微机原理实验教材（新）

微型计算机原理实验指导 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 河北大学电子信息工程学院 2010年10月 目录 实验一 绘图实验………………………………………………………1 实验二 显示实验……………………………………………………………3 实验三 交通灯信号实验……………………………………………………5 实验四 信号分频实验………………………………………………………8 实验五 中断系统实验……………………………………………………11 实验六 综合实验…………………………………………………………15 题目1 计算机钢琴…………………………………………………………13 题目2 步进电机控制………………………………………………………14 实验一 绘图实验 一、实验目的 1、了解并掌握显示系统的编程原理。 2、熟悉并使用BIOS中的相关中断调用。 3、掌握图形程序的设计基本方法。 二、实验内容 1、基本要求 在屏幕上绘出不同形状的彩色图形。 2、提高部分 在窗口中画出一个动态图形。例如：一个半径逐渐扩大或者逐渐缩小的圆。 三、背景知识 1、显示系统的编程原理 显示系统有两种工作方式：字符方式和图形方式。绘图程序通常需要设置显示器工作在图形显示方式。其基本的编程单位是像素。绘制图形都是由“写像素点”操作完成。 像素点的位置可用3个参数表示，即页号、行号和列号。屏幕的分辨率为行×列。像素的行号和列号都是从0开始编号的，对应屏幕左上角的像素。 2、BIOS系统的相关功能调用 绘图程序主要采用的是BIOS中的INT 10H系列中断调用。其相关功能号如下所示。 （1）(AH)=00H，设置屏幕显示方式。 （2）(AH)=0BH，选择屏幕背景色/选择调色板。 （3）(AH)=0CH，写像素点。 3、绘制图形的设计方法 根据屏幕显示方式所确定的象素分辨率，在屏幕中按照逐个写像素点的方法画出各种图形。在画出某图形时，可事先计算出构成图形的所有象素点的坐标，并以此来定义变量；也可在程序中根据数学公式，计算出某个像素点的行坐标和列坐标。 四、实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 要求 报告内容：实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。 提示：显示原理部分参阅教材，第二版的11.3或第三版的8.3小节。相关功能调用和中断调用参阅附录B和C。 实验二 显示实验 一、实验目的 　　1、熟悉LED数码管的显示原理。 2、掌握驱动数码管工作的汇编语言程序的基本方法。 二、实验内容 　　编写程序，使实验箱上的6个数码管依次闪动显示一些字符。例如滚动显示“123456”及“good”等。 三、数码管的字形/字位 七段数码管的显示原理如图2-1所示，用一个字节的信息对一个数码管的字形进行编码，“0”亮、“1”灭。字形码中的二进制位由低到高对应数码管的A到H。例如“0”的字形码是11000000 B。 图2-1 数码管原理图 字位码用一个字节表示，如表2-1所示。G5到G0对应实验箱上的数码管从左到右。 表2-1 字位码表 G5 G4 G3 G2 G1 G0 20 10 08 04 02 01 实验箱上LED数码管的端口地址是固定不变的。字形端口的地址为0FFDCH，字位端口的地址为0FFDDH。 四、程序流程 程序流程图参考图2-2。 图2-2 流程图 五、实验步骤 　　编写程序，运行程序，观察数码管显示情况。 六、实验报告要求 报告内容：实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。 提示：本实验在实验箱系统上完成，因此编程方式与PC机环境下（实验一）的编程有一些区别。例如不能使用功能调用和中断调用，程序不能自动停止等。程序的流程可以像参考的那样无限次循环，也可以设计成有限次循环后结束。 实验三 交通信号灯实验 一、实验目的 1、掌握8255A的工作原理和编程方法。 2、掌握通过8255A并行口传输数据，控制发光二极管亮与灭的方法。 二、实验内容 　　以十二个发光二极管（L1到L12）模拟外设，用8255A作为输出接口。编程实现控制十二个发光二极管的亮与灭，模拟交通信号灯的工作。 三、实验电路 1、本实验的相关电路如图3-1所示。仔细分析发光二极管的工作电路，判断使其点亮的控制信号是“0”还是“1”？ 图3-1 8255电路原理图 2、 8255A的端口地址是实验箱固定分配好的：PA口对应的端口地址为0FFD8H，PB口对应的端口地址为0FFD9H，PC口对应的端口地址为0FFDAH，控制口对应的端口地址为0FFDBH。 3、实验中需要的硬件设计是：确定用8255A的哪些输出口与二极管连接（下图中的连接只是一种可行 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ）？确定输出口的信号位与二极管（红灯、绿灯、黄灯）的对应关系。用导线将L1到L12的接线孔与8255A的指定输出口可靠连接。 四、程序流程 程序流程参考图3-2。 图3-2 流程图 五、编程提示 　　1、本实验中，8255A三个端口的工作模式均工作在方式0，并处于输出状态。 