东南大学微机原理实验报告三四

1、微机实验及课程设计实验报告 学号 080121 东南大学微机实验及课程设计实验报告实验三 I/O与存储器实验四（一）简单输入输出实验四（二）中断姓 名： 学 号： 080121 专 业： 自动化 实 验 室： 计算机硬件技术 实验时间：2014年04月15日 报告时间： 2014年04月20日评定成绩： 审阅教师： 一. 实验目的与内容实验三实验目的：1)了解掌握TPC实验系统的基本原理和组成结构，学会测试检查TPC-PCI总线转接卡地址；2)正确掌握I/O地址译码电路的工作原理，学会动态调试程序DEBUG/TD的直接I/O操作方法；3)学会利用I/O指令单步调试检查硬件接口功能，学会利用示波

2、器检测I/O指令执行时总线情况；4)进一步熟悉8086/8088及PC机的分段存储特性，了解存储器扩展原理，完成编程及测试。实验内容：1)观察了解TPC-2003A实验系统的基本原理和组成结构，测试基本单元电路功能，熟悉各部分辅助电路的使用；2)通过Win/XP控制台硬件信息或测试程序检查TPC-PCI总线转接卡地址，并记录；3)按图3.3-5的I/O地址译码测试参考电路连线，分析电路原理，分别利用动态调试程序直接I/O操作功能和单步功能测试；4)编程利用片选负脉冲控制指示灯（如L7）闪烁发光（亮、灭、亮、灭、），时间间隔通过软件延时实现；5)修改延时参数，使亮(约1秒)与灭的时间间隔分别为1

3、秒、5秒和8秒，记录延时程序对应参数BX,CX。实验四（一）实验目的：1）进一步掌握TPC实验装置的基本原理和组成结构；2）掌握利用I/O指令单步调试检查硬件接口功能，学会利用示波器检测I/O指令执行时总线情况；3）掌握简单并行输入输出接口的工作原理及使用方法，进一步熟悉掌握输入输出单元的功能和使用。实验内容：1)按图3.4-1简单并行输出接口参考电路图连接线路（74LS273插通用插座，74LS32用实验台上的“或门”）。74LS273为八D触发器，8个D输入端分别接数据总线D0D7，8个Q输出端接LED显示电路L0L7；2)编程从键盘输入一个字符或数字，将其ASC码通过这个输出接口输出，根

4、据8个发光二极管发光情况验证正确性；3)按图3.4-2简单并行输入接口参考电路图连接电路（74LS244插通用插座，74LS32用实验台上的“或门”）。74LS244为八缓冲器，8个数据输入端分别接逻辑电平开关输出K0K7，8个数据输出端分别接数据总线D0D7；4)用逻辑电平开关K0K7预置一字母的ASC码，编程输入这个ASC码，并将其对应字母在屏幕上显示出来。（标准ASCII码的范围为20HFFH）；实验四（二）实验目的：1)掌握PC机中断处理系统的基本原理；2)学会编写中断服务程序；实验内容：实验电路如图所示，直接用手动单脉冲作为中断请求信号（只需连一根导线），要求没按一次开关产生一次中断

5、，在屏幕上显示一次“TPC pci card Interrupt”,中断8次后退出程序。二. 基本实验原理实验三（一）基本原理译码输出端Y0Y7在实验台上“I/O地址”输出端引出，每个输出端包含8个地址：Y0：280H287H，Y1：288H28FH，当CPU执行I/O指令且地址在280H2BFH范围内，译码器选中，必有一根译码线输出负脉冲。利用译码器输出负脉冲，利用这个负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、），时间间隔通过软件延时实现。（二）实验接线图（三）流程图实验四（一）(一) 实验接线图（二）流程图实验四（二）（一） 基本原理PC机用户可使用的硬件中断只有可屏蔽中断，由8259中断控

