微机原理实验报告

资深通信专业学霸整理的实验报告

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目 录

一、I/O地址译码与交通灯控制实验……………………………………3 二、可编程定时器/计数器（8253）……………………………………6 三、中断实验（纯DOS）………………………………………………11 四、模/数转换器………………………………………………………18五、串行通讯 …………………………………………………………16六、课程综合实验(抢答器) …………………………………………28

一、I/O地址译码与交通灯控制实验

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一.实验目的

通过并行接口8255实现十字路口交通灯的模拟控制,进一步掌握对并行口的使用。 二.实验内容

如图5-3，L7、L6、L5作为南北路口的交通灯与PC7、PC6、PC5相连，L2、L1、L0作为东西路口的交通灯与PC2、PC1、PC0相连。编程使六个灯按交通灯变化规律燃灭。

十字路口交通灯的变化规律要求：

（1） 南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮3秒左右。 （2） 南北路口的黄灯闪烁若干次，同时东西路口的红灯继续亮。 （3） 南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮3秒左右。 （4） 南北路口的红灯继续亮、同时东西路口的黄灯亮闪烁若干次。 （5） 转（1）重复。

8255动态分配地址: 控制寄存器： 0C40BH

A口地址： 0C408H C口地址： 0C40AH

三．程序流程图和程序清单

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DATA SEGMENT X DB ? DATA ENDS

STACK1 SEGMENT STACK DW 100H DUP(0) STACK1 ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1 START: MOV AX,DATA

MOV DS,AX MOV DX,0EC0BH MOV AL,80H OUT DX,AL

;写控制字

;---------------INIT----------------

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L3: MOV DX,0EC0AH

CALL DELAY CALL DELAY

;长延时，3s左右

MOV AL,24H OUT DX,AL

;南北绿灯，东西红灯亮

CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY

MOV BL,8 MOV AL,04H

L0: XOR AL,40H ;南北黄灯闪，东西红灯亮

MOV AL,81H OUT DX,AL

;南北红灯亮，东西绿灯亮

CALL DELAY OUT DX,AL CALL DELAY

;延时

CALL DELAY

DEC BL ;闪烁几次 JNZ L0

CALL DELAY

CALL DELAY

CALL DELAY ;长延时，3s左右

CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY CALL DELAY

MOV BL,9

MOV AL,80H

L1: XOR AL,02H ;南北红灯亮，东西黄灯闪

OUT DX,AL CALL DELAY DEC BL

JNZ L1 ;闪烁几次

;延时

CALL DELAY

CALL DELAY

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;------------------------------

;-----------延时函数------------ DELAY : PUSH CX PUSH DX MOV CX,1FFFH LOP1: MOV DX,0FFFFH LOP2: DEC DX

LOOP LOP1 POP DX POP CX RET

JNZ LOP2 MOV AH,4CH INT 21H MOV DL,0FFH MOV AH,06H INT 21H JZ L3

;六号功能判断若无字符输入ZF=1继续循环

CODE ENDS END START

四．实验遇到的问题和解决方法

问题：绿灯灭后黄灯没有出现闪烁的效果，一直保持常亮

解决方法：修改程序，通过利用异或和循环指令使绿灯灭、红灯亮后，黄灯口的状态从0到1循环变换，并通过调用延迟子程序，从而实现人眼可辨的黄灯闪的效果。

二、可编程定时时钟/计数器（8253）

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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． 按图5-1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）。

图 5-1

2． 按图5-2连接电图，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）。

图5-2

三．实验原理

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8253具有3个独立的计数通道，采用减1计数方式。在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。作计数器时， 要求计数的次数可直接作为计数器的初值预置到减“1”计数器中。

