华电微机原理与接口实验实验(完整可用程序)

TPC-1实验系统的结构及使用说明结构TPC—1实验系统不能单独使用，它必须和PC机相连才能工作。ADC0809系统由一块PCI总线驱动卡和一个实验台构成，实验台上有8251A、8255A、8253、DAC0832、等芯片和小键盘、数码管、8MHz晶振等器件。实验台的结构如图1所示。ADC0809&116KJ53屯竝器振UJLXJL.LJ2.2K4.7K10K播找搀板地址站捕孔从右到左&116KJ53屯竝器振UJLXJL.LJ2.2K4.7K10K播找搀板地址站捕孔从右到左数码它发光二楼管从左剥右Li-Cn图1TPC—1实验台主要部件分布图为了实验方便，在每一部分实验电路附近都预留有单线信号插孔，实验时只要将相应插孔用单股导线相连即可。安装安装时请按下述步骤进行。（1） 用60芯扁平电缆线连接总线驱动卡和实验台。（2） 连接实验台电源。（3） 启动计算机。（4） 打开实验台电源开关，实验台上的指示灯亮即可进行实验。注意：在进行线路的连接过程中，必须关闭实验台的电源，在断电条件下进行操作，否则可能会引起实验台的损坏。实验台上的〃0地址实验台上的I/O地址为200〜23F共64个，分8个插孔引出，它们分别是200〜207；208〜20F；210〜217；218〜21F；220~227；228〜22F；230~237；238〜23F；实验时只要用导线将任一插孔信号引到相应电路的CS端即可。图2是I/O地址译码电路。

3n125146612VoV,1OR*—200-2tK?『人*2080弋3n125146612VoV,1OR*—200-2tK?『人*2080弋*HQ'217a-l：■*1IK-2LF11*120~Wo-^-«228-22F*2J0'2J7a-^238'2JFl：0RAliK*AtV 74LS138BnBiU1血A7机歩甘ITBj池A7岂DFR图2I/O译码电路编写汇编程序时使用的O地址因为PCI总线结构支持P&P即插即用功能，所以微机分配给PCI扩展板的资源也是动态浮动的，而不是固定不变的，因此分配给设备的I/O地址、内存储器MEM地址以及中断INT号会随着微机不同而有所变化，所以在实验前必须确定当前微机中PCI卡的资源分配，从而确定实验台上的实际I/O地址和内存储器MEM地址，并在程序中使用该地址。操作步骤如下：（1）打开“控制面板”中“系统”对话框，找到并打开“设备管理器”，可以看到“微机原理教学实验装置”，如图3所示。（2）查看TPC的属性，如图4所示。可以看到两个输入/输出范围（具体数值不同计算机可能不同），其中一个范围大小是0FFH的是PCI接口芯片占用的I/O地址空间，另一个一个范围大小是07FH的是TPC设备占用的I/O地址空间；两个内存范围，一个范围大小是0FFH的是PCI接口芯片占用的内存储器MEM地址空间，另一个范围大小是0FFFFFH的是TPC设备占用的内存储器MEM地址空间。它们的起始地址即为我们实际使用的基地址，图中PCI接口芯片I/O地址范围是D400〜D4FF,基址为D400H；TPC设备的I/O地址范围是DC00〜DC7F,基址为DC00H；TPC设备的内存储器MEM地址范围是FE900000〜FE9FFFFF,基址为FE900000H。在编写汇编程序时使用的实际I/O地址应该是：实际I/O地址=TPC设备的I/O基地址一实验台I/O端口基地址+实验台I/O端口地址=0DC00H—200H+实验台I/O端口地址即地址0DC00H相当于实验台I/O端口的起始地址200H,如果实验台上的I/O端口地址是208H，则编程时实际使用的地址应该是：0DC00H—200H+208H=0DC08H图3设备管理器图4“TPC属性”对话框同理，0FE900000H相当于实验台上扩展的存储器的起始地址。如果程序中使用了中断，则需要根据TPC属性窗口中的中断请求号码来设置中断向量。下面以实验6：8255A并行接口实验（4）为例，说明具体的编程地址应用。实验程序如下：PA55EQU0DC00H-200H+218H;8255端口PB55EQU0DC00H-200H+219HP55CTLEQU0DC00H-200H+21BHDATASEGMENTMESDB'ENTERANYKEYCANEXITTODOS!',0AH,0DH;提示信息DATAENDSSTACKSSEGMENTDB100DUP(?)STACKSENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSSTART:MOVMOVMOVMOVMOVMOVINTMOVMOVAX,DATADS,AXAX,STACKSSS,AXDX,OFFSETMES ;显示提示信息AH,0921HAL,90HDX,P55CTL

