[信息与通信]微机系统及应用实验.ppt

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1、微机系统及应用实验,实验一 基本I/O端口应用实验 实验二 LCD 应用实验 实验三 可编程并行接口实验（8255）实验四 计数器定时器实验（8253）实验五 键盘与显示器实验 实验六 中断系统实验（8259)实验七 A/D转换实验（ADC0809）实验八 D/A转换实验（DAC0832),实验一 基本I/O端口应用实验,一、实验目的 掌握基本并行接口的工作原理及使用方法。二、实验内容 1基本的并行输出接口电路：将JS4的I/O 端口地址（280287）连接到DRV模块的JS6，然后将锁存器的输出（74LS273）Q0Q7,通过JS5一一对应连接到LED显示电路的JS2上。然后在DOS 方式下

2、 运行DEBUG调试程序。进入 DEBUG 后，用输出命令“O”验证其正确性。格式为：O 280 FF（00）编程：从键盘输入一个字符或数字，将其该字符或数字的ASIIC码通过该输出接口电路输出到 LED，通过发光二极管的“亮”或“灭”验证其正确性。,基本I/O并行输出接口,2基本的并行输入接口电路：将JS4的I/O 端口地址（280287）连接到DRV模块的JS8，然后将驱动器（74LS245）的输入B0B7通过JS7一一对应连接到JS3的K0K7。然后在DOS 方式下运行DEBUG调试程序。进入DEBUG后，用输入命令“I”验证其正确性。格式为：I 280 编程：通过逻辑电平开关预置某字符

3、或数字的ASIIC码值。通 过该 输入接口电路将其对应的字母显示在计算机屏幕上。,基本I/O并行输入接口,ASCII代码表,128种字符：95个可见字符，33个控制字符;制码,实验二 LCD 应用实验,一 实验目的 了解字符液晶的使用方法。二 实验内容 编写程序在LCD上显示一串字符。三 实验原理LCD主要由LCD显示屏（LCD PANEL）、控制器（Controller）、列驱动器（Segment Driver）和偏压产生电路组成。EDM1602为16x2的字符液晶。控制器由指令寄存器IR,数据寄存器DR,忙标志BF,地址计数器AC,DDRAM,CGROM,CGRAM以及时序发生电路组成。,

4、LCD引脚功能列表,将模块的控制线CS,WR,RD及地址线A0,A1与ISA槽中对应插孔用导线连接。编写程序。,三.编程提示 首先需要把控制字写入指令寄存器IR,对LCD进行初始设置,然后把数据(字符串)输入到数据寄存器,完成显示.,下面是一个简单的在LCD 上显示一串字符串“012”的程序片断。outportb(0 xc400,0 x06);设定输入模式，AC自动加1，显示不位移delay(100);延时outportb(0 xc400,0 x0f);显示开关控制，开显示delay(100);延时outportb(0 xc400,0 x01);清显示delay(100);延时outportb

5、(0 xc400,0 x38);功能设置，8位数据宽度，液晶2行显示delay(100);延时outportb(0 xc401,0 x30);显示“0”delay(100);延时outportb(0 xc401,0 x31);显示“1”delay(100);延时outportb(0 xc401,0 x32);显示“2”,实验三 可编程并行接口实验（8255）,一 实验目的（1）熟练掌握8255并行接口芯片的基本功能及工作原理。（2）掌握8255的三种工作方式及其初始化编程的方法。（3）学会利用8255来构成实用的并行接口电路的方法。二 实验内容(1)将8255端口B的PB0PB7（JS13）做

6、为输入，连接 到逻辑电平开关K0K7（JS3）上，将8255端口A的 PA0PA7（JS12）做为输出连接到发光二极管的L1-L8（JS2）。编程要求：当输入不是全“0”时，输出与 输入保持一致。当输入为全“0”时，A口输出发光二极 管闪烁告警信号。,在DEBUG状态下，验证8255的A口和B口输入/输出功能的正 确性。其格式如下：O 283 82（写控制字）I 281（读B口）O 280 00（FF）（A口输出）（2）使用8255并行接口芯片，实现十字路口交通灯的模拟控制。将8255端口C（JS14）的PC7、PC6、PC5与南北方向（S JS18、NJS16）的红、黄、绿三个发光二极管分别

7、相连。将 PC2、PC1、PC0与东西方向（EJS17、WJS15）的红、黄、绿三个发光二极管分别相连。编程使东西和南北方向的红、黄、绿三个指示灯的亮、灭按十字路口交通灯的变化规律进行。,十字路口交通灯的变化规律及控制时序：南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮20秒左右。南北路口的黄灯闪烁大约4秒钟，同时东西路口的红灯继续亮。南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮20秒左右。南北路口的红灯继续亮，同时东西路口的黄灯闪烁大约4秒钟。转 重复。,实验四 计数器/定时器实验(8253）,一 实验目的 掌握8253的基本工作原理和编程方法。二 实验内容（1）将计数器0设置为方式0，计数器初值为N（N0F

