計算機(jī)硬件實驗指導(dǎo)書

實驗一EL-1微機(jī)實驗教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、實驗?zāi)康?.掌握EL—1型8086微機(jī)原理實驗儀器的結(jié)構(gòu)及使用方法；2.掌握匯編語言源程序編制、匯編、調(diào)試的基本方法；3.掌握順序程序設(shè)計的方法。二、實驗設(shè)備及器材EL—1型8086微機(jī)原理實驗教學(xué)系統(tǒng)。三、實驗內(nèi)容及要求EL-l微機(jī)實驗教學(xué)系統(tǒng)由功能實驗板、可選的CPU板、二塊小面包板三部分構(gòu)成，可安裝在45*30*10cm的實驗箱內(nèi)?？偪驁D如下：CPU板面包板CPU板面包板功能實驗板功能實驗板面包板：1)通用面包板 2)金屬圓孔組成的通用實驗板CPU板：1)8086PC總線板 2)8086CPU板 3)8051CPU板 4)8098CPU板 5)80C198CPU板功能實驗板：由若干相對獨立的功能接口電路組成，它們是：D/A電路、A/D電路、發(fā)光二極管電路、開關(guān)量輸入電路、RAM/ROM電路、簡單I/O電路、8253可編程定時器/計數(shù)器電路、8255并行接口電路、總線驅(qū)動電路、8279接口電路、單脈沖發(fā)生器、LED顯示電路、鍵盤電路、復(fù)位電路、8250串行接口電路。（一）功能實驗板結(jié)構(gòu)1、輸出顯示電路1)數(shù)碼顯示電路。該電路由6位共陰極數(shù)碼管，3片75452，2片74SL07組成，74LS07為段驅(qū)動器，相應(yīng)輸入插孔為CZ4。75452為位驅(qū)動器，相應(yīng)輸入插控為CZ3(LD1，LD2，LD3，LD4，LD5，LD6)。2)LED燈顯示電路。該電路由2片74LS04，12支綠色二極管組成。12只二極管相應(yīng)的輸人插孔為CZ2(LI1，LI2，LI3，LI4，LI5，LI6，LI7，LI8，LI9，LI10，LIl1，LIl2)2、信號發(fā)生電路開關(guān)量輸入電路：該電路由8只開關(guān)組成，每只開關(guān)有兩個位置，一個位置代表高電平，一個位置代表低電平。該電路的輸出插孔為CZl(Kl，K2，K3，K4，K5，K6，K7，K8)。2)時鐘輸入電路：該電路由1片74LSl6l組成：·當(dāng)CPU為PC總線時，輸入時鐘為AT總線的CLK，·當(dāng)CPU為805l、8098、80C198時，CLK的輸入時鐘為晶振頻率，·當(dāng)CPU為8086時，CLK是2MZ。輸出時鐘為該CLK的2分頻(CLK0)，4分頻(CLKI)，8分頻(CLK2)，16分頻(CLK3)，相應(yīng)輸出插孔CZ47(CLK0，CLKl，CLK2，CLK3)。3)單脈沖發(fā)生器電路該單脈沖發(fā)生器由一個按紐，1片74LS04，1片74LSl32組成，具有消顫功能，正反相脈沖，相應(yīng)輸出插孔CZ35(P0，P1)。4)模擬量輸入電路該電路由3只可變電位器組成，輸出為0…5V連續(xù)可調(diào)。相應(yīng)的輸出插孔CZ29，CZ28，CZ27(KBl，KB2，KB3)。5)鍵盤輸入電路該電路由28只通用鍵1只SHFT鍵，1只CTRL鍵組成，28只通用鍵采用8根列掃線，4根行掃線，無外部信號輸人時，均為高電平，有外部信號輸入時，電平狀態(tài)由外部輸入信號決定，作鍵盤實驗時，一般行、列掃線分別定義為輸入、輸出，即8根列掃線的插孔為CZ6(IQA0，KAl，KA2、KA3，KA4，KA5，KA6，KA7)，4根行掃線的插孔為CZ5(KB0，KBl，KB2，KB3)。6)復(fù)位電路：按動復(fù)位鍵，將對8255，8279。