【正文】 時(shí)器 /計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn) 必做 設(shè)計(jì)性 2 6 繼電器控制實(shí)驗(yàn) 必做 設(shè)計(jì)性 2 注：實(shí)驗(yàn)類型為選做和必做；實(shí)驗(yàn)類別為綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性、驗(yàn)證性、演示性等。 格式： DEBUG [驅(qū)動(dòng)器 ][路徑 ][文件名 ][參數(shù) ] 表 1 DEBUG 主要命令表 命令 格式 功能 匯編 A 地址 從指定地址開始匯編 顯示內(nèi)存單元內(nèi)容 D 地址 從指定地址開始顯示地址單元內(nèi)容 D 地址范圍 顯示指定地址范圍內(nèi)存儲(chǔ)單元內(nèi)容 D 從上次 D 命令結(jié)束處開始顯示 存儲(chǔ)單元內(nèi)容 修改內(nèi)存單元內(nèi)容 E 地址 從指定地址開始修改內(nèi)存單元內(nèi)容 顯示和修改寄存器內(nèi)容 R 顯示所有寄存器內(nèi)容 R 寄存器 名 顯示并修改指定寄存器內(nèi)容 4 1 運(yùn)行 G=地址 從指定地址開始執(zhí)行程序，直到結(jié)束 跟蹤 T=[地址 ] 從指定地址開始執(zhí)行一條或數(shù)條指令 T 從當(dāng)前位置開始 執(zhí)行一條指令 退出 Q 退出 DEBUG,返回 DOS 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、程序清單、運(yùn)行結(jié)果、對運(yùn)行結(jié)果的分析以及本次調(diào)試程序所取得的經(jīng)驗(yàn)。上機(jī)過程中出現(xiàn)的問題，除了是系統(tǒng)的問題以外，不要輕易舉手問老師。 3．準(zhǔn)備好上機(jī)所需的程序，切忌不編程或抄別人的程序去上機(jī)。 二、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作 1．了解所用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（包括匯編編譯系統(tǒng)）的性能和使用方法。 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 8259 中斷控制器實(shí)驗(yàn) ...................................... 16 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 具有優(yōu)先通行權(quán)的十字路口交通燈控制設(shè)計(jì) ................... 21 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 8253 定時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn) ................................... 26 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 繼電器控制實(shí)驗(yàn) ........................................... 28 3 1 實(shí)驗(yàn) 概述 一、實(shí)驗(yàn)的目的 本實(shí)驗(yàn)課是配合理論教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生加深理解和掌握本門課程內(nèi)容的重要手段。 《 微機(jī) 原理與 接口技術(shù) 》 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 計(jì)算機(jī)與信息工程系 2020 年 9 月 2 1 目 錄 實(shí)驗(yàn)概述 ............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 實(shí)驗(yàn)儀器使用簡介 ...................................................... 5 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 學(xué)生考試成績統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn) ..................................... 