8、）。将单 脉冲发生器的输出（JS1）与8253计数器0的CLK0（JS20）相连，将GATE0接+5V，将OUT0接发光二极管L1。然后在 DOS方式下运行DEBUG调试程序。进入DEBUG后，用输入/输出命令验证其正确性。步骤如下：O 283 10（50 或 90）：写控制字；O 280 XX：计数器赋初值；I 280：读计数器值；,编程要求：用手动逐个输入单脉冲，并使计数值在屏幕上显示。同 时观察OUT0（发光二极管L1）电平变化的情况（当输 入N+1个脉冲后OUT0变为高电平）。（2）将计数器0和将计数器1分别设置为方式3，计数器初值 设为1000，将CLK0接1MHZ的时钟信号（JS3

9、2的/4）采用级连方式（将OUT0与CLK1相连），完成对1MHZ 时钟信号的1000000分频。编程要求：使OUT0输出一个周期为1ms的方波（用示波器进行观察）OUT1输出频率为1HZ的脉冲信号（用发光二极管观察指 示灯的闪烁情况）。（3）利用8253定时器的功能，设计 一个用“分”和“秒”显示 的 电子钟（选做）。,实验五 键盘与显示器实验,一 实验目的（1）了解数码管显示字符的基本原理以及键盘硬件电路的工作原理。（2）掌握键盘扫描程序以及动态显示程序的设计方法。二 实验内容 1.将键盘的四条行线（JS35）分别与74LS273的Q0，Q1，Q2，Q3（JS5）相连，JS6与JS4的28

10、0287H相连。将键盘的四条 列线（JS36）分别与74LS245的B0，B1，B2，B3（JS7）相 连，JS8与JS4的290297H相连。（也可采用8255）。然后 编写键盘扫描程序，要求当有某一键按下时，将该键所对应的字 符显示在计算机屏幕上。,2.将数码管的 a、b、c、d、e、f、g、dp(JS33)与 8255 A口的 PA0PA7分别一一对应相连。静态显示：然后将位控制端 LED1LED4(JS34)分别与逻辑电平开关的 K0K3 相连，在DEBUG状态下，用输出命令“O”，通过 8255的A口在数码管上显示数字 09（C0H、F9H、A4H、B0H、99H、92H、82H、F

11、8H、FFH、90H），并通过开关来选择要显示的数码管（低电平选中，高电平禁止）。动态显示：将位控端LED1LED4分别与8255C口的PC0PC3 相连。编程从计算机键盘上输入数字 09，并在数码管显示出来（显示方式应从右到左逐个进行显示）。3.将44小键盘上输入的字符在4位的数码管上显示出来（选做）。,实验六 中断系统实验(8259),一.实验目的1掌握8259中断控制器的工作原理及使用方法。2掌握使用PC机内8259的方法二.实验内容 编写一键盘中断处理程序计数键盘中断次数，并用该程序替换系统键盘中断处理程序。使当键盘中断产生10次以后，显示按键次数并结束应用。,PC机中断的过程受825

12、9中断控制器控制。8259是专为控制优先级中断而设计的芯片，它将中断源按优先级排队、辨认中断源、提供中断向量的是路集于一体，因而中断系统无需附加任何电路，只需对8259进行编程，就可管理八级中断，并选择优先级模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。,表6-1 8259内部结构和管脚图,三.实验原理,中断控制器 8259介绍,8259由中断请求寄存器（IRR）、优先级分析器、中断服务寄存器（ISR）、中断屏蔽寄存器（IMR）、数据总线缓冲器、读写电路和级连缓冲器/比较器组成。中断请求线IR07输入端上的中断请求由两个级联的寄存器IRR和ISR来处理。IRR寄存器存放所有要求服务的中断

13、请求，ISR寄存所有正在被服务的中断级。IMR寄存器存放被屏蔽的中断请示，该寄存器的每位表示一个中断信号，该位为1，则屏蔽该 号中断，否则开放该号中断，IMR对ISR起作用。数据总线缓冲器是双向三态的，用于连接系统数据总线和8259内部总线，以便编程时，由CPU对8259写入状态字和控制字，或者对其读出。读写控制电路用来接受I/O命令，对初始化命令（ICW）寄存器和操作命令字（OCW）寄存器进行编程写入，以规定8259的工作方式和控制模式，也可对其进行读出操作。级联缓冲器/比较器用于多片8259的连接，以实现优先级电路最多扩展到64级，多片连接时，一个为主片，其余为从片，以接受主片发出的从片识

14、别码，被识别的从片将被允许中断。,在现代PC微机系统中，系统中包含了两片8259中断控制器，经级连可以管理16级硬件中断，其中部分中断源已经被系统硬件占用。8259的端口地址为主片在020H-030H,实际使用020H和021H两个端口；从片在0A0-0BF,实际使用0A0和0A1H两个端口。,表6-2 PC机系统中的硬件中断,PC机硬件中断系统,在硬件系统中，8259仅占用两个外设接口地址，在片选有效的情况下，利用A0来寻址不同的寄存器和命令字。对寄存器和命令字的访问控制如下表所示,CPU在内存的前1024个字节（即地址00000003FFH）建立了一个中断向量表，可存放256个中断向量，每

