...wd......wd......wd...微機原理與接口技術硬件實驗報告學院：信息與通信工程學院班級：201******學生姓名：************學號：201*******201*******班內序號：****實驗一熟悉實驗環境及IO的使用實驗目的：1.通過實驗了解和熟悉實驗臺的構造,功能及使用方法。2.通過實驗掌握直接使用Debug的I、O命令來讀寫IO端口。3.學會Debug的使用及編寫匯編程序二、實驗內容：1.學習使用Debug命令,并用I、O命令直接對端口進展讀寫操作,2.用匯編語言編寫跑馬燈程序。(使用EDIT編輯工具)實現功能A.通過讀入端口狀態(ON為低電平),選擇工作模式(燈的閃爍方式、速度等)。B.通過輸出端口控制燈的工作狀態(低電平燈亮)三、實驗步驟：1.實驗板的IO端口地址為0E8E0H在Debug下,I是讀命令。(即讀輸入端口的狀態---撥碼開關的狀態)O是寫命令。(即向端口輸出數據---通過發光管來查看)進入Debug后,讀端口撥動實驗臺上八位撥碼開關輸入I端口地址回車屏幕顯示 xx 表示從端口讀出的內容,即八位開關的狀態ON是0,OFF是1寫端口輸入 O 端口地址 xx(xx表示要向端口輸出的內容)回車查看實驗臺上的發光二極管狀態,0是燈亮,1是燈滅。2.在Debug環境下,用a命令錄入程序,用g命令運行C>Debug-amov dx,端口地址mov al,輸出內容out dx,almov ah,0bhint 21hor al,aljz 0100int 20h-g運行查看結果，修改輸出內容再運行查看結果分析movah,0bhint21hor al,aljz 0100int20h該段程序的作用：檢測鍵盤有沒有按鍵，有則返回DOS。沒有繼續執行3.利用EDIT工具編寫匯編寫跑馬燈程序程序實現功能A.通過讀入端口狀態(ON為低電平),選擇工作模式(燈的閃爍方式、速度等)。B.通過輸出端口控制燈的工作狀態(低電平燈亮)C>EDIT文件名.asm錄入程序按Alt鍵翻開菜單進展存盤或退出編譯文件C>MASM文件名.asm連接文件C>LINK文件名.obj運行文件或用Debug進展調試。四、程序流程圖軟件程序流程圖：開場開場檢測撥碼開關最低位=1中間位=1最高位=1按照速度設定向右運動按照速度設定向左運動完畢YNYNNY硬件連線圖：五、源程序代碼：DATSEGMENTNUMDB0EFHDATENDS；定義數據段STASEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(?)STAENDS；定義堆棧段CODSEGMENTASSUMECS:COD,DS:DAT,SS:STASTARTPROCFARPUSHDSMOVAX,0PUSHAX；使用第一種返回DOS的方式MOVAX,DATMOVDS,AXMOVDX,0E8E0H;輸出端口設置LOOP0:INAL,DXMOVAH,ALTESTAL,01HJZGG；最低位為1則程序完畢TESTAL,02H；檢測中間位JZLOOP0；假設輸入端為0則繼續等待TESTAL,04H；JZRR；跑馬燈向右運動ROLNUM,1；跑馬燈向左運動JMPLOOP2RR:RORNUM,1；原數據循環右移，使得跑馬燈向右跳轉LOOP2:ANDAH,1FHMOVCL,AH；設置子程序調用的次數，間接控制延遲時間MOVCH,0；MOVAL,NUMOUTDXINCCXLOOP1:CALLDELAY；調用延時子程序LOOPLOOP1JMPLOOP0；返回等待輸入過程GG:RETFSTARTENDP；延時子程序DELAYPROCPUSHCXMOVCX,008FFH；外循環過程D1:PUSHCXMOVCX,004FFH；內循環過程D2:LOOPD2POPCXLOOPD1POPCXRETDELAYENDP；CODENDSENDSTART六、思考題：通過實驗說明用debug中的a命令錄入實驗中給出的小程序中,有些語句可以不寫出“h〞字符的原因。答：在DEBUG環境下，地址都是默認以16進制顯示的，所以當語句中的數據是地址時，可以不加H，如果輸入的不是地址而是數據時，就要加上H以表示為十六進制數。七、實驗收獲和體會：本次試驗涉及到了計算機對于外部設備的控制的根本過程，我們主要學會假設何在debug環境下編寫I/O命令對于外部設備進展輸入和輸出。具體而言，利用命令點亮了LED燈，以及讀取了撥碼開關的狀態。通過上述讀寫的操作，以及編寫子程序等過程完成了跑馬燈的實現。由于電路板的時鐘信號周期很小，在完成一層循環時，形成的跑馬燈無法被人眼識別捕捉，呈現出了八個LED燈都亮的狀態，不符合要求。于是我們將循環延遲的子程序改成了兩層，并且由于輸入端的撥碼開關一共有三個可以控制跑馬燈的模式，其中一個控制開關，另一個控制方向(可左可右)，另一個輔助控制跑馬燈的速度。實際上我們在跑馬燈開啟狀態下，讀入三個撥碼開關的狀態并且將其轉化為三位的二進制數，并且將這個二進制數作為控制延遲子程序的調用次數，從而實現了兩種方向下七種速度的實現(本應該有八種，但是一種是關閉狀態)。實現了功能的拓展和創新。我們通過本次實驗，根本學會了匯編語言代碼的編寫，熟悉了DEBUG的工作環境和調試過程，并且對于計算機控制外部設備有了更客觀清醒的認識，為今后匯編學習做了更充分的準備。實驗二8255A并行接口應用實驗目的：1.掌握8255A的功能及方式0、1的實現2.熟悉8255A與CPU的接口,以及傳輸數據的工作原理及編程方法。3.了解七段數碼管顯示數字的原理。4.掌握同時顯示多位數字的技術。二、實驗內容：在實驗一的根基上學習PIO芯片(8255)編程應用,熟悉平臺的主要內容。CS用Y0(E800H)(一)簡要說明:在方式0(輸入/輸出)下,以A口為輸出口,B口為輸出口,A口接六個共陰極數碼管的八位段碼,高電平點亮數碼管的某一段,B口接數碼管的位選(即要使哪個數碼管亮),高電平選中某一位數碼管點亮。