微机原理与接口技术实验.doc

实验要求
1、 带预习报告上机
根据实验要求，作好充分预习，设计实验硬件原理及接线图（必须标出相关的管脚号，以备硬件连线及测试），画出程序流程图，写出源程序清单，规划好调试步骤，上机时带预习报告。注意：无预习报告者不得做实验。
2、 认真实验，经教师检查后，方可离开
注意掌握软、硬件调试方法，提高分析问题、解决问题的能力。对所编写的程序必须十分清楚，作到知其然，亦知其所以然，硬件电路原理清楚，熟练应用常规的仪器（如万用表、示波器等）检查测试硬件电路。指导教师还会根据实验要求，提出问题。
3、 按时提交实验报告
实验结束后，在预习报告的基础上，完成实验报告，并于下次实验时交给指导教师。

实验报告格式
实验* ***** ***** *****
一、实验目的
二、实验内容
三、硬件原理及接线图
四、程序流程图
五、程序清单
六、实验步骤
七、实验结果及现象分析
八、收获及建议

测13实验安排：
地点：综合实验楼0701
实验
周次
星期
小节
一
6
五
1,2
二
8
五
1,2
三
10
五
1,2
四
12
五
1,2
五
14
五
1,2

实验一 汇编语言程序的调试

一、 实验目的
1、掌握8086汇编程序的编辑、编译、连接及运行过程。
2、掌握使用HQFC软件调试程序的方法。
二、 实验内容：编制程序并调试
1、 上机调试P45 项目1程序。
要求：1）写出调试步骤
2）记下代码段数据。
3）记下数据段数据
4）用单步调试法调试，记下每句程序目的操作数执行结果。观察每句程序执行过程中CS、 IP、 FLAGS寄存器的变化。

2、上机调试P54 项目2程序，用单步调试法指出每句程序的调试结果。
要求：1）记下代码段数据。
2）记下数据段数据
3）记下程序执行前附加段数据、程序执行后附加段数据。
3）用单步调试法调试，记下lop句之前每句程序目的操作数执行结果。观察其它句程序的执行结果，观察每句程序执行过程中CS、 IP、 FLAGS寄存器的变化。
三、调试步骤
1、编辑源程序，形成****.ASM文件（可用HQFC软件或XP系统下的记事本编辑源程序）
(注：在E：盘上建立一个你自己的文件夹，保存你自己的文件)
2、编译，形成****.OBJ文件（可用HQFC软件的编译功能）
3、链接，形成****.EXE文件（可用HQFC软件的构建功能）
4、运行（或调试）（可用HQFC软件的重构运行功能或开始调试）
四、调试步骤参考
1、编译（编译）
在当前运行环境下，选择菜单栏中的“ASM文件编译”菜单，选择编译选项则程序对当前ASM源文件进行编译，编译调试窗口中输出汇编的结果，若程序汇编有错，则详细报告错误信息。双击输出错误，集成开发环境会自动将错误所在行代码显示。
2、构建（汇编+链接）
在当前运行环境下，选择菜单栏中的“ASM文件编译”菜单，选择汇编+链接选项则程序对当前ASM源文件进行汇编与链接，编译调试窗口中输出汇编与链接的结果，若程序汇编或链接有错，则详细报告错误信息。双击输出错误，集成开发环境会自动将错误所在行代码显示。
3、重构运行（汇编+链接+执行）
在当前运行环境下，选择菜单栏中的“ASM文件编译”菜单，选择汇编+链接+执行选项则程序对当前ASM源文件执行，程序自动运行。
4、用户程序的调试和运行（.ASM程序的调试）
寄存器窗口
在当前运行环境下，寄存器窗口中显示主要的寄存器名称及其在当前程序中的对应值，若值为红色，即表示当前寄存器的值。调试时，单步执行，寄存器会随每次单步运行改变其输出值，同样以红色显示。
开始调试
编译和链接成功之后，在“ASM文件调试”菜单中，选择“开始调试”，然也可以在工具栏中选择“开始调试”。即可开始进行程序的调试。
设置/清除断点
在ASM的调试状态下，对程序代码所在某一行前最左边的灰色列条单击鼠标，即对此行前设置了断点，如果清除断点，只需再在此行前的灰色列条上的断点单击鼠标，此断点标记将被清除。箭头所指的行为当前单步执行到的所在行。设置/清除断点如图所示：

