东南大学-微机原理-微机系统与接口-实验五-六-实验报告-自动化学院.doc

《微机实验及课程设计》实验报告 学号 08011
东南大学
《微机实验及课程设计》
实验报告
实验五 8253 计数器/定时器
实验六 8255 并行输入输出
姓 名： 学 号： 08011
专 业： 自动化 实 验 室： 计算机硬件技术
实验时间： 2012年04月27日 报告时间： 2013年05月15日
评定成绩： 审阅教师:
一. 实验目的
实验五:
1）掌握计数器/定时器 8253 的基本工作原理和编程应用方法；
2)了解掌握 8253 的计数器/定时器典型应用方法
实验六：
1）掌握8255方式0的工作原理及使用方法，利用直接输入输出进行控制显示；
2）掌握8段数码管的动态刷新显示控制；
3)分析掌握 8255工作方式１时的使用及编程,进一步掌握中断处理程序的编写。
二. 实验内容
实验五：
必做:
5—1 将计数器0设置为方式0，计数初值为N（小于等于0FH)，用手动的方式逐个输入单脉冲，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.(参考程序p63)
5—2 将计数器0、1分别设置在方式3,计数初值设为1000,用逻辑笔观察OUT0电平的变化。（参考程序p64)
实验六：
(1)8255方式 0：简单输入输出实验电路如图一，8255C口输入接逻辑电平开关K0~K7，编程A口输出接 LED显示电路L0～L7；用指令从 C口输入数据,再从A口输出。
图一 8255简单输入输出
（2）编程将A口 L0—L7控制成流水灯,流水间隔时间由软件产生;流水方向由K0键在线控制，随时
可切换；流水间隔时间也可由K4～K7键编码控制,如 0000对应停止，0001对应 1秒，1111对应 15 秒,大键盘输入 ESC键退出。
（3）8段数码管静态显示：按图二连接好电路，将 8255的 A口PA0～PA6分别与七段数码管的段码 驱 动输入端a~ｇ相连，位码驱动输入端 S1接+5V（选中），S0、dp接地（关闭）。编程从键盘输 入一位十进制数字（0~9），在七段数码管上显示出来。
图二 单管静态显示
(4） 8段数码管动态显示：按图三连接好电路,七段数码管段码连接不变,位码驱动输入端S1、S0 接8255 C口的PC1、PC0。编程在两个数码管上显示“56”.
图三 双管动态显示
二. 实验原理与接线
实验五：
5—1 参考图 3。6-1 虚线连接电路，将计数器 0 设置为方式 0，计数器初值为 N(N≤0FH） ,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)
l 8253的CS接280H
l 8253的GATE0接＋5V
l 8253的CLK0接单脉冲1或2
l 8253的OUT0接逻辑笔(高电平LED12亮，低电平LED13亮）
5-2 按图 3。6-2连接电路，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）
l 8253的CS接280H
l 8253的GATE0和GATE1接＋5V
l 8253的CLK0接1MHz
l 8253的OUT0接CLK1
l 8253的OUT1接逻辑笔
编辑提示：
1、8253定时器0地址 280h
8253定时器1地址 281h
8253定时器2地址 282h
8253控制口地址 283h
2、实验参考程序中的口地址和代号是随意的,看程序的时候要注意。
实验六：
八段式LED数码管的符号和引脚

共阴极七段数码管字型数码
实验接线图
实验接线图(静态显示)
¨ PA0～PA6分别接数码管的a～g
¨ PC0～PC7分别逻辑电平开关的K0～K7
¨ 位选端S1接＋5V
¨ 位选端S0接地
¨ 数码管dp端接地

实验接线图（动态显示）
¨ PA0～PA6分别接数码管的a～g
¨ 位选端S0 、S1接8255C口的PC0、PC1端

编程提示：
1、实验台的七段数码管为共阴性，段码同相驱动，输入端加高电平,选中的数码管亮，位码加反相驱动器，位码的输入端高电平选中。
2、8255的A口、B口、C口和控制口的端口地址分别为288H～28BH。编程首先要设置控制字输出到控制口。
3、逻辑电平开关向上拨到“1”时输出高电平;向下拨到“0”时输出低电平。
4、动态显示时应先从A口输出段码，然后再从C口输出位码，然后应该延时一段时间才能看到数码管的显示.