11 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 兩個(gè)多位十進(jìn)制數(shù)相減實(shí)驗(yàn) ................ 1錯(cuò)誤 !未定義書簽。由于本課程 具有理論與實(shí)際相結(jié)合緊密的特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握微型計(jì)算機(jī)的 原理及接口電路的設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)。 2．復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的 DOS 命令以及相關(guān)指令。 三、實(shí)驗(yàn)的步驟 上機(jī)實(shí) 驗(yàn)應(yīng)一人一組，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。上機(jī)實(shí)驗(yàn)一般應(yīng)包括以下幾個(gè)步驟： 編輯匯編語言源程序 使用一種文本編輯軟件（ word、記事本、寫字板等），編輯保存一個(gè) “文件名 .ASM ”的匯編語言源程序文件 匯編源程序 用宏匯編（ MASM)對匯編源程序進(jìn)行匯編，產(chǎn)生目標(biāo)程序（ 文件名 .OBJ 連接程序 用連接程序 (LINK)將若干目標(biāo)模塊連同庫子程序連接在一起，產(chǎn)生可執(zhí)行文件（ 文件名 .EXE) 運(yùn)行調(diào)試 DEBUG DEBUG 程序是專門為匯編語言設(shè)計(jì) 的一種調(diào)試工具，它通過單步、跟蹤、斷點(diǎn)和連續(xù)等方式為程序員提供了非常有效的調(diào)試手段。實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式見附錄 1。 六、參考教材 教材： 微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)（第二版），裘雪紅著 . 西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 主要參考書： 1. 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用（第二版），戴梅萼著 . 清華大學(xué)出版社， 2020 2. 微機(jī)原理與接 口技術(shù)（第二版），周明德著 . 人民郵電出版社， 2020 3. 微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)（第一版），趙全利著 . 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 5 1 實(shí)驗(yàn)儀器使用簡介 一．監(jiān)控程序使用方法 1 引言 監(jiān)控程序控制儀器以鍵盤操作方式運(yùn)行調(diào)試實(shí)驗(yàn)程序。 2 鍵盤與顯示 (1) 儀器 LED 數(shù)碼顯示器有 6 位，左 4 位顯示地址，右 2 位顯示該地址內(nèi)容。 在鍵盤監(jiān)控狀態(tài)，用戶可以通過命令鍵組合完成下列操作。 3 鍵盤功能鍵操作說明 鍵名 功能 操作 MRW 存貯器讀寫 先鍵入 4 位地址，再按 MRW 鍵，則讀取該地址的內(nèi)容。 REG 寄存器讀寫 先輸入寄存器代號(hào)，再按 REG 鍵，則讀出該代號(hào)所表示的寄存器內(nèi)容。 IOW I/O 口寫 先輸入 I/O 口地址，再按 IOW 鍵，顯示 00，再輸入要寫的數(shù)據(jù)，每寫入一次數(shù)據(jù)， I/O 口的狀態(tài)也跟著改變。 STEP 單步操作 按 STEP 鍵一次執(zhí)行一條指令，可在顯示 “P.”狀態(tài)下，或顯示指令首地址狀態(tài)下，或存貯器讀寫狀態(tài)下按此鍵。 EXEC 斷點(diǎn)運(yùn)行 先輸入 4 位斷點(diǎn)地址后按 F2 鍵，再輸入 4 位起始地址后按此鍵，從起始地址連續(xù)運(yùn)行到斷點(diǎn)。 F2/next 此鍵除了設(shè)置斷點(diǎn)外，在寄存器 /存貯器讀寫時(shí)還可顯示下一個(gè)寄存器 /存貯器單元的內(nèi)容。 STOP 程序夭折鍵，中止程序的運(yùn)行，顯示程序中止地址及內(nèi)容。 