2024年北郵微機(jī)原理硬件實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

微機(jī)原理與接口技術(shù)硬件試驗(yàn)匯報(bào)姓名：曹爽學(xué)號(hào)：210640班級(jí)：2111241月10曰

目錄實(shí)驗(yàn)一：熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境及IO的使用 3一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 3三、 實(shí)驗(yàn)步驟 3四、 程序流程圖 4五、 源代碼 4六、 思考題 5七、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得體會(huì) 6實(shí)驗(yàn)二：8255A并行接口應(yīng)用 7一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?7二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 7三、 實(shí)驗(yàn)步驟 8四、 程序流程圖 9五、 源代碼 10六、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得體會(huì) 14實(shí)驗(yàn)三：8253計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的應(yīng)用 15一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?15二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 15三、 8253定時(shí)器 15四、 電路的調(diào)試與連接 16五、 實(shí)驗(yàn)連接圖 16六、 程序流程圖 18七、 源代碼 19八、 思考題 21九、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得體會(huì) 21

試驗(yàn)一：熟悉試驗(yàn)環(huán)境及IO的使用試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^試驗(yàn)理解和熟悉試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造、功能及使用措施。通過試驗(yàn)掌握直接使用Debug的I、O命令來讀寫IO端口。學(xué)會(huì)Debug的使用及編寫匯編程序。試驗(yàn)內(nèi)容及規(guī)定學(xué)習(xí)使用Debug命令，并用I、O命令直接對(duì)端口進(jìn)行讀寫操作。用匯編語(yǔ)言編寫跑馬燈程序。（使用EDIT編輯工具）實(shí)現(xiàn)功能。A.通過讀入端口狀態(tài)（ON為低電平），選擇工作模式（燈的閃爍方式、速度等）。B.通過輸出端口控制燈的工作狀態(tài)（低電平燈亮）。注意：電源打開時(shí)不得插拔電纜及多種器件。連接電路時(shí)一定要在斷電的狀況下連接，否則也許會(huì)燒壞整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)環(huán)節(jié)這裏僅簡(jiǎn)要論述運(yùn)用EDIT工具編寫匯編寫跑馬燈程序的環(huán)節(jié)。編寫：C>EDIT文獻(xiàn)名.asm編譯：C>MASM文獻(xiàn)名.asm連接：C>LINK文獻(xiàn)名.obj運(yùn)行：C>文獻(xiàn)名.exe或用Debug進(jìn)行調(diào)試。程序流程圖圖1.4.1程序流程圖源代碼CODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVAH,0FEH ;將初始燈設(shè)為右起第1燈亮LOOP0:MOVDX,0EEE0H ;將I/O端口地址設(shè)為EEE0INAL,DX ;從端口讀入數(shù)據(jù)，提取撥碼開關(guān)右起第3位狀態(tài)ANDAL,20HCMPAL,20HJNZSTOP ;若狀態(tài)為‘0’，則保持位置不變，暫停INAL,DX ;提取撥碼開關(guān)右起第2位狀態(tài)ANDAL,40HCMPAL,40HJNZFAN ;若狀態(tài)為‘0’，則右移亮燈位置ROLAH,1 ;左移亮燈位置STOP:JMPDISPFAN:RORAH,1DISP:MOVAL,AHOUTDX,AL ;輸出到端口，亮燈MOVCX,8000H ;外循環(huán)次數(shù)MOVBX,8000H ;內(nèi)循環(huán)次數(shù)LOOP1:DECBXJNZLOOP1 ;內(nèi)循環(huán)，BX減少到0MOVBH,80H ;重設(shè)內(nèi)循環(huán)次數(shù)80H次INAL,DXANDAL,10HCMPAL,10H ;提取撥碼開關(guān)右起第4位狀態(tài)JNZS ;若為‘1’，則設(shè)置內(nèi)循環(huán)次數(shù)為10H次MOVBH,10HS:LOOPLOOP1 ;外循環(huán)，CX減少到0INAL,DXANDAL,80HCMPAL,80H ;提取撥碼開關(guān)右起第1位狀態(tài)JNZLOOP0 ;若為‘0’，則繼續(xù)顯示，否則結(jié)束程序MOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDSTART思索題通過試驗(yàn)闡明用debug中的a命令錄入試驗(yàn)中給出的小程序中，有些語(yǔ)句可以不寫出“h”字符的原因。答：重要是出于數(shù)據(jù)識(shí)別的角度。但凡拾六進(jìn)制數(shù)據(jù)都是要加H的，而地址則不用。這是由于編譯時(shí)所能識(shí)別的數(shù)據(jù)有諸多種，為了保證編譯正常進(jìn)行，必須要告訴編譯器數(shù)據(jù)的類型。地址只有默認(rèn)的16進(jìn)制形式，不需指定類型就能完畢對(duì)的的編譯，因此不必加H。而在DEBUG環(huán)境下，它的默認(rèn)數(shù)據(jù)格式就是拾六進(jìn)制的，因此就不需要寫出“H”字符；否則通不過編譯。試驗(yàn)成果和心得體會(huì)這次試驗(yàn)是我們第一次微原硬件試驗(yàn)，之前的一次軟件試驗(yàn)讓我們熟悉了DOS界面下的操作，由于間隔時(shí)間較長(zhǎng)，這次我們又重新熟悉了一遍。并且，與軟件試驗(yàn)不一樣，硬件試驗(yàn)是通過編程的方式作用于硬件試驗(yàn)板上，為此，我們首先熟悉了一下試驗(yàn)板，編寫了某些簡(jiǎn)樸的小程序控制試驗(yàn)板。在熟悉了I/O端口之後，我們開始編寫跑馬燈程序。并且可以通過撥碼開關(guān)的選擇，控制工作模式、速度、反向、暫停等功能。這次試驗(yàn)的要點(diǎn)是對(duì)I/O接口譯碼電路的理解以及使用，我們通過測(cè)試，理解了地址與端口的對(duì)應(yīng)狀況，進(jìn)而才能編寫出跑馬燈程序。通過本次試驗(yàn)，我們掌握了地址譯碼電路的設(shè)計(jì)措施和實(shí)現(xiàn)原理，加深了對(duì)硬件的I/O接口技術(shù)的理解。試驗(yàn)中出現(xiàn)的某些問題，也成為我們調(diào)試程序的寶貴經(jīng)驗(yàn)，為後續(xù)的試驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。

試驗(yàn)二：8255A并行接口應(yīng)用試驗(yàn)?zāi)康恼莆?255A的功能及方式0、1的實(shí)現(xiàn)。熟悉8255A與CPU的接口，以及傳播數(shù)據(jù)的工作原理及編程措施。理解七段數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理。掌握同步顯示多位數(shù)字的技術(shù)。試驗(yàn)內(nèi)容及規(guī)定在試驗(yàn)一的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)PIO芯片（8255）編程應(yīng)用，熟悉平臺(tái)的重要內(nèi)容。CS用Y0（EE00H）。（一）簡(jiǎn)要闡明：在方式0（輸入/輸出）下，以A口為輸出口，B口為輸出口，A口接六個(gè)共陰極數(shù)碼管的八位段碼，高電平點(diǎn)亮數(shù)碼管的某一段，B口接數(shù)碼管的位選（即要使哪個(gè)數(shù)碼管亮），高電平選中某一位數(shù)碼管點(diǎn)亮。8255A中 A端口地址E800HB端口地址E801HC端口地址E802H控制地址E803H八段數(shù)碼管的顯示規(guī)律及數(shù)碼管的位選規(guī)律自已查找，可用試驗(yàn)一中，學(xué)過的I、O令來做。（二）6位數(shù)碼管靜態(tài)顯示在數(shù)碼管電路上靜態(tài)地顯示6位學(xué)號(hào)，當(dāng)主機(jī)鍵盤按下任意鍵時(shí)，停止顯示，返回提醒：該電路6個(gè)數(shù)碼管的同名陽(yáng)極段已經(jīng)復(fù)接，當(dāng)段選寄存器寄存了一種字型之後，6個(gè)數(shù)碼管均有也許顯示出相似的數(shù)字。假如要使6個(gè)數(shù)碼管“同步”顯示不一樣字，必須采用掃描顯示的措施，通過選位寄存器選擇某一位數(shù)碼管，顯示其數(shù)字（對(duì)應(yīng)為1），然後關(guān)閉此數(shù)碼管，再選擇下一位數(shù)碼管進(jìn)行顯示；假如在一秒鐘內(nèi)，每一位管都能顯示30次以上，則人眼看到的是幾位數(shù)碼管同步在顯示。