计算机硬件技术基础实验报告

计算机硬件技术基础课实验日志实验时间：第7周第5-6节指导教师：邹洋学生姓名：姚树秘学号：08490121班级：04308011.实验题目:认识TDDEBUG集成操作软件2.实验目的：a熟悉汇编程序的开发过程。b认识Tddebug集成操作软件。c掌握在Tddebug集成环境中编辑、编译、连接汇编语言程序方法。d掌握INT21H软件中断来调用DOS内部子程序的方法3.实验步骤及说明：a运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序b使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接，生成执行文件。c使用Rmrun菜单中的Run运行程序，观察运行结果。d使用Rmrun菜单中的Debug调试程序，查看程序段、数据段、附加段装入内存后的分配情况。单步执行数据传送指令后，观察各寄存器及数据区的内容。过程如下：按F7单步执行，在代码区中有一个三角，表示正在执行的指令。每一条指令的执行一定会使目标寄存器和状态寄存器发生变化，从相关窗口看结果。检查内存数据区的内容，关键是找出用户程序的数据段和附加段：方法1：在CPU窗口按Tab键使内存数据显示区成为活动区，按Ctrl+G键，输入：“DS或ES寄存器的值：偏移地址”，即可显示用户指定的数据区方法2：选择菜单View|Dump，弹出内存数据显示窗口。3)查看执行结果：按Alt+F5，切换到用户窗口。e更改数据区中的数据，考察、调试程序的正确性。4.实验源代码和运行结果通过上机实验我熟悉了TDDEBUG软件的一些操作和命令，并成功运行了示例程序，代码和结果如下：DDATASEGMENTMSR DB"HELLO,WORLD!$"LEN EQU$-MSRDDATA ENDSEXDASEGMENTMSD DBLENDUP(?)EXDA ENDSMYSTACKSEGMENTSTACKDW20DUP(?)MYSTACK ENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DDATA,ES:EXDASTART: MOVAX,DDATAMOVDS,AX MOV AX,EXDAMOVES,AX MOV SI,OFFSETMSR MOV DI,OFFSETMSD MOV CX,LEN MOV BX,0NEXT:MOVAL,MSR[BX] MOV ES:MSD[BX],AL INC BX LOOP NEXT PUSH ESPOPDSMOV DX,OFFSETMSD MOV AH,9INT21HMOV AH,4CHINT21HCODE ENDSENDSTART试验运行结果：5.心得体会记得自己第一次上这个实验的时候，找了很久没找到这个教室，害我耽搁了好多时间，等我找到教室进来的时候，同学们都已经开始忙着实验了，当时我满头雾水，我都不知道他们到底在干什么，后来经过我虚心的向旁边的同学请教，终于搞懂了一些基本的操作，自己在那里捣腾了半天，最好还是多亏了老师的指点，谢谢老师对我的耐心讲解，我终于在最后完成了这个实验，当时心里非常有成就感，觉得这个挺有趣的，也让自己在以后的实验中更轻松更有激情。计算机硬件技术基础课实验日志实验时间：第8周第5-6节指导教师：邹洋学生姓名：姚树秘学号：08490121班级：0430801实验题目:I/O程序设计实验目的：a理解软中断的调用方法及中断过程。b掌握INT21H软件中断来调用DOS系统I/O子程序的方法。c掌握将存储在内存单元中的数据在屏幕上显示的方法。d掌握从键盘输入信息到内存的方法。3．实验步骤及相关介绍：a将指定数据区中一个字节的数据以十六进制数形式显示在屏幕上。设计思路：首先将该数以十六进制数形式分解，然后将每一位分别转换为ASCII码送屏幕显示。其中0H~9H之间的数加30H，即可得0H~9H的ASCII码，而AH~FH的ASCII码，则需再加7H。参考程序流程如图2-1所示。b编程由键盘输入任意一个字符，将该字符的ASCII码值显示在屏幕上。