微机原理与接口技术实验报告

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1、福建农林大学计算机与信息学院福建农林大学计算机与信息学院信息工程类信息工程类实验报告实验报告课程名称：微机原理与接口技术姓 名：系：电子信息工程系专 业：电子信息工程年 级：2008学 号：指导教师：职 称：2010 年 12 月 27 日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师1双色灯实验詹仕华2开关量输入实验詹仕华38253 定时/计数器实验詹仕华4D/A 转换实验詹仕华5A/D 转换实验詹仕华67891011121314151617181920福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告实验一 双色灯实验1实验目的和要求实验目的和要求1、编

2、写程序，以 8255 为输出口，控制四个双色灯按 ISA 总线方式下的要求发光。2、学习单板方式下扩展简单 I/O 接口的方法以及双色灯的使用。3、进一步学习微处理器的编程技术。2实验原理实验原理1、本实验是模拟交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态 0 为东西红灯，南北红灯。然后转状态 1 南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转转态 2，南北绿灯闪烁几次转亮黄灯，延时几秒动地仍然红灯。再转状态 3，东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转转台是 4，东西绿灯闪几次转亮黄灯延时几秒，南北仍然红灯。最后循环至状态。2、双色 LED 是由一个红色 LE

3、D 管芯和一个绿色 LED 管芯封装在一起，公用负端。当红色正端加高电平，绿色正端加低电平，红灯亮；红灯正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。3、 由于 labpci 卡中的 IO 起始地址被重新映射过，所以在 编程时，先要 获得 重新映射过 IO 起始地址，再加上实际地址，这样才是真正的物理地址。例如再 资源管理器中的 IO 起始地址为 e000h，在 8088 系统中的口地址为218h，那么它的 物理地址为 e018h。4、 LED 灯亮灭的时隔时间是由延时程序来控制的 。如果计算机的速度够快，LED 灯亮灭的时隔时间就比较短，实验现象就不明显。可通过调整延时

4、程序使实验现象更明显。5、实验程序框图：注：程序初始化前，必须获得将 PCI 设备配置空间，通过配置空间来得到物理地址。初始化设置 8255 各口为输出清 LED四灯全红延时南北绿灯，东西红灯，延时绿灯闪烁 3 次南北黄灯，延时南北红灯，东西绿灯，延时绿灯闪烁 3 次东西黄灯，延时有键按下返回YN3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境） 联想计算机，WINDOWS2000 系统，AEDK 软件，爱迪克教学实验机4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤1、按下面原理图在实验箱上接线：2、打开电源开关，编译程序，加载程序至实验板上。3、观察实验现象，并分析实验现象。5实

5、验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录实验程序：D1 EQU 10HD2 EQU 200HDATA SEGMENTPB DB ?DATA ENDSSTACK SEGMENT STACKSTA DW 50 DUP(?)TOP EQU LENGTH STASTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: PUSH CS POP DS MOV DX,203H ;设置为全输出 MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,202H MOV AL,00 OUT DX,AL ;清 LED MOV DX,202H ;全红 MOV AL,0F0

6、H OUT DX,AL MOV BX,7fH CALL DLYBG: MOV AL,01101001B ;南北绿,东西红 OUT DX,AL MOV BX,D2 CALL DLY MOV CX,03HXH1: AND AL,0F6H ;绿灭 11110110 OUT DX,AL MOV BX,D1 CALL DLY OR AL,09H ;绿亮 OUT DX,AL MOV BX,D1 CALL DLY LOOP XH1 OR AL,90H ;南北黄 OUT DX,AL MOV BX,D1 CALL DLY MOV BX,D1 CALL DLY MOV AL,10010110B ;南北红,东西绿

7、OUT DX,AL MOV BX,D2 CALL DLY MOV CX,03XH2: AND AL,0F9H OUT DX,AL MOV BX,D1 CALL DLY OR AL,06H OUT DX,AL MOV BX,D1 CALL DLY LOOP XH2 OR AL,60H OUT DX,AL MOV BX,D1 CALL DLY MOV BX,D1 CALL DLY JMP BGDLY PROC NEAR PUSH CXDDD: MOV CX,0FFFHCCC: LOOP CCC DEC BX CMP BX,0 JNE DDD POP CX RET DLY ENDP CODE END

