东华大学信息学院微机课程设计硬件

1、目录实验1 存储器读写实验1实验2 简单I/O口扩展实验5实验3 8255并行口实验8实验4 8253定时器/计数器接口实验12实验58259中断控制器实验15微机原理课程设计（硬件设计）报告实验1 存储器读写实验一、实验目的 1.掌握PC机外存扩展的方法。 2.熟悉6264芯片的接口方法。 3.掌握8086十六位数据存储的方法 。二、实验设备 微机实验箱、8086CPU模块。三、实验内容向02000020FFH单元的偶地址送入AAH，奇地址送入55H。四、实验原理介绍本实验用到存储器电路五、实验步骤和要求1、实验接线:本实验无需接线。2、编写调试程序3、运行实验程序，可采取单步、设置断点方式

2、，打开内存窗口可看到内存区的变化。六、思考题1. 单步执行到“intram”标号的语句时，ds寄存器的数据是什么？采用断点方式运行时执行到第一个断点处，2000H202FH内存单元的数据是什么？执行到第二个断点处，2000H200FH内存单元的数据是什么？并根据观察结果和对源程序的判读简述源程序的运行效果。如图，单步执行到“intram”标号的语句时ds寄存器的数据为0100采用断点方式运行时执行到第一个断点处，2000H202FH内存单元的数据如图所示。由源程序可知2000H202FH内存单元中的内容全为0执行到第二个断点处，2000H200FH内存单元的数据如图所示。由源程序可知程序的运行

3、结果为向02000020FFH单元的偶地址送入AAH，奇地址送入55H。2. 修改程序，实现从2010H到201FH内存单元依次赋值00H0FH，从2020H到202FH内存单元依次赋值0FH00H的功能。程序流程图：程序代码：code segment assume cs:code org 0100h;在代码段0100h偏移地址处开始存放代码start: mov ax,0100h mov ds,ax;数据段地址 mov es,ax mov si,1000h;偏移地址 mov cx,0100h;循环次数 mov al,0；使al中置0intram: mov si,al；将al中的值赋给si in

4、c si;使地址指针si加1 loop intram;使0100:1000开始处的256个单元中的数据清0 mov si,1010h;设置断点处 mov cx,0010h；预置循环次数16次 mov al,00h；al的初值为00hfil: mov si,al;RAM区循环置数 inc si；地址指针si加1 inc al;使al中的值每执行一次循环加1，初始值为0，加到0F loop fil；使02010H到0201F的数据区中依次存放00H-0FHmov al,0fh ；al的初值为0fhmov cx,0010h；预置循环次数16次fil1:mov si,al；RAM区循环置数inc si

5、;使地址指针si加1dec al; 使al中的值每执行一次循环减1，初始值为0FH，减到00hloop fil1；使02020H到0202F的数据区中依次存放0FH-00H nop;设置断点处 jmp startcode ends end start 七、实验中的问题及其解决方法问题：（1）在范例程序中按题目要求设置两个断点时，全速运行时只能运行第一个断点处的程序，而不知道怎么运行下一个断点处的程序。（2）在做思考题程序时，运行所写程序时发现内存空间中上一个题目的运行结果还在里面，没有将其置为0。解决方法：（1）针对问题（1），当执行完第一个断点执行完毕应该取消该断点，这样在全速运行时可以运行

6、到下一个断点，可以观察程序运行结果。（2）针对问题（2），发现在初始化程序时，自己把所有的循环初值都设成了0010H，导致程序初始化时只初始化16个内存单元，而后面的内存单元没有初始化，保留了上次运行的程序运行结果，所以将初始化的循环初值设成0100H，这样就可以初始化256个内存单元了，把上次的结果初始化为0。实验2 简单I/O口扩展实验一、实验目的 1、 熟悉74LS273，74LS244的应用接口方法。 2、掌握用锁存器、三态门扩展简单并行输入、输出口的方法。二、实验设备 微机实验箱、8086CPU模块。三、实验内容逻辑电平开关的状态输入74LS244，然后通过74LS273锁存输出，利

