7.5所示，相應(yīng)的控制器也分為A組控制器與B組控制器，各組控制器的作用以下：1）A組控制器：控制A口與上C口的輸入與輸出。2）B組控制器：控制B口與下C口的輸入與輸出實驗要求:LED七段數(shù)碼管數(shù)字鐘設(shè)計并達(dá)成LED七段數(shù)碼管數(shù)字種電路，數(shù)字鐘顯示格式為：HH:MM:SS。要求：擁有經(jīng)過鍵盤能夠調(diào)整時、分、秒功能。實驗內(nèi)容:設(shè)計電路以下：啟動前：啟動后：RP1RESPACK-812345678921U1AD[0..15]AD034U3416DSW21RESETAD[0..15]D0PA022AD1333152READYA[16..19]A[16..19]D1PA124AD2322143INTA/QS1D2PA21825AD3311134INTRALE/QS0D3PA33134AD43040125HOLD/GT1BHED4PA43027AD52939116HLDA/GT0DT/R/S1D5PA52326AD62838107TESTDEN/S2D6PA61732AD7273798NMIRDD7PA73329MN/MXWR/LOCK1928518BD0DIPSW_8CLKM/IO/S0RDPB03619BD1WRPB18086920BD2A0PB2PROGRAM=1.EXE821BD3A1PB33522BD4U6RESETPB423BD5U4PB5AD032624BD6D0Q0CSPB6A12115AD14525BD7AY0D1Q1PB7A13214AD276BY1D2Q2A14313AD38914L0CY2D3Q3PC012AD4131215L1Y3D4Q4PC111AD5141516L2Y4D5Q5PC2A15610AD61617L3E1Y5D6Q6PC3L449AD71913E2Y6D7Q7PC45712L5E3Y7PC5111OEPC674LS1381110LEPC774HC373U78255AAD83D0Q02AD945D1Q1AD1076D2Q2AD1189D3Q3AD121312A12D4Q4AD131415A13D5Q5AD141716A14D6Q6AD151819A15D7Q71OE11LE74HC373234001DDD567BBB5432DDDDD1BBBBBLLLLL程序代碼：DATASEGMENTCONTDW0HSHIDB23FENDB59MIAODB56LEDDB2,3,5,7,4,5SEGTABDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHDATAENDSCODESEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CODEIOAEQU8000HIOBEQU8002HIOCEQU8004HIOCONEQU8006HSTART:MOVAL,90HMOVDX,IOCONOUTDX,ALNOPSTART1:CALLJISHICALLFENJIECALLDISPJMPSTART1JISHI:CMPCONT,60JZNEXTINCCONTJMPRETUNNEXT:MOVCONT,0CMPMIAO,59JZNEXT1INCMIAOJMPRETUNNEXT1:MOVMIAO,0CMPFEN,59JZNEXT2INCFENJMPRETUNNEXT2:MOVFEN,0CMPSHI,23JZNEXT3INCSHIJMPRETUNNEXT3:MOVSHI,0RETUN:RETFENJIE:MOVAX,0MOVAL,SHIMOVCL,10DIVCLMOVLED,ALMOVLED+1,AHMOVAX,0MOVAL,FENMOVCL,10DIVCLMOVLED+2,ALMOVLED+3,AHMOVAX,0MOVAL,MIAOMOVCL,10DIVCLMOVLED+4,ALMOVLED+5,AHRETDISP:MOVAL,11111111BMOVDX,IOCOUTDX,ALLEABX,SEGTABMOVAL,LED+0XLATMOVDX,IOBOUTDX,ALMOVAL,11011111BMOVDX,IOCOUTDX,ALCALLYSMOVAL,11111111BMOVDX,IOCOUTDX,ALLEABX,SEGTABMOVAL,LED+1XLATMOVDX,IOBOUTDX,ALMOVAL,11101111BMOVDX,IOCOUTDX,ALCALLYSMOVAL,11111111BMOVDX,IOCOUTDX,ALLEABX,SEGTABMOVAL,LED+2XLATMOVDX,IOBOUTDX,ALMOVAL,11110111BMOVDX,IOCOUTDX,ALCALLYSMOVAL,11111111BMOVDX,IOCOUTDX,ALLEABX,SEGTABMOVAL,LED+3XLATMOVDX,IOBOUTDX,ALMOVAL,11111011BMOVDX,IOCOUTDX,ALCALLYSMOVAL,11111111BMOVDX,IOCOUTDX,ALLEABX,SEGTABMOVAL,LED+4XLATMOVDX,IOBOUTDX,ALMOVAL,11111101BMOVDX,IOCOUTDX,ALCALLYSMOVAL,11111111BMOVDX,IOCOUTDX,ALLEABX,SEGTABMOVAL,LED+5XLATMOVDX,IOBOUTDX,ALMOVAL,11111110BMOVDX,IOCOUTDX,ALCALLYSRETYS:MOVCX,500A1:NOPLOOPA1RETCODEENDSEND.如圖可知：經(jīng)過器件正確連結(jié)，能夠在實現(xiàn)小時，分鐘，秒鐘的計時功能，且在23.59.59時能夠自動變換到，與實質(zhì)時分秒計時器功能基本一致。實驗總結(jié)：微機(jī)原理與接口技術(shù)的課程實驗歷時大部分個學(xué)期，經(jīng)過自己編寫、運轉(zhuǎn)程序，不只能夠堅固了從前所學(xué)過的知識，并且學(xué)到了好多在書籍上所沒有學(xué)到過的知識。從前關(guān)于編程工具的使用還處于一孔之見的狀態(tài)上，可是經(jīng)過一段上機(jī)的實踐，關(guān)于怎么去排錯、查錯，怎么去看每一步的運轉(zhuǎn)結(jié)果，怎么去認(rèn)識每個存放器的內(nèi)容以保證程序的正確性上都有了很大程度的提升。前四個簡單程序設(shè)計，加深了我們對初學(xué)的匯編語言指令的熟習(xí)和理解，匯編語言直接描繪機(jī)器指令，比機(jī)器指令簡單記憶和理解。經(jīng)過學(xué)習(xí)和使用匯編語言，向上為理解各種軟件系統(tǒng)的原理，打下技術(shù)理論基礎(chǔ)；向下為掌握硬件系統(tǒng)的原理，打下實踐應(yīng)用基礎(chǔ)。不只堅固了書籍所學(xué)的知識，還擁有必然的靈巧性，發(fā)揮了我們的創(chuàng)辦才能。后邊幾個實驗是并行輸入輸出接口8255和計數(shù)器8253的功