微机接口实验指导

微机接口实验指导书 启东计算机厂有限公司

目 录

目 录 ............................................................................................................................... 1 第一章 8088实验系统性能特点.......................................................................................... 2 §1.1 8088技术指标 .................................................................................................................... 2 §1.2 8088系统资源分配 ............................................................................................................ 2 §1.3 8088系统输入/输出接口地址的分配 .............................................................................. 3 第二章 8088实验系统组成结构 ........................................................................................... 4 §2.1 总体框图 ............................................................................................................................. 4 §2.2 通用外围电路 ..................................................................................................................... 4 §2.3 8088 CPU系统板插头座和按键定义 ................................................................................ 6 第三章 实验指导 ................................................................................................................ 7 实验一 使用ADC0809的A/D转换实验 ................................................................................... 7 实验二 使用DAC0832的D/A转换实验(一) ........................................................................... 9 实验三 使用DAC0832的D/A转换实验(二) ......................................................................... 13 实验四 8255A可编程并行口实验(一) .................................................................................. 14 实验五 8253A定时/计数器实验 ............................................................................................ 19 实验六 使用8259A的单级中断控制实验 ............................................................................. 23 实验七 使用8251A的串行接口应用实验(一) ...................................................................... 31 实验八 8279A可编程键盘显示接口实验 ............................................................................. 35 实验九 小直流电机调速实验 ................................................................................................. 42 实验十 步进电机控制 ............................................................................................................. 43 实验十一 继电器控制 ............................................................................................................... 44 实验十二 存贮器读写实验 ....................................................................................................... 45 实验十三 使用8237A可编程DMA控制器实验 ....................................................................... 46 实验十四 8259A串级中断控制实验 ...................................................................................... 55 实验十五 USB接口CH375应用实验 ...................................................................................... 57 实验十六 用8253和8259实现电子表 ................................................................................... 58 实验十七 用D/A、A/D实现闭环测试 ................................................................................... 59 实验十八 用0832和8255实现对直流电机的调速控制 ..................................................... 60 实验十九 计数器实验 ............................................................................................................... 61 实验二十 16C550串行口控制器实验 .................................................................................... 62 实验二十一 液晶显示控制实验 ............................................................................................... 64

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第一章 8088实验系统性能特点

§1.1 8088技术指标

1、用主频为 4.77MHZ 的 8088CPU 为主 CPU，并以最小工作方式构成系统 。 2、提供标准RS232异步通信接口和USB即插即用通信接口，以联接电脑 。 3、系统以一片 62256 静态 RAM 构成系统的32K 基本内存， 地址范围为 00000H～07FFFH。其中 00000H～004FFH 为系统数据区，00500H～00FFFH 为用户数据区，01000H～07FFFH 为用户程序区。

4、备有通用外围电路，包括逻辑电平开关电路、发光二极管显示电路、 时钟电路、单脉冲发生电路、继电器及驱动电路、直流电机转速测量及控制驱动电路、步进电机及驱动电路、电子音响及驱动电路、模拟电压产生电路。 5、配置4×4矩阵键盘，8个动态数码管显示器。

6、提供各种微机常用 I/O 接口芯片：包括定时/计数器接口芯片 (8253A)， 并行接口芯片(8255A)，A/D转换芯片(0809)，D/A转换芯片( 0832) ， 2片中断控制器接口芯片(8259A)，经典键盘显示接口芯片(8279A)，DMA 控制器8237A，串行通信接口芯片(8251A)等。 7、配备主从方式USB接口电路,方便学生进行USB接口应用软硬件实验。 8、配备RS232/485通信接口电路。

9、扩展有新型串行通信接口电路16C550、16×16点阵LED显示电路、自带T6963C控制器的128×64图形液晶显示器、串行时钟电路PCF8563、串行存储器93C46、串行A/D TLC549和串行D/A TLC5615转换电路、串行键盘显示控制器ZLG7290、一总线温度传感器18B20、看门狗电路等。