c从键盘输入两个1位十进制数，计算二者之和，并将结果显示在屏幕上。d编程由键盘输入任意一位数，将该数以二进制数形式显示在屏幕上，例：5=00000101B流程图如下：图2-1一个字节数以十六进制数形式显示处理流程图2-1一个字节数以十六进制数形式显示处理流程4.实验源代码和运行结果a．十进制转换成十六进制DATA SEGMENT USE16MES DB 'Showaashex:',0AH,0DH,'$'SD DB26DATA ENDSCODE SEGMENT USE16 ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOVAX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSETMES；显示提示信息 MOV AH,09H INT 21H MOV SI,OFFSETSD MOV AL,DS:[SI] AND AL,0F0H ;取高4位 SHR AL,4 CMP AL,0AH ;是否是A以上的数 JB C2 ADD AL,07H C2: ADD AL,30H MOV DL,AL ;显示字符 MOV AH,02H INT 21H MOV AL,DS:[SI] AND AL,0FH ;取低4位 CMP AL,0AH JB C3 ADD AL,07HC3: ADD AL,30H MOV DL,AL ;显示字符 MOV AH,02H INT 21H MOV AX,4C00H ;返回DOS INT 21HCODE ENDS END START试验运行结果：十进制26转换成十六进制的显示结果如下5.心得体会 实验中，由于有了第一次实验作为基础，这次试验感觉还是蛮顺利的，做起来也得心应手，整个实验中，基本上没遇到什么太大的问题，不过也有少许不是很明白的地方请教了同学，也算是圆满完成I/O程序设计相关的任务，对微机编程有进一步的了解，提高自己多相关知识的认识和掌握程度。计算机硬件技术基础课实验日志实验时间：第10周第5-6节指导教师：邹洋学生姓名：姚树秘学号：08490121班级：04308011.实验题目:PCI总线中断应用2.实验目的a掌握使用PCI中断的方法。b了解操作PCI设备I/O端口的方法。c进一步掌握8259中断控制器的工作原理、编程方法以及PC机如何通过8259A实现对外部可屏蔽硬件中断源的管理。d进一步掌握中断服务程序的设计方法。3．实验步骤及相关介绍：编写一实验程序，利用实验装置提供的中断源，完成每按动一次脉冲开关，产生一次中断，向显示器输出字符“7”。修改示例程序，控制中断响应次数为10次，即当第11次以后按动脉冲开关，屏幕上不再显示“7”。实验原理如下： 1）TD-PIT-B实验系统编程信息简要说明（1）．本实验的接口电路是在PD-PIT-B实验装置上搭接完成，而PC机作为主机控制该实验装置。二者之间通过PCI总线扩展卡及转接逻辑在PD-PIT-B实验装置上提供了一个仿真ISA的总线接口，用户可以基于该接口对常用接口芯片进行应用编程。TD-PIT-B实验系统的硬件环境，参见附录。（2）．要利用仿真ISA的总线接口资源，扩展接口电路，首先必须掌握实验装置获取的系统配置资源，即PCI总线资源配置的有关内容。执行PCI_BIOS.EXE，获取实验用PCI总线扩展卡分配的地址空间及中断请求线。假设执行PCI_BIOS.EXE后屏幕显示：从以上获取的信息可知道，本实验用的PCI总线扩展卡申请了：4个I/O空间（最后一位为1来表示），其首地址分别是：0B800H，0BC00H，0C000H，0C400H。一个存储器空间（最后一位为0来表示），其首地址是：5000000H。一个中断请求IRQ9（3）．确定TD-PIT-B实验装置中各接口电路所使用的端口地址本系统中PCI配置空间的首地址是PCI总线扩展卡申请的第一个I/O空间（即BASE0）。所以PCI各控制寄存器的地址定义为：BASE0的首地址0B800H+各控制寄存器的偏移地址，而I/O部分实验使用的是PCI总线扩展卡申请的第三个I/O空间（即BASE2）。