北京交通大学微机原理实验报告(yuan)(共35页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上微机原理实验报告隋伟自动化0801目 录一、I/O地址译码与交通灯控制实验3二、可编程定时器/计数器（8253）6三、中断实验（纯DOS）11四、模/数转换器18 五、串行通讯 16六、课程综合实验(抢答器) 28七、自主设计实验LED显示32 八、参考文献35一、I/O地址译码与交通灯控制实验一.实验目的通过并行接口8255实现十字路口交通灯的模拟控制,进一步掌握对并行口的使用。二.实验内容如图5-3，L7、L6、L5作为南北路口的交通灯与PC7、PC6、PC5相连，L2、L1、L0作为东西路口的交通灯与PC2、PC1、PC0相连。编程使六个灯按交通灯变化规律燃灭。

2、十字路口交通灯的变化规律要求：（1） 南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮3秒左右。（2） 南北路口的黄灯闪烁若干次，同时东西路口的红灯继续亮。（3） 南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮3秒左右。（4） 南北路口的红灯继续亮、同时东西路口的黄灯亮闪烁若干次。（5） 转（1）重复。8255动态分配地址: 控制寄存器： 0C40BHA口地址： 0C408HC口地址： 0C40AH 三程序流程图和程序清单DATA SEGMENT X DB ?DATA ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 100H DUP(0)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:C

3、ODE,DS:DATA,SS:STACK1START:MOV AX,DATAMOV DS,AX;-INIT-MOV DX,0EC0BH;写控制字MOV AL,80HOUT DX,AL L3:MOV DX,0EC0AHMOV AL,24H;南北绿灯，东西红灯亮OUT DX,ALCALL DELAYCALL DELAY;长延时，3s左右 CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY MOV BL,8 MOV AL,04HL0:XOR AL,40H;南北黄灯闪，东西红灯亮OUT DX,ALCALL DELAY;延时 CALL DELAY

4、DEC BL ;闪烁几次JNZ L0CALL DELAYMOV AL,81H;南北红灯亮，东西绿灯亮OUT DX,AL CALL DELAYCALL DELAYCALL DELAY;长延时，3s左右 CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAYMOV BL,9 MOV AL,80HL1:XOR AL,02H;南北红灯亮，东西黄灯闪OUT DX,ALCALL DELAY;延时 CALL DELAYDEC BLJNZ L1 ;闪烁几次 CALL DELAYMOV DL,0FFHMOV AH,06HINT 21HJZ L3;六号功能判断若无字符输入ZF=1继

5、续循环;-MOV AH,4CHINT 21H;-延时函数- DELAY : PUSH CX PUSH DX MOV CX,1FFFH LOP1: MOV DX,0FFFFH LOP2: DEC DXJNZ LOP2LOOP LOP1POP DXPOP CXRETCODE ENDS END START四实验遇到的问题和解决方法问题：绿灯灭后黄灯没有出现闪烁的效果，一直保持常亮解决方法：修改程序，通过利用异或和循环指令使绿灯灭、红灯亮后，黄灯口的状态从0到1循环变换，并通过调用延迟子程序，从而实现人眼可辨的黄灯闪的效果。二、可编程定时时钟/计数器（8253）一、实验目的掌握8253的基本工作原理和

6、编程方法。二、实验内容1 按图5-1虚线连接电路，将计数器0设置为方式0，计数器初值为N（N0FH），用手动逐个输入单脉冲，编程使计数值在屏幕上显示，并同时用逻辑笔观察OUT0电平变化（当输入N+1个脉冲后OUT0变高电平）。图 5-1 2 按图5-2连接电图，将计数器0、计数器1分别设置为方式3，计数初值设为1000，用逻辑笔观察OUT1输出电平的变化（频率1HZ）。 图5-2 三实验原理8253具有3个独立的计数通道，采用减1计数方式。在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。作计数器时， 要求计数的次数可直接作为计数器的初

7、值预置到减“1”计数器中。8253中各通道可有6种可供选择的工作方式， 以完成定时、计数或脉冲发生器等多种功能。本实验用到的是方式0计数结束中断。在写入计数值N之后的第一个CLK的下降沿将N装入计数执行单元，待下一个CLK的下降沿到来且门控信号GATE为高电平时，通道开始启动计数。在计数过程中，OUT一直保持低电平，直到计数达“0”时，OUT输出由低电平变为高电平，并且保持高电平。8253动态分配地址: 控制寄存器： 0C403H计数器0地址： 0C400H计数器1地址： 0C401H 四程序流程图和程序清单1）DATA SEGMENT N EQU 0BH;计数器初值，不大于0FH CHLDB

