东北大学秦皇岛分校计算机接口技术实验报告Word文档下载推荐.docx
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SP/EN
CAS0CAS1CAS2
/INTA
INT
CPU
Vcc
D7～D0
系统上电时，ROMBIOS对8259A的主片和从片要执行初始化命令、惊醒初始化操作。
【注意】：
从系统安全性考虑，用户在使用系统中断资源时不应当在对其初始化，更不能擅自修改初始化设计。
使用者只有严格遵守这些协议和约定才能有效的开发出用户的中断资源。
2.中断向量和中断向量表：
当CPU响应某一个中断请求并转向对应的服务程序时是如何从主程序“准确”地跳转到对应的服务程序入口中的呢？
答案便是：
依靠“中断向量表”实现的。
为了方便中断的处理，将所有的中断入口地址存放在一个连续的存储区域，并按照中断类型号的顺序依次排放。
这样类似于一个数据表格的存储空间就称之为“中断向量表”。
在这个表中，每一个中断向量要占用4个连续的存储单元。
前两个单元（低地址）存放中断入口的偏移量；
后两个单元（高地址）存放段地址，这样256个中断向量攻占用了1024个存储单元。
8086/8088中断向量表的结构
类型0
类型1
类型255
0:
00000H
00004H
00008H
003FCH
IP偏移地址低位
IP偏移地址高位
CS段地址低位
CS段地址高位
类型码x4=向量首址
类型2
3.CPU获取中断类型码的方法：
（1）．CPU内部中断时，由硬件电路自动提供；
（2）．软中断INTn在指令的代码中提供；
（3）.可屏蔽的外中断INTR通过硬件（8259A）提供；
可见不同类型的中断其类型码的获取方式各不相同
【小结】当CPU响应某一中断时，首先要将标志寄存器（16位）、当前的段寄存器CS和指令指针寄存器的内容压入堆栈（占用6个栈单元），然后根据中断类型码重新组装CS、IP值（即中断向量表的地址），通过中断向量表提供的中断服务程序入口地址（CS值和IP值），准确的跳转到中断服务程序的入口。
4．对于PC/AT及286以上微机内又扩展了一片8259中断控制，IRQ2用于两片8259之间级连，对外可以提供16个中断源：
中断源
中断类型号
中断功能
IRQ0
08H
时钟
IRQ1
09H
键盘
IRQ2
0AH
保留
IRQ3
0BH
串行口2
IRQ4
0CH
串行口1
IRQ5
0DH
硬盘
IRQ6
0EH
软盘
IRQ7
0FH
并行打印机
IRQ8
70H
实时时钟
IRQ9
71H
用户中断
IRQ10
72H
IRQ11
73H
IRQ12
74H
IRQ13
75H
协处理器
IRQ14
76H
IRQ15
77H
5.实验内容：
实验电路如图，直接用手动产单脉冲作为中断请求信号（只需连接一根导线）。
要求每按一次开关产生一次中断，在屏幕上显示一次“TPCAInterrupt!
”，中断10次后程序退出。
6．接线：
总线/MIRQx接单脉冲1/正脉冲
总线/SIRQx接单脉冲2/正脉冲
4．实验步骤及结果分析
代码如下：
datasegment
info1db'
masterIR3!
$'
dataends
codesegment
assumecs:
code,ds:
data
start:
movax,code
movds,ax
movdx,offsetint3
moval,0bh
movah,25h
int21h
inal,21h
andal,11110111b
out21h,al
here:
jmphere
int3procnear
pushax
pushds
pushdx
sti
movax,data
movdx,offsetinfo1
movah,9
moval,20h
out20h,al
cli
popdx
popds
popax
iret
int3endp
codeends
endstart
5．实验心得疑问建议
1.主片和从片的IMR地址是多少？
主片：
21h从片：
0a1h
2.主片和从片的ocw2地址是多少？
20h从片：
0a0h
3.主片和从片的ocw1地址是多少？
4.主片IR3的中断类型号和从片IR2的中断类型号是多少？
0bh0000:
002c从片：
72h0000:
01c8
5.如果只将主片的IR3的中断屏蔽打开，我们应该对哪个寄存器进行设置，设置的值应该是什么？
应该对控制寄存器进行设置设置的值为：
21h0f7h
6.如果只将从片的IR2的中断屏蔽打开，我们应该对哪个寄存器进行设置，设置的值应该是什么？
0a1h0fch
姓名：
班内序号：
实验日期：
计算机与通信工程学院专业：
计算机科学与技术
2实验名称：
8254计数器、定时器实验
掌握8254工作方式的基本工作原理、计数特点和编程方法。
TPC-ZK-II集成开发环境
计数器实验：
8253/8254内部结构：
1．三个16位“减一”计数单元：
分别称为CNT0、CNT1和CNT2。
三个计数器相互独立、可以工作在不同的方式。