2、要完成本实验，必须先了解交通路灯的亮灭规律。设有一个十字路口1、3为南北方向，2、4为东西方向。初始状态为四个路口的红灯全亮。之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延时一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车。延时一段时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，2、4路口的红灯亮，同时1、3路口方向的绿灯亮。重复上述过程。 　　3、闪烁的编程次序是：点亮——延时——灭灯——延时。延时可以设计成子程序的形式，这样会使程序总长短一些。黄灯的闪烁延时小一些，红绿灯的点亮延时要适当长一些。 六、实验报告要求 报告内容：实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。 实验四 信号分频实验 一、实验目的 　　1、掌握8253定时器/计数器的工作原理和编程方法。 2、熟悉8253芯片与计算机系统的连接原理和方法。 　　3掌握信号分频的程序设计原理。 二、实验内容 　　以实验箱上的8253芯片为分频电路，选择8253中的计数器0、1、2中的一个作为工作计数器，让其工作在方式2或方式3。编程实现对一个频率信号的分频。用仿真环境中的模拟示波器查看原始频率信号和分频后的频率信号，计算信号的周期和频率。 三、实验电路 1、8253的端口地址设计 实验箱上有一个译码器电路，该电路由一片LS138芯片组成，其引脚全部由圆孔插座引出，实验时可以根据个人的设计进行选择。如图4-1所示。 图4-1 译码器电路接线图 图4-1中右上角的地址线A0和A1已经在实验箱电路中连接到8253的A0和A1引脚上了，作为芯片内四个不同端口的选择。A2、A3和A4要连接译码器电路的A、B和C引脚，作为译码器的输入端。A6和A7以上的地址线全为“1”。因此，该译码器的有效寻址范围为0FFE0H-0FFFFH。而译码器的译码输出线Y0和Y7分布对应地址范围0FFE0H-0FFF3H和0FFECH-0FFFFH，至于其他译码输出线对应的地址范围，可按照此法推导出。 本实验中，在Y0到Y7中任意选择一个连接8253的片选信号8253CS。这样，根据个人选择的不同，8253的端口地址范围就确定了。 2、原始频率信号选择 实验箱上有一个计数器电路，该电路由一片74LS393组成。其脉冲输入端已经连接了4.9152MHz的脉冲源。因此，其输出端T0到T7的输出频率依次为2.4576MHz、1.2288MHz、614.4KHz、307.2 KHz、153.6 KHz、76.8 KHz、38.4 KHz、19.2 KHz。 本实验中，任意选取T1中T7的一个作为原始信号源，连接8253工作计数器的CLK引脚。 3、8253芯片的设计 实验箱上的8253原理如图4-2所示。需要实现的设计内容包括：端口地址范围选择、工作计数器选择和原始输入信号选择。 图4-2 8253原理图 假如8253端口地址范围为0FFE0H-0FFF3H，工作计数器为计数器0，原始输入信号的频率为614.4KHz，那么接线图如图4-2中粗实线所示。 四、程序流程 实验程序流程图如图4-3所示。 图4-3 流程图 五、实验步骤 1、连接138译码输入端A、B、C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。 2、工作计数器的CLK与分频单元中T1-T7中的一个相连，GATE0与5V相连，8253CS与译码单元中Y0-Y7中的一个相连。 3、用8芯扁平电缆将8251串行通信单元的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。 4、将工作计数器的OUT端与虚拟示波器接口CH0相连，将原始信号源与虚拟示波器接口CH1相连。 5、运行程序。观察集成开发环境中逻辑示波器的波形，计算信号的周期、频率。 六、实验报告要求 报告内容：实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。 提示：8253是一种可编程定/计数器，有三个十六位计数器，其计数频率范围为0-2MHZ，用+5V单电源供电。 实验五 中断系统实验 一、实验目的 　　1、掌握8259A中断控制器的原理和编程结构。 2、掌握8259A中断控制器与计算机系统的连接原理和方法。 　　3、掌握中断系统的工作原理及其程序设计方法。 二、实验内容 　　以实验箱上的单脉冲单元模拟外部设备，将单脉冲单元的SP插孔连接8259A芯片的中断请求引脚IRQ。 编制程序，主程序实现数码管循环显示数字，中断服务子程序实现数码管显示字母。程序运行时，数码管循环显示数字，每当按一次单脉冲按钮，数码管显示一次字母，然后继续显示数字。 三、实验流程 本实验的主程序流程如图5-1所示，其中数码管显示数字程序模块可以利用实验二的数码管显示程序。中断服务子程序流程如图5-2所示。 图5-1 主程序流程图 图5-2 中断服务子程序流程图 四、实验电路 1、中断控制器8259芯片的端口地址设计 实验箱上的译码器单元如实验四的图4-1所示，相关的地址译码设计方法也与实验四中的相仿。