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1、微机原理与应用实验指导书微机原理与应用教研室与实验中心2010-3-16目录前言31.1 改革实验教学内容31.2设计性实验选题4第一章TPC-USB实验系统介绍61.1 概述61.2 TPC-USB实验系统构成及特点6第二章TPC-USB实验系统硬件环境82.1 USB模块介绍82.2 扩展实验台结构及主要电路92.2.1 扩展实验台结构图92.2.2 实验台上包括的主要电路：10第三章 汇编实验部分16实验一 系统认识实验16实验二 I/O地址译码与简单并行接口22（一）验证实验221.1I/O地址译码221.2简单并行接口23（二）提高性实验24实验三可编程定时器计数器（8253）25实
2、验四 可编程并行接口（一）（8255方式0）28实验五 七段数码管29实验六继电器控制31实验七 竞赛抢答器33实验八 交通灯控制实验36实验九 8250串行通讯实验39实验十 可编程并行接口（二）（8255方式）43实验十一 数/模 模/数转换器44实验十二(22)双色点阵发光二极管显示实验48实验十三（18） 步进电机控制实验52实验十四（19）小直流电机转速控制实验55实验十五（13） 串行通讯57实验十六 音乐发生器接口实验62实验十七（21）存储器读写实验65综合实验67综合实验一步进电机控制67综合实验二交通灯实验：69综合实验三点阵显示自己的名字72前言随着计算机技术的飞速发展，
3、目前微型计算机在工业控制、智能仪器仪表、家用电器、卫星、导弹、气象预测、石油勘探、通信等各领域已被广泛应用，具有高素质和创新能力的人才日益需要。在我国开发具有自主产权的计算机软、硬件产品及大规模地对生产技术进行改造的进程中，十分需要既具备软件编程能力，又了解硬件知识的复合人才。实验教学在对学生能力培养方面起着理论教学不可替代的作用，是培养学生实验技能、应用能力和科学作风的重要环节。微机原理与应用课程是普通高等学校理工科专业的一门重要的计算机技术基础课程，也是理工科学生学习和掌握计算机硬件基础知识、汇编语言程序设计及常用接口技术的入门课程，是计算机类及大多电类专业学生的必修课程，同时也是一门实用
4、性和动手性都很强的计算机硬件类课程。本课程的任务是使学生从理论和实践上掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术，建立微机系统的整体概念，使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。很好地掌握这门课程的内容并具备一定的实际电路设计和编程能力，会使学生在深刻理解计算机软、硬件关系及以后的计算机应用开发中打下必要的计算机硬件基础。在以前的教学过程中，由于条件的限制以及对实验课的作用缺乏认识，在实验课内容的组织及具实施等方面都存在一些问题。尽管“微机原理与应用实验课”是独立设课，但其目的仅仅是为配合理论教学环节，实验内容也主要是验证理论教学的内容。在当今大力提倡素质教育和创新能培
5、养为目标的教学理念下，必须重新认识实验课作用，改进实验内容和教学要求，使实验课成为素质教育及创新能力培养的重要环节。为此我们将实验环节分成三个组成部分：1)必要的功能模块验证实验；2)综合性实验；3)设计性实验。1.1 改革实验教学内容目前大多数院校的“微机原理与应用实验课”都采用某种类型的实验器进行，而这些实验器提供的实验内容多为模块化组织形式，每个实验功能模块内部的主要连线已事先连接好。例如用8255构成的交通灯实验，学生只需连接A、B或C口与开关及三色灯的连线，8255的片选线。而8255与CPU的数据线、地址线和控制线都已事先接好。故实验的作用只能是局部的、验证性的。我们从多年的教学过
