微机原理与接口技术课程设计说明书

1、微机原理与接口技术课程设计（学年论文）说明书课题名称： 微机原理与接口技术 学生学号： 专业班级： 通信01 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课题工作时间： 2011/6/27 至 2011/7/1 武汉工程大学教务处 制填写说明：1. 一、二、三项由指导教师在课程设计（学年论文）开始前填写并交由学生保管；2. 四、五两项由学生在完成课程设计后填写，并将此表与课程设计一同装订成册交给指导教师；3. 成绩评定由指导教师按评定标准评分。4. 此表格填写好后与正文一同装订成册。一、课程设计的任务或学年论文的基本要求：微机原理和接口技术是一门重要的专业基础课程，不但要求有较高的理论水平，而且还要求

2、有实际的动手能力。本课程设计的主要目的是提高实践能力，包括提高汇编等语言的编程能力及对接口等硬件的理解分析能力和设计接口电路的能力，从而学以致用。本次课程设计的任务分为三大类：第一类，汇编程序设计部分，这是学习微机原理和接口技术时必须掌握的基本编程能力。主要选题包括：（1） 闰年计算（2） 系统驻留时间程序（3） 代码转换（4） 输入输出显示（5） bcd码相乘（6） 计算n的阶乘（7） 打字计时练习（8） 光条式程序菜单设计（9） 写文件第二类，微机内部标准接口设计部分，此部分利用集成在微机内部的标准接口进行编程和应用。主要选题包括：（1） 微机串口通信内环自检（2） 微机串口通信功能综合检

3、测（3） 音乐演奏（4） 硬件中断时钟设计第三类，微机外部接口实验，此部分通过学习常见的接口电路设计，掌握通用的软硬件系统电路的设计方法。主要选题包括：（1） 串行通信（2） 红绿灯设计（3） 小键盘按键识别数码管移位显示（4） 8259a中断控制器实验（5） ram实验（6） 定时器/计数器实验（7） 数模转换（8） 模数转换（9） led显示设计课程设计要求：第一类选择2个选题，第二、三类分别选择1个选题，通过上机编程测试并书写设计报告。指导教师签字： 教研室主任签字： 2011年 月 日 年 月 日二、进度安排：周一：选择课程设计题目，明确课程设计目的和任务。查看参考资料。周二：上机调试

4、第一、二类汇编程序。周三：检查第一、二类上机实验结果。完成接口电路的硬件设计与安装。周四：调试第三类微机外部接口实验程序。周五：撰写课程设计报告。三、应收集资料及主要参考文献：1. 微机原理与接口技术课程设计，宋杰等，机械工业出版社2. 微机原理与接口技术教程，陈家林，赵振华等编，华中科技大学出版社3. 微型计算机计原理与接口技术，冯博琴主编，清华大学出版社四、课程设计（学年论文）摘要（中文）：本次实验主要选取了输入输出显示、计算n的阶乘、硬件中断时钟设计和串行通信四个内容进行实验，实验中分别对其工作原理、源程序码、程序运行结果和程序流程图作了详细说明。通过本次实验，加强对微型计算机的基本结构

5、系统和微型计算机软硬件工作原理有了整体认识，增强动手操作能力。五、课程设计（学年论文）摘要（英文）：this experiment mainly selected input and output display, calculate the factorial of n, hardware interrupts the clock four serial communication between design and content is experimental, respectively on their works, in experimental results of source

6、 program code, the program runs a detailed description and program flowcharts. through this experiment, strengthen basic for microcomputers and micro-structure system working principle have overall knowledge of computer hardware and software, enhanced hands-on ability.一. 输入输出显示1.1概述编写此程序需要利用dos功能调用，

7、首先输入一段字符串，在屏幕上显示，然后再给程序设置一个要有富余量的缓冲区，再自定义代码段，运用代码和汇编语言来实现程序所需要得到的目的，即将小写字母在屏幕上显示，在遇到$时，将所输入的小写字母变成大写字母并倒序输出。本设计需要应用堆栈，设计步骤为：首先将字符依次压人堆栈，等待结束字符“$”，当接收到结束字符时，从堆栈中依次弹出字符判断是否为大写形式并显示。由于堆栈的特点是先入后出，正好实现了输入字符的倒序显示。在编程过程中要设置一个计数器，统计输入的字符，以便从堆栈中弹出的字符和输入的字符相等。1.2源程序;filename: backdisp.asm;内容:倒序显示输入字符stacksegm