6、制管理器。中断控制器用于接收外部中断请求信号，经过优先级别判断等处理后向CPU发出可屏蔽中断请求。IBMPC、PC/XT机内有一片8259中断控制器对外可提供8个中断源：中断源 中断类型号 中断功能IRQ0 08H 时钟IRQ1 09H 键盘IRQ2 0AH 保留IRQ3 0BH 串行口2IRQ4 0CH 串行口1IRQ5 0DH 硬盘IRQ6 0EH 软盘IRQ7 0FH 并型打印机三. 方案实现与测试实验三（一）查看并替换TPC扩展卡I/O和存储基地址1)参照实验指导书安装接口卡及其驱动程序；2)启动微机并打开“控制面板”-“系统”-“设备管理器”，找到“微机原理教学实验系统”；打开“TP

7、C”，点击“资源”看到占用的存储和中断资源，找到两个输入/输出范围，其中一个范围大小是0ffH的是PCI接口芯片上的设置寄存器组占用的I/O地址空间，另一个范围大小是7fH的是TPC设备的I/O地址； 3)用记录下的实际基址值替换每个汇编程序头中的定义行中的值，并重新编译链接代码为：Ioport equ0EC00h-0280houtport1 equioport+2a0houtport2equioport+2a8h(二)I/0译码测试实验电路1)将试验箱安装好，并按原理图搭接译码电路。2)执行下面两条指令：MOVDX, 0EC20HOUTDX, ALY4输出一个负脉冲，灯亮执行下面两条指令：M

8、OVDX, 0EC28HOUTDX, ALY5输出一个负脉冲，灯灭3)动态调试程序DEBUG/TD的直接I/O操作方法（OUTPUT）：n1.命令行方式比较简单，启动debug，在命令符-后键入-oEC20 20回车，其中20H为输出量，EC20H为端口地址。执行完第一句灯亮，执行第二句灯灭2.TD模式下，启动TD，将光标置于代码区右击可得到代码区的局部菜单，选中I/O选项将出现菜单，选择Outbyte，在编辑菜单中输入要输出的地址以及输出内容，格式为：输出地址，内容。例如要使译码电路Y5输出一个负脉冲，可键入相应内容如下图所示：3.通过让Y4,Y5交替输出负脉冲，观察L7的亮灭变化，总结I/

9、O地址译码电路原理，尝试编写程序利用这个负脉冲控制L7闪烁发光，时间间隔通过软件延时实现。程序主要算法：利用delay子程序进行延时操作，控制LED的亮灭。delayprocnearmovbx,2000K1:movcx, 0K2: LoopK2Dec bxjneK1retdelayendp实验四（一）（一） 动态调试程序DEBUG/TD的直接I/O操作方法（Input）（按图3.4-2接线）。1.TD模式下，启动TD（全屏模式），将光标置于代码区右击后可得到代码区局部菜单，选中I/O选项将出现菜单：2.选择in byte，在编辑菜单中输入所要读入数据的地址，确认后即可得到该地址的数据的内容，要

10、读74ls244的当前输出端的数据，可在编辑菜单中输入：0C800-280+2A0H 如下图所示3.确认后即可得到74Ls244输入端的数据（二）实验电路中并行输出接口的地址为2A8H，并行输入接口的地址为2A0H，通过上述并行接口电路输出数据需要三条指令：MOV AL,数据字节MOV DX，0C428 ;C400-280H+2A8HOUT DX,AL通过上述并行接口输入数据需要2条指令：MOV DX，0C420 ;C400-280H+2A0HIN AL, DX（三）编写程序让其显示开关电平所输入的ASCII码对应的数据值编写程序如下：ioportequ0EC00h-0280htpc卡中设备的

11、io地址ls244equioport+2a0h;译码地址Y4片选ls244stackssegmentstackdb100dup(?)stacksendscodesegmentassumecs:code,ss:stacksmainprocfarstart:movax,stacksmovss,axmovdx,ls244;从2A0输入一个数据inal,dxmovdl,al;将所读数据保存在DL中movah,02int21hmovdl,0dh;显示回车符int21hmovdl,0ah;显示换行符int21hmovah,06;是否有键按下movdl,0ffhint21hjnzexitjestart;若无

12、,则转startexit:movah,4ch;返回DOSint21hmainendpcodeendsendstart实验四（二 ）实验现象：实验源程序：;386以上微机适用;纯dos下才能使用;tasm4.1或以上编译;*;* 中断 *;*;data segment int_vect EQU 071H;中断0-7的向量为:08h-0fh,中断8-15的向量为:70h-77h irq_mask_2_7 equ 011111011b;中断掩码,中断0-7时从低至高相应位为零,中断8-15时第2位为零 irq_mask_9_15 equ 011111101b;中断0-7时全一,中断8-15时从低至高