8253中各通道可有6种可供选择的工作方式， 以完成定时、计数或脉冲发生器等多种功能。本实验用到的是方式0—计数结束中断。在写入计数值N之后的第一个CLK的下降沿将N装入计数执行单元，待下一个CLK的下降沿到来且门控信号GATE为高电平时，通道开始启动计数。在计数过程中，OUT一直保持低电平，直到计数达“0”时，OUT输出由低电平变为高电平，并且保持高电平。 8253动态分配地址: 控制寄存器： 0C403H

计数器0地址： 0C400H 计数器1地址： 0C401H

四．程序流程图和程序清单 1）

DATA SEGMENT N EQU 0BH

;计数器初值，不大于

0FH

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CHL

DB 0AH,0DH,'$' ;换行

DATA ENDS

STACK1 SEGMENT STACK DW 100 DUP(0) STACK1 ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1 START: MOV AX,DATA MOV DS,AX

;--------------INIT----------------

L0: ;MOV AL,0

CMP CL,0 JNL L0

;CL不小于0时，继续循环

MOV DX,OFFSET CHL MOV AH,09H INT 21H

;输出字符串换行

;OUT DX,AL MOV DX,0C400H IN AL,DX CMP AL,CL JNE L0 DEC CL MOV DL,AL

;若AL不等于CL，则继续到L0循环 ;更改CL值

;读取当前数值

;计数器0锁存

;MOV DX,IO8253 MOV CL,N

MOV DX,0C400H MOV AL,N

MOV DX,0C403H MOV AL,10H OUT DX,AL

;控制寄存器地址

;计数器0，低字节，方式0，二进制计数 ;写入控制字

OUT DX,AL ;写入计数初值

CMP DL,09H ;是0~9吗？ JLE ASCI ADD DL,07H ;是A~F

MOV AH,02H ;单字符输出计数器当前值 INT 21H

ASCI: ADD DL,30H

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;------------------------------

MOV AH,4CH INT 21H END START

CODE ENDS

2）

DATA SEGMENT X DB ? DATA ENDS

STACK1 SEGMENT STACK DW 100H DUP(0) STACK1 ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1

START: MOV AX,DATA

MOV DS,AX

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MOV AL,36H

MOV DX,0C403H ;写计数器0控制字 OUT DX,AL

MOV AX,1000 ;写计数器0初值 MOV DX,0C400H

OUT DX,AL ;先写低字节后写高字节 MOV AL,AH OUT DX,AL

;----------------------------------------------- MOV AL,76H MOV DX,0C403H

OUT DX,AL ;写计数器1控制字 MOV AX,1000 ;写计数器0初值 MOV DX,0C401H OUT DX,AL

MOV AL,AH ;先写低字节后写高字节 OUT DX,AL CODE ENDS END START

五．实验遇到的问题和解决方案 问题：计数初值没有显示出来

解决方法：进行TD调试，发现逻辑上出现了问题。修改程序，通过利用CMP AL,CL JNZ L0来实现将所有的计数值都显示出来。

三、中断实验（纯DOS）

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

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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 52

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

PCI总线中的中断线只有四根，INTA#、INTB#、INTC#、INTD#，它们需要通过P&P的设置来和某一根中断相连接才能进行中断申请。

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2、实验内容

实验电路如图31，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“TPC pci card Interrupt”，中断10次后程序退出。 三、编程提示

1. 由于9054的驱动程序影响直写9054芯片的控制寄存器，中断实验需要在纯DOS的环境中才能正常运行。这里指的纯DOS环境是指微机启动时按F8键进入的DOS环境。WINDOWS重启进入MSDOS方式由于系统资源被重新规划过，所以也不能正常实验。

2. 由于TPC卡使用PCI总线，所以分配的中断号每台微机可能都不同，编程时需要了解当前的微机使用那个中断号并进行设置，获取方法请参看汇编程序使用方法的介绍。（也可使用自动获取资源分配的程序取得中断号）

3. 在纯DOS环境下，有些微机的BIOS设置中有将资源保留给ISA总线使用的选项，致使在纯DOS环境（WINDOWS环境下不会出现此问题）下PCI总线无法获得系统资源，也就 53

