北邮微机原理硬件实验-实验报告

微机原理与接口技术硬件实验报告姓名：曹爽学号：2013210640班级：20132111242016年1月10日

目录实验一：熟悉实验环境及IO的使用 3一、 实验目的 3二、 实验内容及要求 3三、 实验步骤 3四、 程序流程图 4五、 源代码 4六、 思考题 5七、 实验结果和心得体会 6实验二：8255A并行接口应用 7一、 实验目的 7二、 实验内容及要求 7三、 实验步骤 8四、 程序流程图 9五、 源代码 10六、 实验结果和心得体会 14实验三：8253计数器/定时器的应用 15一、 实验目的 15二、 实验内容及要求 15三、 8253定时器 15四、 电路的调试与连接 16五、 实验连接图 16六、 程序流程图 18七、 源代码 19八、 思考题 21九、 实验结果和心得体会 21

ANDAL,20HCMPAL,20HJNZSTOP ;若状态为‘0’，则保持位置不变，暂停INAL,DX ;提取拨码开关右起第2位状态ANDAL,40HCMPAL,40HJNZFAN ;若状态为‘0’，则右移亮灯位置ROLAH,1 ;左移亮灯位置STOP:JMPDISPFAN:RORAH,1DISP:MOVAL,AHOUTDX,AL ;输出到端口，亮灯MOVCX,8000H ;外循环次数MOVBX,8000H ;内循环次数LOOP1:DECBXJNZLOOP1 ;内循环，BX减少到0MOVBH,80H ;重设内循环次数80H次INAL,DXANDAL,10HCMPAL,10H ;提取拨码开关右起第4位状态JNZS ;若为‘1’，则设置内循环次数为10H次MOVBH,10HS:LOOPLOOP1 ;外循环，CX减少到0INAL,DXANDAL,80HCMPAL,80H ;提取拨码开关右起第1位状态JNZLOOP0 ;若为‘0’，则继续显示，否则结束程序MOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDSTART思考题通过实验说明用debug中的a命令录入实验中给出的小程序中，有些语句可以不写出“h”字符的原因。答：主要是出于数据辨认的角度。凡是十六进制数据都是要加H的，而地址则不用。这是由于编译时所能识别的数据有很多种，为了保证编译正常进行，必须要告诉编译器数据的类型。地址只有默认的16进制形式，不需指定类型就能完成正确的编译，所以无须加H。而在DEBUG环境下，它的默认数据格式就是十六进制的，所以就不需要写出“H”字符；否则通不过编译。实验结果和心得体会这次实验是我们第一次微原硬件实验，之前的一次软件实验让我们熟悉了DOS界面下的操作，由于间隔时间较长，这次我们又重新熟悉了一遍。并且，与软件实验不同，硬件实验是通过编程的方式作用于硬件实验板上，为此，我们首先熟悉了一下实验板，编写了一些简单的小程序控制实验板。在熟悉了I/O端口之后，我们开始编写跑马灯程序。并且能够通过拨码开关的选择，控制工作模式、速度、反向、暂停等功能。这次实验的要点是对I/O接口译码电路的理解以及使用，我们通过测试，理解了地址与端口的对应情况，进而才能编写出跑马灯程序。通过本次实验，我们掌握了地址译码电路的设计方法和实现原理，加深了对硬件的I/O接口技术的理解。实验中出现的一些问题，也成为我们调试程序的宝贵经验，为后续的实验打下了基础。

