北邮微机原理硬件实验报告

微机原理硬件实验报告专业通信工程班级姓名学号班内序号报告日期 2013年10月~12月目录实验一、实验二 (2)实验三、实验四 (7)实验八 (14)实验十六 (24)实验一、实验二一、实验目的1.掌握I/O地址译码电路的工作原理。

2.掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。

二、实验原理及内容实验一：I/O地址译码1.编程控制LED灯闪烁2.译码输出端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，译码器被选中，必有一根译码线输出负脉冲。

要使译码电路正常工作，必须使使能端处于低电平。

即A6=A8=0，A7=A9=1，AEN=0，IOW与IOR不可同时为1（即不能同时读写）。

当要从Y4输出低脉冲时，A5A4A3=100；从Y5输出时，A5A4A3=101。

因此，当Y4输出时，应设置值A9~A0=1010100000B=2A0H；Y5输出时，应设置值A9~A0=1010101000B=2A8H。

执行下面两条指令：MOV DX，2A0HOUT DX，AL延时一段时间(delay)；执行下面两条指令；MOV DX，2A8HOUT DX，AL再延时一段时间，然后循环上述步骤。

利用这两个负脉冲及延迟来控制L7闪烁发光，时间间隔通过软件延时实现。

实验二：简单并行接口1、74LS273插通用插座，74LS32用实验台上的“或门”。

74LS273的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。

2、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个发光二极管发光情况验证正确性。

三、硬件连接图和软件流程图实验一：I/O地址译码图1-1 硬件连接图其中，Y4/IO地址接CLK/D触发器Y5/IO地址接CD/D触发器D/D触发器接SD/D角发器接+5VQ/D触发器接L7（LED灯）或逻辑笔图1-2 软件流程图实验二：简单并行接口图1-3 硬件连接图图1-4 软件流程图四、源程序及注释实验一：I/O地址译码CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV DX,X ;设定A9~A0的值OUT DX,AL ;Y4端口输出一个负脉冲CALL DELAY ;调用延时子程序MOV DX,Y ;设定A9~A0的值OUT DX,AL ;Y5端口输出一个负脉冲CALL DELAY ;调用延时子程序MOV AH,1 ;调用1号DOS功能，等待键盘输入INT 16HJE START ;若有键盘输入则退出程序，否则继续循环MOV AH,4CHINT 21HDELAY PROC NEAR ;延时子程序MOV BX,200A: MOV CX,0B: LOOP BDEC BX ;BX自减1JNE ARETDELAY ENDPCODE ENDSEND START实验二：简单并行接口code segmentassume cs:codestart: mov ah,01h ;输入一个字符int 21hcmp al,1bhjz exit ;判断是否是ESC,是则退出mov dx,2a8hout dx,aljmp startexit: mov ax,4c00hint 21hcode endsend start五、实验结果实验一：I/O地址译码发光二极管以一定的频率闪灭交替（频率可以通过修改延时子程序的参数来改变），按‘ESC’退出。

实验二：简单并行接口在键盘上键入字符后，8个LED灯成功显示对应的ASCII（‘1’亮，‘0’灭），键入“ESC”后程序成功退出。

六、实验收获及心得体会这门实验弱化了对代码的要求，侧重硬件的接线，以及对译码原理的理解等。

实验三、实验四一、实验目的1、通过实验，掌握8255工作方式0以及设置A口为输出口，C口为输入口的方法。

2、掌握数码管显示数字的原理二、实验内容及原理1、8255芯片工作原理：1）8255的工作方式：一片8255内部有3个端口，A口可以工作在方式0、方式1或方式2，B口可以工作在方式0、方式1，C口可以工作在方式0。

方式0是基本型输入/输出。

这种方式和外设交换数据时，8255端口与外设之间不使用联络线。

方式1为选通型输入/输出。

用这种方式和外界交换数据时，端口和外设之间要有联络信号。

方式2是双向数据传送，仅A口有这项功能。

当A口工作在方式2时，B口仍可以工作在方式0或方式1，但此时B口方式1只能用查询方式与CPU交换信息。

2 ）工作方式选择字8255工作方式选择字共8位（如图3-1），存放在8255控制寄存器中。

最高位D7为标志位，D7=1表示控制寄存器中存放的是工作方式选择字，D7=0表示控制寄存器中存放的是C口置位/复位控制字。

根据上图，方式控制字应为：10000000B，即80H。

8255控制寄存器端口地址--28BH, A口的地址--288H, B口的地址--289H，C口的地址--28AH。

2、七段数码管及接线图：1）静态显示:将8255的A口PA0～PA7分别与七段数码管的段码驱动输入端a～dp相连，位码驱动输入端S0、S1 、S2、S3接PC0、PC1、PC2、PC3，编程在数码管显示自己的学号的后四位。