4 鍵操作過程 監(jiān)控指示符 “P.”狀態(tài)下，寄 存器的初始值如下： SP=0683H， CS=0000H， DS=0000H， SS=0000H，ES=0000H， IP=1000H， FL=0000H。 (1) 存貯器單元內(nèi)容的顯示及修改 操作： MRW ● “P.”狀態(tài)下，輸入 4 位存貯單元地址，按 MRW 鍵，則顯示 2 位該單元內(nèi)容； ● 按數(shù)鍵可修改內(nèi)容； ● 按 NEXT 鍵，地址加 1，地址單元內(nèi)容刷新； ● 按 LAST 鍵，地址減 1，地址單元內(nèi)容刷新； ● 按 MON 鍵，返回 “P.”狀態(tài)。 代 號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D 寄存器名 AX BX CX DX SP BP SI DI CS DS SS ES IP FL 數(shù)據(jù)寄存器名 A b c d SP BP SI DI CS DS SS ES IP FL (3) I/O 口讀 操作： IOR ● “P.”狀態(tài)下，輸入 4 位口地址，再按 IOR 鍵，則顯示其狀態(tài)數(shù)據(jù)； ● 按 IOR 鍵再次讀入該口地址的狀態(tài)數(shù)據(jù)； ● 按 NEXT 鍵，口地址加 1，狀態(tài)數(shù)據(jù)刷新； ● 按 LAST 鍵，口地址減 1，狀態(tài)數(shù)據(jù)刷新； ● 按 MON 鍵，返回 “P.”狀態(tài)。 (5) 數(shù)據(jù)塊移動(dòng) 操作： F1 F2 MOVE ● “P.”狀態(tài)下，先輸入 4 位源首址，再按 F1 鍵，再輸入 4 位源末址，按 F2 鍵，再輸入 4 位目標(biāo)塊首地址，按 MOVE 鍵，則開始數(shù)據(jù)傳送，傳送結(jié)束返回監(jiān)控 “P.”狀態(tài)。 ● “P.”狀態(tài)下，按 STEP 鍵，從起始地址 IP=1000H 開始，單步執(zhí)行一條指令； ● 存儲(chǔ)器讀寫狀態(tài)，按 STEP 鍵，從當(dāng)前存貯器地址開始單步執(zhí)行一條指令； ● 在輸入 4 位起始地址的狀態(tài)下，按 STEP 鍵則從起始地址開始單步執(zhí)行一條的指令，然后顯示下一條指令的地址及其內(nèi)容。 當(dāng)程序不能運(yùn)行到斷點(diǎn) (俗稱 “跑飛 ”)。注意 EPROM 中的實(shí)驗(yàn)程序不能以斷點(diǎn)方式運(yùn)行。 注意 Reset 鍵會(huì)初始化各寄存器。 “P.”狀態(tài)下用戶檢查寄存器內(nèi)容，輸入 0 Reg 顯示 “A1000”NEXT 顯示 “b2020”， NEXT 顯示“C3000”， NEXT 顯示 “D4000”。試想如果實(shí)驗(yàn)硬件不好，甚至損毀了那么無論你的程序?qū)懙萌绾尉?，結(jié)果終歸失敗。另外一種情況是程序不對，雖然沒有語法錯(cuò)誤，但卻有其它的毛病，這時(shí)初學(xué)者又往往不會(huì)去找毛病，卻懷疑是否硬件有問題，至于如何去判斷硬件電路的好壞又無從下手。 測發(fā)光二極管電路 (1) 緊鎖線一端接地，另一端點(diǎn)擊 L1~L16插座，點(diǎn)擊時(shí)發(fā)光二極 管亮。 數(shù)碼顯示器與鍵盤電路 開機(jī)顯示 “P.”，按數(shù)字鍵，功能鍵，觀察顯示是否正確。 可調(diào)電壓 可調(diào)電壓兩組，一組是 0~5V 可調(diào)，另一組是 12V~+12V 可調(diào)，可調(diào)電壓輸出端連直流電壓表，觀察調(diào)壓結(jié)果。 12V 風(fēng)扇電路 DJ1 插座連 +12V(開關(guān)旁 )， 風(fēng)扇正常啟動(dòng)。 脈沖發(fā)生器電路 插座用緊鎖線連直流電壓表指示 0V，按 AN 鍵，電壓指示 。 8M 插座用緊鎖線連直流電壓表指示 2V，按 AN 鍵，電壓指示不變 。 1．可將 JIN 接 K1， JZ 接地， JB接 L12， JK接 L16，即用開關(guān) K1 控制發(fā)光二極管 L12與 L16。 K1 打上， JB合， JK開，則 L12亮， L16滅。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 若 0809 片選信號(hào)選 A000H，對 IN3 采樣，那么 CS4 用緊鎖線接 A000 插孔， IN3 用緊鎖線連0~5V 可調(diào)電壓，再接直流電壓表。扁平電纜連數(shù)據(jù)線。 9 1 “P.”