10、电路设计中增加保护措施，有效避免学生因错接而损坏器件 。 11、实验电路连接采用自锁紧插座及导线，消除接触不良现象 。

12、工作电源电压±5V±5％，±12V±5％，工作电流不大于1A，开关机瞬间及工作正常时电源毛刺必须小于0.5V 。

13、配备中文WINDOWS9X/2000/XP界面调试软件及实验演示软件 。 14、系统可以单步、断点、连续等方式调试运行各实验程序 。

15、使用环境： 环境温度0℃~+40℃，无明显潮湿、无明显振动碰撞 。

§1.2 8088系统资源分配

8088有一兆存储空间，系统提供给用户使用的空间为00000H～0FFFFH， 用于存放 调试实验程序，具体分配如下表：

中断矢量区 -2-

00000H～000FFH

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系统数据区 系统栈区 00100H～004FFH 用户数据区 00500H～00FFFH 用户程序区 用户栈区 01000H～07FFFH

中断矢量区 00000H～00013H 作为单步 (T)、断点 INT3、无条件暂停 (NMI) 中断矢量区，用户也可以更改这些矢量，指向用户的处理，但失去了相应的单步、断点、暂停等系统功能。

§1.3 8088系统输入/输出接口地址的分配

电路名称 提供给用户的扩展口 口地址 Y0:000H～00FH Y6:060H～06FH Y7:070H～07FH 通道0计数器048H 通道1计数器049H 通道2计数器04AH 通道3计数器04BH 命令寄存器 020H 状态寄存器 021H 8253A定时/计数器接口 单级8259A中断控制器接口或译码输出CS6 8279A键盘显示口 或译码输出 CS5 8251A串行接口

数据口 0DEH 命令状态口 0DFH 数据口 050H 命令口 051H -3-

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第二章 8088实验系统组成结构

§2.1 总体框图

实验系统总体原理框图如下：

8088CPU

DO-D7 CLK A8-A19 RST /RD / WR IO/M / ALE

总线插座

DB 74LS245 晶振 复位 A0-A15 8284 74LS273 D0-D7 CS1 EPROM MEMR A8-A19 A0-A7 FPGA BD0-BD7 BA0-BA15 MEMR MEMW IOW IOR CS7 CS6 CS5 CS4 CS3 CS2 70-7FH 60-6FH 00-0FH RST CLR

图2－1 §2.2 通用外围电路

8088实验系统中设计了一系列实验所必需的通用外围电路： 包括逻辑电平开关电路、发光二极管显示电路、时钟电路、单脉冲发生电路、继电器及驱动电路、直流电机 及驱动电路、 步进电机及驱动电路、 电子音响及驱动电路、 模拟电压产生电路 ；另外，系统中设计了系统总线扩展插座 。

1、 逻辑电平开关电路（模块化机型上是独立模块）

该系统提供8个逻辑电平开关，每一个输出端有一插孔，分别标有 K1～K8 。开关向上打时，输出高电平“1”，向下时输出低电平“0”。

2、 发光二极管显示电路（模块化机型上是独立模块L0～L11）

实验系统提供有8个发光二极管。 其输入端有8个插孔，分别标有L0～L7，它对应1～7个发光二极管。 输入端为高电平“1”时，发光二极管亮；输入端为低电平“0”时，发光二极管灭。 3、 时钟电路

1MHZ—1HZ 时钟信号分多档输出，T1-1MHZ、T2-500KHZ、T3-100KHZ、T4-10KHZ、T5-1KHZ、

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T6-100HZ、T7-1HZ,供 0809A/D 转换器、8253A定时器/计数器、8250A串行接口实验使用 。 4、单脉冲发生电路

采用 RS 触发器产生±单脉冲。实验者每按一次AN 按钮，即可以从两个插座上分别输出一个正脉冲 SP 及负脉冲 /SP ，供“中断”、“DMA”、定时器/计数器等实验使用 。 5、 继电器及驱动电路

现代自动化控制设备中都存在一个电子与电气电路的互相联结问题。 一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件(电动机、电磁铁、电灯泡等)；另一方面又要为电子电路的电气设备提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身的安全。电子继电器便能完成这一桥梁作用。