6、程中认识到，这样的实验方式有其有利的一面，也有其不利的一面。1传统实验内容与方法的有利方面1)初学者可将更多的注意力集中于对接口电路功能的理解，编程方法及接口电路工作中软、硬件的配合；减少因接线错误或接触不良造成的不成功率，增强学生完成实验的信心。2)实验过程快，可以与理论教学同步进行，增强理论课的教学效果。3)便于实验的集中指导，减少实验设备的损坏率，提高办学效率。2.传统实验内容与方法的不利方面1)学生对内容的理解和掌握具有片面性，无法建立起系统的概念。2)实验内容的验证性，使学生处于被动接受的地位，无法发挥学生的主动性。3)实验内容和方法的局限性，使学生无法发挥创造性。3.对传统实验内容
7、与方法的改进为了克服传统实验内容与方法的不利因素，我们尝试将整个实验分为三个环节进行。1)精简部分验证性实验内容，使保留部分起到抛砖引玉的作用。2)在验证性实验内容的基础上增加设计性内容。3)最后进行一个综合性大实验题目。1.2设计性实验选题1.紧密结合理论教学内容使学生可以下手设计在具体实施对传统实验内容与方法的改进过程中，重点是做好规划、设计以及对其可行性进行实际制作验证。首先每个设计性实验的题目必须紧密结合理论教学的内容和进度。另外设计内容在实现上要具有一定的伸缩性，对于能力弱一些的学生通过努力可以达到和完成基本的设计要求。而对于能力强的学生又可以让他们感觉到有充分的发挥余地。设计性实验
8、的目的是为了培养学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力，激发学生潜意识中的创造性。设计实验内容1)紧密配合理论课的教学内容和进度，主要设计内容应是已学过或正在学习的内容，不致使学生感到无从下手；2)设计分基本要求部分和发挥部分。基本部分要求不可过高，要让大多数学生经努力在较短的时间内都可实现，树立学生的成就感和自信心；3)设计内容紧密结合理论教学且循序渐进，后面的设计内容紧密结合前面的设计内容。2.给学生留有充分发挥的余地 为了在设计实验过程中激发同学的创新性，实验中鼓励同学突破所给的设计原理图大胆进行创新设计（采用不同的实现方法，选用不同的器件，提供更高的性能），或者在功能电路设计的基础上进
9、行应用设计，并且在成绩上给以体现。3综合性实验的选题综合性实验的目的是要将学过的主要功能部件有机地组合起来，形成一个具有一定实际意义的整体，使学生掌握微机系统整合的基本方法。限于水平和经验方面的原因，可能还有诸多不足之处，希望使用教材的广大教师和同学积极提出批评和建议，共同为我们不断提高该教材的质量而努力。编 者中山大学信息科学技术学院 二零一零年三月第一章TPC-USB实验系统介绍1.1 概述在各种计算机外围接口不断推陈出新的今天，USB接口已经成为个人计算机最重要的接口方式之一，USB接口设备的应用也以惊人的速度发展，几乎新型的PC都100%支持USB技术。了解和掌握USB的应用及开发是计
10、算机类、电子类、物理类本科生、大专生的新课题。TPC-USB微机接口实验系统正是在这种背景下推出的。该设备在原TPC-2003A微机接口实验系统上配置了USB接口模块，直接与主机(PC)的USB接口连接，形成了一套完整的USB接口的微机接口实验系统。该系统适应当前高等院校所开设的微机原理及其应用和微机接口技术这两门课的实验，同时也提供了最新接口USB的实验，使学生在校学习期间不仅有机会接触常规接口，同时有机会接触新型的接口，为学生们今后从事微机开发应用打下基础。1.2 TPC-USB实验系统构成及特点该系统由一块USB总线接口模块、一个扩展实验台及软件集成实验环境组成。USB总线接口模块通过U
11、SB总线电缆与PC机相连，模块与实验台之间由一条50芯扁平电缆连接。其主要特点如下：1.USB总线接口使用ISP1581 USB2.0高速接口芯片，完全符合USB2.0规范。提供了高速USB下的通信能力，即插即用。2.满足微机原理与接口技术课程教学实验要求。实验台接口集成电路包括：可编程定时器/计数器（8253）、可编程并行接口（8255）、数/模转换器(DAC0832)、模/数转换器(ADC0809)等。外围电路包括：逻辑电平开关、LED显示、七段数码管显示、8X8双色发光二极管点阵及驱动电路、直流电机步进电机及驱动电路、电机测速用光藕电路、数字测温传感器及接口电路、继电器及驱动电路、喇叭及