8255A中A端口地址 E800HB端口地址 E801HC端口地址 E802H控制地址 E803H八段數碼管的顯示規律及數碼管的位選規律自己查找,可用實驗一中,學過的I、O命令來做。三、程序流程圖：軟件程序流程圖：程序一：靜態顯示學號82558255初始化開場待顯示字符地址給BX點亮第一個字符熄滅依次點亮后面的字符檢測鍵盤返回DOSYN程序二：動態顯示hello8255初始化8255初始化從端口讀入數據，改變速度顯示所需字符鍵盤是否有輸入所需顯示字符的地址加1或者返回最初地址程序完畢，返回DOSNY硬件連線圖:四、源程序代碼：程序一：顯示靜態學號DATASEGMENTSHOWDB0F4H,21H,0EDH,0F1H,0D9H,0EDH;210350的ASCII碼值COUNTEQU$-SHOWSLDB?DATAENDSSTACKSEGMENTSTACK'STACK' DB100HDUP(?)STACKENDSCODESEGMENT ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACK；延時子程序----------------------------------------------------DELAYPROC PUSHCX MOVCX,800HDELAY1:PUSHCX；外層循環 MOVCX,400HDELAY2:LOOPDELAY2；內層循環 POPCXLOOPDELAY1 POPCX RETDELAYENDP；主程序--------------------------------------------------------START:MOVAX,DATA MOVDS,AXNEXT:MOVCX,COUNT；字母個數 LEABX,SHOW MOVSL,01HAGAIN:MOVAL,80HMOVDX,0E803H OUTDX,AL；設置輸出端口 MOVAL,SL MOVDX,0E801H OUTDX MOVAL,[BX] MOVDX,0E800H OUTDX,AL；數碼管顯示已經保存在數據段的數字 MOVAL,00H MOVDX,0E800H OUTDX,AL；去除原有字符 INCBX；增加BX數值，顯示下一個數字 SHLSL,1；Sl左移依次向左選通數碼管 LOOPAGAIN；循環此過程 MOVAH,0BH INT21H ORAL JZNEXTOK:MOVAH,4CH INT21HCODEENDSENDSTART程序二：動態顯示HELLODATASEGMENTMESGDB0,0,0,0,0,0,3DH,0DCH,8CH,8CH,0EDH,0DATAENDSSTACKSEGMENTSTACK'STACK'DB100DUP(0)STACKENDSCODESEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CODE,SS:STACKMAINPROCFARMOVAX,DATAMOVDS,AXMOVES,AXMOVAL,80HMOVDX,0E803HOUTDXLOP6:MOVBX,OFFSETMESGMOVCX,07HLOP5:MOVDX,0E8E0H;從端口讀入數據INAL,DXINCALANDAL,07HXORAH,AHMOVDX,AX;DX值設置為外循環次數LOPZ:CALLDISP;顯示子程序調用DECDXJNZLOPZ;顯示當前狀態直至DX=0INCBX;BX決定哪個數碼管應被點亮LOOPLOP5;重新設置數碼管移動速度JMPLOP6;當六種狀態都完畢后重新開場顯示“HELLO〞過程MAINENDP;顯示子程序-------------------------------------------------------------DISPPROCNEARPUSHCXPUSHDXPUSHAXMOVBP,0044H;控制顯示速度LOPX:XORSI,SIMOVCX,06H;每次記錄六個數碼管的狀態MOVDX,0E800H；從外部設備讀入數據MOVAH,00000001B;每次顯示一個數碼管LOP2:MOVAL,MESG[BX+SI]OUTDXMOVAL,AH;決定顯示哪一個數碼管INCDXOUTDX,AL;控制哪一個LED燈亮DECDXROLAH,1;使得下一個LED燈亮INCSICALLDELAY;調用延時子程序CALLKEY;檢驗按鍵是否有輸入LOOPLOP2;循環執行LOP2直到所有六個數碼管都被點亮DECBPJNZLOPX;外層循環，控制顯示時間POPAXPOPDXPOPCXRETDISPENDP；返回DOS子程序---------------------------------------------KEYPROCNEAR;檢測鍵盤輸入PUSHAXMOVAH,0BHINT21HORALJZGOON;沒有鍵盤輸入則跳向GOONMOVAH,4CH;有任意輸入則返回DOSINT21HGOON:POPAXRETKEYENDP;延時子程序--------------------------------------------------DELAYPROCPUSHAXPUSHCXMOVAX,0002H;外層循環LOPD:MOVCX,0HLOOP$;內層循環DECAXJNZLOPDPOPCXPOPAXRETDELAYENDPCODEENDSENDMAIN五、實驗心得與體會：這次的實驗里我學習了使用8255芯片進展并口接口的應用，先用了I/O命令檢測出了數碼管的顯示規律和段選規律。在實際編寫代碼時，應該時刻都記住實際上數碼管顯示圖形時，我們看到多個數碼管的顯示都是逐個選通。應該給數碼管參加高于24*6Hz的始終使得人眼無法分清數碼管是被依次點亮。在HELLO的動態顯示時，這個問題更加復雜，不僅需要在每次顯示時數碼管被逐個點亮，還需要在每經過一個顯示周期，HELLO字符都左移1位，這無法通過二進制數的左右移位實驗，而需要另外編寫代碼。