实验系统上设有一个+5V直流继电器及相应的驱动电路，当其开关量输入端“JIN”插孔输入数字电平“1”时，继电器动作，常开触点闭合、 常闭触点断开。通过相应的实验使学生了解开关量控制的一般原理 。

6、 直流电机及驱动电路（模块化机型上是独立模块）

系统中设计有一个+5V直流电机及相应的驱动电路。小直流电机的转速是由加到其输入端\的脉冲电平及占空比来决定的， 正向占空比越大转速越快，反之越慢。驱动电路输出接直流电机。

7、 步进电机及驱动电路（模块化机型上是独立模块）

步进电机是工业控制及仪表中常用的控制元件之一， 它有输入脉冲与电机轴转角 成比例的特征，在智能机器人、软盘驱动器、数控机床中广泛使用，微电脑控制步进电机最适宜。系统中设计使用20BY－0型号步进电机，它使用+5V直流电源， 步距角为18度，电机线圈由四相组成，即A、B、C、D四相。 驱动方式为二相激磁方式，各线圈通电顺序表如下表2－1所示。驱动器输出BDJ—A～D接步进电机。 8、 电子音响及驱动电路

音响电路的控制输入插孔为“SIN”，控制输入信号经三极管放大后接喇叭。 9、 模拟信号电平产生电路

系统中提供1路0～5V模拟电压信号Vout，供A/D转换实验时用。 表2－1 相顺序

Φ1 Φ2 Φ3 Φ4 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 2 -5-

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图4－1 3、 8255Ａ工作方式

8255A芯片有三种工作方式： 方式0、方式1、方式2。 它通过对控制寄存器写入不同的控制字来决定其三种不同的工作方式。 方式0 ： 基本输入/输出

PA7~0 PC7~4 PC3~0 PB7~0 8 4 4 8 I /O I /O I /O I /O

图4－2(a) 方式0引脚功能

如图4－2（a）所示。 该方式下的A口8位和B口8位可以由输入的控制字决定为输入或输出， C 口分成高4 位(PC7~PC4)和低4位(PC3~PC0)两组，也有控制字决定其输入或输出。 需注意的是：该方式下，只能将C口其中一组的四位全部置为输入或输出。

方式1 ： 选通输入/输出

8255

PC4 PC5 PC3 PC7~6 PB7~0 PC2 PC1 PC0 DATA STBA IBFA

INTRA I/O

DATA STBB INTRB IBFB

8255

WR RD

PA7~0 PC7 PC6 PC3 PC5~4 PB7~0 PC2 PC1 PC0 DATA OBFA ACKA INTRA I/O DATA OBFB ACKB INTRB 图4－2(b)方式1输入 图4－2(c)方式1输出

如图4－2（b）、(c)所示。该方式又叫单向输入输出方式，它分为A、B两组，A组由数据口A和控制口C 的高4位组成，B组由数据口B和控制口C的低4位组成。数据口的输入/

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输出都是锁存的，与方式0不同，由控制字来决定它作输入还是输出。C口的相应位用于寄存数据传送中所需的状态信号和控制信息。

方式2 ： 双向输入输出

WR RD PA7~0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2~0 DATA OBF ACK IBF STB INTR I/O

图4－2(d)方式2双向输入输出

如图4－2（d）所示。 本方式只有A组可以使用，此时A口为输入输出双向口，C口中的5位(PC3~PC7)作为A口的控制位。

4、 8255A控制字

(1) PC口按位置/复位控制字

主片 7

(2) 方式选择控制字

7 6 5 4 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 0 × × × 1=置位,0=复位 无关 位选择000～111 置位/复位标志:0=有效 PC3～0:1=输入, 0=输出 PB口: 1=输入,0=输出 B组 方式选择:0=方式0,1=方式1 PC7～4:1=输入, 0=输出 PA口:1=输入,0=输出 方式选择:00=方式0 A组 -17- 01=方式1 01×=方式2 微机接口实验指导书 启东计算机厂有限公司