其中段码需要查表
Led db 3fh,06h，…………71h
位码分别为:左边的数码管xxxxxx10
右边的数码管xxxxxx01
5、动态显示时为了使两个数码管的字符可以同时看到,应注意延时的时间。
6、注意字符变换之间应使段位全灭，避免影子。
四.实验源程序（主要部分)和流程图
实验五：
源程序：
5-1 将计数器0设置为方式0，计数初值为N（小于等于0FH），用手动的方式逐个输入单脉冲，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。(参考程序p63）
ioport equ 0b800H—0280H ;tpc卡中设备的io地址
io8253a equ ioport+283H ; 8253控制寄存器地址
io8253b equ ioport+280H ；计数器0地址
stacks segment stack
db 100 dup （?)
stacks ends
code segment
assume cs：code，ss：stacks
main proc far
start: mov ax，stacks
mov ss,ax
mov al，10h ；设置8253通道0为工作方式0，二进制计数
mov dx，io8253a
out dx，al
mov dx，io8253b ；送计数初值为0FH
mov al,0fh
out dx，al
ZZZ: in al,dx ；读计数初值
call disp ;调显示子程序
push dx
mov ah，06h
mov dl，0ffh
int 21h
pop dx
jz ZZZ
mov ah，4ch ；退出
int 21h
main endp
disp proc near ；显示子程序
push dx
and al，0fh ；首先取低四位
mov dl,al
cmp dl,9 ；判断是否<=9
jle num ；若是则为'0'—'9’，ASCII码加30H
add dl，7 ；否则为'A’-'F’,ASCII码加37H
num: add dl,30h
mov ah,02h ；显示
int 21h
mov dl，0dh ;加回车符
int 21h
mov dl,0ah ;加换行符
int 21h
pop dx
ret ；子程序返回
disp endp
code ends
end start
实验现象:计数器：当手动输入单脉冲时，屏幕显示F,E，D，C,B，A……1,然后输出逻辑笔显示一个高电平。原因：计数器：程序中设定的计数初值为0FH，故从0FH递减至1计数,每计完一次，输出一个高电平. 
上图为计数过程中逻辑笔红灯亮.
5—2 将计数器0、1分别设置在方式3,计数初值设为1000，用逻辑笔观察OUT0电平的变化。（参考程序p64)
ioport equ 0b800h—0280h ；tpc卡中设备的io地址
io8253a equ ioport+280h ；计数器0地址
io8253b equ ioport+281h ；计数器1地址
io8253c equ ioport+283h ； 8253控制寄存器地址
stacks segment stack
db 100 dup （？）
stacks ends
code segment
assume cs：code,ss：stacks
main proc far
start： mov ax，stacks
mov ss，ax
mov dx，io8253c ；向8253写控制字
mov al，36h ;使0通道为工作方式3
out dx，al
mov ax,1000 ;写入循环计数初值1000
mov dx，io8253a
out dx,al ;先写入低字节
mov al，ah
out dx,al ;后写入高字节
mov dx，io8253c
mov al，76h ；设8253通道1工作方式2
out dx,al
mov ax,1000 ；写入循环计数初值1000
mov dx,io8253b
out dx，al ；先写低字节
mov al,ah
out dx，al ;后写高字节
mov ah，4ch ;程序退出
int 21h
main endp
code ends
end start
定时器:逻辑笔输出频率为1Hz的信号。 
定时器：初始信号为1MHz,经过2级1000～0的记数,频率变为原来的1000000倍，即1Hz，实现1s的周期信号.