（或编程在数码管上循环显示“00-99”，位码驱动输入端S0、S1 接PC0、PC1；S2、S3接地。

）2）实验台上的七段数码管为共阴型，段码采用同相驱动，输入端加高电平,选中的数码管亮，位码加反相驱动器，位码输入端高电平选中。

七段数码管的字型代码表如下表：图2-1 8255方式控制字（向8255控制寄存器写入“方式选择控制字”，从而预置端口的工作方式。

）图2-2 数码管字型代码三、硬件接线图及软件流程图实验三：可编程并行接口8255图2-3 硬件连接图接线：PC7~PC0/8255 接K7~K0/逻辑电平开关PA7~PA0/8255 接L7~L0/LED显示CS/8255 接Y1/IO地图2-4软件流程图实验四：七段数码管图2-5硬件连接图接线：PA7~PA0/8255 接dp~a/LED数码管PC3~PC0/8255 接S3~S0/LED数码管CS/8255 接Y1/IO地址图2-6软件流程图四、源程序及注释实验三：可编程并行接口8255code segmentassume cs:codestart: mov dx,28BH ;设8255为C口输入,A口输出mov al,89hout dx,alinout: mov dx,28AH ;从C口输入一数据in al,dxmov dx,288H ;从A口输出刚才自C口输入的数据out dx,almov dl,0ffh ;判断是否有按键mov ah,06hint 21hjz inout ;若无,则继续自C口输入,A口输出mov ah,4ch ;否则返回DOSint 21hcode endsend start实验四：七段数码管DATA SEGMENT ;数据段SHOW DB 06H,66H,6FH,06H ;1491COUNT EQU $-SHOWCAT DB 01h;选通信号，可以不赋初值DATA ENDSSTACK SEGMENT STACK'STACK'DB 100H DUP(?)STACK ENDS ;代码段CODE SEGMENTASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACKSTART PROC FARPUSH DSXOR AX,AXPUSH AXMOV AX,DATAMOV DS,AXNEXT: MOV CX,COUNTLEA BX,SHOWMOV CAT,01H ;选通信号，最先点亮第1个数字AGAIN: MOV AL,80H ;写控制器，方式选择;A、B口方式0输出MOV DX,28BHOUT DX,ALMOV AL,CATMOV DX,28AH ;C口为数码管选通端口OUT DX,ALMOV AL,[BX]MOV DX,288H ;A口为8段数码管OUT DX,AL ;依次显示学号后四位数字INC BXSHL CAT ,1LOOP AGAINMOV AH,0BH ;检测键盘缓冲区INT 21HOR AL,ALJZ NEXTRETSTART ENDPCODE ENDSEND START五、实验结果实验三：可编程并行接口8255拨码开关控制灯的亮灭。

实验四：七段数码管在数码管上显示0195。

六、实验总结及心得体会刚开始调试时，数码管上四个数字无法静态显示，一开始以为是分频系数的问题，于是调整了分频系数。

但是把分频系数改小了之后，就出现了4个9，也就是出现了残影。

经过分析和讨论之后，找出了问题所在：没有对数码管进行清零。

改正之后显示正常。

实验八可编程定时器／计数器一、实验目的学习掌握8253用作定时器的编程原理。

二、实验内容及原理1、8253芯片1）8253初始化使用8253前，要进行初始化编程。

初始化编程的步骤是：A、向控制寄存器端口写入控制字对使用的计数器规定其使用方式等。

B、向使用的计数器端口写入计数初值。

2）8253控制字：图3-1 8253控制字附：8253控制寄存器地址283H 计数器0地址280H计数器1地址281H 计数器2地址282H定时器可工作在方式3下。

综上所述，设置控制字为：00111110B，即选择零号计数器，先读/先写低8位、再读/写高8位，选择方式3，计数初值为二进制。

2、音乐产生原理由参考资料中的音符与频率对应表，根据计数器的性质，利用公式，使用MATLAB矩阵运算可以快速计算出七种音符在高中低音时计数器应该对应的初始计数值，如下表所示。