12、驱动电路。8279键盘显示控制电路。3.在USB接口模块上扩展有DMA控制器8237及存储器，可以完成微机DMA传送以及USB的DMA传送等实验。4.开放式结构，模块化设计支持开放实验。实验台上除固定电路外还设有用户扩展实验区。有五个通用集成电路插座，每个插座引脚都有对应的“自锁紧”插孔，利用这些插孔可以搭试更多的自己设计的实验，方便的进行课程设计。5.功能强大的软件集成开发环境，支持Win2000;WinXP 等操作系统。可以方便的对程序进行编辑、编译、链接和调试，可以查看实验原理图，实验接线，实验程序并进行实验演示。可以增加和删除实验项目。6.实验程序可以使8086汇编和C语言编程实验。可
13、以对汇编程序和C语言程序进行调试.7.系统还提供：字符、图形液晶显示实验模块；红外收发实验模块；无线通信实验模块；键盘显示实验模块等多种扩展实验模块（自选）。8.实验台自备电源，具有电源短路保护确保系统安全。9.使用USB接口与PC机相连，省却了打开主机箱安装接口卡的麻烦。第二章TPC-USB实验系统硬件环境2.1 USB模块介绍2.1.1 USB模块结构图2-1 USB模块结构图2.1.2 USB模块功能1.实验系统中的USB模块使用PHILIHPS的ISP1581 USB2.0高速接口芯片，符合USB2.0接口规范，提供了高速USB下的通信能力。2.支持ISP下载，通过模块上的RS-232
14、接口，可以对模块内部的MCU进行在线编程，对软件进行修改或在线升级。也可以通过RS-232接口下载实验程序到USB模块，进行实验。3.模块内扩展有DMA控制器8237及存储器，可以完成微机DMA传送和USB的DMA传送实验。4.该模块提供一个50线扁平电缆，通过该电缆将模块产生的仿ISA总线信号连到实验台上。2.1.3 USB模块的对外接口1.在该模块的右侧提供四个对外接口：9芯通用RS-232接口，需要时可连到主机的COM1或COM2，对内部的MCU在线编程，对软件升级或修改。USB接口，连接到主机，实验时用于信息和数据的通信。清零按钮（RESET），用于对模块内部电路的初始化。实验方式转换
15、按钮（SW），有些实验需要将实验程序下载到USB模块运行，需要时按一下该按钮以转换实验方式。（一般情况下，用户不要按此按钮，如果需要，在实验说明中会指出）。2.在模块的左侧提供二个对外接口：50线扁平电缆接口，为实验台提供仿ISA总线信号。信号安排与实验台上50芯信号插座信号一一对应。（见表十四50芯总线插座信号）外接电源插孔，外接79V直流电源。平时USB模块与实验台相连时，使用实验台提供的电源，当USB模块单独使用或调试时，使用外接电源。2.1.4 USB模块跳线说明在USB模块内，用一部分跳线选择ISP1581和其它芯片的工作模式，跳线的连接说明如下：JP1：MODE1 ISP1581
16、ALE/A0 功能选择。23短接低电平选择ALE功能（地址锁存使能）12短接高电平选择A0功能（地址数据指示）（USB模块出厂时选择23短接）JP2：M0/DA1 选择ISP1581在通用处理器模式下的读写功能。23短接低电平选择Motorola 类型的微处理器12短接高电平选择8051 类型的微处理器（USB模块出厂时选择12短接）JP3：BUS/DA0 选择ISP1581 总线模式23短接低电平选择断开总线模式，AD7:0多路复用12短接高电平选择通用处理器模式，AD7:08位地址线（USB模块出厂时选择23短接）JP4：ISP1581 片选信号选择23短接ISP1581 片选信号由MCU
17、 产生12短接ISP1581 片选信号由地址译码产生（USB模块出厂时选择12短接）JP5：无须用户设置JP6：USB模块电源选择23短接选择外接电源12短接使用实验台电源（USB模块出厂时选择12短接）JP7：DMA控制器时钟选择23短接选择振荡器产生时钟12短接选择由MCU 产生时钟（USB模块出厂时选择23短接）JP8：MCU 编程方式选择23短接MCU 处于编程方式12短接MCU 处于正常工作方式（USB模块出厂时选择12短接）2.2 扩展实验台结构及主要电路2.2.1 扩展实验台结构图如图：图2-2 扩展实验台结构2.2.2 实验台上包括的主要电路：1、50芯总线信号插座及总线信号插