7、用LED显示电路作为输出的状态显示。四、实验原理介绍本实验用到两部分电路：开关量输入输出电路，简单I/O口扩展电路。五、实验步骤1、实验接线：(表示相互连接)CS0 CS244； CS1CS273； 平推开关的输出K1K8 IN0IN7（对应连接）； O0O7LED1LED8。2、编辑程序，单步运行，调试程序3、调试通过后，全速运行程序，观看实验结果。4、编写实验报告。六、实验结果程序全速运行后，逻辑电平开关的状态改变应能在LED上显示出来。例如：K2置于L位置，则对应的LED2应该点亮。图1外围接线原理图七、思考题：修改连线：74LS244的片选信号CS244改接CS2，将74LS273的片

8、选信号CS273改接CS3，开关K1，k2接74LS244的IN0、IN1，74LS273 的O0O7接发光二极管L1L8。 编写程序实现以下功能：K1K2置于L（上）位置时，L1L8全灭； K1开关置于H（下）位置时，L1L4亮，L5L8灭； K2开关置于H（下）位置时，L1L4灭，L5L8亮；K1K2均置于H（下）位置时，L1L8全亮。程序流程图：程序代码：assume cs:codecode segment publicorg 100h; 在代码段0100h偏移地址处开始存放代码start:mov dx,04c0h ;74LS244地址 in al,dx ;读入开关量 and al,03

9、h ;取后开关量后两位，即K2,K1的值 test al,02h ;检测开关量K2位是否为1 jz lp1;若K2不为1，则跳转 and al,0fh ;L5-L8清0 jmp lp2lp1:or al,f0h ;L5-L8置1lp2:test al,01h ;检测K1位是否为1jz lp3 ;若K1不为1，跳转and al,f0h ;L1-L4清0jmp dispalylp3:or al,0fh ;L1-L4置1display:mov dx,04d0h ;74LS273地址out dx,al ;输出至LEDjmp start;循环运行code ends end start九、实验中的问题及其

10、解决方法问题：（1）在编好程序时，运行调试中发现所得的结果全部与预期的相反，即K1K2置于L（上）位置时，L1L8全亮； K1开关置于H（下）位置时，L1L4灭，L5L8亮； K2开关置于H（下）位置时，L1L4亮，L5L8灭；K1K2均置于H（下）位置时，L1L8全灭。（2）在问题（1）的解决过程中发现开关的逻辑也发生错误。（3）将程序编写完毕，编译链接，没有得到预期结果，然而把74LS244的片选信号CS244改接CS0，将74LS273的片选信号CS273改接CS1，结果出现。解决方法：（1）针对问题（1），通过观察外围接线原理图发现，LED为共阳极，只有当信号为“0”时才导通，信号为“

11、1”时不导通，正好与自己程序中的逻辑关系相反。所以将程序中“1”改为“0”即可实现预期结果。（2）一般来说，开关向上拨时，为“1”，处于高电平，而此实验箱开关在下面时候为“1”，而开关向上拨时为“0”，逻辑与平时的习惯相反，所以将开关的逻辑关系全变成它的相反就能达到预期结果。（3）针对问题（3）说明前一次的程序还保存在实验箱中，每进行一次编译和链接都需要将实验箱复位，复位完成，结果能得到。实验3 8255并行口实验一、实验目的掌握8255A的编程原理。二、实验设备 微机实验箱、8086CPU模块。三、实验内容8255A的A口作为输入口，与逻辑电平开关相连。8255A的B口作为输出口，与发光二极