8、ent stackssta dw 100 dup (9) ;堆栈大小为100个字top dw $ ;栈顶指针的值stack endscode segment assume cs: code,ss: stackmain proc farstart: mov ax,stack ;初始化堆栈段 mov ss,ax mov sp, top push ds ;标准序 xor ax,ax push ax mov cx,0input: mov ah,1 int 21h cmp al,. jz done push ax ;字符压入堆栈 inc cx ;字符个数统计，不包括. jmp inputdone: cm

9、p cx,0 ;若字符个数为0，则结束 je finish mov dl,0ah ;回车、换行 mov ah,02 int 21h mov dl,0dh mov ah,02 int 21houtput: pop dx mov ah,02 int 21h loop outputfinish: retmain endpcode ends end start1.3程序运行应用元件运行后，屏幕上显示编程时所需要显示的字符串，然后输入字符，遇到$字符就会跳出结果1.4输入输出流程图二. 计算n的阶乘2.1概述阶乘的定义为n!=n(n-1)(n-2)2，从左至右依次计算，结果保存在缓冲区的buf中，缓冲区

10、buf按结果从高到底依次排列，程序首先将bp初始化为n，n不等于0或1则将n送人buf缓冲区最低字节单元中，然后使bp为n-1，以后bp依次减1，直到变化为1为止。每次让bp与buf的字节单元按由低到高的次序相乘。低位结果ax仍保存在相应的buf字节单元中，高位结果dx则送到进位字单元cy中，作为高字相乘时从低字来的进位，初始化cy为0.计算结果的长度随着乘积运算而不断增长。由字单元len指示。len单元初始化为1.当最高字单元与bp相乘时。若dx不为0，则结果长度要扩展。2.2源程序;filename: ;内容:计算n阶乘 n!crlf macro;回车,换行 mov ah, 02h mov

11、 dl, 0dh int 21h mov ah, 02h mov dl, 0ah int 21h endmdata segmentmess1 db input the number according to hexnum!,0dh,0ah,$mess2 db the result is: $error db input error! input once more!,0dh ,0ah,$len dw 1cy dw ?buf dw 256 dup(0)data endsstack segment stack stack dw 32 dup(?)stackendscode segmentassum

12、e cs: code, ds:data, es:data, ss:stackstart:mov ax, data mov ds,ax mov es, ax mov ah, 09h mov dx,offset mess1 int 21h ;显示输入提示信息 call getnum ;读取键入的n值 mov bp, dx ;n值送bp cmp bp, 0 jz eee cmp bp, 1 jz eee ;n=0或n=1则转eee mov si, offset buf ;缓冲区首址 mov si,dx ;缓冲区初始化为值nxxx: dec bp ;n值减1 cmp bp,0001h jz lll ;

13、若为1则转lll xor bx,bx ;偏移指针清0 mov word ptr cy,0 ;进位单元清0 mov cx,len ;当前结果长度送cxttt: mov ax, si+bx mul bp ;相乘 add ax,cy ;加低位进位 jnc jjj ;结果无进位转jjj inc dx ;有进位将高位单元加1jjj: mov si+bx,ax ;结果送缓冲区中 mov cy,dx ;高位单元送进位单元 inc bx inc bx ;一个字长度 loop ttt ;循环 cmp dx, 0000h jz bbb ;最后1次的进位为0则转bbb inc word ptr len ;长度加1

14、mov si+bx,dx ;进位送缓冲区中bbb: jmp xxxeee: mov si,offset buf mov word ptr si,1 ;结果为1lll: mov ah, 09h mov dx,offset mess2 int 21h ;显示表头 mov cx,len mov bx,cx ;长度 dec bx shl bx,1 ;1个字为两个字节ccc: mov ax, si+bx call disp dec bx dec bx ;显示结果 loop ccc mov ax,4c00h ;结束 int 21hdisp1 proc near ;显示字符(al) mov bl, al m