每一个计数器都有对应的三条输入、输出信号线：
CLK外部计数脉冲输入线，OUT计数器溢出信号线和GATE门控输入信号线（控制计数器是否工作）。
2．控制寄存器：
芯片内部四个寄存器之一，占用一个寄存器单元的地址，由三个计数器共用。
只能写入不能读出，用于设定计数器的工作方式。
编程时在程序的初始化部分中，通过对该寄存器写入相应的命令字来设定对应计数器的工作方式。
124
223
322
421
520
6825319
718
817
916
1015
1114
1213
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
CLK0
GATE
OUT0
/WR
/RD
/CS
A1
A0
CLK2
GATE2
OUT2
8253/8254芯片引脚图
8253/8254的内部结构图
定时器0
GATE0
定时器1
CLK1
GATE1
OUT1
定时器2
数据
三态
缓冲
读写
逻辑
D0～D7
控制
寄存器
0010100000000
280h
283h
3.内部寄存器的地址定义：
芯片内部具有四个寄存器，CNT0、CNT1、CNT2和控制寄存器，它们都有不同的地址。
这些地址是由芯片的引脚A1、A0来设定，在系统中如果将A1、A0与地址总线的A1、A0连接，那么就会对应四个独立的I/O地址（参见表）
表存器的地址定义
A1A0
对应的寄存器
00
11
20
11
选中CNT0进行读写
选中CNT1进行读写
选中CNT2进行读写
选中控制寄存器进行写
4.8253/8254的编程命令：
作为可编程器件，8253/8254是通过命令字来控制其工作方式的，命令字有两类：
●初始化编程命令：
用于设定计数器的功能、工作方式；
●锁存读出命令：
用于读出计数器中的计数值，或计数器的状态（8254）。
（1）、8253/8254的初始化控制字：
用于设定8253/8254内部三个定时计数器的6中工作方式、计数模式和读写指示（参见图）。
01010100
54
14h
（2）、8253/8254的初始化编程:
在8253/8254工作之前，必须确定其工作方式、计数模式和读写指示等，这些都是通过向8253控制寄存器写入命令字来实现的。
对8253/8254初始化所包含的内容有：
●设置命令字：
命令字中包含了计数器的工作方式、计数模式等相关的设定等，是使用输出指令将对应的命令字写入8253的控制寄存器中来实现的；
●设置计数器的初值：
8253/8253为16位计数器。
16位初值的设定分为8位或16位设定两种方式，初值的设定应紧跟在“设置命令字”后。
在写入计数初值时应当与前面命令字中相关设定位（WR1、WR0）保持一致。
如：
当使用16位初值设定时（WR1、WR0=11），必须使用两条指令完成初值的写入，即先写低8位初值后再写高8位初值：
若采用8位初值设定时，当只写入高8位（WR1、WR0=10）时，则低8位自动清零；
同理若只写入低8位（WR1、WR0=01），则高8位自动清零（参见上图）。
●8253是一个可编程的定时计数器；
●8253具有三个计数器：
CNT0、CNT1和CNT2，还有一个控制寄存器，它们各占一个地址（由引脚A1、A0确定）；
●在每一个计数器CNTi中，有三个部分构成：
初值寄存器CR、减一计数器CE和输出锁存器OL；
●初始化编程是8253正常工作的必要条件。
初始化编程操作的顺序是：
先想控制寄存器写入命令字，然后写入初值。
如果是16位初值时，必须是先写入低8位初值，然后再写入高8位初值；
●输出锁存命令（读计数器的计数值），将当前的计数器的计数值捕捉到“输出锁存器OL”中。
读命令对计数器的工作状态不会产生任何有影响。
5．按图连接电路，将计数器0设置为方式2，计数器初值为N（N<
=0FH），用手逐个输入单脉冲，编程使计数值在屏幕上显示，用逻辑笔观察OUT0电平变化（当输入N+1个脉冲后OUT0变高电平）。
并将计数过程记录下来。
6.接线：
8254/CLK0接单脉冲/正脉冲
8254/CS接I/O译码/Y0（280H---287H）
8254/OUT0接LED显示/L7
8254/GATE0接+5V
定时器实验：
1．按下图连接电路，将计数器0、计数器1分别设置工作方式，CLK0连接时钟1MHZ，由T01000分频后变为1000HZ，再由T1进行1000分频后得1HZ。
2．接线：
8254/CLK0接时钟/1MHz
8254/OUT0接8254/CLK1
8254/GATE0,GATE1接+5V
8254/OUT1接逻辑笔
计数器实验
c8253equ283h
z8253equ280h
movdx,c8253
moval,14h
outdx,al
movdx,z8253
moval,9
s:
inal,dx
addal,30h
movdl,al
movah,2
jmps
结果截图：
定时器实验
k8253equ283h
o8253equ281h
infodb'
MasterIr3!