18、孔1 +5V 11 E245 21 A7 31 A1 41 ALE2 D7 12 IOR 22 A6 32 GND 42 T/C3 D6 13 IOW 23 A5 33 A0 43 A164 D5 14 AEN 24 +12V 34 GND 44 A175 D4 15 DACK 25 A4 35 MEMW 45 A156 D3 16 DRQ1 26 GND 36 MEMR 46 A147 D2 17 IRQ 27 A3 37 CLK 47 A138 D1 18 +5V 28 -12V 38 RST 48 A129 D0 19 A9 29 A2 39 A19 49 A1010 +5V 20 A8
19、 30 GND 40 A18 50 A1150芯总线信号插座在实验台左上方，总线插座信号安排如上表。各总线信号采用“自锁紧”插孔在标有“总线”的区域引出，有数据线D0-D7、地址线A19-A0、I/O读写信号IOR IOW、存储器读写信号MEMR MEMW、中断请求IRQ、DMA申请DRQ、DMA回答DACK、AEN 等。2、微机接口I/O地址译码电路实验台上I/O地址选用280H2BFH 64个，分8组输出：Y0-Y7，其地址分别为280H287H；288H28FH；290H-297H；298H-29FH；2A0H-2A7H；2A8H-2AFH；2B0H-2B7H；2B8H-2BFH，8根输
20、出线在实验台“I/O地址”处分别由自锁紧插孔引出。见图2-3图2-3 I/O地址译码电路图2-2 扩展实验台结构4、逻辑电平开关电路如图2-4所示，实验台右方有8个开关K0-K7,开关拨到“1”位置时开关断开，输出高电平。拨到“0”位置时开关接通输出低电平。电路中串接了保护电阻，接口电路不直接同5V、GND相连，有效的防止因误操作损坏集成电路现象。图2-4 逻辑电平开关电路图 2-5 发光二极管及驱动电路5、LED显示电路如图2-5所示，实验台上设有8个发光二极管及相关驱动电路(输入端L7L0)，当输入信号为“1”时发光，为“0”时灭。6、七段数码管显示电路实验台设有两个共阴极数码管及驱动电路
21、，电路图如图2-6。段码输入端：a、b、c、d、e、f、g、dp，位码输入端：S0、S1。图2-6 数码管显示电路7、单脉冲电路如图2-7所示，采用RS触发器产生，实验者每按一次开关即可以从两个插座上分别输出一个正脉冲及负脉冲，供“中断”、“DMA”、“定时器/计数器”等实验使用。图2-7 单脉冲电路图图 2-8 逻辑笔电路8、逻辑笔如图2-8所示，当输入端Ui接高电平时红灯(H)亮，接低电平时绿灯(L)亮。9、继电器及驱动电路图2-9为直流继电器及相应驱动电路，当其开关量输入端“Ik”输入数字量“1”时，继电器动作，常开触点闭合红色发光二极管点亮。输入“0”时继电器常开触点断开发光二极灭。图
22、2-9 继电器及驱动电路图图 2-10 复位电路10、复位电路图2-10为复位电路,实验台上有一复位电路，能在上电时，或按下复位开关RESET后，产生一个高电平的复位信号。11、步进电机驱动电路图2-11为步进电机的驱动电路，实验台上使用的步进电机驱动方式为二相励磁方式，BA、BB、BC、BD分别为四个线圈的驱动输入端，输入高电平时，相应线圈通电。DJ端为直流电机控制输入端。图2-11 步进电机驱动电路12、接口集成电路实验台上有微机原理及接口实验最常用接口电路芯片，包括：可编程定时器/计数器（8253）、可编程并行接口（8255）、数/模转换器(DAC0832)、模/数转换器(ADC0809