流程图:
实验六：
1. 8255简单输入输出程序
ioport equ 0b800h-0280h ;tpc卡中设备的io地址
io8255a equ ioport+288h ;8255A口地址
io8255b equ ioport+28bh ;8255控制寄存器端口地址
io8255c equ ioport+28ah ;8255C口地址
stacks segment stack
db 100 dup (?）
stacks ends
code segment
assume cs:code，ss:stacks
main proc far
start： mov ax，stacks
mov ss，ax
mov dx，io8255b ；设8255为C口输入，A口输出
mov al,8bh
out dx，al
inout： mov dx,io8255c ；从C口输入一数据
in al,dx
mov dx,io8255a ;从A口输出刚才自C口
out dx，al ；所输入的数据
mov dl，0ffh ；判断是否有按键
mov ah,06h
int 21h
jz inout ；若无,则继续自C口输入,A口输出
mov ah,4ch ；否则返回DOS
int 21h
main endp
code ends
end start
实验现象：开关K0~K7的高低电平分别表示1和0，设置K0～K7的值,在流水灯L0～L7中用灯的亮与灭来显示。下图将k0，k1设置为高电平,对应的灯亮起。
2。 流水灯
start： mov ax，stacks
mov ss,ax
mov dx，io8255b ；设8255为C口输入，A口输出
mov al，8bh
out dx，al
inout： mov cl，01h
mov dx,io8255c ；从C口输入一数据
in al，dx
test al，01
jne right ；k0为高电平时向右
jmp left ;k0为低电平时向左
right： mov dx，io8255c ；从C口输入一数据
in al,dx
and al,11110000b ；判断高四位
cmp al,00h ;判断延时,ah=00时停止，ah=10时延时移动显示
je right
mov al,cl
call delay1
rol cl，1
mov dx，io8255c ;从C口输入一数据
in al，dx
test al,01
jne right ;k0为高电平时向右
jmp left
left: mov dx,io8255c ；从C口输入一数据
in al,dx
and al，11110000b ；判断高四位
cmp al,00h ；判断延时，ah=00时停止,ah=10时延时移动显示
je left
mov al，cl
call delay1
ror cl，1
mov dx，io8255c ；从C口输入一数据
in al，dx
test al，01
jne right ；k0为高电平时向右
jmp left
delay1 proc near
mov dx，io8255a ；从A口输出刚才自C口
out dx,al ；所输入的数据
call delay
mov al，0
out dx,al
call delay
ret
delay1 endp
DELAY PROC NEAR ;延迟子程序
push cx
push bx
mov bx，0fffh
cc： mov cx,0ffffh
ccc： loop ccc
dec bx
jnz cc
pop bx
pop cx
ret
DELAY ENDP
code ends
end start
实验现象：流水灯的流水方向可由K0键控制，K0为高电平时向左,K0为低电平时向右。但是流水间隔时间可由K4~K7来控制，但按ESC键也不能退出流水灯。虽然我们尝试修改了代码，不过最后还是没能实现按下esc退出。
3. 8段数码管静态显示程序段：
start: mov ax，stacks
mov ss,ax
mov ax,data
mov ds，ax
mov dx，io8255b ;将8255设为A口输出
mov al，80h
out dx,al
mov di，offset buffer1 ;设di为显示缓冲区
loop2： mov bh，02
lll: mov byte ptr bz，bh
push di
dec di
add di， bz
mov bl，［di］ ；bl为要显示的数
pop di
mov al,0
mov dx，io8255a
out dx，al
mov bh，0
mov si，offset led ；置led数码表偏移地址为SI
add si，bx ；求出对应的led数码
mov al,byte ptr ［si］
mov dx，io8255c ;自8255A的口输出
out dx，al
mov al，byte ptr bz ；使相应的数码管亮
mov dx，io8255a
out dx,al
mov cx，3000
delay: loop delay ;延时
mov bh,byte ptr bz
shr bh,1
jnz lll
mov dx,0ffh
mov ah,06
int 21h
je loop2 ；有键按下则退出
mov dx,io8255a
mov al，0 ;关掉数码管显示
out dx,al
mov ah，4ch ；返回
int 21h
code ends
end start
实验现象: 从键盘输入一个0～9的数字后数码管中显示出该数字。
键入的数字6：
数码管显示6：
4. 8段数码管动态显示程序段
data segment
ioport equ 0c800h—0280h
io8255a equ ioport+288h
io8255b equ ioport+28bh
led db 3fh，06h,5bh,4fh,66h,6dh，7dh,07h,7fh,6fh
mesg1 db 0dh，0ah,’Input a num （0--9h）：’，0dh,0ah,’$'
data ends
stacks segment stack