12、管相连。编写程序，使得逻辑电平开关的变化在发光二极管上显示出来。四、实验原理介绍本实验用到两部分电路：开关量输入输出电路和8255可编程并口电路。五、实验步骤1、实验接线CS0CS8255； PA0PA3 平推开关的输出K1K4； PB0PB3发光二极管的输入L1L4。2、编程并全速或单步运行。3、全速运行时拨动开关，观察发光二极管的变化。当开关某位置于L时，对应的发光二极管点亮，置于H时熄灭。六、实验提示8255A是比较常用的一种并行接口芯片，其特点在许多教科书中均有介绍。8255A有三个8位的输入输出端口，通常将A端口作为输入用，B端口作为输出用，C端口作为辅助控制用，本实验也是如此。实验

13、中，8255A工作于基本输入输出方式（方式0）。七、实验结果程序全速运行后，逻辑电平开关的状态改变应能在LED上显示出来。例如：K2置于L位置，则对应的LED2应该点亮。八、思考题：1、修改接线CS2CS8255，PA0PA3 平推开关的输出L1L4； PB0PB3发光二极管的输入K1K4。修改程序达到以下要求：开关K1置“H”(下)位置时L1L4全亮；K2置“H”(下)位置时L1、L3亮；K3置“H”(下)位置时L2、L4亮；K4置“H”(下)位置时L1和L4轮流闪烁，修改程序实现相应功能程序流程图：程序代码：assume cs:code code segment public org 10

14、0h; 在代码段0100h偏移地址处开始存放代码start: mov dx,04c6h;控制寄存器地址 mov ax,90h;设置为A口输入，B口输出 out dx,ax;将控制字写入控制寄存器地址movcx,0001h;初始化cxstart1: movbx,0;初始化bxmov dx,04c0h;A口地址 in ax,dx;输入f1:testax,0001h;判断开关K1是否值Hjzf2;不是则跳转orbx,000fh;当开关K1为H时，使BX后四位为“1”f2:testax,0002h;判断开关K2是否值Hjzf3;不是则跳转orbx,0005h;当开关K2为H时，使BX后四位为0101f

15、3:testax,0004h;判断开关K3是否值Hjzf4;不是则跳转orbx,000ah;当开关K3为H时，使BX后四位为1010f4:testax,0008h;判断开关K4是否值Hjzdisplay;不是则跳转，显示calldelay;是则,调用延时xorcx,0009h;andbx,0006horbx,cxmovcx,bx;andcx,0009h;该程序段的功能第一次的得到bx的值为0008h,下一次得到的值为0001如此周而复始，便使LED1与LED4循环闪烁display:movax,bxnotax;共阳极电路，取反，为零时灯亮mov dx,04c2h;B口地址 out dx,ax;

16、输出 jmp start1delayprocnearpushcxmovcx,0ffffhdis:noploopdis;空循环来实现延时popcxretdelayendpcode endsend start九、实验中的问题及其解决方法问题：（1）编程完毕调试程序发现结果恰好相反，K1为高时发现全部不亮，而K2为高发现L2和L4亮，K3为高时发现L1和L3亮，而闪烁的结果也相反。（2）调试过程中发现LED灯的闪烁频率过快。解决方法：（1）由程序可知，输出的端口的逻辑关系放在BX中，在将BX的值赋到AX中，所以当输出结果相反时，只要添加一条取反指令，对AX的值取反，即“not ax”便可得到正确的运

17、行结果。（2）在编写延时程序时，用的是给CX赋值，然后不断执行空循环实现延时，在最初的程序中CX的值赋值过小，导致循环执行的时间过短，后来将CX赋一个很大的值，实现轮流闪烁。实验4 8253定时器/计数器接口实验一、实验目的掌握8253定时器的编程原理，用示波器观察不同模式下的输出波形。二、实验设备 微机实验箱、8086CPU模块、示波器。三、实验内容了解8253计数器的不同工作方式，掌握其初始化控制字对定时/记数效果的影响。四、实验原理介绍本实验用到两部分电路：脉冲产生电路、8253定时器/计数器电路五、实验步骤1、实验连线：CS0CS8253 OUT08253CLK2 OUT2LED1 O