8250復(fù)位，對8051，80C198，8086cPu板起復(fù)位作用。3、可編程定時器8253電路：該電路由1片8253組成，8253的片選輸入端插孔CS8253＼，數(shù)據(jù)口，地址，讀寫線均已接好，T0，TI時鐘輸入為CLK3，T2的時鐘用戶可自己接。定時器輸出，GATE控制孔對應(yīng)如下：OUT0、GATE0、OUTl、GATEI、OUT2、GATE2、CLFd。注：GATE信號無輸入時為高電平。EL一1型T2的時鐘為CLK3。4、可編程并行口8255電路：該電路由1片8255組成，8255的數(shù)據(jù)151，地址，讀寫線，復(fù)位控制線均已接好，片選輸人端插孔為CS8255＼，A，B。C三端口的插孔分別為A：CZ16(PA0，PAl，PA2，PA3，PA4，PA5，PA6，PA7)B：CZl5(PB0，PBl，PB2，PB3，PB4，PB5，PB6，PB7)C：CZl7(PC0。PCI，PC2，PC3，PC4，PC5。PC6。PC7)5、可編程鍵盤顯示控制器該電路由1片8279，74LSl38組成，8279的數(shù)據(jù)口，地址，讀寫線，復(fù)位，時鐘，片選都已經(jīng)接好，顯示輸出，鍵盤行列掃描線均有插孔輸出。兩組顯示輸出的插孔標(biāo)號與芯片標(biāo)號一致。鍵盤行掃描線譯碼線插孔標(biāo)號為CZ21，CZ25(完全相同)相應(yīng)標(biāo)號為(KS0，KSl，KS2，KS3，KS4，KS5，KS6，KS7)。另外該電路在進(jìn)行實驗時還要用到一組反相器，該反相器是輸人插孔標(biāo)號CZ24(S0，S1，S2，S3，S4，S5)。輸出插孔標(biāo)號CZ23(S0\，SI\，S2\，S3\，S4\，S5\)。6、可編程串行口8250電路：該電路由一片8250，一片1488，1489組成，該電路中8250的輸人據(jù)均已接好，串行口輸人輸出插座為J1，T為發(fā)送，R為接收。7、簡單數(shù)字量輸出緩存實驗電路該電路由2片74LS273及一片74LS04，74LS02組成，該電路中74LS273的輸人均已接好數(shù)據(jù)線，鎖存端片選人控制，兩片74LS273的片選輸人插孔標(biāo)號分別為CSU8\，CSU9\；輸出插孔標(biāo)號分別為(SO0，SO1，SO2，SO3，SO4，SO5，SO6，SO7，SO8，SO9，SO10，SO11，SOl2。8、簡單數(shù)字量輸人緩沖實驗電路該電路由一片74LS244，一片74LS02構(gòu)成，該電路中，74LS244的輸入均已接在數(shù)據(jù)總線上，輸入端接著插線孔，其標(biāo)號CZ9(SI0，SIl，SI2，SI3，SI4，SI5，SI6，SI7)，片選控制端插孔標(biāo)號(CSUl0\)。9、8路8位A/D實驗電路該電路由一片ADC0809，一片74LS02組成，該電路中，ADC00809的參考電壓，數(shù)據(jù)總線輸出，通道控制線均已接好，其它信號線由插孔接人，ADC0809的片選控制插孔標(biāo)號為CZ31（CS0809\），轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志輸出插孔標(biāo)號為CZ26(EOC)，模擬量輸人通道孔標(biāo)號為（IN0，INl，IN2，IN3，IN4，IN5，IN6，IN7）。10、八位雙緩沖D/A實驗電路0832該電路由一片DAC0832，一片74LS00，一片LM324組成，該電路中除DAC0832的片選未接好外，其他信號均已接好，片選插孔標(biāo)號CZ32(CS0832\)。輸出插孔標(biāo)號CZ33(VOUT)。該電路為非偏移二進(jìn)制D/A轉(zhuǎn)換電路，通過調(diào)節(jié)KB4，可調(diào)節(jié)D/A轉(zhuǎn)換器的滿偏值，調(diào)節(jié)KB5，可調(diào)節(jié)D/A轉(zhuǎn)換器的零偏值。