15、个中断向量占用4个字节，前两个字节为中断服务程序的入口地址偏移量，后两个字节为段地址，取用时，这两个字节分别装入IP及CS中，以转入中断服务程序。每个中断向量用类型码加以区分，当执行中断时，CPU根据类型码乘4后，得到中断向量地址，进而得到IP及CS的值，它就是中断服务程序的入口地址，程序由此转入中断服务程序执行。填写或者修改中断向量的方法位：MOV 中断向量*4,IP地址MOV 中断向量*4+2,CS地址,接口设备通过中断请求线IRQ07中的一条，输入中断请求信号IRQX（X=0、17），该信号将8259内部中断请求触发器IRR相应位置上。8259收到IRX信号后，将其与同时申请中断的信号或

16、正挂起的中断通过内部中断优先级分析器，分析比较优先级，如果该中断请求是唯一的，或优先级最高，则由8259的INT脚向8088CPU发出中断请求信号INTR。CPU响应中断，连续发出两个INTA信号，第一个INTA信号将现行的服务寄存器ISR相应位置位(“1”)，同时中断请求触发器IRR相应位置位(“0”)，为本级再次中断请求作好准备，第二个INTA信号则要求8259输入存放中断向量号（八位）。CPU收到八位中断向量号后，将其乘4作为中断向量的地址。CPU将中断现场信息压入堆栈,标志寄存器IF(中断允许）位和TF(自陷标志)位清零，然后由取得的中断向量得到IP及CS的值。以CS值为段值，IP为偏

17、移值，转入中断服务程序。,硬中断的执行过程,键盘中断执行过程,当从键盘上键入一个键时，键盘上的单片机首先向微机产生硬件中断请求(IRQ1),然后将该键的扫描码传送给主机。而PC机在IRQ1中断的作用下，自动调用INT 09H硬件中断读入键盘的扫描码，并转换成ASCII码，存入键盘缓冲区。本试验中的键盘中断处理程序必须对键盘控制器完成键盘复位。复位键盘控制器只需读出端口61H的内容，并将最高位置1，再写入该端口。此外，按键按下和抬起均会引起中断，所以实际中断相应次数等于按键次数乘以2,调用新中断处理程序的准备为了在中断时执行新的中断处理程序，主程序应做以下准备。保存原中断向量设置新中断向量将82

18、59屏蔽寄存器（IMR)的相应位置0开中断（等待中断）程序结束前，恢复原中断向量。,四.编程提示,在实模式下，中断控制芯片8259的初始化已由系统自动完成。取键盘中断向量：mov ax,3509h int 21h;返回参数 es:bx=中断向量设置键盘中断向量:mov ax,2509h int 21h；返回参数 ds:dx=中断向量,中断结束 mov al,20h;发送EOI命令 out 20h,al,实验七 A/D转换实验,一 实验目的（1）了解模/数转换的基本原理，掌握ADC0809的 使用方法。（2）学会编写数据采集与处理程序的方法。二 实验内容 利用ADC0809测量外部模拟输入电压值

19、，将结果用发光二极管LED输出，并在显示器显示采样的值。,三、实验原理,四 实验步骤,1.将模数转换器 ADC0809 的 8位数据线（JS23）与 8255 A口的PA0PA7相连，将CLOCK接1MHZ的时钟信号（JS32的/4），将地址锁存允许信号ALE，输出允许信号OE，启动转换信号START（JS25）分别接8255B口的PB0，PB1，PB2，转换结束信号EOC接8255C口的 PC0，将模拟通道地址选择信号 ADD-A，ADD-B，ADD-C全部接地，将 ADC0809 的模拟信号输入端IN0连到电位器RJ1的输出（JS27，05V的直流电压）。在DEBUG状态下，利用输出命令启

20、动 A/D转换器，用输入命令读取转换结果，验证输入电压与转换后数字的关系。,O 283 91：8255初始化；O 281 00 O 281 FF：启动A/D转换；O 281 20 I 280：读取转换结果；2.编程采集IN0通道输入的电压，在计算机屏幕上显示转换后数据（用16进制数表示）。当转动电位器改变直流电压输出时，屏幕上显示的数据也应随之而改变。,实验八 D/A转换实验,一 实验目的 1.了解数/模转换的基本原理，掌握DAC0832的使用方法。2.学会编写数据采集与处理程序的方法。二 实验内容 编写产生方波，锯齿波，正旋波的程序通过D/AC0832输出，利用示波器观察波形。,三.实验原理

21、,四.实验步骤,1.将DAC0832的WR1接I/O端口地址290H297H，将数摸转 换器的输出OUT1（双极性）和OUT2（单极性）分别接发光二 极管L1和 L2，利用DEBUG输出命令（O 290 数据）输出数据 给DAC0832，观察指示灯的变化或用万用表测量，当数据为FF 时OUT1和OUT2的输出都为+5V，当数据为00时OUT1的输出 为-5V，OUT2的输出为0V。2.编写产生方波，锯齿波，正旋波并通过DAC0832输出的程序。3.将DAC0832输出（OUT2）的波形作为ADC0809模拟信号输入 连到IN0，然后编写数据采集程序，并将采集的波形显示在计算机屏幕上（选做）。,