所不同的是，8259的片内地址只连接A0地址线（已连接号），因此8259只有2个端口。如果用A1、A2、A3地址线连接译码器A、B、C插孔，则译码器的译码地址范围为0FFF0H-0FFFFH。 2、中断控制器8259的中断请求设计 8259接线原理如图5-3所示。将单脉冲信号SP作为中断请求信号，连接到8259的某个IR引脚上，图中连接IR7只是一种选择方案。8259芯片的片选CS接译码器单元的译码输出引脚Y0-Y7中的任意一个，图中是连接Y0，则8259端口地址为0FFFH和0FFF1H。 图5-3 8259接线图 五、编程提示 1、8259芯片介绍 　　中断控制器8259A是专业性为控制优先级中断设计的芯片。它将中断源优先级排队，辩别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中。因此无需附加任何电路，只需对8259A进行编程，就可以管理8级中断，并选择优行模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。同时，在不需要增加其它电路的情况下，通过多片8259A的级联，能构成多达64级的矢量中断系统。 2、中断类型号和中断向量地址 本实验的中断请求引脚和中断向量号的对应关心如表5-1所示。 表5-1 中断类型号 中断请求信号 IRQ0 IRQ1 IRQ2 IRQ3 IRQ4 IRQ5 IRQ6 IRQ7 中断类型号 8H 9H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 中断向量地址 20H -23H 24H -27H 28H -2BH 2CH -2FH 30H -33H 34H -37H 38H -3BH 3CH -3FH 3、8259的控制字 本实验的8259为单片工作，则初始化控制字只需要写入ICW1、ICW2、ICW4。有效的中断请求信号是低电平向高电平跳变的上升沿，单片使用，需要写入ICW4，因此，ICW1为13H。芯片的中断类型号基值是08H，因此，ICW2为08H。芯片工作在正常全嵌套方式，缓冲方式，正常EOI方式，8088CPU，因此，ICW4为09H。 操作命令字中需要OCW1和OCW2。OCW1为中断屏蔽字，需要写入奇地址端口，其中“1”表示屏蔽，“0”表示开放相关中断请求。OCW2为EOI命令字，实验中为20H，需要写入偶地址端口。 六、实验步骤 1、连接138译码输入端A、B、C，连接相关地址线，138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。 2、将8259CS插孔与译码单元的某个译码输出线相连，某个中断源IRi与单脉冲单元的SP插孔相连。 3、用8芯扁平电缆将8259中断控制单元的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。 4、在连续运行方式下，按动单脉冲的AN按钮，观察LED数码管的显示过程。 七、实验报告要求 报告内容：实验名称、姓名、班级、学号、实验目的、实验步骤、完整的源程序代码、问题、收获及总结。 实验六 综合实验 实验目的 提高综合运用与解决实际问题的能力。 实验内容 以下2个题目中任选一个完成。主要工作包括电路设计、电路实现、驱动程序设计、实验调试和实验报告撰写。 题目1 计算机钢琴 一、实验内容 1、要求设计计算机外设电路，使其能够在计算机程序的驱动使小喇叭发出声音。设计电路所需元器件及器材由实验室提供。 2、编写程序要求：使连接有上述外设电路的计算机成为一架可弹奏的“钢琴”。“钢琴”的声音由小喇叭发出。当按下数字键0～7时，依次发出空音及1、2、3、4、5、6、7七个音调，按下数字键8时则退出“钢琴”状态。 二、实验说明 音符与信号频率值对应关系见下表。 音符 1 2 3 4 5 6 7 频率值 524 588 660 698 784 880 988 三、实验报告要求 1、以论文形式完成实验报告。 2、报告内容包括：题目、完成者姓名及单位、摘要、关键词、设计思路及原理、外设电路图及各部分电路的说明、实验步骤或现象介绍、结论及参考文献。 3、附录为实验完整的源程序代码。 题目2 步进电机控制 一、实验内容 1、设计电路，使其能够驱动步进电机转动。所需元器件及器材由实验室提供，其中步进电机为30BYJ011，电压为DC12V。 2、编写程序，控制步进电机的运转，要求可调整步进电机运转的方向和速度。 二、实验说明 使用开环控制方式，使之能对步进电机的转动方向、速度和角度进行调节。所谓步进，就是指每给步进电机一个递进脉冲，步进电机各绕组的通电顺序就改变一次，即电机转动一次。 三、实验报告要求 1、以论文形式完成实验报告。 2、报告内容包括：题目、完成者姓名及单位、摘要、关键词、设计思路及原理、步进电机驱动电路图及各部分说明、调整步进电机运转方向和速度的方法、实验步骤或现象介绍、结论及参考文献。 3、附录为实验完整的源程序代码。 中断返回 开中断 数码管显示字母并延时 发送EOI指令 关中断 开始 数码管显示数字 初始化8259 初始化中断向量表 开中断 关中断 开始 向工作计数器写入计数初值 PAGE