北邮微机原理硬件实验报告

信息与通信工程学院

微机原理硬件实验报告

姓名：李星辰

班级： 2013211105班

学号： 2013210133 班内序号： 12号

日期： 2014 年 1 月 10 日

目录

一、I/O地址译码+ 简单并行接口（第一次实验课）

1.1 实验目的 (3)

1.2 实验原理及内容 (3)

1.3 硬件连接图与软件程序流程图 (6)

1.4 程序源代码及注释 (8)

1.5 实验结果及思考题 (9)

1.6 实验总结 (9)

1.7 实验收获与心得体会 (10)

二、七段数码管& 键盘显示控制实验（第二次实验课）

2.1 实验目的 (11)

2.2 实验原理及内容 (11)

2.3 硬件连接图与软件程序流程图 (15)

2.4 程序源代码及注释 (15)

2.5 实验结果及思考题 (17)

2.6 实验总结 (17)

2.7 实验收获与心得体会 (27)

三、可编程器件8253（第三次实验课）

3.1 实验目的 (18)

3.2 实验原理及内容 (18)

3.3 硬件连接图与软件程序流程图 (20)

3.4 程序源代码及注释 (21)

3.5 实验结果及思考题 (26)

3.6 实验总结 (26)

3.7 实验收获与心得体会 (26)

四、串行通讯器件8251（第四次实验课）

4.1 实验目的 (27)

4.2 实验原理及内容 (27)

4.3 硬件连接图与软件程序流程图 (28)

4.4 程序源代码及注释 (29)

4.5 实验结果及思考题 (31)

4.6 实验总结 (31)

4.7 实验收获与心得体会 (32)

I/O地址译码 + 简单并行接口（第一次实验课）

一、实验目的

I/O地址译码：掌握I/O地址译码电路的工作原理；

简单并行接口：掌握简单并行接口的工作原理及使用方法

二、实验原理及内容

1、实验原理

【IO地址译码】

（1）实验电路原理图及说明

如下图(右侧74LS74为D触发器，左侧为74LS138为地址译码器)。

图1-1I/O地址译码原理图

（2）I/O口的设置：

要使译码器正常工作，使能端EI端（管脚4）必须为低电平，根据硬件连接则可以推出A9~A6的电平为1010，A5~A3决定选通地址，A2~A0（已经在实验箱内和其他模块地址线接好)可表示8地址。例如，当A9~A0的电平为1010000XXX（即280H~287H，其中X表示任意值）时，Y0地址被选中，输出一个负脉冲。

综上可得，输出端Y0～Y7在实验台上“I/O地址“输出端引出，每个输出端包含8个地址，Y0：280H～287H，Y1：288H～28FH，……当CPU执行I/O指令且地址在280H～2BFH 范围内，译码器选中，必有一根译码线输出负脉冲。

例如：执行下面两条指令

MOV DX，2A0H

OUT DX，AL（或IN AL，DX）

Y4输出一个负脉冲，执行下面两条指令

MOV DX，2A8H

OUT DX，AL（或IN AL，DX）

Y5输出一个负脉冲。

具体AL中的值是多少对本实验来说并没有影响，因为只要朝地址里进行读写操作（IN/OUT），不管值是多少，相应的地址端口总会被选中。即执行（OUT DX，AL）后，DX 所指向的地址会被选中，相应端口输出负脉冲。

如果该地址所指向的外设可以进行读写操作，如后面实验用到的8253的计数器，则会通过实验箱内部已经连好的数据总线D7~D0将AL的数值写入计数器。即地址总线用来选中相应的外设使其使能，然后数据总线用来传输数据（没有使能的外设不接收数据）。

本实验用到了输出端口Y4和Y5，地址分别为2A0~2A7、2A8~2AF。

（3）D触发器：

Y4接D触发器的CLK时钟端，Y5接D触发器的清零端，输出端Q接LED灯L7。

当Y4被选通后，输出负脉冲送出时钟信号触发D触发器，使输出Q=D，由于数据端

始终接+5V电压，使输出端为高电平，使L7亮。

当Y5被选通后，输出负脉冲送出清零信号触发D触发器，使D触发器复位，输出端为低电平，使L7灭。

（4）亮灭控制：

通过CPU执行I/O口命令，循环交替选通Y4和Y5输出负脉冲，控制触发器交替输出高、低电平，通过软件延时实现灯亮灭的时间间隔控制。

【简单并行接口】：

（1）实验电路：

如图1-2，图中74LS273为八D触发器，8个D输入端分别接数据总线D0～D7，8个Q输出端接LED显示电路L0～L7。74LS32为“或门”。

图1-2简单并行接口原理图

（2）实验流程原理分析：

从键盘输入字符，将字符的ASCII码从地址端口2A8H(Y5)输出。8位数据经8位数据总线D0～D7送至八D触发器74LS273的8个D输入端。而Y5的选通同时触发74LS273，

使暂存的字符ASCII码从 8个Q输出，而8个Q端连接LED显示电路L0～L7将产生相应

变化，并保持，直至下个字符输入。

输出数据需要3条指令：

MOV AL,数据

MOV DX,2A8H

OUT DX,AL

输入数据需要2条指令：

MOV DX,2ADH

IN AL,DX

2、实验内容

【IO地址译码】

利用负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、……），时间间隔通过软件延时实现。【简单并行接口】

编程从键盘输入一个字符或数字，将其ASCII码通过这个输出接口输出，根据8个发二极管发光情况验证正确性。

三．硬件接线图及软件程序流程图

【IO地址译码】

1、硬件连接图：如图1-1

硬件接线：

I/O地址-Y4 接 D触发器-CLK时钟端

I/O地址-Y5 接 D触发器-CD清零端

+5V 接 D触发器-D数据端接 D触发器-SD端

D触发器-Q输出端接LED灯-L7