实验二：8255A并行接口应用实验目的掌握8255A的功能及方式0、1的实现。熟悉8255A与CPU的接口，以及传输数据的工作原理及编程方法。了解七段数码管显示数字的原理。掌握同时显示多位数字的技术。实验内容及要求在实验一的基础上学习PIO芯片（8255）编程应用，熟悉平台的主要内容。CS用Y0（EE00H）。（一）简要说明：在方式0（输入/输出）下，以A口为输出口，B口为输出口，A口接六个共阴极数码管的八位段码，高电平点亮数码管的某一段，B口接数码管的位选（即要使哪个数码管亮），高电平选中某一位数码管点亮。8255A中 A端口地址E800HB端口地址E801HC端口地址E802H控制地址E803H八段数码管的显示规律及数码管的位选规律自己查找，可用实验一中，学过的I、O令来做。（二）6位数码管静态显示在数码管电路上静态地显示6位学号，当主机键盘按下任意键时，停止显示，返回提示：该电路6个数码管的同名阳极段已经复接，当段选寄存器寄存了一个字型之后，6个数码管都有可能显示出相同的数字。如果要使6个数码管“同时”显示不同字，必须采用扫描显示的方法，通过选位寄存器选择某一位数码管，显示其数字（对应为1），然后关闭此数码管，再选择下一位数码管进行显示；如果在一秒钟内，每一位管都能显示30次以上，则人眼看到的是几位数码管同时在显示。实验证明，在扫描显示过程中，每一位显示延迟1ms是最佳选择。（三）6位数码管动态显示要求在数码管电路1－6位数码管上按图2.2.1所示的规律，动态显示字符串HELLO，当主机键盘按下任意键时结束。图2.2.1字符串动态显示示意图提示：①本实验应在上面实验的基础上完成。②在数据段，按下列规律设置12个字型码：MESGDB0,0,0,0,0,0,3DH,0DCH,8CH,8CH,0EDH,0POINTDWMESG……POINT单元存放MESG单元的有效地址，程序取出POINT单元的内容→BX，然后用BX地址取数送数码管电路，扫描显示6个字符。每过0.5s将POINT单元的内容加1，再将POINT单元的内容→BX，……。POINT单元内容加1，使字符串显示的首地址向高地址移动一个单元，从而使6位字符串向“左”移动一位，实现动态显示。③动态显示的速度可控制（快或慢），利用实验一读入端口的功能。实验步骤编写和调试步骤同实验一，不再赘述。程序流程图图2.4.1数码管静态显示程序流程图图2.4.1数码管动态显示程序流程图源代码6位数码管静态显示：DATASEGMENTSHOWDB0F4H,21H,0EDH,0DDH,39H,0DDH ;210646COUNTEQU$-SHOWSLDB?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATA ;segdataMOVDS,AXNEXT:MOVCX,COUNT ;显示个数，为6LEABX,SHOW ;MOVBX,OFFSETSHOWMOVSL,01H ;第一个点亮位置MOVAL,80HMOVDX,0EE03H ;设置输出端口OUTDX,AL ;设置标志位为‘1’，A、B口为输出AGAIN:MOVAL,SLMOVDX,0EE01H ;B口输出数码管选通位置OUTDX,ALMOVAL,[BX]MOVDX,0EE00H ;A口输出数据段数据到数码管OUTDX,ALMOVAL,00HMOVDX,0EE00HOUTDX,AL ;清除显示，防止程序结束残留显示INCBX ;显示下一个数字SHLSL,1 ;Sl左移依次向左选通数码管LOOPAGAIN ;循环此过程COUNT次MOVAH,0BHINT21H ;若键盘有输入则跳出程序ORAL,ALJZNEXTMOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDSTART6位数码管动态显示：DATASEGMENTMESGDB0,0,0,0,0,0,3DH,0DCH,8CH,8CH,0EDH,0DATAENDSSTACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(0)STACKENDSCODESEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CODE,SS:STACKMAINPROCFARMOVAX,DATAMOVDS,AXMOVES,AXMOVAL,80HMOVDX,0E803H ;设置标志位为‘1’，A、B口为输出OUTDX,ALSTART:MOVBX,OFFSETMESGMOVCX,07HLOP7:MOVDX,0EEE0H ;从拨码开关左起3位读入数据到DXINAL,DXINCALANDAL,07HXORAH,AHMOVDX,AX ;DX为外循环次数，控制静态显示时间LOOP0:CALLDISPDECDXJNZLOOP0 ;显示当前状态直至DX=0INCBX ;BX决定显示哪6个数据LOOPLOP7 ;重新读取拨码开关到DXJMPSTART ;当7种状态都结束后重新开始MAINENDPDISPPROCNEARPUSHCXPUSHDXPUSHAXMOVBP,0044H ;控制一次外循环显示时间LOPX:XORSI,SIMOVCX,06HMOVDX,0EE00H ;设置端口为A口MOVAH,01H ;第一次选通最右数码管LOP6:MOVAL,MESG[BX+SI]OUTDX,AL ;显示数据到数码管MOVAL,AHMOVDX,0EE01H ;设置端口为B口OUTDX,AL ;选通数码管MOVDX,0EE00H ;重新设置端口为A口ROLAH,1 ;选择下一个数码管INCSI ;选择下一个数据CALLDELAYCALLKEY ;检验按键是否有输入LOOPLOP6DECBPJNZLOPX ;循环，保持静态显示POPAXPOPDXPOPCXRETDISPENDPKEYPROCNEAR ;检测键盘输入PUSHAXMOVAH,0BHINT21HORAL,ALJZGOON ;没有键盘输入则继续显示MOVDX,0EE00H ;有任意输入则清空显示，跳出程序MOVAL,0HOUTDX,ALMOVAH,4CHINT21HGOON:POPAXRETKEYENDPDELAYPROCPUSHAXPUSHCXMOVAX,0002H ;外层循环LOPD:MOVCX,0HLOOP$ ;内层循环DECAXJNZLOPDPOPCXPOPAXRETDELAYENDPCODEENDSENDMAIN实验结果和心得体会这次实验是利用8255芯片进行并口接口的应用。由于数码管一次只能显示一个，所以我们采用扫描显示的方法，把间隔时间调短，使人眼感觉好像所有数码管同时显示一样。我们首先利用位选控制哪个数码管亮，之后通过段选哪个数码管显示什么。并且设置数码管静态显示出学号后六位“210646”。随后的动态显示也是一样，通过首地址移动，使6位字符串向“左”移动一位，实现动态显示出“HELLO”。我觉得这次实验最重要的是实现静态显示和动态显示的一种思想——扫描的思想——通过快速扫描可以让人产生所有数码管同时显示的感觉。并且，本次实验的编程难度也有所提高，对于我们起到了一定的锻炼作用。