8、SEND START6实验数据处理与分析实验数据处理与分析 编译链接程序并加载到实验箱后，四个双色灯红绿交替闪亮，符合实验要求。每个交通灯的红、绿或者黄的状态是由输入信号的一对对应位来控制的。即第一位和第五位控制第一个灯，依此类推。其中两个 1 表示黄，两个 0 表示无色。通过 MOV DX,202H；MOV AL,0F0H；OUT DX,AL 实现对双色灯的全红。用语句 MOV MOV AL,01101001B;南北绿,东西红。当程序进入 CALL DLY 时，实现灯各种状态的延时，用子程序 XH1 实现南北绿灯闪烁几次转亮黄灯，延时几秒动地仍然红灯。用语句 MOV AL,10010110B

9、 ;南北红,东西绿，调用 DLY 子程序实现延时。7质疑、建议、问题讨论质疑、建议、问题讨论 本实验的关键在于弄清对灯各种颜色状态的控制，给低电平时灯不亮，给高电平时灯才亮，1、5 位控制 1 号灯，2、4 控制 2 号灯，以此类推。通过改变给端口 202 赋不同值，并且通过调用延时程序，可以实现交通灯不同顺序的闪烁和延迟。设计程序过程中，可以采用不断的为 AL 赋值来改变交通灯的状态，也可以通过逻辑运算来改变等的颜色。本实验中用到了软件延时程序，通过修改延时程序，可以实现两灯之间的闪烁间隔，来实现实验中不同的时间间隔需求。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息

10、学院信息工程类实验报告实验二 开关量输入实验1实验目的和要求实验目的和要求1、编写程序，设定 8255 的 PA 口为开关量输入，PC 口为开关量输出，要求能随时将 PA 口的开关状态通过 PC 口的发光二极管显示出来。2、学习使用 8255 各个口的不同工作方式。2实验原理实验原理8255 为编程并行接口芯片，它有多中方式可以进行选择，并且通常无需外围电路，可以方便地实现多种并行接口电路。 本次实验中，8255A 工作于方式 0，此时 PA、PB、PC 均为可独立输入/输出的并行口。8255 的各种寄存器在 8088 系统中的口地址为：PA 口：218H PB 口：219H PC 口：21A

11、H 8255 控制寄存器：21BH由于 LABPC1 卡中的 IO 起始地址被重新映射过，所以在编程时，先要获得重新映射过的 IO 起始地址，再加上实际地址，这样才是真正的物理地址。LED 灯亮灭的间隔时间是由延时程序来控制的，如果计算机的速度过快，LED 灯亮灭的间隔时间就比较短，实验现象就不明显。可通过调整延时次序使实验现象更明显。实验流程图如下：2、打开电源开关，编译程序，加载程序至实验板上。3、观察实验现象，并分析实验现象。2、打开电源开关，编译程序，加载程序至实验板上。3、观察实验现象，并分析实验现象。YNYNNNYYYNNNYYY初始化设置 8255 方式显示提示信息有键按下键是

12、1键是 2键是 3键是 4返回 DOS显示无效按键左循环有键按下右循环有键按下间隔闪有键按下N3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境） 联想计算机，WINDOWS 2000 系统，AEDK 软件，爱迪克教学实验机4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤1、按下面原理图在实验箱上接线：a)2、打开电源开关，编译程序，加载程序至实验板上。3、观察实验现象，并分析实验现象。5实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录实验程序：DATA SEGMENTDATA ENDSSTACK SEGMENT STACKSTA DW 50 DUP(?)TOP EQU LENGTH ST

13、ASTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOV DX,203H ;设置为 A 口输入,B 口输出MOV AL,90HOUT DX,AL BG: MOV DX,200H ;将 A 口状态从 B 口输出 IN AL,DXMOV DX,202HOUT DX,ALJMP BGCODE ENDSEND START6实验数据处理与分析实验数据处理与分析 拨动不同的闸动开关，通过 8255 可实时显示在对应的 LED 灯上，结果符合实验要求。实验电路及连线结束后，未拨动开关时，8 盏 LED 灯均不亮,如果拨动开

