【導(dǎo)讀】算機(jī)基本知識和應(yīng)用技能的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。結(jié)構(gòu)的基本概念，為后繼相關(guān)課程的學(xué)習(xí)及應(yīng)用打好基礎(chǔ)。TD-PID實(shí)驗(yàn)箱，所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均針對此實(shí)驗(yàn)箱的使用設(shè)計(jì)。書中標(biāo)（*）的實(shí)驗(yàn)可酌情選作。

　　

【正文】 序，然后編譯鏈接 ； 4. 將單次脈沖單元的 KK1+連接到系統(tǒng)總線上的 INTR； 5. 運(yùn)行程序，按動 KK1+按鍵，觀察中斷是否產(chǎn)生。 (a)主程序 (b)中斷處理程序 圖 114 8259中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn) (1)參考程序流程圖 2．?dāng)U展多中斷源實(shí)驗(yàn) 利用實(shí)驗(yàn)平臺上的 8259 控制器，可以對總線上的 INTR 進(jìn)行擴(kuò)展。將 8259 的 INT 連接到 INTR， 8259 的 8 路中斷請求線 IR0～I(xiàn)R7 就成了單一 INTR 中斷請求線的擴(kuò)充。這 8 路中斷源共用 INTR的中斷矢量，共用 INTR 的中斷服務(wù)線程。在 INTR 的中斷服務(wù)線程中通過對 8259 OCW3 的查詢，以確定是 IR0～ IR7 中哪個產(chǎn)生中第 39 頁 斷，然后轉(zhuǎn)到相應(yīng)的服務(wù)線程進(jìn)行處理。將 8259 的 OCW3 中 P 位置 1 即可執(zhí)行查詢，查詢字格式如圖 115 所示。 圖 115 8259 OCW3查詢命令字格式 本實(shí)驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn) 8259 控制器 IR0、 IR1 兩路中斷。用 KK1+和KK2+模擬兩個中斷源，在 IR0 對應(yīng)的服務(wù)程序中顯示字符 “0”，在IR1 對應(yīng)的服務(wù)程序中顯示字符 “1”。實(shí)驗(yàn)程序參考流程如圖 116所示。參考實(shí)驗(yàn)電路如圖 358 所示。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： 1. 確認(rèn)從 PC 機(jī)引出的兩根扁平電纜已經(jīng)連接在實(shí)驗(yàn)平臺上 ； 2. 首先運(yùn)行 CHECK 程序，查看 INTR 中斷號及相關(guān)信息 ； 3. 參考實(shí)驗(yàn)流程圖編寫程序，然后編譯鏈接 ； 4. 參考實(shí)驗(yàn)接線圖連接實(shí)驗(yàn)電路 ； 5. 運(yùn)行程序，按動 KK1+、 KK2+按鍵，觀察中斷響應(yīng)是否正常。 六 、思考題 1. 單中斷與多中斷有何不同？ 2. 如何改變中斷優(yōu)先級的順序？ 七 、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容及要求 1. 按步驟分析實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題。 2. 附中斷 處理程序清單。 第 40 頁 (a)主程序 (b)中斷處理程序 圖 116 8259中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn) (2)參考程序流程圖 8 2 5 9單 元單次脈沖單元X D 7X D 6X D 5X D 4X D 3X D 2X D 1X D 0X I O WX I O RI O Y 0A 2I N T RK K 1 +K K 2 +I R 0I R 1系統(tǒng)總線D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0W RR DC SA 0I N T 圖 117 8259中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn) (2)參考接線圖 第 41 頁 實(shí)驗(yàn)十二 8255 并口控制器應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 掌握 8255 的工作方式及應(yīng)用編程 ； 2. 掌握 8255 的典型應(yīng)用電路接法 。 二、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備 1. PC 微機(jī)一臺 ； 2. TDPIT+ 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 基 本輸入輸出實(shí)驗(yàn)。編寫程序，使 8255 的 A 口為輸出， B 口為輸 入，完成撥動開關(guān)到數(shù)據(jù)燈的數(shù)據(jù)傳輸。要求只要開關(guān)撥動，數(shù)據(jù)燈的顯示就改變。 2. 流水燈顯示實(shí)驗(yàn)。編寫程序，使 8255 的 A 口和 B 口均為輸出，實(shí)現(xiàn) 16 位數(shù)據(jù)燈的相對循環(huán)顯示。 四、實(shí)驗(yàn)原理 微機(jī)接口電路中，常采用 74LS138 譯碼器來實(shí)現(xiàn) I/O 端口或存儲器的地址譯碼。 74LS138 有 3 個輸入引腳、 3 個控制引腳及 8 個輸出引腳，其管腳信號如圖 101 所示。當(dāng) 3 個控制信號有效時(shí)，相應(yīng)于輸入信號 A、 B、 C 狀態(tài)的那個輸出端為低電平，該信號即可作為片選信號。 