8、 0AH,0DH,$;换行DATA ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 100 DUP(0)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1START:MOV AX,DATA MOV DS,AX;-INIT-MOV DX,0C403H;控制寄存器地址MOV AL,10H;计数器0，低字节，方式0，二进制计数OUT DX,AL ;写入控制字MOV DX,0C400HMOV AL,NOUT DX,AL ;写入计数初值MOV CL,NL0: ;MOV AL,0;计数器0锁存;MOV DX,IO8253;OUT DX,

9、ALMOV DX,0C400HIN AL,DX;读取当前数值CMP AL,CLJNE L0;若AL不等于CL，则继续到L0循环DEC CL;更改CL值MOV DL,ALCMP DL,09H ;是09吗？JLE ASCI ADD DL,07H ;是AFASCI: ADD DL,30HMOV AH,02H ;单字符输出计数器当前值INT 21HMOV DX,OFFSET CHL;输出字符串换行MOV AH,09HINT 21HCMP CL,0 JNL L0;CL不小于0时，继续循环;-MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START2）DATA SEGMENT X DB ?D

10、ATA ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 100H DUP(0)STACK1 ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1 START: MOV AX,DATAMOV DS,AX MOV AL,36H MOV DX,0C403H ;写计数器0控制字 OUT DX,AL MOV AX,1000 ;写计数器0初值 MOV DX,0C400H OUT DX,AL ;先写低字节后写高字节 MOV AL,AH OUT DX,AL ;- MOV AL,76H MOV DX,0C403H OUT DX,AL ;写计数器1控制字 MOV

11、 AX,1000 ;写计数器0初值 MOV DX,0C401H OUT DX,AL MOV AL,AH ;先写低字节后写高字节 OUT DX,AL CODE ENDSEND START五实验遇到的问题和解决方案问题：计数初值没有显示出来解决方法：进行TD调试，发现逻辑上出现了问题。修改程序，通过利用CMP AL,CL JNZ L0来实现将所有的计数值都显示出来。三、中断实验（纯DOS）一、实验目的 、掌握PC机中断处理系统的基本原理。 、学会编写中断服务程序。 二、实验原理与内容 1、实验原理 PC机用户可使用的硬件中断只有可屏蔽中断，由8259中断控制器管理。中断控制器用于接收外部的中断请求

12、信号，经过优先级判别等处理后向CPU发出可屏蔽中断请求。IBMPC、PC/XT机内有一片8259中断控制器对外可以提供8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 OBH 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 8个中断源的中断请求信号线IRQ0IRQ7在主机的62线ISA总线插座中可以引出，系统已设定中断请求信号为“边沿触发”，普通结束方式。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

13、外可以提供16个中断源： 中断源 中断类型号 中断功能 52 IRQ8 070H 实时时钟 IRQ9 071H 用户中断 IRQ10 072H 保留 IRQ11 O73H 保留 IRQ12 074H 保留 IRQ13 075H 协处理器 IRQ14 076H 硬盘 IRQ15 077H 保留 PCI总线中的中断线只有四根，INTA#、INTB#、INTC#、INTD#，它们需要通过P&P的设置来和某一根中断相连接才能进行中断申请。2、实验内容 实验电路如图31，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“TPC pci card In

14、terrupt”，中断10次后程序退出。 三、编程提示 1. 由于9054的驱动程序影响直写9054芯片的控制寄存器，中断实验需要在纯DOS的环境中才能正常运行。这里指的纯DOS环境是指微机启动时按F8键进入的DOS环境。WINDOWS重启进入MSDOS方式由于系统资源被重新规划过，所以也不能正常实验。 2. 由于TPC卡使用PCI总线，所以分配的中断号每台微机可能都不同，编程时需要了解当前的微机使用那个中断号并进行设置，获取方法请参看汇编程序使用方法的介绍。（也可使用自动获取资源分配的程序取得中断号） 3. 在纯DOS环境下，有些微机的BIOS设置中有将资源保留给ISA总线使用的选项，致使在