断点
反汇编号窗口
执行所在行

连续运行
在ASM的调试状态下，选择“ASM文件调试”菜单栏中的“连续运行”菜单或F5，则程序连续运行，直至碰到断点或程序运行结束。
单步
在ASM的调试状态下，选择“ASM文件调试”菜单栏中的“单步执行”菜单或F11，则程序往后运行一条语句。
退出调试
在ASM的调试状态下，选择“ASM文件调试”菜单栏中的“结束调试”菜单或F8，程序则退出ASM的调试状态。

附录1：DOS系统下调试步骤
一、所需仪器：PC机一台。
二、80X86汇编语言程序设计上机操作指南

计算机上运行汇编程序的步骤是：

编辑程序
EDIT
汇编程序
MASM
连接程序
LINK
汇编语言源程序 .asm
目标
文件
.obj
可执行文件
.exe
图1 汇编语言程序的建立过程

二、所需软件：编辑程序 WINDOW XP系统下记事本 或DOS系统下EDIT文件
汇编程序 MASM
连接程序 LINK
调试程序 DEBUG
三、调试过程中所形成软件
文件名.asm ；汇编语言源程序文件
文件名.obj ；汇编语言源程序经过汇编后形成的文件
文件名.exe ；文件名.obj文件经过连接后形成的文件
四、 综合调试软件 HQFC
HQFC 软件是综合 EDIT 、 MASM 、LINK 、 DEBUG4个软件为一体的软件，
五、 调试步骤
1、编辑源程序，形成****.ASM文件（可用HQFC软件或XP系统下的记事本编辑源程序）
(注：在E：盘上建立一个你自己的文件夹，保存你自己的文件)
2、编译，形成****.OBJ文件（可用HQFC软件的编译功能）
3、链接，形成****.EXE文件（可用HQFC软件的构建功能）
4、运行（或调试）（可用HQFC软件的重构运行功能或开始调试）

实验二 汇编程序设计和DOS功能调用

一、 实验目的
1、掌握8086汇编程序的设计。
2、掌握8086汇编程序的编辑、编译、连接及运行过程。
3、掌握利用DOS系统功能调用显示字符的方法。
二、 实验内容：编制程序并调试
1、现有多个有符号数23、-120、36、780、600、-2000，编制程序，找出最大值并放至指定的MAX存储单元中。并把数据23、-120、36、780、600、-2000显示出来。
2、假设某字符串为WERFGHUJKI，以回车符（CR odh）结束，从头搜索字符串，统计字符串字符的个数，并在显示器上显示出串长(以16进制显示) ( 选作)。
三、实验要求
1）记下数据段数据
3）用单步调试法调试，记下每句程序执行结果，记下比较指令第一次执行后FLAGS寄存器中6个状态寄存器的变化，记下程序执行后MAX单元的值，观察每句程序执行过程中CS、 IP、FLAGS寄存器的变化。

三、调试步骤
1、编辑源程序，形成****.ASM文件（可用HQFC软件或XP系统下的记事本编辑源程序）
(注：在E：盘上建立一个你自己的文件夹，保存你自己的文件)
2、编译，形成****.OBJ文件（可用HQFC软件的编译功能）
3、链接，形成****.EXE文件（可用HQFC软件的构建功能）
4、运行（或调试）（可用HQFC软件的重构运行功能或开始调试