db 100 dup (？）
stacks ends
code segment
assume cs:code,ds:data，ss：stacks
start： mov ax,stacks
mov ss，ax
mov ax，data
mov ds，ax
mov dx,io8255b ；使8255的A口为输出方式
mov ax，80h
out dx，al
sss: mov dx,offset mesg1 ;显示提示信息
mov ah,09h
int 21h
mov ah，01 ;从键盘接收字符
int 21h
cmp al，’0’ ;是否小于0
jl exit ；若是则退出
cmp al，’9’ ;是否大于9
jg exit ；若是则退出
sub al，30h ;将所得字符的ASCII码减30H
mov bx,offset led ；bx为数码表的起始地址
xlat ；求出相应的段码
mov dx，io8255a ；从8255的A口输出
out dx，al
jmp sss ；转SSS
exit： mov ah，4ch ;返回DOS
int 21h
code ends
end start
实验现象:两个数码管动态显示出“56”。
流程图
图四 8255简单输入输出程序流程图 图五 8255动态显示56程序流程图
五．提高与创新研究
实验五：
1。图3。6-2系统中最大定时时间为多长，如果需要获得20秒的精确定时该如何处理？
CLK0：0.0000001s
CLK1、OUT0:0.0001s
CLK2、OUT1:1s
所以最大定时时间为一秒。
如果要获得20秒的精确定时应将OUT1接CLK2，OUT2接输出,当OUT2输出20个方波时,为20s。
2。计数器选用方式三的原因:应要将OUT0接CLK1,所以输出最好为占空比为1：1的方波，而只有方式3输出为占空比为1：1的方波,故选用方式三。
实验六：
递增00~99 计数器
在电路图3的基础上,编程实现递增00~99 计数器（选作与探索实验一），编程如下：
data segment
ioport equ 0e000h—0280h
io8255a equ ioport+28ah
io8255b equ ioport+28bh
io8255c equ ioport+288h
led db 3fh，06h，5bh,4fh,66h，6dh，7dh，07h，7fh，6fh ;段码
buffer1 db 0，0 ；存放要显示的十位和个位
bz dw ？ ；位码
data ends
stacks segment stack
db 100 dup (?）
stacks ends
code segment
assume cs：code，ds：data，ss:stacks
start： mov ax,stacks
mov ss,ax
mov ax,data
mov ds，ax
mov dx,io8255b ;将8255设为A口输出
mov al，80h
out dx，al
mov di，offset buffer1 ;设di为显示缓冲区
loop1： mov cx，0300h ；循环次数
loop2： mov bh，02
diy： mov byte ptr bz，bh
push di
dec di
add di， bz
mov bl，［di] ；bl为要显示的数
pop di
mov bh，0
mov si,offset led ；置led数码表偏移地址为SI
add si,bx ；求出对应的led数码
mov al，byte ptr ［si］
mov dx，io8255c ；自8255A的口输出
out dx,al
mov al，byte ptr bz ;使相应的数码管亮
mov dx，io8255a
out dx，al
push cx
mov cx,0ffffh ;如果显示过快，可更改cx值为最大0ffffh
delay： loop delay ；延时
pop cx
mov bh,byte ptr bz
shr bh,1
jnz diy
loop loop2 ；循环延时
mov ax，word ptr ［di]gg
cmp ah，09
jnz set
cmp al，09
jnz set
mov ax，0000
mov [di］，al
mov ［di+1］,ah
jmp loop1
set： mov ah，01
int 16h
jne exit ;有键按下则转exit
mov ax，word ptr [di］
inc al
aaa
mov ［di］,al ；al为十位
mov ［di+1］，ah ;ah中为个位
jmp loop1
exit: mov dx，io8255a
mov al，0 ；关掉数码管显示
out dx,al
mov ah,4ch ；返回DOS
int 21h
code ends
end start
六。 实验结果以及遇到的问题和解决办法
实验五：
实验五的目的主要是通过实验对芯片8253的工作机理有了更加清楚地认识。通过本次实验,我熟悉了8253定时器/计数器的内部工作原理，透彻理解了8253的方式控制字，状态字等功能的实现原理,这是本次实验最大的收获!并且,掌握了对8253的初始化以及运行的过程，让我对于课本上讲的8253的工作方式有了更深刻的体会。
实验六:
通过这次实验我了解了一些8255简单输入与输出的使用方法.8255的简单输入输出实验完成的比较顺利,但是流水灯做了好久，不知道是不是线或者试验箱的问题，我们运行一次是好的，但是再回来运行一次又观察不到现象了。还有按下esc退出的问题，我们仿照下一个实验数码管静态显示的实验来做,但是不按键灯就不动。后来几次尝试还是失败了。
数码管的静态动态显示也比较顺利,我们更加熟悉了8255的使用方法，也加强了对于数码管显示机理的理解。
总之,虽然在调试中会遇到各种各样的问题，但程序的调试提高了我解决问题的能力,学会了在设计中独立解决问题，也包括怎样去查找问题，只有自己亲手去操作才会在脑海中留下深刻的印象。
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