13、相应位为零 ioport_cent equ 0d800h;tpc 卡中9054芯片的io地址 csregdw? ipregdw?;旧中断向量保存空间 irq_timesdw00h;中断计数 msg1 db 0dh,0ah,TPC pci card Interrupt,0dh,0ah,$ msg2 db 0dh,0ah,Press any key to exit!,0dh,0ah,$ msg3 db 0dh,0ah,Press DMC to interrupt 10 times and exit!,0dh,0ah,$data endsstacks segmentdb 100 dup (?)sta

14、cks endscode segment assume cs:code,ds:data,ss:stacks,es:datastart:;Enable Local Interrupt Input.386 cli mov ax,data mov ds,ax mov es,ax mov ax,stacks mov ss,ax mov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,使能中断 in ax,dx or ax,0900h out dx,ax mov al,int_vect ;保存原中断向量mov ah,35h int 21hmov ax,esmov csreg

15、,axmov ipreg,bx mov ax,cs ;设置新中断向量mov ds,axmov dx,offset int_procmov al,int_vectmov ah,25h int 21h in al, 21h ;设置中断掩码 and al, irq_mask_2_7 out 21h, al in al, 0a1h and al, irq_mask_9_15 out 0a1h, al mov ax,data mov ds,ax mov dx,offset msg2mov ah,09hint 21h mov dx,offset msg3mov ah,09hint 21hmov irq_t

16、imes,0ahstiloop1: cmp irq_times,0;等待中断并判断中断10次后退出 jz exitmov ah,1int 16h jnz exit;按任意键退出 jmp loop1exit: cli mov bl, irq_mask_2_7 ;恢复中断掩码notblinal, 21horal, blout21h, almovbl, irq_mask_9_15notblinal, 0a1horal, blout0a1h, al mov dx,ipreg ;恢复原中断向量mov ax,csregmov ds,axmov ah,25hmov al,int_vect int 21h m

17、ov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,关闭中断in ax,dx and ax,0f7ffhout dx,axmov ax,4c00hint 21hint_proc proc far cli push ax push dx push ds dec irq_times mov ax,data ;Interrupt to do mov ds,axmov dx,offset msg1mov ah,09hint 21h mov al,20h ;Send EOI out 0a0h,al out 20h,al pop ds pop dx pop ax sti i

18、retint_proc endpcode endsend start四提高与创新研究实验三：(1)如果用只访问一个I/O地址（而不是二个I/O地址）的方法来实现发光二极管闪烁发光，电路应怎样连接？画出电路图。（提示：将D触发器连接成1位的计数器）。编写相应的程序使发光二极管闪烁发光，并上机验证。答：电路修改：将D触发器的Q非段与D端相连接，CD端接+5V。程序：Ioport equ0ec00h-0280htpc卡中设备的io地址outport1equioport+2a0h译码输出端地址Y4stackssegmentstackdb100dup(?)stacksendscodesegmentcs:

19、 code, ss: stacksmain procfarstart:mov ax, stacksmov ss, axmovdx,outport1out dx, alcalldelay调延时子程序movah,1int16hjestartmovah,4chint21hmain endpdelayprocnear 延时子程序movbx,2000ZZZ:movcx,0ZZ:loopZZdec bxjneZZZretdelay endpcodeendsendstart实验四（一）：(1)利用基本实验（1）中输出锁存电路将L0L7制成流水灯，流水方向由键盘控制，可随时切换，流水间隔时间也由键盘控制设计思路：选择两个按键如“1”“2”分别控制流水灯的方向，至于控制流水间隔，我的想法是通过按一次键灯移位一次，这样由两个键控制了流水灯的方向和间隔，具体程序在之前的输出地程序中进行改动编写程序：ioportequ0b800h-0280htpc卡中设备的io地址ls273equioport+2a8h;译码输出端地址Y5片选ls273stackssegmentstackdb100dup(?)stacksendscodesegmentassume cs: code, ss: stacksmain procfarstart:movax, stacksm