23、)，这里芯片与CPU相连的引线除去片选（CS）信号外都已连好，与外界连接的关键引脚在芯片周围用“自锁紧”插座引出，供实验使用。13、逻辑门电路实验台上设有几个逻辑门电路，包括“与门”、“或门”、“非门”、“触发器”供实验时选择使用。2.2.3 用户扩展实验区实验台上设有5个通用数字集成电路插座，其中“通用插座A”“通用插座B”为20芯，“通用插座D”为40芯活动插座以方便插拔器件。其余为14芯。插座的每个引脚都用自锁紧插孔引出。实验指导书中所列出的部分实验（简单并行接口、串行通信、集成电路测试等）电路就是利用这些插座搭试的。利用这些插座可以进行数字电路实验，也可以设计开发新的接口实验或让学生做
24、课程设计、毕业设计等项目。2.2.4 实验台跳线开关为了方便实验，实验台上设有跳线开关，分以下几种：1.实验类型选择开关JB、JC:这两个跳线开关在在实验台的左上角，50线总线插座的左下方。在TPC-USB实验系统中不起作用，用户无须设置（出T均默认接在I/O）。2.模拟量输入选择开关JP2、JP3：在实验台ADC0809的左上角，分别用于模/数转换模拟量的输入极性选择，JP2的1、2两点短路时ADC0809的IN2可输入双极性电压（5V5V），2、3两点短路时输入单极性电压（05V）。JP3用于选择IN1的输入极性，选择方法与JP1917相同。3.5V电源插针：为减轻5 V电源负载和各主要芯
25、片的安全，在各主要实验电路附近都有相应的电源连接插针（标记为5V），当实验需要该部分电路时，用短路子短接插针即可接通5V电源.对用不到的电路可将短路片拔掉确保芯片安全。2.2.5 20芯双排插座实验台上有一个20芯双排插座J7，用于外接附加的键盘显示实验板和其它用户开发的实验板。J7各引脚信号安排如下：19 17 15 13 11 9 7 5 3 1D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 IRQ CSRES +5V +5V IOR IOW A0 A1 CLK GND GND20 18 16 14 12 10 8 6 4 2在J7的附近有两个短路插针标有“CS”和“IRQ”。当“CS”的
26、两点短接后，译码器的280H287H连接到J7的CS端。当你扩展板上的实验需要中断信号时将“IRQ”的两端短接，不需要时应将其断开。2.2.6 直流稳压电源实验箱自备电源，安装在实验大板的下面，交流电源插座固定在实验箱的后测板上，交流电源开关在实验箱的右侧，交流电源开关自带指示灯，当开关打开时指示灯亮。在实验板右上角有一个直流电源开关，交流电源打开后再把直流开关拨到“ON”的位置，直流+5V +12V12V就加到实验电路上。主要技术指标： 输入电压AC 175265V输出电压/电流5V/2.5A +12V/0.5A -12V/0.5A输出功率25W第三章 汇编实验部分几点约定:1、实验电路介绍
27、中凡不加“利用通用插座”说明的均为实验台上已固定电路。2、实验电路连线在图中均用虚线表示，实线为已连好电路。3、所有实验程序中均加有延时子程序，请老师根据实验PC机情况，适当加、减延时程序的延时时间即可。实验一 系统认识实验一、实验目的1 认识实验设备布局、功能及相关参数学习并掌握实验教学系统的基本操作，为以后的实验打下基础实验集成开发环境。二实验平台1.1 建立源程序1平台将实验程序开发工具（汇编语言、C/C+语言程序开发包），故障诊断程序和外设模块实验演示程序集成在一个环境中，构成一个用户应用程序集成开发环境。实验程序的编辑、编译、连接、调试、运行和修改的全过程都在这个环境中完成。如图1-
28、1图1-1 PC-USB集成开发环境2用户程序的编辑和编译TPC-USB集成开发环境软件支持汇编程序(.asm文件)类型的程序开发。除了一般的编辑功能外，本软件还支持语法高亮显示，语法错误提示等功能，大大提高了程序的可读性。用户编辑好程序并保存后，即可方便地进行编译。1.新建一个源程序在当前运行环境下，选择菜单栏中的“文件”菜单，菜单下拉后选择“新建”，或是在工具栏中单击“新建”快捷按钮，会出现源程序编辑窗口，建议用“另存为”为文件取名保存后，就新建一个“.asm”文件。2.打开一个源程序当前运行环境下，选择菜单栏中的“文件”菜单，菜单下拉后选择“打开”，或是在工具栏中单击“打开”，会弹出“打
