微机原理实验教材新.docx

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微机原理实验教材新

微型计算机原理实验指导书

河北大学电子信息工程学院

2010年10月

目录

实验一绘图实验………………………………………………………1

实验二显示实验……………………………………………………………5

实验三8255A控制交通灯实验………………………………7

实验四8253方波实验……………………………………………………9

实验五综合实验…………………………………………………………13

题目1计算机钢琴…………………………………………………………13

题目2步进电机控制………………………………………………………14

实验一绘图实验

一、实验目的

1、了解并掌握显示系统的编程原理。

2、熟悉并使用BIOS的相关功能调用。

3、掌握图形程序的设计方法。

二、实验内容

1、基本要求

在屏幕上绘出不同的彩色图形。

2、提高部分

在窗口中画出一个动态图形，按下任意键结束程序。

例如：

一个半径逐渐扩大或者逐渐缩小的圆。

三、背景知识

1、显示系统的编程原理

显示系统有两种工作方式：

字符方式和图形方式。

绘图程序需要设置显示器工作在图形显示方式，其基本的编程单位是像素。

绘制图形都是由“写像素点”操作完成。

像素点的位置可用3个参数表示，即页号、行号和列号。

屏幕的分辨率为行×列。

行号和列号都是从0开始编号的。

2、BIOS系统的相关功能调用

绘图程序主要采用的是INT10H中的图形方式功能调用。

输入功能可以采用BIOS或DOS系统的相关功能。

（1）（AH）=00H，设置屏幕显示方式。

（2）（AH）=0BH，选择屏幕背景色/选择调色板。

（3）（AH）=0CH，写像素点。

（4）（AH）=01H（INT16H时），屏幕初始化（清除窗口）或向上滚动。

3、绘制图形的设计方法

根据屏幕显示方式所确定的象素分辨率，在屏幕中按照逐个写像素点的方法画出各种图形。

在画出某图形时，可事先计算出构成图形的所有象素点的坐标，并以此来定义变量；也可在程序中根据数学公式，计算出某个像素点的行坐标和列坐标。

四、实验报告要求

报告内容：

实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。

实验二显示实验

一、实验目的　　熟悉LED显示器的显示过程。

二、实验内容　　编写程序，依次闪动显示“123456”及“good”。

三、字形/字位表

字位表

G5

G4

G3

G2

G1

G0

20

10

08

04

02

01

实验箱LED数码管的数据端口地址为0FFDCH，控制端口地址为0FFDDH。

四、程序流程

五、实验步骤　　运行程序，观察数码管显示情况。

六、实验报告要求

报告内容：

实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。

实验三8255A控制交通灯实验

一、实验目的

掌握通过8255A并行口传输数据的方法，以控制发光二极管的亮与灭。

二、实验内容　　用8255作输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。

三、编程提示　　1.通过8255A控制发光二极管PB3、PB0、PA5、PA2对应黄灯，PB1、PA6、PA3、PA0对应红灯，PB2、PA7、PA4、PA1对应绿灯，以模拟交通路灯的管理。

　　2.要完成本实验，必须先了解交通路灯的亮灭规律，没有一个十字路口1、3为南北方向，2、4为东西方向，初始状态为四个路口的红灯全亮。

之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。

延时一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车，延时一段时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，再切换到1、3路口方向，之后，重复上述过程。