实验三 数码管显示实验

一、实验目的
1. 掌握I/O接口的使用。
2. 掌握利用8255完成一组七段LED数据管的显示原理及接口方法
3. 掌握在DOS系统下系统的调试方法
二、实验内容
1、在下图中右边第二个数码管中显示6这个数字，画出硬件接线图，编写控制程序。
2、在下图中右边第二个数码管中显示数据段VALULE单元中的数，编写控制程序（VALULE单元中的数据可任意设定为0~F）。
3 、利用三种总线、8255、数码管显示单元（见下图）实现 4位LED动态显示数据段DISVALUE单元开始存放的4个数。（4个数据可任意设定为0~F） 。主机按任意键停止显示返回DOS。完成系统硬件设计及软件编程。
4、利用三种总线、8255、键盘及数码管显示单元完成键盘扫描功能，并把按键数值存入数据段DISVALUE单元中。同时在最左边数码管中显示键值。完成系统硬件设计及软件编程。（选作）

三、实验步骤
1、接线： PB7 ~ PB0/8255 接 dp ~ a /LED数码管
PA3 ~ PA0/8255 接 SEL3 ~ SEL0 /LED数码管
A1 ~ A0/8255 接 A1 ~ A0/系统总线
D7 ~ D0/8255 接 D7 ~ D0/系统总线
CS/8255 接 Y0 /IO地址(280H~287H)

IOR
D0-D7
D0-D7
CS
RD
WR
A1
A0
IOW
Y0
A1
A0
PB0
8255
PA0
PA1
PA2
PA3
PB1
PB2
PB3
PB4
PB5
PB6
PB7
A
B
E
D
F
C
G
H
SEL0
SEL1
SEL2
SEL3
系统总线
数码管

2、根据实验内容要求画出硬件接线原理图，编写相应实验程序。
3、编译、连接实验程序，对错误进行调试。
4、运行程序，观察并记录实验结果。

四、调试步骤
1、编辑源程序，形成****.ASM文件（可用HQFC软件或XP系统下的记事本编辑源程序）
(注：在E：盘上建立一个你自己的文件夹，保存你自己的文件)
2、编译，形成****.OBJ文件（可用HQFC软件的编译功能）
3、链接，形成****.EXE文件（可用HQFC软件的构建功能）
4、运行（或调试）（可用HQFC软件的重构运行功能或开始调试）
五、编程提示
实验台设有8个共阴极数码管及驱动电路，电路图如图（图中省去了6个
数码管)。段码输入端：a、b、c、d、e、f、g、dp，位码输入端：SEL0~SEL7。
段码采用同相驱动，输入端加高电平,选中的数码管亮，位码加反相驱动器，位码输入端高电平选中。七段数码管的字型代码表如下表：
显示字形
dp
g
e
f
d
c
b
a
段码

0
0
0
1
1
1
1
1
1
3fh
1
0
0
0
0
0
1
1
0
06h
2
0
1
0
１
1
0
1
1
5bh
3
0
1
0
0
1
1
1
1
4fh
4
0
1
1
0
0
1
1
0
66h
5
0
1
1
0
1
1
0
1
6dh
6
0
1
1
1
1
1
0
1
7dh
7
0
0
0
0
0
1
1
1
07h
8
0
1
1
1
1
1
1
1
7fh
9
0
1
1
0
1
1
1
1
6fh

实验四 中断与定时器/计数器应用实验
第一部分 中断
一、实验目的
1、掌握PC机中断处理系统的基本原理。
2、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IRQ0～IRQ7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，对外可以提供16个中断源：
中断源 中断类型号 中断功能
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
USB实验板上，固定的接到了3号中断IRQ3上，即进行中断实验时，所用中断类型号为0BH。
两片8259A的端口地址为：主片8259使用020H和021H两个端口；从片使用0A0H和0A1H两个端口。系统初始化两片8259的中断请求信号均采用上升沿触发，采用全嵌套方式，优先级的排列次序为0级最高，依次为1级、8级~15级，然后是3级~7级。
2、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“TPCA Interrupt!”，中断10次后程序退出。

系统总线

主片8259

IRQ3
IRQ
单次脉冲单元

三、实验要求
1、根据实验内容要求编写相应实验程序
2、编译、连接实验程序，对错误进行调试
3、运行程序，观察实验结果是否正确。
四、编程提示
主8259端口地址为 020H和021H

