《微机原理与接口实验4.1io端口扩展-8255赖晓铮概要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理与接口实验4.1io端口扩展-8255赖晓铮概要（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微机原理与接口 实验系列,一、IO端口扩展(8255) 二、定时器/计数器(8253) 三、串口通信(8251) 四、模数转换(ADC0809) 五、数模转换(DAC0832) 六、液晶屏显示(LCD1602) 七、中断控制器(8259),赖晓铮 博士 华南理工大学 laixz QQ: 68046508,（一） IO端口扩展(8255)实验,实验内容： 构建一个“CPU+8255”的微型计算机系统，通过8255芯片扩展微程序版CPU的I/O 端口功能。编写机器语言程序，通过8255芯片实现可定制的循环“流水灯”功能；进而编写机器语言程序，通过8255芯片实现记录44键盘按键触发位置（行/列）的
2、功能。,实验目的： 理解可编程并行接口芯片8255的基本工作原理。 掌握CPU使用8255芯片外扩IO端口的硬件架构及编程方法。,微程序版“CPU+8255”电路图,初始化过程 时钟信号CLK接手动开关MANUAL，启动仿真，使能复位信号#RESET=0； 手动按钮MANUAL开关“010”，然后令信号#RESET=1. 注：初始化完成后，若时钟信号CLK继续接开关MANUAL，则CPU进入手动模式，手动MANUAL开关，生成时钟信号CLK，程序单步执行；若时钟信号CLK接信号源AUTO-CLK（主频10Hz），则CPU进入自动模式，程序自动运行，直到HLT指令的“断点”处暂停。,重启过程（跳
3、出“断点”） 时钟信号CLK接开关MANUAL，手动令复位信号端#RESET的状态“101”变化，即重启完成，跳出“断点”继续执行 。 注：跳出“断点”后，CPU进入HLT指令的后续下一条指令的取指周期。,8255应用电路图,可编程并行IO接口芯片8255A结构图,8255A控制字示意图,8255A控制端口功能图,8255A 工作方式1 (选通) 输入组态,8255A 工作方式1 (选通) 输入时序图,8255A 工作方式1 (选通) 输出组态,8255A 工作方式1 (选通) 输出时序图,8255A 工作方式2 （双向传送） 应答联络线 定义,8255A 工作方式2 （双向传送） 时序图,实
4、验步骤（可编程的循环流水灯）： 1） 可编程的循环流水灯程序8255_Cycle_LED.asm存放在实验4.1项目的子文件夹test里，其功能实现了CPU从8255芯片的A口读入拨码开关设置的8位数值，从B口输出该数值到8位LED灯。然后，该数值不断循环移位，在8位LED灯上形成“循环流水灯”效果。具体代码如后页所示。 2） 编译、烧写、自动运行8255_Cycle_LED源程序，在程序自动运行过程中，观察B口连接的8位LED灯变化。 （编译和烧写asm文件的方法参见“2.6存储器实验：ROM批量导入数据”） 3） 修改8255_Cycle_LED 源程序，A口连接的拨码开关设置不同的数值，
5、观察自动执行过程中B口连接的8位LED灯变化。,8255_Cycle_LED,8255_Cycle_LED,实验步骤（矩阵键盘测试）： 1） 矩阵键盘测试程序keyboard.asm存放在实验4.1项目的子文件夹test里，其实现的功能如下（代码如后页所示）： 首先，在程序的第一次HLT“断点”跳出后，用户按下矩阵键盘的某个键，一直持续到第二次HLT“断点”暂停后才松开按键。 然后，CPU通过8255芯片的C口高4位输出不同的电平组合，再从C口低4位读取 相应的电平组合，可以判断出矩阵键盘中哪个键被压下。 最后，在8255芯片B口连接的8位LED灯上显示被按下键的行值（高4位代表从上到下的矩阵
6、键盘行信息）和列值（低4位代表从左到右的矩阵键盘列信息）。,实验步骤（矩阵键盘测试）： 2） 编译、烧写、自动运行keyboard源程序：（编译和烧写asm文件的方法参见“2.6存储器实验：ROM批量导入数据”） 3） 在程序第一次HLT“断点”跳出后，随机按下矩阵键盘中的某个按键（注：按下的时间要足够长，直到程序在第二次HLT“断点”暂停后才能松开按键），观察和记录程序中三个HLT“断点”暂停时刻，通用寄存器R03和8255芯片B口连接的8位LED灯变化。 4）为何CPU使用C口的高4位输出测试矩阵键盘的时候，不是逐行拉低电平（即输出0111、1011、1101、1110），而是输出0000
7、、0011、1001？这样设计安排有什么优点？,keyboard,keyboard,keyboard,keyboard,keyboard,keyboard,思考题： 请把本实验的微程序版“CPU+8255”电路改成硬布线版和流水线版“CPU+8255”电路，并且运行本实验步骤所示的8255_Cycle_LED和keyboard程序。请问上述程序在硬布线或流水线版本中需要修改么? 若需要，请修改并测试。,（一）IO端口扩展(8255) 实验,附录：CPU指令集(OP码表),一、系统指令：,二、寄存器及I/O操作指令：,三、存储器及堆栈操作指令：,四、跳转系列指令：,五、算术逻辑运算指令：,五、算术逻辑运算指令：,The End !,