18、UT1LED2CLK38253CLK0，CLK38253CLK12、编程调试程序3、全速运行，观察实验结果六、实验提示8253是计算机系统中经常使用的可编程定时器/计数器，其内部有三个相互独立的计数器，分别称为T0，T1，T2。8253有多种工作方式，其中方式3为方波方式。当计数器设好初值后，计数器递减计数，在计数值的前一半输出高电平，后一半输出低电平。实验中，T0、T1的时钟由CLK3提供，其频率为750KHz。程序中，T0的初值设为927CH（37500十进制），则OUT0输出的方波周期为（37500*4/3*10-6=0.05s）。T2采用OUT0的输出为时钟，则在T2中设置初值为n时，

19、则OUT2输出方波周期为n*0.05s。n的最大值为FFFFH，所以OUT2输出方波最大周期为3276.75s(=54.6分钟)。可见，采用计数器叠加使用后，输出周期范围可以大幅度提高，这在实际控制中是非常有用的。七、实验结果程序全速运行后，LED1按一定周期闪烁(周期理论值为0.2s)，LED2在高频脉冲信号（约15KHz）影响下，有微弱的光亮，但无明显的周期变化现象。八、思考题：1. 为什么说范例程序运行时LED1闪烁周期的理论值是0.2秒？在范例程序设置LED2的最大闪烁周期是多少？请分析说明。（1）因为OUT08253CLK2 OUT2LED1，所以8253计数器2采用OUT0的输出为

20、时钟脉冲，且8253计数器2中设置计数值为04h，则OUT2输出方波周期为4*0.05s=0.2s。（2）因为OUT1LED2，所以LED2的闪烁周期即为计数器1的周期，且计数器1设置的计数值为32h，化为十进制为3*16+2=50，则范例程序设置LED2的最大闪烁周期为50*4/3*106=6.67x10（-5）s。2.修改片选信号接线使CS1和CS8253连接，并要求LED1的闪烁周期变为4秒（亮2秒，灭2秒），修改程序实现功能。4/0.05=80，化为16进制数为50h，则8253计数器2中设置计数值为50h。程序框图：源程序：assume cs:codecode segment pub

21、licorg 100h; 在代码段0100h偏移地址处开始存放代码start:mov dx,04b6h;控制寄存器地址mov ax,36h;计数器0，方式3out dx,axmov dx,04b0h;计数器0的地址mov ax,7Ch;计数初值的低位为7Chout dx,axmov ax,92h;计数初值的高位为92hout dx,ax;计数值927Chmov dx,04b6h;控制寄存器地址mov ax,76h;计数器1，方式3out dx,axmov dx,04b2h;计数器1的地址 mov ax,32h;计数初值的低位为32h out dx,axmov ax,0;计数初值的高位为00ho

22、ut dx,ax;计数值32h mov dx,04b6h;控制寄存器地址 mov ax,0b6h;计数器2，方式3 out dx,ax mov dx,04b4h;计数器2的地址 mov ax,50h;计数初值的低位为50h out dx,ax mov ax,0;计数初值的高位为00h out dx,ax;计数值50hnext:nopjmpnext;让程序一直循环执行code ends end start九、实验中的问题及其解决方法问题：在完成对范例程序修改后调试发现LED1灯的闪烁周期过快，与题目要求相差很大，没有4s的时间解决方案：在检查程序的发现将计数器2设计初值设计成28H，即2S时间，

23、对周期的计算还没有完全弄清楚，仔细阅读实验指导书后知道，应该根据周期为4s，则4/0.5=80,化为16进制数50H，则8253计数器2中设置计数值为50h，于是完成实验要求。实验58259中断控制器实验一、实验目的1、掌握8259A的工作原理。2、掌握编写中断服务程序方法。3、掌握初始化中断向量的方法。二、实验设备微机实验箱、8086CPU模块。三、实验内容了解中断处理的原理，掌握利用中断控制器进行中断申请和中断操作的方法。四、实验原理介绍本实验用到三部分电路：电平开关电路、简单I/O口扩展电路和8259中断控制器电路。五、实验步骤1、实验接线CS0 CS8259 CS3 CS273 O0O

