北京邮电大学微机原理与接口技术硬件实验报告.docx

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北京邮电大学微机原理与接口技术硬件实验报告

信息与通信工程学院

微机原理与接口技术硬件实验报告

班级：

姓名：

学号：

序号：

日期：

2015-10-30——2015-12-26

实验一I/O地址译码

一、实验目的

掌握I/O地址译码电路的工作原理。

二、实验原理及内容

1、实验电路如图1-1所示，其中74LS74为D触发器，可直接使用实验台上数字电路实验区的D触发器,74LS138为地址译码器。

译码输出端Y0～Y7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：

280H～287H，Y1：

288H～28FH，……当CPU执行I/O指令且地址在280H～2BFH范围内，译码器选中，必有一根译码线输出负脉冲。

例如：

执行下面两条指令

MOVDX，2A0H

OUTDX，AL（或INAL，DX）

Y4输出一个负脉冲，执行下面两条指令

MOVDX，2A8H

OUTDX，AL（或INAL，DX）

Y5输出一个负脉冲。

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。

2、接线：

Y4/IO地址接CLK/D触发器

Y5/IO地址接CD/D触发器

D/D触发器接SD/D角发器接+5V

Q/D触发器接L7（LED灯）或逻辑笔

三、硬件接线图与软件程序流程图

硬件连接图如下：

程序流程图如下：

四、源程序

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE；定义代码段

START:

MOVDX,2A0H；选通Y4

OUTDX,AL

CALLDELAY；延时

MOVDX,2A8H；选通Y5

OUTDX,AL

CALLDELAY；延时

MOVAH,1H

INT16H；01号功能调用，从键盘接收按键

JZSTART；无键按下，返回START

MOVAH,4CH；有键按下，返回DOS系统

INT21H

DELAYPROCNEAR；延时子程序，循环系数为100

MOVBX,100

LOOP1:

MOVCX,0

LOOP2:

LOOPLOOP2

DECBX

JNZLOOP1

RET

DELAYENDP

CODEENDS

ENDSTART

五、实验结果

按下键盘时L7闪烁发光，交替亮灭。

六、实验总结

实验一开始时不理解怎样选通Y4和Y5的地址，对整个接口电路分析后才明白了译码电路真正的原理。

七、实验收获与心得体会

本次实验主要了解了端口的输出，D触发器作为一个外部端口实现了向D触发器内写值并正确输出，控制灯泡亮灭，实现了译码功能。

对I/O接口有了更深的理解，对以后的实验很有帮助。

这次实验是第一次用汇编语言来让硬件实现功能，和之前学过的C++有很大的区别，也让我进一步看到了他们的不同之处。

实验二简单并行接口

一、实验目的

掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。

二、实验原理及内容

1、按下面图4-2-1简单并行输出接口电路图连接线路（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D0～D7，8个Q输出端接LED显示电路L0～L7。

2、编程从键盘输入一个字符或数字，将其ASCⅡ码通过这个输出接口输出，根据8个发光二极管发光情况验证正确性。

3、按下面图4-2-2简单并行输入接口电路图连接电路（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K0～K7，8个数据输出端分别接数据总线D0～D7。

4、用逻辑电平开关预置某个字母的ASCⅡ码，编程输入这个ASCⅡ码，并将其对应字母在屏幕上显示出来。

5、接线：

1）输出

按图4-2-1接线（图中虚线为实验所需接线，74LS32为实验台逻辑或门）

2）输入

按图4-2-2接线（图中虚线为实验所需接线，74LS32为实验台逻辑或门）

三、硬件接线图与软件程序流程图

硬件连接图如下：

图4-2-1图4-2-2

程序流程图如下：

四、源程序

CODESEGMENT；定义代码段

ASSUMECS:

CODE

START:

MOVAH,1

INT21H；从键盘检测输入

CMPAL,00011011B

JZEXIT

MOVDX,2A8H；送出ASCII码

OUTDX,AL

MOVDX,2A0H；读入ASCII码

INAL,DX

MOVDL,AL

MOVAH,02H；屏幕显示ASCII码

INT21H

JMPSTART；循环检测

EXIT:

MOVAX,4C00H；返回DOS

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

五、实验结果

从键盘输入字符或数字，若不是Esc键，则二极管显示其ASCII码情况，若按下ESC，则返回dos，且各LED灯灭。

六、实验总结

实验一开始不太明白如何把输入的字符通过二极管显示出来，后来参考了实验一的译码输出，理解了实验原理。

七、实验收获与心得体会

这次实验是对I/O接口译码电路的运用，进一步熟悉了译码电路、键盘输入检测等功能的运用，让我很好的明白了CPU的地址总线与外部接口是如何工作，也进一步了解了硬件实验，希望在以后的实验中有更多的收获。