15、纯DOS环境（WINDOWS环境下不会出现此问题）下PCI总线无法获得系统资源，也就 53 无法做实验，这时需要将此选项修改为使用即插即用。 4. 在纯DOS环境下，有些微机的BIOS设置中有使用即插即用操作系统的选项，如果在使用即插即用操作系统状态下，BIOS将不会给TPC卡分配系统资源，致使在纯DOS环境（WINDOWS环境下不会出现此问题）下PCI总线无法获得系统资源，也就无法做实验，这时需要将此选项修改为不使用即插即用操作系统。 5. 由于TPC卡使用9054芯片连接微机，所以在编程使用微机中断前需要使能9054的中断功能，代码如下： mov dx,ioport_cent+68h ;设

16、置 tpc 卡中9054芯片io口,使能中断 in ax,dx or ax,0900h out dx,ax 其中IOPORT_CENT是9054芯片寄存器组的I/O起始地址，每台微机可能都不同，编程时需要了解当前的微机使用哪段并进行设置，获取方法请参看本书结尾部分的介绍。（也可使用自动获取资源分配的程序取得），+68H的偏移是关于中断使能的寄存器地址，设置含义如下： 程序退出前还要关闭9054的中断，代码如下： mov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,关闭中断 in ax,dx and ax,0f7ffh out dx,ax 6. PC机中断控制器

17、8259 的地址为20H、21H,编程时要根据中断类型号设置中断矢量，8259中断屏蔽寄存器IMR对应位要清零（允许中断），中断服务结束返回前要使用中断结束命令： MOV AL，20H OUT 20H，AL 中断结束返回DOS时应将IMR对应位置1，以关闭中断 。 四、参考流程图 五、参考程序 程序名：INT.ASM;386以上微机适用 ;纯dos下才能使用 ;tasm4.1或以上编译 data segment int_vect EQU 071H ;中断0-7的向量为:08h-0fh,中断8-15的向量为:70h-77h 55 irq_mask_2_7 equ b ;中断掩码,中断0-7时从低

18、至高相应位为零,中断8-15时第2位为零 irq_mask_9_15 equ b ;中断0-7时全一,中断8-15时从低至高相应位为零 ioport_cent equ 0d800h ;tpc 卡中9054芯片的io地址 csreg dw ? ipreg dw ? ;旧中断向量保存空间 irq_times dw 00h ;中断计数 msg1 db 0dh,0ah,TPC pci card Interrupt,0dh,0ah,$ msg2 db 0dh,0ah,Press any key to exit!,0dh,0ah,$ msg3 db 0dh,0ah,Press DMC to interru

19、pt 10 times and exit!,0dh,0ah,$ data ends stacks segment db 100 dup (?) stacks ends code segment assume cs:code,ds:data,ss:stacks,es:data start: ;Enable Local Interrupt Input .386 cli mov ax,data mov ds,ax mov es,ax mov ax,stacks mov ss,ax mov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,使能中断 in ax,dx or

20、ax,0900h out dx,ax mov al,int_vect ;保存原中断向量 mov ah,35h int 21h mov ax,es mov csreg,ax mov ipreg,bx mov ax,cs ;设置新中断向量 56 mov ds,ax mov dx,offset int_proc mov al,int_vect mov ah,25h int 21h in al, 21h ;设置中断掩码 and al, irq_mask_2_7 out 21h, al in al, 0a1h and al, irq_mask_9_15 out 0a1h, al mov ax,data

21、mov ds,ax mov dx,offset msg2 mov ah,09h int 21h mov dx,offset msg3 mov ah,09h int 21h mov irq_times,0ah sti loop1: cmp irq_times,0 ;等待中断并判断中断10次后退出 jz exit mov ah,1 int 16h jnz exit ;按任意键退出 jmp loop1 exit: cli mov bl, irq_mask_2_7 ;恢复中断掩码 not bl in al, 21h or al, bl out 21h, al mov bl, irq_mask_9_15

22、 not bl in al, 0a1h 57 or al, bl out 0a1h, al mov dx,ipreg ;恢复原中断向量 mov ax,csreg mov ds,ax mov ah,25h mov al,int_vect int 21h mov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,关闭中断 in ax,dx and ax,0f7ffh out dx,ax mov ax,4c00h int 21h int_proc proc far ;中断处理程序 cli push ax push dx push ds dec irq_times mov

23、ax,data ;Interrupt to do mov ds,ax mov dx,offset msg1 mov ah,09h int 21h mov al,20h ;Send EOI out 0a0h,al out 20h,al pop ds pop dx pop ax sti iret int_proc endp code ends四、模/数转换器一、实验目的 了解模/数转换的基本原理，掌握ADC0809的使用方法。 二、实验内容 、实验电路原理图如图38。通过实验台左下角电位器RW1输出05直流电压送入ADC0809通道0(IN0),利用debug的输出命令启动/转换器，输入命令读取转