15、ov dl, bl mov cl, 04 rol dl, cl and dl, 0fh call displ ;显示高位 mov dl, bl and dl, 0fh call displ ;显示低位 retdisp1 endpdispl proc near ;显示一位(dl0xh) add dl, 30h cmp dl, 3ah jb ddd add dl, 27hddd: mov ah, 02h int 21h retdispl endpdisp proc near ;显示4位数(hex) push bx push cx push dx push ax mov al, ah call di

16、sp1 pop ax call disp1 pop dx pop cx pop bx retdisp endpgetnumproc near ;字符匹配程序 push cxreget:xor dx, dxggg: mov ah, 01h int 21h cmp al, 0dh jz ppp cmp al, 20h jz ppp sub al, 30h jb kkk cmp al, 0ah jb gets cmp al,11h jb kkk sub al, 07h cmp al, 0fh jbe gets cmp al, 2ah jb kkk cmp al, 2fh ja kkk sub al,

17、 20hgets: mov cl, 04h shl dx,cl xor ah, ah add dx ,ax jmp gggkkk: crlf mov ah, 09h mov dx,offset error int 21h jmp regetppp: push dx crlf pop dx pop cx retgetnumendp code ends end start2.3程序运行结果输入n的值，然后再回车。结果如图2.4n的阶乘流程图三. 硬件中断时钟设计3.1概述本设计是利用masm for window 集成实验环境来实现的，编写程序，利用主机内的8253/8254-2的计数器0产生10

18、ms对称方波输出，该输出送至irqo使8259a每10ms产生一次中断，100次中断后秒数加1，通过计数器值count自减，即从100自减到0为止，即是100*10ms=1s，只有当count数值减到1时，才是1s的时间，通过秒值+1，重复操作秒个位和“9”比较：如果为真，返回dos显示当前时间的数值;如果为假，即是进位后秒十位加1操作而个位清零操作，并在dos窗口下进行输出显示。3.2源程序;filename: pcclk.asm ;内容: 硬件中断时间显示 8253 10ms interrupt page 60,78stack segment para stack stack db 256

19、 dup(0)stack endsdata segment para public datacount db 100tenh db 2hour db 3:tenm db 5minutedb 9 db :tens db 5seconddb 0, 0dh ,$data endscode segment para public codestart proc far assume cs:code push ds mov ax,0 push ax mov ah, 01h ;等待键按下，al=字符的ascii码 int 21h cli cld mov ax, 0000h mov ds, ax mov si

20、, 0020h ;ds：si指向08h中断向量 lodsw ;取08中断入口的偏移地址 mov bx,ax lodsw ;取08中断入口段地址 push ax ;压栈保护 push bx mov ax,data ;建立数据段的可寻址性 mov ds, ax assume ds:data mov ax, 0000h mov es, ax mov di, 0020h ;es：ds指向08中断向量存放地址 mov ax,offset timer stosw ;写入偏移地址 mov ax,cs stosw ;写入段地址 mov al,00110110b ;8253初始化，0通道，3方式，hex out

21、 43h,al mov ax,11932 ;初值11932 out 40h, al mov al ,ah out 40h, al in al,21h ;读8259的中段屏蔽寄存器imr push ax ;压栈保护 mov al, 0fchstiforever: mov dl,0ffh ;有键按下吗? mov ah, 06h int 21h jz disp ;无键按下则转显示disp cmp al, 20h ;是空格键吗? jz exit ;是则退出disp: mov dx, offset tenh ;不是则显示时间 mov ah, 09h int 21h mov al, second ;取秒单

22、元值waitcha: cmp al,second ;改变否? jz waitcha ;没变则等待 jmp forever ;变则转foreverexit: cli ;有空格键按下退出 cld pop ax out 21h,al ;恢复imr mov al, 36h ;8253初始化，55ms out 43h,al mov al, 0 out 40h,al out 40h,al mov ax,0 ;恢复08h中断中断向量 mov es, ax mov di, 4*8 pop ax stosw pop ax stosw sti rettimer proc far push ax dec count

23、 jnz l2 ;不到1秒l2 mov count, 100 ;到1秒，重置count，并修改时间 inc second cmp second,9 jle timext mov second,0 inc tens cmp tens,6 jl timext mov tens,0 inc minute cmp minute,9 jle timext mov minute ,0 inc tenm cmp tenm,6 jl timext mov tenm,0 jmp l3l2: jmp timextl3: mov al ,hour and al, 0fh mov ah, tenh and ah, 0