OUTDX,ALNEXT:MOVDX,PA55INAL,DXMOVDX,PB55OUTDX,ALOUTDX,ALNEXT:MOVDX,PA55INAL,DXMOVDX,PB55OUTDX,ALMOVAH,01HINT16HJNZEXITCALLDELAYJMPNEXTEXIT:MOVAX,4C00HINT21HDELAYPROCNEARPUSHCXMOVCX,6000DELAY1:LOOPDELAY1POPCXRETDELAYENDPCODEENDSENDSTART;从PA读入开关状态；将开关状态送到PB控制灯的亮灭;判断键盘是否有键按下，若有则退出程序;退出;延时子程序根据实验要求完成接线，打开实验台电源，运行上面的程序就可以看到实验效果。上面这个驱动程序只能适用于一台微机，因为在P&P方式下不同微机分配的资源不一定相同，为了达到通用的目的，使我们编写的驱动程序适用于任何一台微机，我们可以通过一个小程序FINDTPC来获得相关的资源信息，则可以将上面的程序修改如下：IO_PLX_DEVICE_IDIO_PLX_VENDOR_IDIO_PLX_SUB_IDDATASEGMENTIO_BASE_ADDRESSEQU05406HEQU05406H；TPC卡设备IDEQU010B5H;TPC卡厂商IDEQU0905410B5H；TPC卡子设备及厂商IDDB4DUP(0);TPC卡I/O基地址暂存空间DB0DH,0AH,'TPCcardnotfind!!!',0DH,0AH,'$'MESDB'ENTERANYKEYCANEXITTODOS!',0AH,0DH;提示信息PA55DB2DUP(0);8255端口PB55DB2DUP(0)P55CTLDATAENDSSTACKSSEGMENTDB100DUP(?)STACKSENDSCODESEGMENTDB2DUP(0)ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSSTART:.386MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAX,STACKS

MOVSS,AXCALLFINDTPC ;查找TPC卡资源MOVAX,WORDPTRIO_BASE_ADDRESSSUB AX,200HADD AX,218HMOVWORDPTRPA55,AXMOVAX,WORDPTRIO_BASE_ADDRESSSUB AX,200HADD AX,219HMOVWORDPTRPB55,AXMOVAX,WORDPTRIO_BASE_ADDRESSSUB AX,200HADD AX,21BHMOVWORDPTRP55CTRL,AXMOVDX,OFFSETMES ;显示提示信息MOVAH,09FINDTPCPROCNEARPUSHADFINDTPCPROCNEARPUSHADMOVAL，90HMOVDX，WORDPTRP55CTLOUTDX，AL;8255初始化，PA方式0输入，PB方式0输出MOVDX，WORDPTRPA55INAL，DX;从PA读入开关状态MOVDX，WORDPTRPB55OUTDX，AL；将开关状态送到PB控制灯的亮灭MOVAH，01HINT16H;判断键盘是否有键按下，若有则退出程序JNZEXITCALLDELAYJMPNEXTMOVAX，4C00HINT21H;退出NEXT:EXIT:;查找TPC卡资源PUSHFDMOVAX,0B101HINT1AHJC FINDTPC_NOTFIND ;检查PCIBIOS是否存在MOVAX,0B102HMOVCX,IO_PLX_DEVICE_IDMOVDX,IO_PLX_VENDOR_IDMOVSI,0厂商号INT1AH厂商号JC FINDTPC_NOTFIND ;检查TPC卡是否安装，设备号、MOVAX,0B10AHMOVDI，02CH

INT1AHJCFINDTPC_NOTFINDCMPECX,IO_PLX_SUB_IDJNZFINDTPC_NOTFIND;检查TPC卡是否安装，子设备号、厂商号MOVAX,0B10AHMOVDI,18HINT1AHJCFINDTPC_NOTFIND;读TPC卡I/O基址信息MOVDWORDPTRIO_BASE_ADDRESS，ECXANDECX,1JZFINDTPC_NOTFIND;检查是否为i/o基址信息MOVECX,DWORDPTRIO_BASE_ADDRESSANDECX,0FFFFFFFEHMOVDWORDPTRIO_BASE_ADDRESS，ECX ;去除i/o指示位并保存POPFDPOPADRETFINDTPC_NOTFIND:MOVDX,OFFSETPCICARDNOTFIND ;显示未找到tpc卡提示信息MOVAH,09HINT21HMOVAX,4C00HINT21H ;退出FINDTPCENDPDELAYPROCNEARDELAYPROCNEARPUSHCXMOVCX，6000DELAY1:LOOPDELAY1POPCX;延时子程序RETDELAYENDPCODEENDSENDSTART实验28253计数器／定时器的实验（2）目的（1）学会通过62芯PC/XT总线、驱动器、译码器等，在PC/XT机外连接扩展芯片。（2）掌握8253定时器的编程原理，用示波器观察不同模式下的波形。内容（1）用8253构成一个方波发生器或分频器，即基于图2-1再完成下述连接：将分频器74LS393的B端与8MHz信号相连；将分频器74LS393的A端接+5V；将8253的CLK0与8MHz分频得到的250KHz信号（74LS393的Q4端）相连;将8253的OUT。和CLK］相连；将8253的GATE。、GATE］接+5V；将8253的CS插孔接200~207；图2-18253图2-18253的实验DDDDDDDD（2）完成编程。将定时器。设为模式3（方波发生器），定时器1设为模式2（分频器），定时器。的输出脉冲作为定时器1的时钟输入。设置不同计数初值以改变方波宽度和分频信号周期，在示波器中，观察定时器0和1的输出波形及其关系，并画出（CLK、GATE、OUT）波形。3.参考流程图2-28253实验参考流程