实验三：8253计数器/定时器的应用实验目的学习掌握8253用作定时器的编程原理。实验内容及要求完成一个音乐发生器，通过蜂鸣器放出音乐，并在数码管上显示乐谱。音符频率对照音符12345671·频率（Hz）256288320341384426.64805128253定时器I8253和I8254都是可编程计数器，它们的引脚兼容，功能与使用方法相同。I8254是I8253的改进型。微机系统定时器和实验箱定时器（1）微机系统使用的8254，其3个通道均有固定的用途：0号计数器为系统时钟源，每隔55ms向系统主8259IR0提一次中断请求；1号计数器用于动态存储器的定时刷新控制；2号计数器为系统的发声源。用户在使用微机系统的时候，可以使用0号和2号计数器，但不能改变对1号计数器的初始化。（2）实验箱上的8253，其数据线D7—D0，地址线A1、A0和控制线RD、WR通过总线驱动卡和微机系统的三总线相连。除此之外，三个计数器的引出段和片选端都是悬空的，这意味着实验箱上的8253的三个计数器都归用户使用，你可以单独使用其中的一个计数器，也可以串联使用其中的2个或3个计数器。（3）8253计数器的输入信号，其频率不能超过2MHz，否则长时间使用，芯片过热，容易烧毁。8253初始化使用8253前，要进行初始化编程。初始化编程的步骤是：①向控制寄存器端口写入控制字对使用的计数器规定其使用方式等。②向使用的计数器端口写入计数初值。8253控制字D7D6＝00：使用0号计数器，D7D6＝01：使用1号计数器D7D6＝10：使用2号计数器，D7D6＝11：无效D5D4＝00：锁存当前计数值D5D4＝01：只写低8位（高8位为0），读出时只读低8位D5D4＝10：只写高8位（低8位为0），读出时只读高8位D5D4＝11：先读/写低8位，后读/写高8位计数值D3D2D1＝000：选择方式0，D3D2D1＝001：选择方式1D3D2D1＝X10：选择方式2，D3D2D1＝X11：选择方式3D3D2D1＝100：选择方式4，D3D2D1＝101：选择方式5D0＝0：计数初值为二进制，D0＝1：计数初值为BCD码数电路的调试与连接测试：在Debug状态下，用“O”命令测试8353的发生功能，3组通道工作是否正常。电路连接：8253的CS接译码器输出Y1其地址为EE20-EE27H8253的OUT接蜂鸣器的BELL端8253的门控信号GATE接+5V8253的CLK端接Q7（32KHz）清零复位电路中的T/C端接地（或接RESET端）注意：由于8253计数速率应小于2MHz，CLK0的输入信号必须由8MHz经393分频到小于2MHz后使用。393分频之后，Q0输出为4MHz，Q1输出为2MHz……Q7输出32KHz。编程提示：8253控制端口地址为EE23H定时器0地址为EE20H定时器1地址为EE21H定时器2地址为EE22H定时器可工作在方式3下。实验连接图8253定时器连接如图3.5.1所示，蜂鸣器电路、时钟预分频电路连接如图3.5.2和3.5.3所示。图3.5.18253定时器连接图图3.5.2蜂鸣器电路图3.5.3时钟预分频电路程序流程图图3.6.1程序流程图源代码DATASEGMENT ;数据段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 ;音乐音符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 ;数码管字符DATAENDSSTACKSEGMENT DB100DUP(?)STACKENDSCODESEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATA MOVDS,AX MOVSI,OFFSETSONG ;SI存储音乐音符 MOVDI,OFFSETNUM ;DI存储数码管字符 MOVCX,CONTLOOP1:CMPBX,0 JNZCONTN MOVBX,07HCONTN:MOVDX,0EE23H ;8253控制字 MOVAL,16H ;0号计数器，只读写低8位，工作方式3，2进制 OUTDX,AL MOVDX,0EE20H MOVAL,[SI] OUTDX,AL ;蜂鸣器响 MOVDX,0EE03H ;8255控制字 MOVAL,10001001B ;方式3工作 OUTDX,AL MOVDX,0EE01H ;数码管位选 MOVAL,01H OUTDX,AL MOVDX,0EE00H ;数码管显示 MOVAL,[DI] OUTDX,AL ;数码管显示音符 CALLDELAY DECBX JNZNEXT CALLDELAY ;