方式标志:1=有效 三、实验内容 1、实验原理 如实验原理图4－3所示，PC口8位接8个开关K1～K8，PB口8位接8个发光二极管，从PC口读入8位开关量送PB口显示。拨动K1～ K8，PB口上接的8个发光二极管L0～ L7对应显示K1～ K8的状态。 2、实验线路连接

（1） 8255A芯片PC0～ PC7插孔依次接K1～ K8。 （2） 8255A芯片PB0～PB7插孔依次接L0～ L7。 （3） 8255A的片选插孔8255CS接译码输出Y7插孔。 U18255PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC743214039383718192021222324251415161713121110D0D1D2D3D4D5D6D7IORIOWADD0ADD1RSTY7343332313029282753698356D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1RESETCSPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7L0L1L2L3L4L5L6L7K1K2K3K4K5K6K7K88255CSR14.7KVCC 图4－3 四、实验软件框图

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开始 初始化8255 设置8255控制字 置8255PB0为低电平 读取PC口值 将PC口值送PB口显示

五、实验软件清单

见随机光盘，文件名为H8255－1.ASM 六、实验步骤

1、按图4－3连好线路。

2、运行实验程序,拨动K1～8，L0～L7会跟着亮灭。

实验五 8253A定时/计数器实验

一、实验目的

学习8253A可编程定时/计数器与8088CPU的接口方法；了解8253A的工作方式； 掌握8253A在各种方式下的编程方法。

二、预备知识

1、 8253A内部结构

8253A定时/计数器具有定时、计数双功能。它具有三个相同且相互独立的16 位减法计数器，分别称为计数器0、计数器1、计数器2。每个计数器计数频率为0~2MHZ， 其内部结构如图5－1所示。由于其内部数据总线缓冲器为双向三态，故可直接接在系统数据总线上，通过CPU写入计数初值，也可由CPU读出计数当前值；其工作方式通过控制字确定；图中的读写控制逻辑，当选中该芯片时， 根据读写命令及送来的地址信息控制整个芯片工作；图中的控制字寄存器用于接收数据总线缓冲器的信息：当写入控制字时，控制计数器的工作方式，当写入数据时则装入计数初值，控制寄存器为8位， 只写不能读。

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-RD 数据 总线 缓冲器 读/写 逻辑 计数器0 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 15 MSB 15 MSB LSB LSB 0 0 15 MSB 15 MSB LSB 0 LSB 0 15 MSB 15 MSB OUT0 OUT1 OUT2 0 LSB 0 LSB 计数器 锁存器 D0~D7 -WR A0 A1 -CS 计数器1 控制字 计数器2 寄存器 CLK0 CLK2 GATE0 GATE2 CLK1 OUT2 GATE1 CLK2 GATE2 图5－1 8253A 内部结构图 图5－2 计数器 内部结构图 2、 计数器内部结构

如图5－2所示，每个计数器由一个16位可预置的减1计数器组成，计数初值可保存在16位的锁存器中，该锁存器只写不能读。在计数器工作时，初值不受影响，以便进行重复计数。图中每个计数器有一个时钟输入端CLK作为计数脉冲源， 计数方式可以是二进制，计数范围1~10000H，也可以是十进制，计数范围1~65536。门控端GATE用于控制计数开始和停止。输出OUT端当计数器计数值减到零时，该端输出标志信号 。 3 、 8253A端口地址选择见 表5-1 表5-1 /CS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 4 、 8253A功能

8253 A既可作定时器又可作计数器：

(1) 计数： 计数器装入初值后，当GATE为高电平时，可用外部事件作为CLK 脉冲对计

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/RD /WR 1 1 1 1 0 0 0 0 × 1 0 0 0 0 1 1 1 1 × 1 A1 0 0 1 1 0 0 1 1 × × A2 0 1 0 1 0 1 0 1 × × 寄存器选择与操作 写入计数器#0 写入计数器#1 写入计数器#2 写入控制寄存器 读计数器#0 读计数器#1 读计数器#2 无操作(三态) 禁止(三态) 无操作(三态)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/hcct.html