29、开”文件选择窗口，“打开”窗口如图1-2所示：图1-2 打开一个源程序3.编辑源程序本软件提供了基本的编辑功能，并实现了实时的语法高亮。4.保存源程序当前运行环境下，选择菜单栏中的“文件”菜单，菜单下拉后选择“保存”，如果是无标题文档，用户需在提示下输入文档的名称及选择保存的路径，单击确定后保存；否则程序自动保存当前文档显示区域中显示的文档。或者选择菜单栏中的“文件”菜单，菜单下拉后选择“另存为”，并在提示下输入文档的名称及选择保存的路径，单击确定后保存。1.2 编译源程序1.编译调试窗口在当前运行环境下，选择菜单栏中的“查看”菜单，单击编译调试窗口选项或是单击工具栏中“输出窗口”按钮则可对输
30、出栏的进行显示。若当前环境显示编译调试窗口，则单击查看输出窗口选项即可隐藏该窗口，编译调试输出窗口选项即消失；若当前隐藏编译调试窗口，则单击输出窗口选项即可显示该窗口，编译调试窗口将显示。2.ASM编译汇编+链接在当前运行环境下，选择菜单栏中的“项目”菜单，选择汇编+链接选项则程序对当前ASM源文件进行汇编与链接，编译调试窗口中输出汇编与链接的结果，若程序汇编或链接有错，则详细报告错误信息。双击输出错误，集成开发环境会自动将错误所在行代码高亮显示。开始+执行在当前运行环境下，选择菜单栏中的“项目”菜单，选择开始+执行选项则程序对当前ASM源文件执行，程序自动运行。1.3 用户程序的调试和运行1
31、.ASM程序的调试寄存器窗口在当前运行环境下，选择工作区的“寄存器”菜单，寄存器窗口即可显示。寄存器窗口中显示主要的寄存器名称及其在当前程序中的对应值，若值为红色，即表示当前寄存器的值。调试时，单步执行，寄存器会随每次单步运行改变其输出值，同样以红色显示。开始调试在“选项”菜单中，“编译选项”选择“调试”，然后进行进行程序的编译和链接，编译和链接成功之后，调试工具将会显示，也可以在“项目”中选择“开始/结束调试”。即可开始进行程序的调试。编译选项选择如图1-3：在ASM程序正常链接之后，选择菜单栏中的“开始/结束调试”菜单，选择开始调试选项，则对源程序进行反汇编，进入ASM的调试状态，并在寄存
32、器窗口中显示主要的寄存器的当前值。图1-3 编译选项的选择设置/清除断点在ASM的调试状态下，对程序代码所在某一行前的灰色列条单击鼠标，即对此行前设置了断点，如果清除断点，只需再在此行前的灰色列条上的断点单击鼠标，此断点标记将被清除。黄色箭头所指的行为当前单步执行到的所在行。设置/清除断点如图1-4所示：图1-4 设置/清除断点连续运行在ASM的调试状态下，选择“项目”菜单栏中的“连续运行”菜单或F5，则程序连续运行，直至碰到断点或程序运行结束。单步在ASM的调试状态下，选择“项目”菜单栏中的“单步执行”菜单或F11，则程序往后运行一条语句。退出调试在ASM的调试状态下，选择“项目”菜单栏中的
33、“开始/结束调试”菜单，程序则退出ASM的调试状态。命令调试集成开发环境可以进行命令的调试，如图1-5：图1-5 命令调试调试时，输出窗口可以输出编译信息，命令信息，内存查看信息，栈查看信息等。如图1-6：图1-6 内存查看输出窗口1.4 实验项目的查看和演示本软件提供了实验项目的查看和演示功能，包括实验说明、实验原理图、实验流程图、ASM程序，并可以运行实验程序，使用户能方便快捷地了解感兴趣的实验。示例如图1-7：图1-7实验项目的查看和演示各实验有几个子项，包括实验说明、实验原理图、实验流程图、ASM程序和运行实验。单击对应子项，即可查看对应的项目。实验说明双击实验说明子项，即可弹出对应实