并行接口是以數(shù)據(jù)的字節(jié)為單位與 I/O 設(shè)備或被控制對象之間傳遞信息。 CPU 和接口之間的數(shù)據(jù)傳送總是并行的，即可以同時(shí)傳遞 8 位、 16 位、 32 位等。 8255 可編程外圍接口芯片是 Intel 公司生產(chǎn)的通用并行 I/O 接口芯片，它具有 A、 B、 C 三個并行接口，用 +5V 單電源供電，能在以下三種方式下工作： 方式 0 — 基本輸入 /出方式 ； 方式 1 — 選通輸入 /出方式 ； 方式 2 — 雙向選通工作方式。 第 42 頁 8255 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖 121 所示， 8255 工作方式控制字和 C 口按位置位 /復(fù)位控制字格式如圖 122 所示。 圖 121 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 圖 122 8255控制字格式 五、實(shí)驗(yàn) 說明及 步驟 1．基本輸入輸出實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)使 8255 端口 A 工作在方式 0 并作為輸出口，端口 B 工第 43 頁 作在方式 0 并作為輸入口。用一組開關(guān)信號接入端口 B，端口 A 輸出線接至一組數(shù)據(jù)燈上，然后通過對 8255 芯片編程來實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能。參考程序流程如圖 123 所示。 圖 123 8255并口應(yīng)用實(shí)驗(yàn) (1)參考程序流程圖 實(shí)驗(yàn)步驟如下 ： 1. 確認(rèn)從 PC 機(jī)引出的兩根扁平電纜已經(jīng)連接在實(shí)驗(yàn)平臺上 ； 2. 參考圖 124 所示連接實(shí)驗(yàn)線路 ； 3. 首先運(yùn)行 CHECK 程序，查看 I/O 空間始地址 ； 4. 利用查出的地址編寫程序，然后編譯鏈接 ； 5. 運(yùn)行程序，撥動開關(guān)，看數(shù)據(jù)燈顯示是否正確。 圖 124 8255并口應(yīng)用實(shí)驗(yàn) (1)參考接線圖 2．流水燈顯示實(shí)驗(yàn) 首先分別向 A 口和 B 口寫入 80H 和 01H，然后分別將該數(shù)右移和左移一位，再送到端口上，這樣循環(huán)下去，從而實(shí)現(xiàn)流水燈的顯示。參考實(shí)驗(yàn)程序流程如圖 125 所示。 第 44 頁 圖 125 8255并口應(yīng)用實(shí)驗(yàn) (2)參考程序流程圖 實(shí)驗(yàn)步驟如下： 1. 確認(rèn)從 PC 機(jī)引出的兩根扁平電纜已經(jīng)連接在實(shí) 驗(yàn)平臺上 ； 2. 首先運(yùn)行 CHECK 程序，查看 I/O 空間始地址 ； 3. 利用查出的地址編寫程序，然后編譯鏈接 ； 4. 參考圖 126 所示連接實(shí)驗(yàn)線路 ； 5. 運(yùn)行程序，看數(shù)據(jù)燈顯示是否正確。 圖 126 8255并口應(yīng)用實(shí)驗(yàn) (2)參考接線圖 六 、思考題 1. 并口通信需要注意哪些問題？ 第 45 頁 2. 比較并口通信與串口通信的異同。 七 、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容及要求 1．附主要程序清單。 第 46 頁 實(shí)驗(yàn)十三 16550 串口控制器應(yīng)用實(shí)驗(yàn) * 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 掌握 16550 的工作方式及應(yīng)用 ； 2. 學(xué)習(xí) PC 機(jī)串口的操作方法 ； 3. 掌握使用 16550 實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通訊的軟件編制和硬件連接技術(shù) 。 二、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備 1. PC 微機(jī)一臺 ； 2. TDPIT+ 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一 至兩套 ； 3. 示波器一臺 。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 串行通訊基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。編寫程序，向串口連續(xù)發(fā)送一個數(shù)據(jù)（ 55H）。將串口輸出連接到示波器上，用示波器觀察數(shù)據(jù)輸出產(chǎn)生的波形，分析串行數(shù)據(jù)格式。 2. 與 PC 串口通訊應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。編寫程序完成 PC 機(jī)串口與實(shí)驗(yàn)裝置串口的通訊，由 PC 機(jī)串口 1 發(fā)數(shù)，實(shí)驗(yàn)裝置串口接收。 3. 雙機(jī)通訊應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。編寫 2 個應(yīng)用程序，一個給發(fā)送機(jī)使用，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送，另一個 給接收機(jī)使用，完成數(shù)據(jù)的接收。 