另外還需要注意就是在實驗中，每次換下一個數碼管顯示的時候還會顯示之前數碼管已經顯示的字符，需要將原來的顯示清零，才能呈現出所需的左右移動的變化過程。本次過程經過屢次調試，另外還經歷了電腦死機、板子失靈、無法返回DOS等問題的干擾。但最終我和組員能夠相互協作，并且認真分析一些bug出現的原因，并且及時分析修改代碼，使得我們能最終順利完成實驗，收獲頗豐。實驗三8253計數器/定時器的應用一、實驗目的：學習掌握8253用作定時器的編程原理二、實驗內容：完成一個音樂發生器，通過蜂鳴器放出音樂，并在數碼管上顯示樂譜。三，電路測試與連接測試：在Debug狀態下，用“O〞命令測試8353的發生功能，3組通道工作是否正常。電路連接：8253的CS接譯碼器輸出Y1其地址為E820-E827H8253的OUT接蜂鳴器的BELL端8253的門控信號GATE接+5V8253的CLK端接Q7(32KHz)清零復位電路中的T/C端接地〔或接RESET端〕注意：由于8253計數速率應小于2MHz，CLK0的輸入信號必須由8MHz經393分頻到小于2MHz后使用。393分頻之后，Q0輸出為4MHz，Q1輸出為2MHz……Q7輸出32KHz。編程提示：1．8253控制端口地址為E823H定時器0地址為E820H定時器1地址為E821H定時器2地址為E822H2.定時器可工作在方式3下。四、程序流程圖：軟件程序流程圖：開場開場8255初始化8253A初始化設置數碼管選通信號調用音階子程序，并且讀入撥碼開關，蜂鳴器發聲，數碼管顯示音階數字完畢鍵盤有輸入YN硬件連線圖：五、源程序代碼：DATASEGMENTNUMSdw0fffh;數據段NUMdw01fffh;NUMLdw02fffh;延時大小DATAENDSSTACKSEGMENTSTACK'STACK' DB100HDUP(?)STACKENDSCODESEGMENT;代碼段 ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKDELAYPROCFAR;延時子程序 PUSHF PUSHCX MOVCX,NUMLOOP1:PUSHCX MOVCX,NUMLOOP2:LOOPLOOP2 POPCXLOOPLOOP1 POPCX POPF RETFDELAYENDPDELAYSPROCFAR;延時子程序 PUSHF PUSHCX MOVCX,NUMLOOPS1:PUSHCX MOVCX,NUMSLOOPS2:LOOPLOOPS2 POPCXLOOPLOOPS1 POPCX POPF RETFDELAYSENDPDELAYLPROCFAR;延時子程序 PUSHF PUSHCX MOVCX,NUMLOOPL1:PUSHCX MOVCX,NUMLLOOPL2:LOOPLOOPL2 POPCXLOOPLOOPL1 POPCX POPF RETFDELAYLENDPsingdoprocfar;音階do的發聲及顯示子程序do:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;;teststopornotjzdodelay;；stopmovdx,0E820h;timer0set moval,7Dh;do outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,21H;"1" OUTDX CALLDELAY retfdodelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00h;do outdx,al movdx,0e800h moval,21h outdx,al jmpdosingdoendpsingreprocfar;音階re的發聲及顯示子程序re:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h；teststopornotjzredelay；stopmovdx,0E820h;timer0set moval,6FH;re outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0F4H;"2" OUTDX CALLDELAY retfredelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00H;re outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0F4H;"2" OUTDX jmpresingreendpsingmiprocfar;音階mi的發聲及顯示子程序mi:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h；teststopornotjzmidelay;stopmovdx,0E820h;timer0set moval,64H;mi outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0F1H;"3" OUTDX CALLDELAY retfmidelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00H;mi outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0F1H;"3" OUTDX jmpmisingmiendpsingfaprocfar;音階fa的發聲及顯示子程序fa:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;teststopornotjzfadelay;stopmovdx,0E820h;timer0set moval,5EH;fa outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,39H;"4" OUTDX