24、3LED1LED4 K1K4IR0IR3 INTINT( 8086CPU板) INTAINTA（8086CPU板）2、编译调试程序3、将所有开关K1K4置于H（下）位置后，全速运行程序，拨动某一电平开关（推到L位置，再拨回H位置），观察LED的亮灭情况。六、实验提示1、 8259的使用说明请详细阅读教科书。2、8086的中断系统是向量中断方式。内存中特定位置有一中断向量表，表内存有不同中断类型的中断向量（中断入口地址）。不同中断类型的中断向量在表内有对应的偏移地址，其计算方法是：中断类型*4。3、中断类型由8259通过数据总线送给8086，8086内部电路会将该类型值自动乘4，而后赋给指令指针

25、，从而转向中断向量表的相应单元取得中断入口地址，之后就进入中断服务程序。请仔细研读8259的工作时序。4、中断类型的高5位由8259寄存器ICW2决定，低3位由中断源IRx的编码自动填入。IR0IR7的编码分别为000，001，010，011，100，101，110，111。七、实验结果全速运行程序，由上往下拨动开关时，相应位置的LED点亮，其余LED全灭。八、思考题：1. 按位说明范例代码8259初始化所设置的所有中断控制字的值和含义。ICW1（初始化字），写入的值为13h，化为二进制后：00010011。含义：边沿触发，地址间距为8，单片8259A，需要ICW4。ICW2（中断类型码字），

26、写入的值为80h，化为二进制后：10000000。含义：说明对应于IR0IR7的中断类型码为80h87h。ICW4（中断结束方式字），写入的值为01h，化为二进制后：00000001。含义：普通全嵌套方式，非缓冲方式，正常EOI，8086/8088模式。OCW1（屏蔽控制字），写入的值为00h，即00000000b。含义：全部为复位屏蔽，开放所有中断。2.按要求接线CS0 CS8259 CS3 CS273 74LS273的O0O3L1L4 8295的INTINT( 8086CPU板) 8259的INTAINTA（8086CPU板） IR1Pulse键（实验箱右下角）。并修改源程序，实现以下功能

27、：平时运行时L1、L3亮，L2、L4灭，当按下实验箱右下角“Pules”键时L1、L3灭，L2、L4亮，延续一段时间后恢复平时状态。程序流程图：源程序：assume cs:codecode segment publicorg 100h; 在代码段0100h偏移地址处开始存放代码start:movcx,0start1: cli;关中断，防止有些硬件中断对程序的干扰mov dx,04a0h; 写入ICW1的端口地址为04a0h mov ax,13h; ICW1为13H，化为二进制为00010011 out dx,ax ; ICW1, 边沿触发，地址间距为8，单片8259A，需要ICW movdx,

28、04a2h;写入ICW2的端口地址为04a2hmov ax,80h; ICW1为80H，化为二进制为10000000out dx,ax ; ICW2,中断类型80h,IR0IR7的中断类型码为80h87hmov ax,01h;01; ICW4为01H，化为二进制为00000001out dx,ax ;ICW4, 普通全嵌套方式,非缓冲方式,正常EOI,8086/8088模式mov ax,00hout dx,ax ;OCW1, 开放所有中断nop ;以上为8259初始化 mov ax,0mov ds,axmov di,200h ;初始化中断向量表mov ax,offset int0; ;IR0的中断服务程序入口地址放入中断向量表中mov ds:di,ax;先放IP(后同)add di,2mov ds:di,100h;再放CS值（后同）adddi,2mov ax,offset int1; IR1的中断服务程序入口地址放入中断向量表中mov ds:di,axadd di,2mov ds:di,100hadddi,2mov ax,offset int2; IR2的中断服务程序入口地址放入中断向量表中mov ds:di,axadd di,2mov ds:di,100hadddi,2mov ax,offset int3; IR3的中断服务程序入口地址放入中断向量表中mov ds:di