实验四七段数码管

一、实验目的

掌握数码管显示数字的原理

二、实验原理及内容

１、静态显示:

按4-4-1连接好电路，将8255的A口PA0～PA7分别与七段数码管的段码驱动输入端a～dp相连，位码驱动输入端S0、S1、S2、S3接PC0、PC1、PC2、PC3，编程在数码管显示自己的学号的后四位。

（或编程在数码管上循环显示“00-99”，位码驱动输入端S0、S1接PC0、PC1；S2、S3接地。

）

2、接线：

PA7~PA0/8255接dp~a/LED数码管

PC3~PC0/8255接S3~S0/LED数码管

CS/8255接Y1/IO地址

三、硬件接线图与软件程序流程图

硬件连接图如下：

程序流程图如下：

四、源程序

DATASEGMENT；定义代码段

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

MOVDX,28BH；控制口地址

MOVAL,80H；控制字10000000设定工作方式0，所有口都置为输出

OUTDX,AL

LOP1:

MOVDX,288H；A口地址

MOVAL,3fH；段选写0

OUTDX,AL

MOVDX,28AH；位选第4个LED，C口地址

MOVAL,08H

OUTDX,AL

MOVDX,28AH；熄灭数码管

MOVAL,0

OUTDX,AL

MOVDX,288H；段选写3

MOVAL,4fH

OUTDX,AL

MOVDX,28AH；位选第3个LED

MOVAL,04H

OUTDX,AL

MOVDX,28AH；熄灭数码管

MOVAL,0

OUTDX,AL

MOVDX,288H；段选写0

MOVAL,3fH

OUTDX,AL

MOVDX,28AH；位选第2个LED

MOVAL,02H

OUTDX,AL

MOVDX,28AH；熄灭数码管

MOVAL,0

OUTDX,AL

MOVDX,288H；段选写0

MOVAL,3fH

OUTDX,AL

MOVDX,28AH；位选第1个LED

MOVAL,01H

OUTDX,AL

MOVDX,28AH；熄灭数码管

MOVAL,0

OUTDX,AL

MOVAH,01H

INT16H

JNZEXIT；有键输入则退出

JMPLOP1

EXIT:

MOVAX,4C00H；返回DOS

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

五、实验结果

结果显示了学号的后四位0300，如下如所示：

当有键盘输入时，返回DOS系统。

六、实验总结

本次实验用了8255并行接口芯片，采用方式0，所有口都用输出模式，A口为段选，控制输出的数据，C口为位选，控制不同的位不断扫描、交替亮灭。

七、实验收获与心得体会

这次实验在前两次实验的基础上，用到了并行接口芯片和数码管，在数码管上显示数据，在8255工作在方式0时，用两个输出端口，控制数码管工作，数码管在之前数电实验的基础上比较好理解，这次实验较之前的实验更有难度，不过学到了很多知识，由于理论还没有讲到8255，实验有一定难度，不过对理论课也有一定的帮助。

实验八可编程定时器／计数器（8253/8254）

一、实验目的

学习掌握8253用作定时器的编程原理；

二、实验原理及内容

1．8253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。

2．8253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1

D3D2D1＝X10：

选择方式2，D3D2D1＝X11：

选择方式3

D3D2D1＝100：

选择方式4，D3D2D1＝101：

选择方式5

D0＝0：

计数初值为二进制，D0＝1：

计数初值为BCD码数

3.实验内容

完成一个音乐发生器，通过喇叭或蜂鸣器放出音乐，并在数码管上显示乐谱。

利用小键盘实现弹琴功能，并显示弹奏的乐谱。

三、硬件接线图与软件程序流程图

接线图如下：

CS/8253接Y0/IO地址

GATE0/8253接+5V

CLK0/8253接1M时钟

OUT0/8253接喇叭或蜂鸣器

程序流程图如下：

四、源程序

DATASEGMENT

FENPINDW0001H,3906,3472,3125,2932,2604,2344,2083,1953；分频比

DIGITALDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH；数码管

MUSICDB5,3,5,3,5,3,1,1,2,4,3,2,5,5,5,5,5,3,5,3,5,3,1,1,2,4,3,2,1,1,1,1,2,2,4,4,3,1,5,5;存放播放的乐曲音符

NUMDB00H,070H,0B0H,0D0H,0E0H；检测键盘输入

DATAENDS

STACKSEGMENTSTACK'STACK'

DB100DUP（?