inal,21h
andal,11110111b
out21h,al
movdx,k8253
moval,36h
movax,1000
moval,ah
moval,77h
movax,1000h
movdx,o8253
here:
int3proc
movdx,offsetinfo
endstart3
1.计数器0的初值寄存器和计数寄存器的端口地址？
280h，283h
2.控制寄存器的的端口地址，以及应该设置的值为多少？
281h，9
3.L7灯怎么变化？
计数从9到2时亮，到1时灭
__________姓名：
___________班内序号：
_________实验日期：
_____________
___计算机与通信工程学院___专业：
_____计算机科学与技术__________
___3____实验名称：
_8255并行I/O输入/输出实验，8255方式1选通实验，8255方式1中断输出实验，8255方式1中断输入实验__
1、了解8255芯片结构及编程方法。
2、了解8255输入/输出实验方法。
8255并行I/O输入/输出实验：
8255是Intel公司生产的可编程外围接口电路，简称PPI。
它有A、B、C三个八位端口寄存器，通过24位端口线与外部设备相连，基中C口可分为上半部和下半部。
这24根端口线全部为双向三态。
三个端口可分二组来使用，可分别工作于三种不同的工作方式。
1、将实验的线路连接好后，编程，将8255的C口作为输入，输入信号由8个逻辑电平开关提供，A口作为输出，其内容由发光二极管来显示。
2、编程从8255C口输入数据，再从A口输出。
3、接线：
8255/JP8（PC7---PC0）接逻辑开关/JP1（K7---K0）
8255/JP6（PA7---PA0）接LED显示/JP2（L7---L0）
8255/CS接I/O译码/Y1（288H---28FH）
8255方式1选通实验：
8255方式1是一种具有专用联络线的选通输入输出方式。
只有A口和B口作为数据口，C口的位线分别做A口和B口的联络线。
C口联络线的定义是固定的，编程者必须按照要求使用、不能改变。
此方式常用于“中断”或“查询”方式进行数据传送。
方式1输入：
当A口或B口被设定为方式1输入时，两个口各指定C口的3根线作为为8255与外设之间的联络信号，这些信号线的定义是固定的。
联络线的定义如下：
/STB---选通输入信号，低电平有效。
当外设发来有效信号时，就把外设送来的数据锁存到端口的数据缓冲器中；
IBF---输入缓冲器“满”信号输出信号，高电平有效。
此信号可以向外设表明一个状态：
即外部的数据已经被8255A锁存到缓冲器中、但还没有被CPU取走，在这种情况下外设是不能再向8255A发送数据了。
只有当CPU执行INAL,DX指令读走数据后，IBF回零，外设才可发送下一个数据；
INTR---中断请求输出端，高电平有效。
此信号可以作为向CPU发出的申请信号，CPU可以利用中断服务程序将8255A中的数据读走。
当然INTR信号的产生是有条件的：
8255A中的INTE=1（中断允许位有效）。
INTE---中断允许位，在A口或B口被设定为方式1输入时，规定了PC4和PC2做端口A和端口B的中断允许位，可事先使用对C口“按位置位、复位”控制字来设定PC4和PC2的电平。
端口A的方式1输入结构及引脚定义
PA7～PA0
INTEA
IBFA
/STBA
INTRA
PC5
PC4
PC3
PC7
PC6
端口B的方式1输入结构及引脚定义
PB7～PB0
INTEB
IBFB
/STBB
INTRB
PC1
PC2
PC0
方式1输入方式的时序图详见下图。
a）当外设数据准备好、并检测到IBF为空时（IBF=0），将8位的并行数据送出，并发出“输入选通”信号/STB，8255A利用此信号将数据线上的并行数据进行锁存；
b）数据的锁存导致IBF=1（输入缓冲器满），该信号可以阻止外部设备继续向8255A输入数据，避免数据丢失；
c）如果中断是允许的（INTE=1），8255A则会向外部发出中断申请新号（INTR=1）。
当CPU检测到该信号，且利用中断服务程序将8255A中的数据使用INAL,DX指令读走后中断申请信号INTR=0、缓冲器满标志IBF=0；
d）外部设备检测到IBF=0后，就可以发送下一个字节的并行数据……。
方式1输出：
当A口或B口被设定为方式1输出时，两个口各指定C口的3根线作为为8255与外设之间的联络信号，这些信号线的定义是固定的。
/OBF---缓冲器满信号，低电平有效。
当8255A接收到CPU由OUTDX,AL指令送来的数据时，就通过该信号通知外部设备准备接收数据；
/ACK---外设送来的“应答”信号，低电平有效。
此信号表明外设已经收到了8255A发出的数据信号，它是对/OBF的一个应答信号；
此信号可以作为向CPU发出的申请信号，CPU可以利用中断服务程序向8255A发送下一个字节的数据。
8255A中的INTE=1（中断允许位有效），且输出缓冲器空（/OBF=1）和/ACK=1。
INTE---中断允许位（设置同方式1输入）。
方式1的输出方式时序图详见下图：
a）CPU通过执行指令OUTDX,AL将数据写入8255A，此时指令会产生/IOW信号，在/IOW信号的上升沿时/OBF=1，向外设通知8255A的输出缓冲期已满。
在/IOW上升沿时使INTR变低、撤销中断请求；
b）8255A的/OBF信号触发了外部设备对数据的读取，并产生一个应答信号负脉冲（/ACK=0）以表明外设已收到数据，在/ACK的上升沿时使8255A的中断请求信号有效（INTR=1）；
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