无法做实验，这时需要将此选项修改为使用即插即用。

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4. 在纯DOS环境下，有些微机的BIOS设置中有使用即插即用操作系统的选项，如果在使用即插即用操作系统状态下，BIOS将不会给TPC卡分配系统资源，致使在纯DOS环境（WINDOWS环境下不会出现此问题）下PCI总线无法获得系统资源，也就无法做实验，这时需要将此选项修改为不使用即插即用操作系统。

5. 由于TPC卡使用9054芯片连接微机，所以在编程使用微机中断前需要使能9054的中断功能，代码如下：

mov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,使能中断 in ax,dx or ax,0900h out dx,ax

其中IOPORT_CENT是9054芯片寄存器组的I/O起始地址，每台微机可能都不同，编程时需要了解当前的微机使用哪段并进行设置，获取方法请参看本书结尾部分的介绍。（也可使用自动获取资源分配的程序取得），+68H的偏移是关于中断使能的寄存器地址，设置含义如下：

程序退出前还要关闭9054的中断，代码如下：

mov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,关闭中断 in ax,dx

and ax,0f7ffh out dx,ax

6. PC机中断控制器8259 的地址为20H、21H,编程时要根据中断类型号设置中断矢量，8259中断屏蔽寄存器IMR对应位要清零（允许中断），中断服务结束返回前要使用中断结束命令：

MOV AL，20H OUT 20H，AL

中断结束返回DOS时应将IMR对应位置1，以关闭中断 。 四、参考流程图

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五、参考程序 程序名：INT.ASM ;386以上微机适用 ;纯dos下才能使用 ;tasm4.1或以上编译 data segment

int_vect EQU 071H ;中断0-7的向量为:08h-0fh,中断8-15的向量为:70h-77h 55

irq_mask_2_7 equ 011111011b ;中断掩码,中断0-7时从低至高相应位为零,中断8-15时第2位为零

irq_mask_9_15 equ 011111101b ;中断0-7时全一,中断8-15时从低至高相应位为零

ioport_cent equ 0d800h ;tpc 卡中9054芯片的io地址 csreg dw ?

ipreg dw ? ;旧中断向量保存空间 irq_times dw 00h ;中断计数

msg1 db 0dh,0ah,'TPC pci card Interrupt',0dh,0ah,'$' msg2 db 0dh,0ah,'Press any key to exit!',0dh,0ah,'$'

msg3 db 0dh,0ah,'Press DMC to interrupt 10 times and exit!',0dh,0ah,'$' data ends

stacks segment db 100 dup (?) stacks ends code segment

assume cs:code,ds:data,ss:stacks,es:data start:

;Enable Local Interrupt Input .386 cli

mov ax,data mov ds,ax mov es,ax mov ax,stacks mov ss,ax

mov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,使能中断 in ax,dx or ax,0900h out dx,ax

mov al,int_vect ;保存原中断向量 mov ah,35h int 21h mov ax,es mov csreg,ax mov ipreg,bx

mov ax,cs ;设置新中断向量

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56

mov ds,ax

mov dx,offset int_proc mov al,int_vect mov ah,25h int 21h

in al, 21h ;设置中断掩码 and al, irq_mask_2_7 out 21h, al in al, 0a1h

and al, irq_mask_9_15 out 0a1h, al mov ax,data mov ds,ax

mov dx,offset msg2 mov ah,09h int 21h

mov dx,offset msg3 mov ah,09h int 21h

mov irq_times,0ah sti loop1:

cmp irq_times,0 ;等待中断并判断中断10次后退出 jz exit mov ah,1 int 16h

jnz exit ;按任意键退出 jmp loop1 exit: cli

mov bl, irq_mask_2_7 ;恢复中断掩码 not bl in al, 21h or al, bl out 21h, al

mov bl, irq_mask_9_15 not bl in al, 0a1h 57

or al, bl out 0a1h, al

mov dx,ipreg ;恢复原中断向量 mov ax,csreg mov ds,ax

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mov ah,25h mov al,int_vect int 21h