14、关打开，对应的 LED 就被点亮，拨到开关关，LED 灭。MOV DX,203H ；MOV AL,90H 这两句设置了 A 和 B 的工作为方式 0，A 为输入，B 为输出。只要键盘通过 A 口有数据输入，用 JMP BG 语句对 A 口状态从 B 口输出的重复实现，按下 HALT 或 RST 键则返回监控。7质疑、建议、问题讨论质疑、建议、问题讨论 用 JMP BG 可实现键盘输入数据通过相应的 LED 灯的亮，当键盘没有输入或者让 LED（18）不按 K（18）开关顺序来亮与灭，而是按自己的设想自动亮灭，可以把读入的数据 AL，存入内存中，通过数据处理，使用 LED 按自己的设想来实现亮与

15、灭。实验过程中,除了对实验原理的理解和掌握,本实验的实现的另一个关键点在于对实验所需汇编程序的理解和编写，通过该实验也强化了我对汇编语言的学习。 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告实验三 8253 定时/计数器实验1实验目的和要求实验目的和要求本实验为综合性实验，综合了译码器、定时器计数器、LED 显示输出电路等知识。其目的是了解定时器的硬件连接方法及时序关系，理解 74LS138 译码器的工作原理、掌握 8253 的各种模式变成及原理和 LED 显示输出的原理。2实验原理实验原理X8253 的工作频率是 02MHZ，所以输入的 CLK

16、 频率必须在 2MHZ 以下。实验板上的晶振是 14.7456MHZ，因此须经过 8284 和 393 分频后再作为253 的 CLK 输入（一般可将波特率开关拨至 9600，然后从开关边上的 f 插孔引出） 。运行本程序后，用示波器观察 8253 的 OUT0、OUT1、OUT2 脚上的输出波形。由于 LABPCI 卡中的 IO 起始地址被重新映射过，所以在编程时，先要获得重新映射过 IO 起始地址，再加上实际地址，这样才是真正的物理地址。例如再资源管理器中的 IO 起始地址为 e000h，在 8088 系统中的口地址 218h，那么它的物理地址为 e018h。实验程序框图为：注：程序初始化

17、前，必须获得将 PCI 设备配置空间，通过配置空间来得到物理地址。 开始关中断置定时器 0 为方式 3送初值为 200H置定时器 1 为方式 2送初值为 0AH置定时器 2 为方式 2送初值为 0AH返回 DOS3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境） 联想计算机，WINDOWS 2000 系统，AEDK 软件，爱迪克教学实验机4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤1、按下面原理图在实验箱上接线：2、打开电源开关，编译程序，加载程序至实验板上。3、观察实验现象，并分析实验现象。5实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录实验程序：TIM_CTL EQU 22BH

18、TIMER0 EQU 228HTIMER1 EQU 229HTIMER2 EQU 22AHMODE03 EQU 00110110BMODE13 EQU 01110100BMODE22 EQU 10110100B DATA SEGMENTDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: PUSH DSMOV AX,0PUSH AXMOV AX,DATAMOV DS,AXCLI ;关中断MOV DX,TIM_CTL ;定时器 0 工作在方式 3（方波）MOV AL,MODE03OUT DX,ALMOV DX,TIMER0MOV AL,00HOUT

19、DX,ALMOV AL,02HOUT DX,ALMOV DX,TIM_CTL ;定时器 1 工作在方式 2（分频器）MOV AL,MODE13OUT DX,ALMOV DX,TIMER1MOV AL,0AHOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,TIM_CTL ;定时器 2 工作在方式 2（分频器）MOV AL,MODE22OUT DX,ALMOV DX,TIMER2MOV AL,0AHOUT DX,ALMOV AL,00HOUT DX,ALSTIJMP $CODE ENDSEND START6实验数据处理与分析实验数据处理与分析 调试链接并加载到实验箱上，运行后

20、可观察到该 LED 在不停闪烁，符合实验要求。运行本程序后，根据程序的要求计数器 0 工作在方式 3，在写入控制字后，OUT 变高电平即波形输出为高电平，计数器初始值为 200H 偶数，在GATE=1，则写入初值后开始减 0 计数，计数到 100H，波形改变原来的电平，即低电平，计数器又重新装入初值，开始下一周的计数，周而复始，产生了一个200 倍时钟周期方波。OUT0 产生的方波作为定时器的 CLK1 上的输入，从而实现OUT0 对定时器 1 的控制。置定时器 1 为方式 2，示波器输出的波形为先高电平，当程序扫描到送初值为 0AH 后，波形在 4 个时钟周期后，变成低电平且时间延迟一个时钟