）

STACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA,SS:

STACK

；延时子程序

DELAYPROCNEAR

PUSHCX

MOVCX,100H

WAIT0:

LOOPWAIT0

POPCX

RET

DELAYENDP

；延时子程序2

DELAY1PROCNEAR

PUSHCX

MOVCX,0FFFFH

WAIT1:

LOOPWAIT1

POPCX

RET

DELAY1ENDP

；获取键盘输入值的子程序

KEYPROCNEAR

PUSHAX；保护现场

PUSHCX

PUSHDX

MOVCX,01H

CHECK:

MOVDX,28AH；C口地址给DX

MOVBX,OFFSETNUM

ADDBX,CX

MOVAL,[BX]

OUTDX,AL

；防抖

INAL,DX；判断是否有键盘按下

MOVAH,AL

CALLDELAY

INAL,DX

CMPAL,AH

JNZCHECK；不相等说明为抖动，重新检测

；判断按下的列

ANDAL,0FH

CMPAL,0FH

JZNEXT

CMPAL,0EH

JZNEXT1

CMPAL,0DH

JZNEXT2

CMPAL,0BH

JZNEXT3

MOVBX,01H

JMPGOT

NEXT:

INCCX；修改变量扫描下一行

CMPCX,05H

JNZJUMP1

MOVCX,01H

JUMP1:

JMPCHECK

NEXT1:

MOVBX,04H

JMPGOT

NEXT2:

MOVBX,03H

JMPGOT

NEXT3:

MOVBX,02H

；计算按下键盘的数值

GOT:

SUBCX,01H

MOVAL,CL

MOVDL,04H

MULDL

ADDBL,AL

SUBBL,01H；此时BX中所存即为对应的偏移量

POPDX；恢复现场

POPCX

POPAX

RET

KEYENDP

；主程序

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

；8253初始化

MOVDX，283H

MOVAL,36H控制字为00110110，选计数器0，先读低字节再读高字节，选用工作方式3

OUTDX,AL

；8255初始化

MOVDX,28BH

MOVAL,81H；C口输入（10000001）

OUTDX,AL

MOVDX,289H；B口位选数码管

MOVAL,01H

OUTDX,AL

；扫描键盘

LOOP1:

CALLKEY

CMPBX,0；按0播放音乐

JZPLAY0

CMPBX,9；按9退出

JZEXIT

；按1~8发出对应音

MOVCX,BX

MOVBX,OFFSETDIGITAL；数码管显示音符

ADDBX,CX

MOVAL,[BX]

MOVDX,288H；A口输出

OUTDX,AL

；播放该音符

MOVBX,OFFSETFENPIN

MOVAX,CX

ADDAX,AX

ADDBX,AX

；计数，先低八位后高八位

MOVAX,[BX]

MOVDX,280H

OUTDX,AL

MOVAL,AH

OUTDX,AL

CALLDELAY1

CALLDELAY1

MOVDX,28AH；C口输入

INAL,DX

；检测键盘是否弹起

MOVAH,AL

LOOP2:

CALLDELAY

INAL,DX

CMPAL,AH

JZLOOP2

；初始化8253，停止播放音乐

MOVAX,0H

MOVDX,283H

MOVAL,36H

OUTDX,AL

JMPLOOP1

；播放音乐

PLAY0:

MOVCX,01H

PLAY:

PUSHCX

；读取音符，存于CX中

MOVBX,OFFSETMUSIC

ADDBX,CX

MOVAL,[BX]

MOVCL,AL

MOVCH,0H

；数码管显示

MOVBX,OFFSETDIGITAL

ADDBX,CX

MOVAL,[BX]

MOVDX,288H

OUTDX,AL

；播放该乐符

MOVBX,OFFSETFENPIN

MOVAX,CX

ADDAX,AX

ADDBX,AX

；计数，先低八位后高八位

MOVAX,[BX]

MOVDX,280H

OUTDX,AL

MOVAL,AH

OUTDX,AL

POPCX

；延时，持续播放

MOVAX,90H

LOOP3:

CALLDELAY1

DECAX

JNZLOOP3

；乐曲未结束时，CX加1

INCCX

CMPCX,28H；共40个音符

JNZJUM

JMPLOOP1

JUM:

JMPPLAY

EXIT:

MOVAL,0

MOVDX,288H

OUTDX,AL

MOVAX,4C00H

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

五、实验结果

按下键盘0，播放歌曲“粉刷匠”，数码管显示相应的音符；按下小键盘的1——8，喇叭播放所对应的音符，数码管显示按下的音符；按下键盘的9时，数码管熄灭，返回DOS系统。