　　3.程序中设定好8255A的工作模式，及三个端口均工作在方式0，并处于输出状态。

　　4.各发光二极管共阳极，使其点亮应使8255A相应端口的位清0。

5.8255端口地址分配如下：

PA端口地址为0FFD8H，PB端口地址为0FFD9H，PC端口地址为0FFDAH，控制端口地址为0FFDBH。

四、程序流程

五、实验电路

六、实验步骤　　⑴按实验电路图连接线路：

8255APA0-L15PA1-L14PA2-L13PA3-L11PA4-L10PA5-L9PA6-L7PA7-L6PB0-L5PB1-L3PB2-L2PB3-L1　　⑵运行实验程序：

输入32F0，按EXEC键，L1~L12发光二极管模拟交通灯显示。

七、实验报告要求

报告内容：

实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。

实验四8253方波实验

一、实验目的　　⑴学会8253芯片和微机接口原理和方法。

　　⑵掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。

二、实验内容　　8253的0通常工作在方式3，产生方波。

三、程序流程

四、实验电路

五、编程提示　　8253芯片介绍　　8253是一种可编程定/计数器，有三个十六位计数器，其计数频率范围为0~2MHZ，用+5V单电源供电。

　　8253的功能用途：

　　⑴延时中断⑸实时时钟　　⑵可编程频率发生器⑹数字单稳　　⑶事件计数器⑺复杂的电机控制器　　⑷二进制倍频器　　8253的六种工作方式：

　　⑴方式0：

计数结束中断⑷方式3：

方波频率发生器　　⑵方式1：

可编程频率发生⑸方式4：

软件触发的选通信号　　⑶方式2：

频率发生器⑹方式5：

硬件触发的选通信号　　8253的0号通道工作在方式3，产生方波。

8253的地址分配：

计数器0的地址为0FFE0H，计数器1的地址为0FFE1H，计数器2的地址为0FFE2H，控制端口的地址为0FFE3H。

六、实验步骤1、实验连线⑴连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。

⑵定时计数单元CLK0与分频单元T2相连，GATE0与5V相连，8253CS与译码单元Y0相连。

⑶用8芯扁平电缆将8251串行通信单元的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。

2、LED环境

（1）在“P.”状态下按“0→EV/UN”，装载实验所需的代码程序。

（2）在“P.”状态下键入3490，然后按“EXEC”进入实验项目的运行。

3、PC环境在与PC联机状态下，编译、连接、下载PH88.asm，用连续方式运行程序。

4、观察运行结果以连续方式运行程序，用示波器观察OUT0应有方波输出。

5、终止运行按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。

七、实验报告要求

报告内容：

实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。

实验五综合实验

实验目的

提高综合运用与解决实际问题的能力。

实验内容

以下2个题目中任选一个完成。

主要工作包括电路设计、电路实现、驱动程序设计、实验调试和论文撰写。

题目1计算机钢琴

一、实验内容

1、要求设计计算机外设电路，使其能够在计算机程序的驱动使小喇叭发出声音。

设计电路所需元器件及器材由实验室提供。

2、编写程序要求：

使连接有上述外设电路的计算机成为一架可弹奏的“钢琴”。

“钢琴”的声音由小喇叭发出。

当按下数字键0～7时，依次发出空音及1、2、3、4、5、6、7七个音调，按下数字键8时则退出“钢琴”状态。

二、实验说明

音符与信号频率值对应关系见下表。

音符

1

2

3

4

5

6

7

频率值

524

588

660

698

784

880

988

三、实验报告要求

1、以论文形式完成实验报告。

2、报告内容包括：

题目、完成者姓名及单位、摘要、关键词、设计思路及原理、外设电路图及各部分电路的说明、实验步骤或现象介绍、结论及参考文献。

3、附录为实验完整的源程序代码。

题目2步进电机控制

一、实验内容

1、设计电路，使其能够驱动步进电机转动。

所需元器件及器材由实验室提供，其中步进电机为30BYJ001。

2、编写程序，控制步进电机的运转，要求可调整步进电机运转的方向和速度。

二、实验说明

使用开环控制方式，使之能对步进电机的转动方向、速度和角度进行调节。

所谓步进，就是指每给步进电机一个递进脉冲，步进电机各绕组的通电顺序就改变一次，即电机转动一次。

根据步进电机控制绕组的多少可以将电机分为三相、四相和五相。

实验中采用的步进电机为35BYJ46型四相八拍，电压为DC12V。

三、实验报告要求

1、以论文形式完成实验报告。

2、报告内容包括：

题目、完成者姓名及单位、摘要、关键词、设计思路及原理、步进电机驱动电路图及各部分说明、调整步进电机运转方向和速度的方法、实验步骤或现象介绍、结论及参考文献。

3、附录为实验完整的源程序代码。