試驗(yàn)證明，在掃描顯示過程中，每一位顯示延遲1ms是最佳選擇。（三）6位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示規(guī)定在數(shù)碼管電路1－6位數(shù)碼管上按圖所示的規(guī)律，動(dòng)態(tài)顯示字符串HELLO，當(dāng)主機(jī)鍵盤按下任意鍵時(shí)結(jié)束。圖2.2.1字符串動(dòng)態(tài)顯示示意圖提醒：①本試驗(yàn)應(yīng)在上面試驗(yàn)的基礎(chǔ)上完畢。②在數(shù)據(jù)段，按下列規(guī)律設(shè)置12個(gè)字型碼：MESGDB0,0,0,0,0,0,3DH,0DCH,8CH,8CH,0EDH,0POINTDWMESG……POINT單元寄存MESG單元的有效地址，程序取出POINT單元的內(nèi)容→BX，然後用BX地址取數(shù)送數(shù)碼管電路，掃描顯示6個(gè)字符。每過0.5s將POINT單元的內(nèi)容加1，再將POINT單元的內(nèi)容→BX，……。POINT單元內(nèi)容加1，使字符串顯示的首地址向高地址移動(dòng)一種單元，從而使6位字符串向“左”移動(dòng)一位，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。③動(dòng)態(tài)顯示的速度可控制（快或慢），運(yùn)用試驗(yàn)一讀入端口的功能。試驗(yàn)環(huán)節(jié)編寫和調(diào)試環(huán)節(jié)同試驗(yàn)一，不再贅述。程序流程圖圖2.4.1數(shù)碼管靜態(tài)顯示程序流程圖圖2.4.1數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示程序流程圖源代碼6位數(shù)碼管靜態(tài)顯示：DATASEGMENTSHOWDB0F4H,21H,0EDH,0DDH,39H,0DDH ;210646COUNTEQU$-SHOWSLDB?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATA ;segdataMOVDS,AXNEXT:MOVCX,COUNT ;顯示個(gè)數(shù)，為6LEABX,SHOW ;MOVBX,OFFSETSHOWMOVSL,01H ;第一種點(diǎn)亮位置MOVAL,80HMOVDX,0EE03H ;設(shè)置輸出端口OUTDX,AL ;設(shè)置標(biāo)志位為‘1’，A、B口為輸出AGAIN:MOVAL,SLMOVDX,0EE01H ;B口輸出數(shù)碼管選通位置OUTDX,ALMOVAL,[BX]MOVDX,0EE00H ;A口輸出數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)到數(shù)碼管OUTDX,ALMOVAL,00HMOVDX,0EE00HOUTDX,AL ;清除顯示，防止程序結(jié)束殘留顯示INCBX ;顯示下一種數(shù)字SHLSL,1 ;Sl左移依次向左選通數(shù)碼管LOOPAGAIN ;循環(huán)此過程COUNT次MOVAH,0BHINT21H ;若鍵盤有輸入則跳出程序ORAL,ALJZNEXTMOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDSTART6位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示：DATASEGMENTMESGDB0,0,0,0,0,0,3DH,0DCH,8CH,8CH,0EDH,0DATAENDSSTACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(0)STACKENDSCODESEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CODE,SS:STACKMAINPROCFARMOVAX,DATAMOVDS,AXMOVES,AXMOVAL,80HMOVDX,0E803H ;設(shè)置標(biāo)志位為‘1’，A、B口為輸出OUTDX,ALSTART:MOVBX,OFFSETMESGMOVCX,07HLOP7:MOVDX,0EEE0H ;從撥碼開關(guān)左起3位讀入數(shù)據(jù)到DXINAL,DXINCALANDAL,07HXORAH,AHMOVDX,AX ;DX為外循環(huán)次數(shù)，控制靜態(tài)顯示時(shí)間LOOP0:CALLDISPDECDXJNZLOOP0 ;顯示目前狀態(tài)直至DX=0INCBX ;BX決定顯示哪6個(gè)數(shù)據(jù)LOOPLOP7 ;重新讀取撥碼開關(guān)到DXJMPSTART ;當(dāng)7種狀態(tài)都結(jié)束後重新開始MAINENDPDISPPROCNEARPUSHCXPUSHDXPUSHAXMOVBP,0044H ;控制一次外循環(huán)顯示時(shí)間LOPX:XORSI,SIMOVCX,06HMOVDX,0EE00H ;設(shè)置端口為A口MOVAH,01H ;第一次選通最右數(shù)碼管LOP6:MOVAL,MESG[BX+SI]OUTDX,AL ;顯示數(shù)據(jù)到數(shù)碼管MOVAL,AHMOVDX,0EE01H ;設(shè)置端口為B口OUTDX,AL ;選通數(shù)碼管MOVDX,0EE00H ;重新設(shè)置端口為A口ROLAH,1 ;選擇下一種數(shù)碼管INCSI ;選擇下一種數(shù)據(jù)CALLDELAYCALLKEY ;檢查按鍵與否有輸入LOOPLOP6DECBPJNZLOPX ;循環(huán)，保持靜態(tài)顯示POPAXPOPDXPOPCXRETDISPENDPKEYPROCNEAR ;檢測(cè)鍵盤輸入PUSHAXMOVAH,0BHINT21HORAL,ALJZGOON ;沒有鍵盤輸入則繼續(xù)顯示MOVDX,0EE00H ;有任意輸入則清空顯示，跳出程序MOVAL,0HOUTDX,ALMOVAH,4CHINT21HGOON:POPAXRETKEYENDPDELAYPROCPUSHAXPUSHCXMOVAX,0002H ;外層循環(huán)LOPD:MOVCX,0HLOOP$ ;內(nèi)層循環(huán)DECAXJNZLOPDPOPCXPOPAXRETDELAYENDPCODEENDSENDMAIN試驗(yàn)成果和心得體會(huì)這次試驗(yàn)是運(yùn)用8255芯片進(jìn)行并口接口的應(yīng)用。由于數(shù)碼管一次只能顯示一種，因此我們采用掃描顯示的措施，把間隔時(shí)間調(diào)短，使人眼感覺仿佛所有數(shù)碼管同步顯示同樣。我們首先運(yùn)用位選控制哪個(gè)數(shù)碼管亮，之後通過段選哪個(gè)數(shù)碼管顯示什么。并且設(shè)置數(shù)碼管靜態(tài)顯示出學(xué)號(hào)後六位“210646”。隨即的動(dòng)態(tài)顯示也是同樣，通過首地址移動(dòng)，使6位字符串向“左”移動(dòng)一位，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示出“HELLO”。我覺得這次試驗(yàn)最重要的是實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示的一種思想——掃描的思想——通過迅速掃描可以讓人產(chǎn)生所有數(shù)碼管同步顯示的感覺。并且，本次試驗(yàn)的編程難度也有所提高，對(duì)于我們起到了一定的鍛煉作用。

試驗(yàn)三：8253計(jì)數(shù)器/定期器的應(yīng)用試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)掌握8253用作定期器的編程原理。試驗(yàn)內(nèi)容及規(guī)定完畢一種音樂發(fā)生器，通過蜂鳴器放出音樂，并在數(shù)碼管上顯示樂譜。音符頻率對(duì)照音符12345671·頻率（Hz）256288320341384426.64805128253定期器I8253和I8254都是可編程計(jì)數(shù)器，它們的引腳兼容，功能與使用措施相似。I8254是I8253的改善型。微機(jī)系統(tǒng)定期器和試驗(yàn)箱定期器（1）微機(jī)系統(tǒng)使用的8254，其3個(gè)通道均有固定的用途：0號(hào)計(jì)數(shù)器為系統(tǒng)時(shí)鐘源，每隔55ms向系統(tǒng)主8259IR0提一次中斷祈求；1號(hào)計(jì)數(shù)器用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的定期刷新控制；2號(hào)計(jì)數(shù)器為系統(tǒng)的發(fā)聲源。顧客在使用微機(jī)系統(tǒng)的時(shí)候，可以使用0號(hào)和2號(hào)計(jì)數(shù)器，但不能變化對(duì)1號(hào)計(jì)數(shù)器的初始化。（2）試驗(yàn)箱上的8253，其數(shù)據(jù)線D7—D0，地址線A1、A0和控制線RD、WR通過總線驅(qū)動(dòng)卡和微機(jī)系統(tǒng)的三總線相連。除此之外，三個(gè)計(jì)數(shù)器的引出段和片選端都是懸空的，這意味著試驗(yàn)箱上的8253的三個(gè)計(jì)數(shù)器都?xì)w顧客使用，你可以單獨(dú)使用其中的一種計(jì)數(shù)器，也可以串聯(lián)使用其中的2個(gè)或3個(gè)計(jì)數(shù)器。