狀態(tài)下，輸入 A000，按 IOR，顯示 “00”，電壓指示 0V。 “P.”狀態(tài)下，輸入 A000，按 IOR，顯示 “FF”，電壓指示 5V。 撥動(dòng)開關(guān) K8~K1，全部打下，數(shù)據(jù) 00，電壓指示 0V。 K K2 打上，等于輸出數(shù)據(jù) C0H，電壓指示 。 “P.”狀態(tài)下，鍵入 B000，按 IOW，鍵入 00，則電壓指示 0V；鍵入 80，則電壓指示 ，鍵入 FF，則電壓指示 5V。 CS1 接地，再用緊鎖線將 IORD 接地，撥動(dòng)開關(guān)，觀察 LED 顯示與開關(guān)狀態(tài)是否對應(yīng)。 “P.”狀態(tài)下， K1~K8 全部打下，鍵入 C000、 IOR、顯示 “00”、按 MON 鍵。 “P.”狀態(tài)下， K1~K7 全部打下， K8 打上，鍵入 C000、 IOR、顯示 “80”。這樣連線使開關(guān)量由 74LS273 輸出顯示，撥動(dòng)開關(guān)，觀察顯示情況與開關(guān)狀態(tài)是否相符。 “P.”狀態(tài)下，鍵入 D000， IOW，輸入 00，顯示 L16~L9 全亮。 1 8255 電路 1．如果控制字 90H，那么 A 口定義方式 0 輸入， B 口方式 0 輸出。用發(fā)光二極管顯示開關(guān)狀態(tài)。 “P.”狀態(tài)下，鍵入 FF2b， IOW 輸入 90，按 MON 鍵。 “P.”狀態(tài)下，鍵入 FF29， IOW 輸入 0F，則 L4~L8 亮。 扁平電纜 K1~K8 與 PA 口。 “P.”狀態(tài)下，鍵入 FF28， IOW 輸入 ，觀察數(shù)據(jù)與 LED 的關(guān)系。 “P.”狀態(tài)下，鍵入 FF29， IOW 輸入 ，觀察數(shù)據(jù)與 LED 的關(guān)系。 “P.”狀態(tài)下，鍵入 FF2A， IOW 輸入 ，觀察數(shù)據(jù)與 LED 的關(guān)系。 方式 0： 是下降沿開始，計(jì)數(shù)延時(shí)，計(jì)數(shù)結(jié)束后上跳沿觸發(fā)中斷，那么初始電平應(yīng)為低電平。 8253 片選 CS3 連 EX0(命令寄存器地址 0043H)OUT0 接直流電壓表。把 OUT0 的插頭插到 OUT2 插孔，按 Reset 鍵。 如果 Gate 接 5V， CLK 接 Ti，除了寫命令字外，再寫計(jì)數(shù)初值，那么可用示波器看輸出波形。鍵盤操作不用考慮打印機(jī) BUSY 回答信號(hào)，故控制字 80H(全部口輸出 )。若要打印 字符，只要送出 40H，發(fā)選通信號(hào)，再送 0DH，發(fā)選通信號(hào)即可。 “P.”狀態(tài)下，輸入 FF2b IOW 80 Last Last Last 40 NEXT NEXT FF 00 Last Last 0d NEXT NEXT FF。 2. 學(xué)習(xí)匯編基本指令的應(yīng)用。 二、主要儀器設(shè)備 1． 計(jì)算機(jī) 一臺(tái) 三、實(shí)驗(yàn)要求 要求學(xué)生自己編寫程序并調(diào)試通過。 (1) 編寫程序統(tǒng)計(jì)高于 90 分、 80～ 89 分、 70～ 79 分、 60～ 69 分、低于 60 分的人數(shù)各為多少，并將結(jié)果放在同一數(shù)據(jù)段、偏移地址為以 BTRX 開始的順序單元中。 (1) 編輯原文件，生成 *.ASM 文件 (2) 匯編，生成 *.OBJ 文件 (3) 鏈接，生成 *.EXE 文件 (4) 調(diào)試，單步執(zhí)行程序，用 DEBUG 調(diào)試命令 T 查看運(yùn)行結(jié)果，用 D 命令查看內(nèi)存單元是否正確。 2．寫出實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的匯編程序 。 12 1 實(shí)驗(yàn) 項(xiàng)目 二 兩個(gè)多位十進(jìn)制數(shù)相減實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 掌握匯編語言各段的定義，掌握數(shù)據(jù)段中數(shù)據(jù)的書寫方法，掌握堆棧段的使用方法。 3. 進(jìn)一步熟悉匯編語言程序的編輯、編譯、連接和調(diào)試的過程。 四 、實(shí)驗(yàn) 內(nèi)容與 步驟 在 DATA1 和 DATA2 中各有 5 個(gè)字節(jié)的十進(jìn)制數(shù)。 （ 1）編輯原文件，生成 *.ASM 文件 （ 2）匯編，生成