24、换结果，验证输入电压与转换后数字的关系。 启动IN0开始转换: Out 0298 0 读取转换结果: In 0298 、编程采集IN0输入的电压,在屏幕上显示出转换后的数据（用16进制数）。 、将JP3的1、2短接，使IN2处于双极性工作方式，并给IN1输入一个低频交流信号（幅度为），编程采集这个信号数据并在屏幕上显示波形。 三、实验提示 、ADC0809的IN0口地址为298H，IN1口地址为299H。 、IN0单极性输入电压与转换后数字的关系为： 其中Ui为输入电压，UREF为参考电压，这里的参考电压为机的电源。 、一次A/D转换的程序可以为 MOV DX,口地址 OUT DX,AL ；启

25、动转换 ；延时 IN AL,DX ；读取转换结果放在AL中四、参考流程图五、参考程序：AD_1.ASM ioport equ 0d400h-0280h io0809a equ ioport+298h code segment assume cs:code start:mov dx,io0809a ;启动A/D转换器 out dx,al mov cx,0ffh ;延时 delay:loop delay in al,dx ;从A/D转换器输入数据 mov bl,al ;将AL保存到BL mov cl,4 shr al,cl ;将AL右移四位 call disp ;调显示子程序显示其高四位 mov

26、al,bl and al,0fh call disp ;调显示子程序显示其低四位 mov ah,02 mov dl,20h ;加回车符 int 21h mov dl,20h int 21h push dx mov ah,06h ;判断是否有键按下 mov dl,0ffh int 21h pop dx je start ;若没有转START mov ah,4ch ;退出 int 21h disp proc near ;显示子程序 mov dl,al cmp dl,9 ;比较DL是否9 jle ddd ;若不大于则为0-9,加30h为其ASCII码 add dl,7 ;否则为A-F,再加7 ddd

27、: add dl,30h ;显示 mov ah,02 int 21h ret disp endp code ends end start五、串行通讯一、实验目的1、 进一步了解串行通信的基本原理。2、 掌握串行接口芯片8250的工作原理和编程方法。3、 熟悉PC机串行口的基本连接方法二、实验内容1、PC机RS-232串口自发自收。按照PC机串口自发自收的连接方法连线。编写PC机自发自收串行通信程序，要求：从键盘输入一个字符，将字符通过串口发送出去，再由此串口将字符接收回来并在屏幕上显示，实现自发自收。2、 两台PC机间RS-232串口通信。按照PC机RS-232串口直接互连的方法连接两台PC机

28、。 编写PC机直接互连串行通信程序；要求：由甲机键盘键入字符经串口发送给乙机，再由乙机通过串口接收字符并显示在屏幕上。当键入感叹号“！”，结束收发过程。三实验原理1）本实验为异步通信：以字符为单位进行传送，每传送一个字符，以起始位作为开始标志，以停止位作为结束标志。异步串行通信的工作过程是：传送开始后，接收设备不断地检测传输线是否有起始位到来，当接收到一系列的“1”（空闲或停止位）之后，检测到第一个“0”，说明起始位出现，就开始接收所规定的数据位、奇偶校验位及停止位。经过接收器处理，将停止位去掉，把数据位拼装成一字节数据，并且经奇偶校验无错误，才算是正确地接收到了一个字符。当一个字符接收完毕，

29、接收设备又继续测试传输线，监视“0”电平的到来（下一个字符的开始），直到全部数据接收完毕。2）8250各部分功能说明8250片内有10个寄存器，其中有几个是共用地址的，其识别由线路控制寄存器（LCR）的最高位DLAB来决定。各寄存器的地址和格式如下所示：. 3）数据发送和接收：四程序清单1自发自收DATA SEGMENT CHLDB 0AH,0DH,$;换行字符串DATA ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 100 DUP(0)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1START:MOV AX,DATA

30、MOV DS,AX;-INIT-MOV DX,3FBH;MOV AL,80H;DLAB=1 OUT DX,AL MOV AX,0CH;N=12 BAUD=9600bpsMOV DX,3F8H;低位 OUT DX,ALMOV AL,AHINC DX OUT DX,ALMOV AL,03H;八位数据，1停止，无校验MOV DX,3FBH;线路控制REG OUT DX,ALMOV AL,0;屏蔽全部中断MOV DX,3F9H OUT DX,ALWAIT1: MOV DX,3FDH;读线路状态寄存器IN AL,DXTEST AL,1EH;判断是否有错JNZ ERRORTEST AL,01H;判断是否收