11、存儲器擴(kuò)展實驗電路：該電路由一片62256和一片6264組成，該電路的所有信號線均已接好，可直接進(jìn)行存儲器讀寫實驗。對8051和8098實驗來說，62256的起使地址為：4000H，長度為32K，6264系統(tǒng)已使用。805l和8098的數(shù)據(jù)與程序存儲區(qū)都為統(tǒng)一編址64K，其中0~16K為系統(tǒng)使用，后48K用戶使用作為仿真或?qū)嶒炗谩?2、通用板上其他可用電路1．74LS08(在DMA實驗中使用)2．U2974LSl32輸人端IN0、INl；輸出端OUT(在中斷實驗中使用)（二）8086CPU板的結(jié)構(gòu)8086CPU結(jié)構(gòu)說明系統(tǒng)監(jiān)控：6264仿真高八位0～03FFF奇地址DMA傳送奇地址0～3FFFH實驗程序用RAM6264仿真低八位0～03FFF偶地址DMA傳送偶地址0～3FFFH實驗程序用RAM2764監(jiān)控高八位FFFFF～FC000奇地址有效2764監(jiān)控低八位FFFFF～FC000偶地址有效CS004A0～04AF偶地址有效實驗程序I/O口地址CS10480～04BF偶地址有效實驗程序I/O口地址CS204C0～04CF偶地址有效實驗程序I/O口地址CS304D0～04DF偶地址有效實驗程序I/O口地址CS404E0～04EF偶地址有效實驗程序I/O口地址CS504F0～04FF偶地址有效實驗程序I/O口地址CS60000～01FF偶地址有效實驗程序I/O口地址CS70200～03FF偶地址有效實驗程序I/O口地址CS82500480_048F偶地址有效8250專用I/O口地址CS82790490～049F偶地址有效8279專用I/O口地址8086CPU板系統(tǒng)的硬件實驗(1)CS0～CS7的口地址以以上說明為準(zhǔn)。I/O口訪問可按字或字節(jié)進(jìn)行，低八位有效。例如：INAX，DX；OUTDX，AX；INAL，DX；通用實驗板的芯片必須都用偶地址、低八位仿問。(2)硬件部分流程圖見以后章節(jié)。(3)含8086CPU的8086實驗系統(tǒng)的硬件實驗的軟件操作手冊、鍵盤監(jiān)控操作見附錄。(4)上位機(jī)監(jiān)控是進(jìn)入實驗系統(tǒng)子目錄后運(yùn)行DB86。(5)所有實驗程序的起始地址位01100H，CS=0100H，IP=0100H，代碼段、數(shù)據(jù)段、堆棧段在同一個64K的地址空間中。注意：功能實驗板上監(jiān)控芯片(EPROM)的跳線應(yīng)跳在8098位置。3、8086CPU板系統(tǒng)的軟件實驗(1)軟件實驗應(yīng)脫離8086最小系統(tǒng)進(jìn)行，直接利用PC機(jī)，進(jìn)入實驗系統(tǒng)子目錄后，運(yùn)行IDE86，進(jìn)人集成環(huán)境，具體操作見《微機(jī)實驗教學(xué)系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書》，軟件部分程序流程圖見《微機(jī)實驗教學(xué)系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書》的軟件部分，該書的硬件部分為PC總線的擴(kuò)展實驗，與含8086CPIJ實驗系統(tǒng)不符，請注意。（三）實驗系統(tǒng)的電源該系統(tǒng)的電源提供了兩種解決方案：1)利用PC機(jī)的電源，可省去電源的費用，只需從PC機(jī)內(nèi)引出一組電源，從CPU板的+5V、+12V、-12V電源插座中引入。該電源具有短路保護(hù)。