各I/O接口芯片的端口地址定义为：BASE2的首地址0C000H+各端口的偏移地址2)实验说明及处理流程本实验使用实验装置提供的中断请求信号IRQ，利用KK1的负脉冲作为中断源，每按一次KK1，在中断处理中完成字符“7”的显示。使用实验装置提供的IRQ信号，除了要操作PC机的8259寄存器，还需要操作TD-PIT-PCI总线扩展卡上的控制寄存器“INTCSR”和“IMB4”，才可以实现中断的初始化、清除等。PCI_BIOS.EXE实验装置获取的系统配置资源，确定控制寄存器INTCSR（偏移38H~3BH）和IMB4寄存器（偏移1FH）的端口地址：BASE0的首地址0B800H+各控制寄存器的偏移地址及中断号IRQ9。初始化PCI中断初始化INTCSR：向INTCSR的端口写入003F1F初始化中断向量：在修改中断入口地址时，建议先保存原来的入口地址。查表7-1获得IRQ9对应的中断向量号为71H，中断入口地址即为01C4H，并将该地址保存，替换为用户自己的中断服务程序入口地址。设置PC机8259中断屏蔽寄存器，对应位为0，允许中断。21H中设置0~7号屏蔽位，A1H中设置8~15号屏蔽位。同样保存原先的屏蔽位。IRQ9号中断须将A1H中的位1置0。清除实验用中断的中断源清PCI板卡的中断标志：对IMB4寄存器的第3字节（IMB_BYTE3）做一读操作，端口地址为0B81FH，然后向INTCSR第2字节（0B83AH）写入3FH。清PC机8259中断标志：设置8259的OCW2，复位中断标志。（IRQ9中断向A0H写入61H，向20H写入62H。）退出程序返回DOS时恢复系统的初始化的设置：首先将保存的屏蔽命令字恢复到屏蔽寄存器中，中断服务程序入口的段地址和偏移地址恢复到中断向量表中，然后返回DOS。流程图如下4.实验源代码和运行结果INTCSR_BYTE0EQU9038HINTCSR_BYTE1EQU9039HINTCSR_BYTE2EQU903AHINTCSR_BYTE3EQU903BHIMB4_BYTE3EQU901FHDATASEGMENTCSBAKDW?IPBAKDW?MKBAKDB?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:CLIMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,INTCSR_BYTE0MOV AL,00HOUT DXMOV DX,INTCSR_BYTE1MOV AL,1FHOUT DXMOV DX,INTCSR_BYTE2MOV AL,3FHOUT DXMOV DX,INTCSR_BYTE3MOV AL,00HOUT DXMOV AX,0000HMOV ES,AXMOVDI,01C4H;INT73H,01CCH=73HMOV AX,ES:[DI]MOV IPBAK,AX;IPMOV AX,OFFSETMYINTCLDSTOSWMOV AX,ES:[DI];CSMOV CSBAK,AXMOV AX,SEGMYINTSTOSWIN AL,0A1HMOV MKBAKANDAL,0FDHOUT 0A1H,ALSTIA1:NOPCALL BREAKJMP A1MYINT:PUSH DS PUSH AX PUSH DXMOV DX,IMB4_BYTE3IN AL,DXMOV DX,INTCSR_BYTE2MOV AL,3FHOUT DXMOVAL,61HOUT 0A0H,ALMOV AL,62HOUT 20H,ALMOV AH,0EHMOV AL,37HINT 10H POP DX POP AXPOP DSIRETBREAKPROCNEARPUSH DSMOV AH,06HMOV DL,0FFHINT 21HJE RETURNPOP DSCLIMOV AL,MKBAKOUT 0A1H,ALMOV AX,0000HMOV ES,AXMOVDI,01C4HMOV AX,IPBAKCLDSTOSWMOV AX,CSBAKSTOSWMOVDX,INTCSR_BYTE1MOVAL,00HOUTDXSTIMOVAX,4C00HINT21HRETURN:POPDSRETBREAKENDPCODEENDSENDSTART实验运行结果：在程序中点击运行，屏幕上午任何显示，打开试验箱电源，屏幕上显示一个7，然后按KK1按钮，屏幕上又显示一个7，然后没按一次KK1，屏幕上就会显示一个7，关闭电源也会显示一个7。