31、到JNZ RECEIVETEST AL,20H;判断发送端是否空JZ WAIT1MOV DL,0FFH;六号功能调用读入待发送数据MOV AH,06HINT 21HJZ WAIT1MOV DX,3F8H;写发送REGOUT DX,ALJMP WAIT1;返回 WAIT1CHAR: PUSH AXMOV DL,AL;显示接收MOV AH,02HINT 21HMOV DX,OFFSET CHL;输出字符串换行MOV AH,09HINT 21HPOP AXJMP WAIT1ERROR:MOV DX,3FDHIN AL,DXMOV DL,?;对于错误显示?MOV AH,02HINT 21HJMP WA

32、IT1RECEIVE:MOV DX,3F8HIN AL,DX;读数据接收寄存器 CMP AL,!;判断是否结束JNE CHAR;- MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDS END START2.双机通信（1）发送端: CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV AL,80H ;8250初始化,设DLAB=1 MOV DX,3FBH OUT DX,AL MOV AX,30H MOV DX,3F8H OUT DX,AL ;写入除数低字节 MOV AL,AH INC DX OUT DX,AL ;写入除数高字节 MOV AL,0AH ;7位数据,1位停止

33、,奇校验 MOV DX,3FBH OUT DX,AL ;写入线路控制寄存器 MOV AL,03H MOV DX,3FCH OUT DX,AL ;写入Modem控制寄存器 MOV AL,0 MOV DX,3F9H OUT DX,AL ;写中断允许寄存器，屏蔽所有中断 WAIT1: MOV DX,3FDH ;读线路状态寄存器 IN AL,DX TEST AL,1EH ;出错否 JNZ ERROR ;TEST AL,01H ;接收数据就绪否 ;JNZ SEND ;发送 TEST AL,20H ;发送寄存器空否,不空,返回等待 JZ WAIT1 SEND: MOV AH,1 INT 21H ;读键盘

34、CMP AL,21H ;是!? JZ EXIT ;是,返回操作系统 MOV DX,3F8H ;不是,则发送 OUT DX,AL JMP WAIT1 ;返回等待 ERROR: MOV DX,3FDH ;出错则清除线路状态寄存器 IN AL,DX MOV DL,? ;显示? MOV AH,02H INT 21H JMP WAIT1 EXIT: MOV AH,4CH INT 21H CODE ENDS END START(2)接收端： CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV AL,80H ;8250初始化 MOV DX,3FBH OUT DX,AL MOV AX

35、,30H ;写除数 MOV DX,3F8H OUT DX,AL ;写入除数低字节 MOV AL,AH INC DX MOV DX,3F9H OUT DX,AL ;写入除数高字节 MOV AL,0AH MOV DX,3FBH OUT DX,AL ;写入线路控制寄存器 MOV AL,03H MOV DX,3FCH OUT DX,AL ;写入Modem控制寄存器 MOV AL,0 MOV DX,3F9H OUT DX,AL ;写中断允许寄存器，屏蔽所有中断 WAIT1: MOV DX,3FDH ;读线路状态寄存器 IN AL,DX TEST AL,1EH ;出错否 JNZ ERROR TEST AL

36、,01H ;接收数据就绪否 JNZ RECEIVE ;转接收 ;TEST AL,20H ;发送寄存器空否,不空,返回等待 ;JZ WAIT1 JMP WAIT1 ;均返回等待 RECEIVE: MOV DX,3F8H ;读接收数据 IN AL,DX AND AL,B ;保留位数据 CMP AL,21H ;是!? JNZ CHAR MOV AH,4CH ;返回操作系统 INT 21H CHAR: PUSH AX MOV DL,AL MOV AH,2 ;显示接受字符 INT 21H POP AX JMP WAIT1 ;返回等待 ERROR: MOV DX,3FDH ;出错则清除线路状态寄存器 IN AL,DX MOV DL,? ;显示? MOV AH,02H INT 21H JMP WAIT1CODE ENDS END START五实验遇到的问题和解决方法问题：当按下一个字符时，屏幕上会显示两个字符。其中一个不正确。解决方法：显示字符时，用6号功能代替2号功能。这样问题就得到了解决。六、课程综合实验(抢答器)一、实验目的1、了解微机化竞赛抢答器的基本原理。2、进一步学习使用并行接口。二、实验内容图5-4