实验68255A并行接口实验（4）目的掌握8255A的编程原理。内容用8255A的A端口读取8个开关量来控制B端口的8个LED发光二极管的亮和灭（端口输出为0则亮，输出为1则灭）。实验台上有12个开关K1〜K12,与之相应的12个引线孔为电平输出端。开关向上拔，电平输出为1；向下拨，电平输出为0。（1）按图6-1连接硬件线路，即：将PA0~PA7与开关K1~K8相连；将PB0~PB7与发光二极管L1〜L8相连；CS与218〜21F相连；+5V_地—218〜21FA1A0+5V_地—218〜21FA1A08255PA0PB0+5VPA7PB7CSA1A0图6-1读开关控制LED的原理图（2）编程实现用开关控制发光二极管的亮灭。编程提示（1）此实验比较简单，主要是要注意设置好8255A各端口的工作模式，实验中应当使3个端口均工作于方式0,并使A口为输入口和B口为输出口。（2）参考流程图6-2读开关控制图6-2读开关控制LED的流程图实验98251A串行口实验（1）目的（1） 了解串行通信的一般原理和8251A的工作原理。（2） 掌握8251A的编程方法。内容采用自发自收方式，通过8251A将主机键盘输入字符串行发送出去，再将串行接收到的字符显示在主机屏幕上，发送和接收时钟信号由8253提供。（1）如图9-1连接线路，即：将分频器74LS393的B端与8MHz信号相连；将分频器74LS393的A端接+5V；将8253的CLK2与8MHz分频得到的250KHz信号（74LS393的Q4端）相连；8253的GAT%接+5V；8253的OUT2与8251的TXC、RXC相连，作为发送和接收时钟，波特率自定；8253的CLK2和250KHz（74LS393的Q4）相连；RXRDY和PC总线的IRQ2（或B4）相连，由此端向PC主机发中断请求；8253的CS和200〜207插孔相连，8251A的CS和208〜20F插孔相连；将8251A的TXD与RXD端连接，形成自发自收；（2）编写程序，将主机键盘输入字符从8251A串行发送出去，再将8251A串行接收到的字符显示在主机屏幕上。串行通信波特率可选1200BPS、4800BPS；发送数据用查询方式；接收数据用查询方式或中断方式。^125678M13101220

O1234567F&v'o

^125678M13101220

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DD0D0DDD200OVAKDoTXDDiE>2TXRDYTXCCKTXEMPT之 8251ARxDRXRDYCSRXCLKRE>SYNDETW^RC/DDSRCLKDTRCTSRESETRTSDoOjd2D48253OUT0CATE0CI.KOOUT]GATEi6CLKfCSRDWRout2Aogatb2A|17 _ 14891618■+5V^•CCK图9-1显示键入字符的线路编程提示（1）将8253计数器2构成一个方波发生器，提供8251A接收和发送时钟信号（2）发送、接收字符均采用查询方式。计数器初值计算公式：计数器2初值=FDK2/（BPS*波特率因子）；FDK2为8253计数器2的时钟频率；BPS为8251A和终端之间数据传送的波特率；波特率因子在8251A初始化时通过编程确定。