（3）8253計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)，其頻率不能超過2MHz，否則長(zhǎng)時(shí)間使用，芯片過熱，輕易燒毀。8253初始化使用8253前，要進(jìn)行初始化編程。初始化編程的環(huán)節(jié)是：①向控制寄存器端口寫入控制字對(duì)使用的計(jì)數(shù)器規(guī)定其使用方式等。②向使用的計(jì)數(shù)器端口寫入計(jì)數(shù)初值。8253控制字D7D6＝00：使用0號(hào)計(jì)數(shù)器，D7D6＝01：使用1號(hào)計(jì)數(shù)器D7D6＝10：使用2號(hào)計(jì)數(shù)器，D7D6＝11：無效D5D4＝00：鎖存目前計(jì)數(shù)值D5D4＝01：只寫低8位（高8位為0），讀出時(shí)只讀低8位D5D4＝10：只寫高8位（低8位為0），讀出時(shí)只讀高8位D5D4＝11：先讀/寫低8位，後讀/寫高8位計(jì)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(jì)數(shù)初值為二進(jìn)制，D0＝1：計(jì)數(shù)初值為BCD碼數(shù)電路的調(diào)試與連接測(cè)試：在Debug狀態(tài)下，用“O”命令測(cè)試8353的發(fā)生功能，3組通道工作與否正常。電路連接：8253的CS接譯碼器輸出Y1其地址為EE20-EE27H8253的OUT接蜂鳴器的BELL端8253的門控信號(hào)GATE接+5V8253的CLK端接Q7（32KHz）清零復(fù)位電路中的T/C端接地（或接RESET端）注意：由于8253計(jì)數(shù)速率應(yīng)不不小于2MHz，CLK0的輸入信號(hào)必須由8MHz經(jīng)393分頻到不不小于2MHz後使用。393分頻之後，Q0輸出為4MHz，Q1輸出為2MHz……Q7輸出32KHz。編程提醒：8253控制端口地址為EE23H定期器0地址為EE20H定期器1地址為EE21H定期器2地址為EE22H定期器可工作在方式3下。試驗(yàn)連接圖8253定期器連接如圖所示，蜂鳴器電路、時(shí)鐘預(yù)分頻電路連接如圖和所示。圖8253定期器連接圖圖3.5.2蜂鳴器電路圖3.5.3時(shí)鐘預(yù)分頻電路程序流程圖圖3.6.1程序流程圖源代碼DATASEGMENT ;數(shù)據(jù)段SONGDB7DH,7DH,53H,53H,4BH,4BH,53H DB5EH,5EH,64H,64H,6FH,6FH,7DH DB53H,53H,5EH,5EH,64H,64H,6FH DB53H,53H,5EH,5EH,64H,64H,6FH DB7DH,7DH,53H,53H,4BH,4BH,53H DB5EH,5EH,64H,64H,6FH,6FH,7DH ;音樂音符CONTEQU$-SONGNUMDB21H,21H,0D9H,0D9H,0DDH,0DDH,0D9H DB39H,39H,0F1H,0F1H,0F4H,0F4H,21H DB0D9H,0D9H,39H,39H,0F1H,0F1H,0F4H DB0D9H,0D9H,39H,39H,0F1H,0F1H,0F4H DB21H,21H,0D9H,0D9H,0DDH,0DDH,0D9H DB39H,39H,0F1H,0F1H,0F4H,0F4H,21H ;數(shù)碼管字符DATAENDSSTACKSEGMENT DB100DUP(?)STACKENDSCODESEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATA MOVDS,AX MOVSI,OFFSETSONG ;SI存儲(chǔ)音樂音符 MOVDI,OFFSETNUM ;DI存儲(chǔ)數(shù)碼管字符 MOVCX,CONTLOOP1:CMPBX,0 JNZCONTN MOVBX,07HCONTN:MOVDX,0EE23H ;8253控制字 MOVAL,16H ;0號(hào)計(jì)數(shù)器，只讀寫低8位，工作方式3，2進(jìn)制 OUTDX,AL MOVDX,0EE20H MOVAL,[SI] OUTDX,AL ;蜂鳴器響 MOVDX,0EE03H ;8255控制字 MOVAL,10001001B ;方式3工作 OUTDX,AL MOVDX,0EE01H ;數(shù)碼管位選 MOVAL,01H OUTDX,AL MOVDX,0EE00H ;數(shù)碼管顯示 MOVAL,[DI] OUTDX,AL ;數(shù)碼管顯示音符 CALLDELAY DECBX JNZNEXT CALLDELAY ;延時(shí)控制節(jié)奏NEXT:INCDI INCSI MOVAH,0BH ;檢測(cè)鍵盤輸入 INT21H ORAL,AL JNZENDLAST