四、實(shí)驗(yàn)原理 16550 是一種連接任何類型虛擬串行接口的可編程通信接口，與 Intel 微處理器完全兼容的使用非常廣泛的異步接收器 /發(fā)送器（ UART）。它內(nèi)置了 16 字節(jié)的 FIFO 緩沖，最大通訊速率可達(dá)115Kb/s，是現(xiàn)代基于微處理器設(shè)備包括 PC 機(jī)和許多調(diào)制解調(diào)器的最普遍的通信接口。 16550 的引腳如圖 131 所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖132 所示。 第 47 頁 圖 131 16550引腳圖 圖 132 16550的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 1．端口地址的使用 16550 內(nèi)部有 11 個寄存器，在芯片選擇有效的前提下，由芯片的寄存器選擇輸入線 A2， A1 和 A0 來確定訪問的寄存器，芯片中采用兩條措施來解決端口地址少的問題（只有 8 個地址）。 (1) 保持寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器共用一個地址，以 “寫入 ”訪第 48 頁 問前者、 “讀出 ”訪問后者加以區(qū)分。 (2) 除數(shù)寄存器的高字節(jié)與中斷允許寄存器使用相同地址，高字節(jié)和接收數(shù)據(jù)寄存器、發(fā)送保持寄存器使用相同的地址，為了區(qū)分，借用線路控制寄存器的最高位 DLAB 位來區(qū)分。訪問除數(shù)寄存器時(shí)，令 DLAB 位為 “1”；訪問接收數(shù)據(jù)寄存器、發(fā)送保持寄存器和中斷允許寄存器時(shí)， 則將 DLAB 位置 “0”。具體說明如表 131 所示。 表 131 16550內(nèi)部寄存器地址及其選擇方法 DLAB A2A1A0 被訪問的寄存器 0 000 接收數(shù)據(jù)寄存器（讀），發(fā)送保持寄存器（寫） 0 001 中斷允許寄存器 IER 1 000 波特率除數(shù)寄存器（低字節(jié)） 1 001 波特率除數(shù)寄存器（高字節(jié)） X 010 中斷識別寄存器 IIR（只讀）， FIFO控制器 FCR（只寫） X 011 線路控制寄存器 LCR X 100 MODEM控制寄 存器 MCR X 101 線路狀態(tài)寄存器 LSR X 110 MODEM狀態(tài)寄存器 MSR X 111 Scratch寄存器 2．寄存器控制字說明 (1) 線路控制寄存器（ LCR），主要用于指定異步串行通信的數(shù)據(jù)格式。見表 132。 (2) 線路狀態(tài)寄存器（ LSR），主要是向處理器提供有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)。見表 133。 (3) 波特率除數(shù)寄存器，用該寄存器設(shè)置串行數(shù)據(jù)的傳送波特率。 除數(shù)寄存器值＝基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率247。（ 16波特率） 16550 芯片輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率為 ，若波特率為9600b/s，則除數(shù)寄存器值為 000CH， DLH 中應(yīng)填 00H， DLL 中應(yīng)填 0CH。 16550 常用波特率參數(shù)見表 134。 (4) 中斷允許寄存器（ IER）， 16550 共有 4 級中斷，按優(yōu)先級從高到低依次為：接收出錯中斷、接收緩沖器滿中斷、發(fā)送保持寄存器空中斷和 MODEM 輸入狀態(tài)改變中斷。這些中斷的允許或屏第 49 頁 蔽由 IER 來控制 ， 見表 135。 表 132 LCR格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DLAB SB SP EPS PEN STB WLS1 WLS0 除數(shù)存器 訪問允許 中止 設(shè)定 附加奇偶標(biāo)志 位選擇 奇偶 校驗(yàn) 選擇 奇偶 校驗(yàn) 允許 停止位 選擇 字符長 度選擇 1－允許 0－禁止 1－中止 0－正常 1－附加 1位 0 －不附加 11－偶校驗(yàn) 01－奇校驗(yàn) X0－無校驗(yàn) 0－ 1 位 停止位 1－ 或 2 位停止位 (根據(jù)D1D0)區(qū)分 ) 00－ 5 位 01－ 6 位 10－ 7 位 11－ 8 位 表 133 LSR格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TSRE THRE B1 FE PE OE DR FIFO 中接收 數(shù)據(jù)錯誤 發(fā)送移位寄存器空 發(fā)送 保持寄存器空 中止識別指示 接收格式錯 接收奇偶錯 接收重疊錯 接收緩沖區(qū)滿 表 134 常用的波特率參數(shù)表 速率 (b/s) 波特率高八位 波特率低八位 50 09H 00H 300 01H 80H 600 00H C0H 2400 00H 30H 4800 00H 18H 9600 00H 0CH 19200 00H 06H 38400 00H 03H 57600 00H 02H 115200 00H 01H 表 135 IER格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 I0E I3E I1E I2E 類型 0中斷 MODEM狀態(tài)改變 1－允許 0－屏蔽 類型 3中斷 接收出錯 1－允許 0－屏蔽 類型 1中斷 發(fā)送保持器空 1－允許 0－屏蔽 類型 2中斷 接收緩沖區(qū)滿 1－允許 0－屏蔽 第 50 頁 (5) 中斷標(biāo)識寄存器（ IIR