第二部分 定时器/计数器
一、实验目的
1、掌握定时器/计数器8254的工作原理
2、掌握三种总线与时器/计数器8254的连线
3、掌握8254的工作方式及应用编程方法
二、实验原理和内容
按图连接电路，在实验箱上连接单词脉冲到8254的CLK0端，8254的OUT0连接一个发光二极管，定义8254的计数器0为方式0，计数值为5，单脉冲按动5次后发光二极管亮，实现在屏幕上显示字符“PLEASE PUSH KK+ 5 TIMES”。要求：主机按任意键停止显示返回DOS。(必做)

系统总线

D0-D7

D0-D7

单次脉冲单元
CLK0
RD
IOR

GATE0
OUT0
IOW
WR

Y0
CS

L0

A1
A1

VCC
SEL0
A0
A0

LED显示（1:亮0：灭）
8254

三、实验要求
1、根据实验内容要求编写相应实验程序
2、编译、连接实验程序，对错误进行调试
3、运行程序，观察实验结果是否正确。
四、调试步骤
1、编辑源程序，形成****.ASM文件（可用HQFC软件或XP系统下的记事本编辑源程序）
(注：在E：盘上建立一个你自己的文件夹，保存你自己的文件)
2、编译，形成****.OBJ文件（可用HQFC软件的编译功能）
3、链接，形成****.EXE文件（可用HQFC软件的构建功能）
4、运行（或调试）（可用HQFC软件的重构运行功能或开始调试）
四、编程提示
1、8254控制寄存器地址 283H
计数器0地址 280H
计数器1地址 281H

2、LED显示电路
如图2-18所示，实验台上设有8个发光二极管及相关驱动电路(输入端L7～L0)，当输入信号为“1”时发光，为“0”时灭。

3、逻辑电平开关电路
如图2-17所示，实验台右方有8个开关K0-K7,开关拨到“1”位置时开关断开，输出高电平。拨到“0”位置时开关接通输出低电平。电路中串接了保护电阻，接口电路不直接同＋5V、GND相连，有效的防止因误操作损坏集成电路现象。
图2-17 逻辑电平开关电路 图2-18 发光二极管及驱动电路

实验五 数/模、模/数转换实验
一、实验目的
1．通过实验加深对A/D和D/A转换器使用及认识。
2．了解数/模、模/数转换的基本原理，掌握ADC0809和DAC0832芯片的使用方法。
二、实验内容
利用三种总线、DAC单元，8255单元完成D/A转换实验。
1、将数据段DA单元中的数字值，利用0832芯片输出对应的模拟量电压（ DA单元中的数字值由程序中给出，模拟量利用万用表测量）(UREF表示参考电压,N表示数据)。 （必做）

Ua=-N*Uref/256 Ub=-5+2N*Uref/256

2．在实验箱上设计并连接 ADC0809 芯片的接线，按延时方式对单通道模拟量进行 A/D 转换。电位器提供模拟量输入，编制程序，将模拟量转换成数字量，存入数据段AD单元中。（必做）（其中Ui为输入电压，UREF为参考电压）。

Ui

3、将数据段DA单元中的数字值，利用0832芯片输出一个模拟量电压，同时在数码管中动态显示要送出的数字值（指要转换成模拟量的数字量）。（选做）
三、实验要求
1、根据实验内容要求画出硬件接线原理图，编写相应实验程序。
2、编译、连接实验程序，对错误进行调试。
3、运行程序，观察并记录实验结果。
四、调试步骤
1、编辑源程序，形成****.ASM文件（可用HQFC软件或XP系统下的记事本编辑源程序）
(注：在E：盘上建立一个你自己的文件夹，保存你自己的文件)
2、编译，形成****.OBJ文件（可用HQFC软件的编译功能）
3、链接，形成****.EXE文件（可用HQFC软件的构建功能）
4、运行（或调试）（可用HQFC软件的重构运行功能或开始调试）