外接開關(guān)電源，需購買一開關(guān)電源，內(nèi)置在實驗箱里。（四）順序程序設(shè)計1、編程驗證（AX）*10（AX）參考程序如下：MOVBX，10；MULBX；L：HLT；JMPL2、編程驗證y=6x4+5x3+2x2+7x+8設(shè)x=0~10，x存放在1200H~1201H，y存放在1202H~1204H算法：y=(((6x+5)x+2)x+7)x+8程序自行編寫。四、實驗預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)8086微處理器的結(jié)構(gòu)和原理；2、復(fù)習(xí)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、轉(zhuǎn)移指令的用法；3、根據(jù)編程提示，編出匯編語言源程序。五、實驗報告要求除需要包含上述四項內(nèi)容外，還應(yīng)包括：實驗調(diào)試過程和運(yùn)行結(jié)果；說明實驗過程中遇到了哪些問題、如何解決的；總結(jié)實驗后的心得體會；要求字跡清楚、圖形符號規(guī)范。

實驗二分支程序的設(shè)計與調(diào)試一、實驗?zāi)康?.掌握分支程序設(shè)計的方法；2.掌握循環(huán)程序設(shè)計的方法。二、實驗設(shè)備及器材EL—1型8086微機(jī)原理實驗教學(xué)系統(tǒng)。三、實驗內(nèi)容及要求分支程序設(shè)計求最大公約數(shù)：設(shè)：在1200H~1201H中存有0024H，在1202H~1203H中存有001BH，求最大公約數(shù)存放在1204H~1205H。參考程序如下：MOVAX，[0200H]；MOVBX，[0202H]；CMPAX，BX；JZLP1；JALP；XCHGAX，BX；LP：XORDX，DX；DIVBX；ANDDX，DX；JZLP1；MOVAX，BX；MOVBX，DX；JMPLP；LP1：MOV[0204H]，BX；LP2：HLT；JMPLP2；四、實驗預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)比較指令、轉(zhuǎn)移指令、循環(huán)指令的用法。2、根據(jù)編程提示，編出匯編語言源程序。3、有興趣的同學(xué)請編寫出實驗習(xí)題中的程序。五、實驗報告要求除需要包含上述四項內(nèi)容外，還應(yīng)包括：實驗調(diào)試過程和運(yùn)行結(jié)果；說明實驗過程中遇到了哪些問題、如何解決的；總結(jié)實驗后的心得體會，要求字跡清楚、符號規(guī)范。實驗三循環(huán)程序的設(shè)計與調(diào)試一、實驗?zāi)康?.掌握分支程序設(shè)計的方法；2.掌握循環(huán)程序設(shè)計的方法。二、實驗設(shè)備及器材EL—1型8086微機(jī)原理實驗教學(xué)系統(tǒng)。三、實驗內(nèi)容及要求循環(huán)程序設(shè)計1、把物理地址2000H~20FFH區(qū)域內(nèi)偶地址存入AAH，奇地址存入55H。參考程序如下：MOVSI，1000H；MOVCX，0080H；MOVAX，55AAH；L4：MOV[SI]，AX；INCSI；INCSI；LOOPL4；L5：HLT；JMPL5；2、在1200H起始的區(qū)域中存有23H，1DH，10H，56H，2AH，66H，89H，08H，16H，F(xiàn)FH等10個無符號字節(jié)數(shù)，編程實現(xiàn)將最大數(shù)找出存放在120AH單元中。參考程序如下：LEASI，[0200H]；MOVCX，9；MOVAL，[SI]；INCSI；L6：CMPAL，[SI]；JNCL7；MOVAL，[SI]；L7：INCSI；LOOPL6；MOV[020AH]，AL；