24、fh mov cl, 4 ror ah,cl or al,ah add al, 1 daa cmp al, 24 jl l1 mov tenh,0 mov hour ,0 jmp timextl1: mov ah,al and al, 0fh or al, 30h mov hour, al mov cl,4 ror ah,cl and ah, 0fh or ah, 30h mov tenh,ahtimext: mov al, 20h out 20h, al ;发中断结束命令 pop ax irettimer endpstart endpcode ends end start3.3硬件中断时钟流

25、程图 四. 串行通信4.1源程序;filename: pc8251.asm ;内容:8251串行通信data segmenttext db the quick brown fox jumps over lazy dog, 0dh, 0ahlens equ $-texterror db 0dh,0ah,8251 bad ! $ old0a dd ?c_8251 equ 211h ;8251控制口地址d_8251 equ 210h ;8251数据口地址c_8253 equ 20bh ;8253控制口地址d_8253 equ 20ah ;8253_2号计数器口地址data endscode segm

26、entflag db ? assume cs: code, ds: databeg: mov ax, data mov ds, ax cli call i8253 ;8253初始化 call i8251 ;8251初始化 call i8259 ;开放用户中断 call rw0a ;置换0ah型中断向量 stilast1:mov bx, offset text mov cx,lens ;电文长度cxtscan:mov ah, 1 int 16h ;有键入? jnz return ;有，转恢复0ah中断向量 mov dx,c_8251 in al,dx ;8251状态字al test al,01h

27、 ;txrdy位=1 ? jz tscan ;否，转键盘输入检测 mov dx, d_8251 mov al, bx ;取字符a out dx,al ;发送数据 mov cs: flag, 0 ;接收标志置0 mov si,100 ;设置外循环计数次数lll: mov di,0 ;设置内循环计数次数last2:cmp cs: flag, -1 ;收到? je next ;是，转电文记数 dec di ;内循环计数 jnz last2 dec si ;外循环计数 jnz lll jmp err ;超时，转出错处理next: inc bx loop tscan ;电文计数 jmp last1err

28、: mov ah, 9 mov dx, offset error int 21h ;显示错误信息return: call reset ;恢复0ah型中断向量 mov ah, 4ch int 21hreceive proc push ax ;保护现场 push dx ;保护现场 mov dx,d_8251 ;从数据口 in al,dx ;读取数据al mov ah,0eh int 10h ;al屏幕显示 mov al,20h ;中断结束命令 out 20h,al ;送主8259 mov cs:flag, -1 ;设置接收标志 pop dx ;恢复现场 pop ax ;恢复现场 iret ;中断返

29、回receive endpi8253proc ;2号计数器初始化 mov dx,c_8253 mov al,96h ;控制字 out dx,al ;送控制寄存器 mov dx, d_8253 mov al,104 ;计数初值104 out dx,al ;波特率1200 reti8253 endpi8251 proc ;8251初始化 mov cx, 3 mov al, 0 mov dx,c_8251aga: out dx,al ;向控制口写入3个0 loop aga mov al,40h out dx,al ;写入复位命令字 call delay ;延时 mov dx, c_8251 mov

30、al,01001110b ;写入方式选择命令字 out dx,al ;选择波特率系数为16 mov al, 00010101b out dx,al ;写入工作命令字 reti8251 endpdelay proc ;延时10us mov ah, 86h mov cx, 0 mov dx, 10 int 15h retdelay endpi8259 proc in al,21h and al, 11111011b out 21h,al ;开放从8259中断 in al, 0a1h and al,11111101b out 0a1h,al ;开放用户中断 reti8259 endprw0a proc ;置换0ah型中断向量 mov ax,350ah int 21h mov word ptr old0a, bx mov word ptr old0a + 2, es push ds mov ax, code mov ds, ax mov dx, offset receive mov ax,250ah int 21h pop ds retrw0a endpreset proc ;恢复0ah型中断向量 mov dx, word ptr old0a mov ds, word ptr old0a + 2 mov ax,250ah int 21h r