21、周期。波形又变成高电平。重新下一轮的波形输出，即 OUT 1 为1kHz 的速率波。用 OUT1 的输出作为 CLK2 的输入，实现对定时器 2 的控制。置定时器 2 为方式 2 ，OUT2 输出接发光二极管。7质疑、建议、问题讨论质疑、建议、问题讨论 这次实验让我加深了对 8253 工作原理的理解，8253 定时计数器以硬件计数器构成，计数脉冲触发硬件计数器计数，如果计数脉冲的周期固定，则计数同时产生定时，通过对计数器的工作方式和相关参数的设定，可以输出不同的波形来实现控制机器的工作状态，但 8253 的每个计数通道的计数都有上限，当计数的时间不能满足要求时，可以通过两个计数器的叠加实现更长

22、的时间计数要求。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告实验四 D/A 转换实验1实验目的和要求实验目的和要求1、编写程序，使 D/A 转换模块循环输出三角波和锯齿波。2、掌握 DAC0832 芯片的性能、使用方法及对应硬件电路。3、了解 D/A 转换的基本原理。2实验原理实验原理D/A 转换是把数据量转换成模拟量的变换，从 D/A 电路输出的是模拟电压信号。产生方波只需控制输出高低电平的时间，产生锯齿波和三角波的表格需由数字量的增减来控制。实验原理图： YYYYNNNYYYYYNNNNNN初始化显示提示信息等待有键按下键是 1键是 2键是

23、3键是 4键是 5无效按键，信息提示产生锯齿波有键按下产生三角波有键按下产生方波有键按下产生正弦波有键按下返回 DOS注：程序初始化前 ，必须获得 将 PCI 设备配置空间，通过配置空间来得到物理地址。3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境） 联想计算机，WINDOWS 2000 系统，AEDK 软件，爱迪克教学实验机4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤1、按下面原理图在实验箱上接线：DAC0832 的片选 CS0832 孔接译码处 22822FH 孔。用示波器测量 Aout 脚波形。2、打开电源开关，编译程序，加载程序至实验板上。3、观察实验现象，并分析实验现

24、象。5实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录实验程序：CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODE,SS:CODESTART: PUSH CSPOP DSBG: NOPMOV DX,228H ；锯齿波MOV AL,00H ；设置初值 MOV CX,01ffH ；设置循环次数，即生成锯齿波的个数BB: OUT DX,ALADD AL,01HCMP AL,00H ；AL 是否加满？未满，继续JNZ BBLOOP BBNOP ；延时 MOV AL,00H ；三角波 MOV CX,01ffHEE: OUT DX,AL ；生成三角波递增部份ADD AL,01HCMP AL,

25、0FFHJNE EEFF: OUT DX,AL ；生成三角波递减部份 SUB AL,01HCMP AL,00HJNE FFLOOP EEJMP BGCODE ENDSEND START6实验数据处理与分析实验数据处理与分析 通过实验，得到的锯齿波波形如下所示： D/A 转换是把数字量转换成模拟量的变换，本实验通过示波器可以观察到锯齿波，改变不同的初使值可以得到幅度和波形不同的波。产生方波只需控制输出高低电平的时间，产生三角波的表格需由数字量的增减来控制，同时要注意三角波要分两段来产生。要产生正弦波，可以造一张正弦数字量表。7质疑、建议、问题讨论质疑、建议、问题讨论利用 D/A 转换输出模拟量与

26、数字输入数字量成正比关系，将 D/A 转换器作为微机的输出接口，CPU 通过程序向 D/A 转化器输出随时间呈现不同变化规律的数字量，如频率,振幅,方波的占空比等不同的参数，则 D/A 转换器就克输出各种模拟量。产生锯齿波和三角波只需由 A 存放的数字量的增减来控制；要产生正弦波，较简单的手段是造一张正弦数字量表。通过本次实验，我再次熟悉了数字示波器的使用，实验中遇到了一些难题，通过交流和查阅书本解决了这些问题，感谢老师同学们。 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告实验五 A/D 转换实验1实验目的和要求实验目的和要求1、编程用查询方式采