34、验的实验说明。实验原理图双击实验原理图子项，即可弹出对应实验的实验原理图。实验流程图双击实验流程图子项，即可弹出对应实验的实验流程图。ASM程序双击ASM程序子项，即可弹出对应实验的ASM程序源文件。运行实验双击运行实验子项，即可执行对应实验的可执行程序。实验二 I/O地址译码与简单并行接口（一）验证实验1.1I/O地址译码一、实验目的掌握I/O地址译码电路的工作原理。二、实验原理和内容实验电路如图2-1所示，其中74LS74为D触发器，可直接使用实验台上数字电路实验区的D触发器,74LS138为地址译码器。译码输出端Y0Y7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，Y0：2
35、80H287H，Y1：288H28FH， 当CPU执行I/O指令且地址在280H2BFH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，2A0HOUT DX，AL（或IN AL，DX）Y4输出一个负脉冲，执行下面两条指令MOV DX，2A8HOUT DX，AL（或IN AL，DX）Y5输出一个负脉冲。图2-1三、编程提示1、实验电路中D触发器CLK端输入脉冲时，上升沿使Q端输出高电平L7发光，CD端加低电平L7灭。1.2简单并行接口一、实验目的掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。二、实验内容1、按下面图2-2简单并行输出接口电路图连接线路(74LS273插通
36、用插座，74LS32用实验台上的“或门”)。74LS273为八D触发器，8个D输入端分别接数据总线D0D7，8个Q输出端接LED显示电路L0L7。2、编程从键盘输入一个字符或数字，将其ASC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。3、按下面图2-3简单并行输入接口电路图连接电路(74LS244插通用插座，74LS32用实验台上的“或门”)。74LS244为八缓冲器，8个数据输入端分别接逻辑电平开关输出K0K7，8个数据输出端分别接数据总线D0D7。4、用逻辑电平开关预置某个字母的ASC码，编程输入这个ASC码，并将其对应字母在屏幕上显示出来。图2-2 图2-3三、编程提示
37、1、上述并行输出接口的地址为2A8H，并行输入接口的地址为2A0H，通过上述并行接口电路输出数据需要3条指令：MOV AL,数据MOV DX,2A8HOUT DX,AL通过上述并行接口输入数据需要2条指令：MOV DX,2ADHIN AL,DX2、参考流程图（二）提高性实验1.ASCII码转换为BCD码将1.2并行接口实验内容2键盘读入的十进制ASCII码，在通过74LS273接口输出之前先把它转换为BCD码，用8个发光二极管发光情况验证正确性；若输入不是十进制数的ASCII码，则对应8个发光二极管全亮，显示内容为“FFH”。2转换接口地址74LS273接口地址接入280H,74LS244接口
38、地址接入288H，对并行接口实验内容2，内容4重新验证。实验三可编程定时器计数器（8253）一、实验目的1、学习8253可编程定时器/计数器定时方法。2、学习8253多级串联实现大时间常数的定时方法。3、学习8088/86控制8253可编程定时器的方法。二、实验内容（一）验证实验： 、按图3-1虚线连接电路，将计数器0设置为方式0，计数器初值为N(N0FH)，用手动逐个输入单脉冲，编程使计数值在屏幕上显示，并同时用led0观察OUT0电平变化(当输入N+1个脉冲后OUT0变高电平)。图3-1、按图3-2连接电路，将计数器0、计数器1分别设置为方式3，计数初值分别设为100和10000，用Led
39、0观察OUT1输出电平的变化(频率1HZ)。图3-2编程提示：1、8253控制寄存器地址283H计数器0地址280H计数器1地址281HCLK0连接时钟1MHZ2、参考流程图(见图3-4、图3-5)图3-4 图3-5（二）提高性实验1编程将8253定时器0设定为方式3，定时器1设定在方式2，定时器2设定在方式2，定时器0输出作为定时器1的输入，定时器1的输出作为定时器2的输入，定时器2的输出接在一个LED上，运行后可观察到该LED在不停闪烁。2. 人机交互界面设计：如1连线及方式设定，计数器0方波计数初值设置为2000，计数器1初值为200，计数器2实现在显示屏幕上提示输入计数分频信号参数。如