mov dx,ioport_cent+68h ;设置 tpc 卡中9054芯片io口,关闭中断 in ax,dx

and ax,0f7ffh out dx,ax mov ax,4c00h int 21h

int_proc proc far ;中断处理程序 cli

push ax push dx push ds

dec irq_times

mov ax,data ;Interrupt to do mov ds,ax

mov dx,offset msg1 mov ah,09h int 21h

mov al,20h ;Send EOI out 0a0h,al out 20h,al pop ds pop dx pop ax sti iret

int_proc endp code ends

四、模/数转换器

一、实验目的

了解模/数转换的基本原理，掌握ADC0809的使用方法。

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二、实验内容

１、实验电路原理图如图38。通过实验台左下角电位器RW1输出0～5Ｖ直流电压送入ADC0809通道0(IN0),利用debug的输出命令启动Ａ/Ｄ转换器，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。 启动IN0开始转换: Out 0298 0 读取转换结果: In 0298

２、编程采集IN0输入的电压,在屏幕上显示出转换后的数据（用16进制数）。 ３、将JP3的1、2短接，使IN2处于双极性工作方式，并给IN1输入一个低频交流信号（幅度为±５Ｖ），编程采集这个信号数据并在屏幕上显示波形。 三、实验提示

１、ADC0809的IN0口地址为298H，IN1口地址为299H。

２、IN0单极性输入电压与转换后数字的关系为：

其中Ui为输入电压，UREF为参考电压，这里的参考电压为ＰＣ机的＋５Ｖ电源。 ３、一次A/D转换的程序可以为 MOV DX,口地址

OUT DX,AL ；启动转换 ；延时

IN AL,DX ；读取转换结果放在AL中 四、参考流程图

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五、参考程序１：AD_1.ASM ioport equ 0d400h-0280h io0809a equ ioport+298h code segment assume cs:code

start:mov dx,io0809a ;启动A/D转换器 out dx,al

mov cx,0ffh ;延时 delay:loop delay

in al,dx ;从A/D转换器输入数据 mov bl,al ;将AL保存到BL mov cl,4

shr al,cl ;将AL右移四位

call disp ;调显示子程序显示其高四位 mov al,bl and al,0fh

call disp ;调显示子程序显示其低四位 mov ah,02

mov dl,20h ;加回车符 int 21h mov dl,20h int 21h

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push dx

mov ah,06h ;判断是否有键按下 mov dl,0ffh int 21h pop dx

je start ;若没有转START mov ah,4ch ;退出 int 21h

disp proc near ;显示子程序 mov dl,al

cmp dl,9 ;比较DL是否>9

jle ddd ;若不大于则为'0'-'9',加30h为其ASCII码 add dl,7 ;否则为'A'-'F',再加7 ddd: add dl,30h ;显示 mov ah,02 int 21h ret

disp endp code ends end start

五、串行通讯

一、实验目的

1、 进一步了解串行通信的基本原理。

2、 掌握串行接口芯片8250的工作原理和编程方法。 3、 熟悉PC机串行口的基本连接方法

二、实验内容

1、PC机RS-232串口自发自收。

按照PC机串口自发自收的连接方法连线。编写PC机自发自收串行通信程序，要求：从键盘输入一个字符，将字符通过串口发送出去，再由此串口将字符接收回来并在屏幕上显示，实现自发自收。 2、 两台PC机间RS-232串口通信。

按照PC机RS-232串口直接互连的方法连接两台PC机。 编写PC机直接互连串行通信程序；要求：由甲机键盘键入字符经串口发送给乙机，再由乙机通过串口接收字符并显示在屏幕上。当键入感叹号“！”，结束收发过程。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wy74.html