27、样电位器输入电压，并将采样到的结果实时地通过8279 显示在数码管上。2、掌握 A/D 芯片 AD0809 的转换性能及编程方法。3、学习 A/D 芯片与其他芯片接口的方法，初步建立系统的概念。2实验原理实验原理A/D 转换器 ADC0809 是八位 A/D 转换器，每采集一次一般需 100us，中断方式下，A/D 转换结束后会自动产生 EOC 信号，将其与 PC 总线的 IRQ2 相连即能实现中断采集。在转换的过程中，首先向 A/D 转换器输入 n 位二进制数，其最高位为 1，其它位为 0，然后将输入电压与 A/D 转换器的输出进行比较，根据比较结果确定最高位为 1 或着 0。这样的比较过程

28、逐位进行下去，直至最低位，最终得到输入电压对应的 n 位数字量。试验程序框图如下：注：程序初始化前，必须获取将 PCI 设备配置空间，通过配置空间来得到物理地址。在框图中不再列出。开始关中断设置 LabPCI 卡的中断使能保存原中断向量设置新中断掩码开中断启动 0809任意键？FLAG=1?显示 0809 值 FLAG=0恢复中断掩码恢复中断向量退出YN中断开始关中断清除 LabPCI 中断标志置 FLAG=1发出 EOI 结束中断开中断中断返回3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境） 联想计算机，WINDOWS 2000 系统，AEDK 软件，爱迪克教学实验机，

29、示波器4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤1、按下面原理图在实验箱上接线：具体接线如下：2、打开电源开关，编译程序，加载程序至实验板上。3、观察实验现象，并分析实验现象。5实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录Z8279 EQU 212H ；8279 命令/状态口地址 D8279 EQU 210H ；8279 数据口地址 LEDMOD EQU 00 ；左边输入,八位显示外部译码八位显示LEDFEQ EQU 38H ；扫描频率CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODESTART: PUSH CS POP DS CALL DELAY MOV DX,Z8279 MO

30、V AL,LEDMOD ；置 8279 为左边输入,译码八位显示 OUT DX,AL MOV AL,LEDFEQ ；置扫描频率 OUT DX,AL MOV CX,06HXZ: MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL LOOP XZ MOV DX,D8279 MOV AL,5eH OUT DX,AL MOV DX,D8279 MOV AL,77H OUT DX,AL NOP BG: MOV DX,208H MOV AL,0 ；启动 A/D 转换 OUT DS,AL CALL DELAY ；延时等待 A/D 转换结束 IN AL,DX ；采集 A/D 转换结果 MOV

31、CL,04H ；将高 4 位数据转化成 LED 显示码 ROR AL,CL AND AL,0FH MOV BL,AL ;查表,将键码放入 AL 中 PUSH AX MOV CX,08H MOV AL,00H CLEAR: OUT DX,AL LOOP,CLEAR MOV DX,Z8279 MOV AL,83H OUT DX,AL MOV AL,BL POP AX LEA BX,LED XLAT MOV DX,D8279 ;将 AL 中内容写到数码管上 OUT DX,ALCALL DELAY JMP BGLED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

32、,77H,7CH,39H DB 5EH,79H,71HDELAY PROC NEAR PUSH CXMOV CX,0f00H LOOP $ POP CX RET DELAY ENDP CODE ENDSEND START6实验数据处理与分析实验数据处理与分析 通过调节变阻器使输入电压为 05V，可以在 LED 显示器上看到经过 AD转换后的数字值 0F。在中断方式下，A/D 转换结束后会自动产生 EOC 信号，将其与 PC 总线的 IRQ2 相连即能实现中断采集。模拟输入经过 A/D 转换器后输出数字变量存放到内存缓冲区里。首先选通 IN0 并启动 A/D 转换器，以 MOV AL,LEDMOD 即左边输入,八位显示外部译码八位显示。且以 LEDFEQ EQU 38H ; 频率扫描，再对模拟量输入端 IN0 清零，程序通过 LOOP XZ 重复执行 XZ 子程序。7质疑、建议、问题讨论质疑、建议、问题讨论 本次实验根据不同电压模拟量的输入，通过采样产生不同的数字信号显示在数码管上，由于 ADC0809 可以有不同的控制方式，如果在控制过程中加入8255 芯片可以更好的来实现 A/D 转换的控制。通过本次实验，我更多地了解了0809 芯片进行模数转换的基本原理，掌握了该芯片和其他芯片进行连接的一些注意事项，也了解了 8279 键盘显示芯片的基本工作原理。