CALLDELAY retffadelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00H;fa outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,39H;"4" OUTDX jmpfasingfaendpsingsoprocfar;音階so的發聲及顯示子程序so:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;teststopornotjzsodelay;stopmovdx,0E820h;timer0set moval,53h;so outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0D9H;"5" OUTDX CALLDELAY retfsodelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00h;so outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0D9H;"5" OUTDX jmpsosingsoendpsinglaprocfar;音階la的發聲及顯示子程序la:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;teststopornotjzradelay;stopmovdx,0E820h;timer0set moval,4BH;la outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0DDH;"6" OUTDX CALLDELAY retfradelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00H;la outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0DDH;"6" OUTDX jmplasinglaendpsingtiprocfar;音階ti的發聲及顯示子程序ti:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;teststopornotjzxidelay;stop movdx,0E820h;timer0set moval,43H;ti outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,61H;"7" OUTDX CALLDELAY retfxidelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00H;ti outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,61H;"7" OUTDX jmptisingtiendpsingdo2procfar;音階高音do的發聲及顯示子程序do2:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;teststopornotjzdo2delay;stop movdx,0E820h;timer0set moval,3fH;highdo outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,23H;"1." OUTDX CALLDELAY retfdo2delay:movdx,0E820h;timer0set moval,00H;highdo outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,23H;"1." OUTDX jmpdo2singdo2endpsingsodprocfar;音階低音so的發聲及顯示子程序sod:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;teststopornotjzsoddelay;stopmovdx,0E820h;timer0set moval,0a4h;so outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0DBH;"5" OUTDX CALLDELAY retfsoddelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00h;so outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0D9H;"5" OUTDX jmpsodsingsodendpsingmisprocfar;音階mi的短發聲及顯示子程序mis:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;teststopornotjzmisdelay;stopmovdx,0E820h;timer0set moval,64H;mi outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0F1H;"3" OUTDX CALLDELAYS retfmisdelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00H;mi outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,0F1H;"3" OUTDX