5.心得体会 前几次实验虽然也遇到一些问题，但是感觉还不是很难，不过这个实验对我们的要求也就更高了，除了开始的时候认真听老师讲解一些要修改的地方，和一些修改方法，后面还要求要在DOS系统下调试，怪不得我搞了很久都不知道是怎么回事，还好最后也被我慢慢搞出来了，也算圆满完成任务了，也让自己更有成就感了，学到的东西也更多，更有动力。计算机硬件技术基础课实验日志实验时间：第11周第5-6节指导教师：邹洋学生姓名：姚树秘学号：08490121班级：04308011.实验题目:8254定时/计数器应用2.实验目的：a掌握8254的工作方式及应用编程。b掌握8254的典型应用电路的接法。c学习8254在PC系统中的典型应用方法。3．实验步骤及相关介绍：计数应用实验：编写程序，应用8254的计数功能，用开关模拟计数。使每当按动开关KK1五次后，产生中断，并在屏幕上显示一个字符“M”。实验原理如下： 8254是Intel公司生产的可编程间隔定时器。是8253的改进型，比8253具有更优良的性能。8254具有以下基本功能：（1）有3个独立的16位计数通道；（2）每个计数器可按二进制或十进制（BCD）计数；（3）每个计数器可编程工作在6种不同工作方式；（4）每个计数器允许的最高计数频率为10MNZ（8253为2MHZ）；（5）有读回命令（8253没有），可以读出当前计数单元的内容和状态寄存器内容；13-1 13-1图13-1是8254的内部结构框图和管脚图。它是由与CPU的接口、内部控制电路和三个计数器组成。三个独立的计数器，每个计数器的结构完全相同，如图13-2。计数初值寄存器数据总线3个引角：GATEi——门控信号输入端计数初值寄存器CLKi——计数脉冲输入端OUTi——信号输出端16位减1计数器GATEiOUTi16位减1计数器输出锁存器CLKi输出锁存器图13-2计数器结构示意图图13-2计数器结构示意图4.实验源代码和运行结果MY8254_COUNT0EQU9840HMY8254_COUNT1EQU9841HMY8254_COUNT2EQU9842HMY8254_MODEEQU9843HINTCSR_BYTE0EQU9038HINTCSR_BYTE1EQU9039HINTCSR_BYTE2EQU903AHINTCSR_BYTE3EQU903BHIMB4_BYTE3EQU901FHDATASEGMENTCSBAKDW?IPBAKDW?MKBAKDB?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:CLIMOVAX,DATAMOVDS,AXMOVDX,INTCSR_BYTE0MOVAL,00HOUTDXMOVDX,INTCSR_BYTE1MOVAL,1FHOUTDXMOVDX,INTCSR_BYTE2MOVAL,3FHOUTDXMOVDX,INTCSR_BYTE3MOVAL,00HOUTDXMOVAX,0000HMOVES,AXMOVDI,01C4HMOVAX,ES:[DI]MOVIPBAK,AXMOVAX,OFFSETMYINTCLDSTOSWMOVAX,ES:[DI]MOVCSBAK,AXMOVAX,SEGMYINTSTOSWINAL,0A1HMOVMKBAK,ALANDAL,0FDHOUT0A1H,ALSTIMOVDX,MY8254_MODEMOVAL,17HOUTDX,MOVDX,MY8254_COUNT0MOVAL,5OUTDXA1:NOPCALLBREAKJMPA1MYINT:PUSHDSPUSHAXPUSHDXMOVDX,IMB4_BYTE3INAL,DXMOVDX,INTCSR_BYTE2MOVAL,3FH