40、下所示：counter2:_continue?(y/n)_实现用键盘直接输入修改程序中分频信号的参数，以改变分频信号的周期和分频数，不需重新修改源代码。用led观察计数器0和计数器1,2的输出波形及其关系，并在纸上画出CLK0、OUT0、OUT1、OUT2的波形。3.实验电路连线（此处省略了译码电路参看实验一或二）GATE0GATE2连至电源+5V，从f插孔用线连至CLK0，OUT0用线连至CLK1，OUT1用线连至CLK2，OUT2用线连至一个发光管（DL1），CS53片选孔用线连至译码处28028F这个孔。（8253中GATE0、GATE1、GATE2接+5V。） CLK0接波特率开关边的
41、f插孔，CLK1接OUT0,CLK2接OUT1。 CS接280287孔。4.编程提示：显示字符串：DS:DX指向字符串首地址mov dx,offset mesg mov ah,9 int 21h mov ax,4c00h int 21h可用来提示输入初值。读一个字符：Mov AH,1INT 21H输入字符放在AL中，输入的字符限定在0-9范围，需要对输入值进行判断，超出这个范围按出错处理，同时把输入的ASCII码转为0-9有效数字。cmp al,0 ;是否小于0jl exit ;若是则出错处理cmp al,9 ;是否大于9jg exit ;若是则出错处理sub bx,bxmov bl,alsu
42、b bl,30h ;bh=0add counter2,bx ;counter2=counter2+input需要事先定义数据变量实验四 可编程并行接口（一）（8255方式0）一、实验目的1、通过实验，掌握8255工作于方式0以及设置A口为输出口，C口为输入口的方法。二、实验内容(一)验证实验：1.使8255端口A工作在方式0并作为输出口,端口C工作在方式0并作为输入口,将图4.1中的K7K0开关信号顺序与PC7PC0相连,端口A的PA7PA0分别与发光二极管L7L0相连,然后参照流程图4-2通过对8255芯片编程来实现输入/输出功能.2.运行实验程序,拨动开关组,观察发光二极管亮灭情况,并记录
43、之.图4-1 图4-2(二)提高性实验如图4-1连线，LED走马灯花样（点亮花样）实验。利用K7K0的8位开关，控制LED产生8种走马灯花样。例如，将拨动开关的 1号开关合上时，8个LED彩灯从两端向中间依次点亮；2号开关合上时，彩灯从中间向两端依次点亮等等。实现方法，先设置LED点亮花样的8组数据，读取8255C口状态数据，根据开关状态调用不同数据通过8255A口送到LED。编程提示：需要定义八个变量，每个变量依次定义八个数据对应LED显示状态，从A口输出每个数据后需要延时。38255控制寄存器端口地址28BHA口的地址288HC口的地址28AH实验五 七段数码管一、实验目的进一步熟悉825
44、5，掌握数码管显示数字的原理二、实验内容（一）验证实验、静态显示:按图5-1连接好电路，将8255的A口PA0PA6分别与七段数码管的段码驱动输入端a相连，位码驱动输入端S1接+5V(选中)，S0、dp接地(关闭)。编程从键盘输入一位十进制数字(09)，在七段数码管上显示出来。图5-1 图5-2、动态显示:按图5-2连接好电路，七段数码管段码连接不变，位码驱动输入端S1，S0接8255 C口的PC1，PC0。编程在两个数码管上显示“56”。（二）提高性实验1、连线如图5-2，从键盘读入两位数字，在两个数码管上显示出来2可以改变数码管显示数字，有新的输入时，显示新的数字。三、编程提示1、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。2、七段数码管的字型代码表如下表：图5-3 图5-43从键盘读入的数据放入存放要显示的十位和个位数据定义区，在提高性实验2中加入键盘是否有输入判断，如有则去读取键盘输入数