图3-2 音符频率图三、硬件连接图及软件流程图如下图所示（虚线为实际要接的线路）：图3-3 硬件接线图接线：CS /8253 接Y0 /IO 地址GATE0 /8253 接+5VCLK0 /8253 接1M时钟OUT0 /8253 接喇叭或蜂鸣器图3-4 软件流程图四、源代码及注释DATA SEGMENTBUF DB '115566544332215544332554433211556654433221';小星星乐谱LTH EQU $-BUF ;乐谱长度DATA ENDSSTACK SEGMENTDB 100 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKDELAY PROC NEAR ;延时子程序PUSH CX ;避免改变原始CX值，将其压入堆栈MOV CX,0FFFFH ;光靠设置CX的值延时还不够长LENGTH: MOV AX,50 ;嵌套循环，总循环长度为AX*CX WAIPRO: DEC AXJNZ WAIPROLOOP LENGTHPOP CX ;提取原CX值RETDELAY ENDPSTART: ;主程序MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AL,80H ;控制字写入MOV DX,28BHOUT DX,AL ;初始化8255MOV DX,283HMOV AL,00111110BOUT DX,AL ;初始化8253;8253工作于计数器0，先读低8再读高8，方式3，二进制;8255工作于工作方式0BEGIN:MOV BX,OFFSET BUF ;载入音谱MOV CX,LTH ;根据音谱长度设定循环变量PRO:MOV AL,[BX] ;载入音符ADD BX,1 ;准备载入下一个音符CMP AL,31H ;通过比较ASCII码，读取单个音符JZ N1 ;跳往DOCMP AL,32HJZ N2CMP AL,33HJZ N3CMP AL,34HJZ N4CMP AL,35HJZ N5CMP AL,36HJZ N6CMP AL,37HJZ N7CMP AL,38HJZ N8PRO2:LOOP PROJMP FIN ;音乐播完N1: JMP DO ;由于程序过长，此处设置跳转中转处N2: JMP REN3: JMP MIN4: JMP FAN5: JMP SON6: JMP LAN7: JMP SIIN8: JMP DOIDO: MOV DX,280H ; 设置零号计数器的初始值MOV AL,42H ; 42H是通过公式算得的初始值低8位OUT DX,ALMOV AL,0FH ;高8位OUT DX,ALMOV DX,28AH ;数码管清零MOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,288H ;给数码管送出1的段码MOV AL,06HOUT DX,ALMOV DX,28AH ;给数码管送出位码（最高位显示）MOV AL,08HOUT DX,ALCALL DELAY ;调用延时子程序，以免乐谱播放过快JMP PRO2 ;准备接收下一个音符;以下代码解释雷同RE: MOV DX,280HMOV AL,90HOUT DX,ALMOV AL,0DHOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,288HMOV AL,5BHOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,08HOUT DX,ALCALL DELAYJMP PRO2MI: MOV DX,280HMOV AL,34HOUT DX,ALMOV AL,0CHOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,288HMOV AL,4FHOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,08HOUT DX,ALCALL DELAYJMP PRO2FA: MOV DX,280HMOV AL,74HOUT DX,ALMOV AL,0BHOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,288HMOV AL,66HOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,08HOUT DX,ALCALL DELAYJMP PRO2 SO: MOV DX,280HMOV AL,2CHOUT DX,ALMOV AL,0AHOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,288HMOV AL,6DHOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,08HOUT DX,ALCALL DELAYJMP PRO2N9: JMP BEGIN ;代码跳转中转处LA: MOV DX,280HMOV AL,28HOUT DX,ALMOV AL,09HOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,288HMOV AL,7DHOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,08HOUT DX,ALCALL DELAYJMP PRO2 SII: MOV DX,280HMOV AL,24HOUT DX,ALMOV AL,08HOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,288HMOV AL,07HOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,08HOUT DX,ALCALL DELAYJMP PRO2 DOI: MOV DX,280HMOV AL,0A2HOUT DX,ALMOV AL,07HOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,288HMOV AL,75HOUT DX,ALMOV DX,28AHMOV AL,08HOUT DX,ALCALL DELAYJMP PRO2FIN: MOV DX,280H ;乐谱播完，进入静音状态，设置初值MOV AL,0AH ;发出超声波（人耳听不到），低8位OUT DX,ALMOV AL,00H ;高8位OUT DX,ALMOV AH,01H ;调用1号DOS功能，等待键盘输入INT 21HCMP AL,1BH ;是否输入“ESC”JNZ N9 ;是则退出，否则进行下一次播放MOV AH,4CH ;程序结束，返回DOS界面INT 21HCODE ENDSEND START五、实验结果喇叭播放音乐，数码管上显示乐谱，按ESC退出播放。