3)8251A数据口地址208H控制口地址209H8253定时器2地址202H控制口地址203H4)参考流程见图7-2和7-3。开始图9-2查询方式自发自收的程序参考流程图9-3开始图9-2查询方式自发自收的程序参考流程图9-3中断方式接收的中断处理程序参考流程实验12A／D实验目的了解模/数转换的基本原理，掌握ADC0809的使用方法。内容将一个由电位器供给的电压模拟量转变为数字量，存入PC机内存。（1）按图12-1连接硬件线路，即：用实验台上某一电位器的一端接地，另一端接+5V,电位器中心抽头接ADC0809的IN0ADC0809的CS接220〜227；ADC0809的CLK需外加，由于ADC0809的CLK范围为10KHz〜1280kHz,所以，取CLK=500kHz。500kHz信号由8MHz时钟经74LS393分频获得，为此，将8MHz时钟连74LS393分频器的A端，而分频器B端接+5V，Q3端（输出端）接A/D的500kHz端。图12-1A/D实验图 图12-2A/D实验参考流程（2）编制程序，按中断方式采样A/D转换数据，并将结果在PC机上显示出来。编程提示（1） ADC0809的分辨率为8位，可有8个（1叫〜IN?）模拟输入，模拟电压范围为0〜5V，在CLK为500kHz时，转换速度为128Ms，它的START端为A/D转换启动信号。ALE端为通道选择的地址锁存信号，实验电路中将START和ALE相连，以便同时锁存通道地址并开始A/D采样转换。其输入控制信号为CS和IOW，故启动A/D转换只须如下2条指令：MOVDX，PORTADC；ADC0809的端口地址OUTDX，AL ；发CS及IOW信号在本系统中，ADC0809的端口地址为220H。至于AL中具体为什么内容并不重要，这是一个虚拟写动作。（2） 当A/D转换结束后就会自动产生EOC信号，该信号在此未用，可以通过延时方式来读取转换结果，使用如下指令即可读取A/D转换的结果。MOVDX，PORTADC ；在本系统中，ADC0809的端口地址为220HINAL，DX也可以将该信号与中断请求线相连，当EOC信号有效时就会引起一次硬中断，在中断处理程序中读取转换结果。（3） 参考流程如图12-2所示。

实验148259A中断控制器实验目的（1） 掌握8259A中断控制器工作原理；（2） 熟悉实验中涉及到的中断屏蔽寄存器IMR和中断服务寄存器ISR的使用方法；（3） 学会中断处理程序的编写。内容中断请求信号通过微机系统的8259A提交给CPU，进入中断以后，显示1个字符串。（1） 中断请求通过IBMPC/XT62芯总线的IRQ2端输入，中断源可以是片外8253定时器输出的脉冲，也可以是其他脉冲（比如通过实验板上单脉冲按钮产生的脉冲信号）。若用8253做中断源，参看接口实验2连接8253的线路，并把8253的OU—和62芯总线槽IRQ2（B4）连接好；若用实验板上单脉冲按钮产生中断源，将62芯总线槽IRQ2（B4）与单脉冲连接。（2） 编写程序，要求每次主机响应外部中断IRQ2时，显示字符串“THISISA8259AINTERRUPT!”（或其他串），中断10次后，退出程序。编程提示（1）本实验使用微型机内的8259A芯片。PC机用户可使用的硬件中断只有可屏蔽中断，由8259中断控制器管理。中断控制器用于接收外部的中断请求信号，经过优先级判别等处理后向CPU发出可屏蔽中断请求。IBMPC、PC/XT机内有一片8259中断控制器对外可以提供8个中断源：中断源中断类型号中断功能IRQ008H时钟IRQ109H键盘IRQ20AH保留IRQ30BH串行口2IRQ40CH串行口1IRQ50DH硬盘IRQ60EH软盘IRQ70FH并行打印机8个中断源中IRQ2〜IRQ7中断请求信号在IBMPC/XT62芯总线中可以引出，系统已经设定中断请求信号为“边沿触发”，普通结束方式。对于PC/AT及286以上微机内又扩展了一片8259形成主从式结构，主片8259的IRQ2用于两片8259之间的级连，对外可提供15个中断源：中断源中断类型号中断功能IRQ870H实时时钟IRQ971H用户中断IRQ1072H保留IRQ1173H保留IRQ1274H保留IRQ1375H协处理器IRQ1476H硬盘IRQ1577H保留实验中使用的是IRQ10（对应实验台上62芯总线中的IRQ2）,PC中断控制器主片的端口地址为20H（偶地址端口）、21H（奇地址端口），从片的端口地址为0A0H（偶地址端口）、0A1H（奇地址端口），编程时要将主、从片中断屏蔽寄存器对应位清零（允许中断），中断屏蔽寄存器代码如下：INAL,21H；主片允许中断INAL,21H；主片允许中断ANDAL,11111011BOUT21H,ALINAL,0A1H ；从片允许中断ANDAL,11111011BOUT0A1H,AL中断服务程序结束返回前分别要向主、从片发送中断结束命令。中断结束命令代码如下：MOVAL,20HOUT0A0H,ALOUT20H,AL中断结束返回DOS前应将IMR对应位置1，以关闭中断。（2） 由于实验中TPC卡使用9054芯片连接微机来实现P&P功能，所以在编程使用微机中断