六、实验总结与思考题

实验主要用了8253计数器，其工作在方式3下，作为方波发生器，产生不同音符的不同频率的方波。

根据音符频率和1M的时钟确定输入频率，检测键盘的输入，判断输入的字符，8253产生相应的频率，喇叭播放音符，数码管输出按下的音符。

实验的难点在于怎样判断键盘的输入。

思考题：

写出8253计数初值，输入频率和输出频率的关系：

答：

输出频率=输入频率/8253计数初值

七、实验收获与心得体会

这次实验较之前的实验难度较大，用到了8255、8253、数码管，是个相对来说系统点的实验，这也使得代码在实现起来比较多而复杂。

一开始实验时不理解8255计数器的工作原理，对音符如何通过喇叭显示出来也不明白，在弄清楚了他们的原理和相互之间的联系之后，才慢慢理解。

实验的内容要求编一小段音乐，虽然实验很难，但是也增加了我们对实验的兴趣。

实验十六串行通讯8251

一、实验目的

1、了解串行通讯的基本原理。

2、掌握串行接口芯片8251的工作原理和编程方法。

二、实验原理及内容

1、按下图连接好电路,（8251插通用插座）其中8254计数器用于产生8251的发送和接收时钟，TXD和RXD连在一起。

2、编程:

从键盘输入一个字符,将其ASCII码加1后发送出去,再接收回来在屏幕上显示，（或将内存制定区域内存放的一批数据通过8251A的TXD发送出去，然后从RXD接收回来，并在屏幕上或数码管上显示出来。

）实现自发自收。

3、接线：

CLK0/8254接1M时钟

GATE0/8254接+5V

0UT0/8254接TX/RXCLK/8251

CS/8254接Y0/IO地址

CS/8251接Y7/IO地址

RXD/8251接TXD/8251

三、硬件接线图与软件程序流程图

硬件接线图如下：

程序流程图如下：

四、源程序

DATASEGMENT；定义数据段

STRINGDB'SEND','$'；定义字符串

STRING1DB'RECEIVE','$'

STRING2DB0DH,0AH,'$'

DATAENDS

STACKSEGMENTSTACK'SATCK'；定义堆栈段

DB100DUP（?

）

STACKENDS

CODESEGMENT；定义代码段

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA,SS:

STACK

;延时子程序

DELAYPROCNEAR

PUSHCX

MOVCX,100H

WAIT0:

LOOPWAIT0

POPCX

RET

DELAYENDP

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

;8254初始化

MOVDX,283H

MOVAL,16H;（00010110）计数器0，只读低字节，方式3，二进制

OUTDX,AL

CALLDELAY

MOVDX,280H;计数器0，初值为52

MOVAL,34H;初值52

OUTDX,AL

CALLDELAY

;8251初始化

MOVDX,2B9H;控制端口地址

MOVAL,40H;（01000000）内部复位命令

OUTDX,AL

NOP

CALLDELAY

MOVAL,5E;（01011110）方式控制字：

波特率因子为16，一位停止位，一位奇校验的异步方式

OUTDX,AL

MOVAL,37H;（00110111）命令控制字

OUTDX,AL

CALLDELAY

;发送数据

GOON:

MOVDX，2B9H;读状态字

INAL，DX

TESTAL，01H；检测是否可以发送字符

JZGOON

;显示提示语句

MOVAH，09H

MOVDX，OFFSETSTRING

INT21H

MOVAH，01H

INT21H

;检测是否为ESC键

CMPAL，1BH

JZEXIT

INCAL；加1

MOVDX,2B8H；访问数据寄存器

OUTDX,AL

;接收数据

RECEIVE:

MOVDX,2B9H；读状态字

INAL,DX

TESTAL,02H；检测是否收到新数据

JZRECEIVE

;显示提示语句

MOVAH,09H

MOVDX,OFFSETSTRING2

INT21H

MOVAH,09H

MOVDX,OFFSETSTRING1

INT21H

MOVDX,2B8H

INAL,DX

MOVDL,AL

MOVAH,02H;显示接收的数据

INT21H

MOVAH,09H

MOVDX,OFFSETSTRING2

INT21H

JMPGOON；不断的发送读写

EXIT:

MOVAX,4C00H；返回DOS

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

五、实验结果

实验结果如上图所示，输出字符为输入字符的下一个，可以连续的发送接收，按下Esc健时，返回DOS。

六、实验总结与思考题

实验用到了串行通信接口芯片8251A，采用异步方式，确定了方式控制字。

8254计数器的计数初值=时钟频率/（波特率×波特率因子），这里的时钟频率接1MHz，波特率若选1200，波特率因子若选16，则计数器初值为52。

实验的难点在于发送和接收，当TxRDY为高电平时发送缓存区空，此时可以写入数据，8251A与01进行与运算，若结果为1表示可以发送数据；当R