jmpmissingmisendpsingfasprocfar;音階fa的短發聲及顯示子程序fas:movdx,0e8e0h;inal,dx;testal,02h;teststopornotjzfasdelay;stopmovdx,0E820h;timer0set moval,5EH;fa outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,39H;"4" OUTDX CALLDELAYS retffasdelay: movdx,0E820h;timer0set moval,00H;fa outdx,al MOVDX,0E800H;ledshow MOVAL,39H;"4" OUTDX jmpfassingfasendp;主程序--------------------------------------------------------STARTPROCFAR MOVAX,DATA MOVDS,AXini:movdx,0E823h;8253初始化 moval,00010110B;分頻比小于255,mode3,二進制 outdx,al ;8255初始化 MOVDX,0E803H;A、B口均為方式0輸出 MOVAL,80H OUTDX;數碼管顯示的準備工作 MOVDX,0E801H;設置數碼管選通信號MOVAL,01H OUTDX MOVDX,0E800H;顯示清零 MOVAL,00H OUTDXcallsingmicallsingmicallsingfacallsingsocallsingsocallsingfacallsingmicallsingrecallsingdo callsingdo callsingre callsingmi callsingmi callsingrecallsingrecalldelay;只延時，呈現長音效果 callsingmi callsingmi callsingfa callsingso callsingso callsingfa callsingmi callsingre callsingdo callsingdo callsingre callsingmi callsingre callsingdo callsingdo calldelay callsingre callsingre callsingmi callsingdo callsingre callsingmis callsingfas callsingmi callsingdo callsingre callsingmis callsingfas callsingmi callsingre callsingdo callsingre callsingsod callsingmi callsingmi callsingfa callsingso callsingso callsingfa callsingmi callsingre callsingdo callsingdo callsingre callsingmi callsingre callsingdocallsingdo movah,0bh;檢測鍵盤緩沖區 int21h ORAL,AL JNZgoon jmpinigoon:MOVDX,0E823H;退出前送出一個控制字，使音樂停頓播放MOVAL,16HOUTDXMOVAH,4CHmovax,4c00h;返回DOS int21h retSTARTENDPCODEENDSENDSTART六、思考題：寫出8253計數初值、輸入頻率和輸出頻率的關系。答：輸出頻率=輸入頻率/8253計數初值七、實驗心得與體會：這次實驗中我們學習使用了8253定時器，8253共有3個工作通道，每個通道有5種工作方式，在程序一開場應該將控制字送入控制存放器以確定工作的通道和方式，在這次實驗里主要是驅動蜂鳴器所以選擇工作方式2。通過技術初值，輸入頻率和輸出頻率的關系計算出每個音符應該給工作通道送的計數初值，將計數初值送到工作通道的地址以實現蜂鳴器響。再通過改變不同的計數初值實現音樂播放。值得一提的是，我們在初步設計時候，沒有考慮到可能有低音，但是由于我們選用了貝多芬的《歡樂頌》，這一旋律中出現了低音so，于是我們利用已有的中音do的頻率是高音do頻率的一半推測低音so是中音so頻率的一半并且嘗試寫進了代碼中，實際運行時證實了我們這么做的正確性。還有就是長短音也有出現，只要改變延遲時間即可。還有就是我們在實現時，增加了一個“暫停〞的功能，為使得邏輯上方便編寫代碼，將這一局部的代碼分配給了每個音階的子程序中。在暫停期間，能使得蜂鳴器不發出聲音，但是數碼管仍然顯示當前停頓時的音階數目，在編寫這局部程序時，我們仔細推敲了邏輯過程，并且在調試時反復修改，最終獲得了成功。總之本次實驗是微機原理硬件實驗中代碼最多，調試時間最長的一次，非常遺憾的是沒有能夠完成擴展功能。但是我們通過根本內容的實現編程能力已經得到了提高，舉一反三的能力也初見端倪。實驗四串行8251A一、實驗目的：1.了解串行通信的一般原理和8251A的工作原理2.初步了解RS232串行口標準及與TTL電路的連接方法;3.學會擴大8251A的方法,并設計實現用8251A進展數據傳輸;4.掌握8251A的編程方法。二、實驗內容：(一)自收自發:采用查詢方式:將內存制定區域內存放的一批數據通過8251A的TXD發送出去,然后從RXD接收回來,并在屏幕上或數碼管上顯示出來。1.連接線路,即:1.8MHz信號接分頻器74LS393的CLK端(已接好),從74LS393的Q4(250kHz)接8253的CLK;T/C接地或接RESET2.GATE接+5V;3.8253的OUT和8251A的TXC、RXC相連,作為發送時鐘和接收時鐘;4.8251A的CS和Y2相連,Y2地址為EE40-EE47H;5.8253的CS和Y1相連,Y1地址為EE20-EE27H;6.用導線將TXD和RXD相接,成為自發自收方式;7.CTS端必須為低電平(實驗臺中已接為低電平),8251A才可想外發送信號,RTS、DTR、DSR可不用。(但實驗臺中