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1、微机原理及接口技术微机原理及接口技术实验指导书实验指导书姚宣霞姚宣霞 田军峰田军峰 编编微机原理及接口技术实验指导书2目录目录一一 8259 中断控制器应用实验中断控制器应用实验 1二二 8254 定时计数器应用实验定时计数器应用实验 10三三 8255 并口控制器应用实验并口控制器应用实验 18四四 16550 串口控制器应用实验串口控制器应用实验 20五五 A/D 转换实验转换实验 26六六 键盘扫描及显示设计实验键盘扫描及显示设计实验 29微机原理及接口技术实验指导书1一一 8259 中断控制器应用实验中断控制器应用实验 1 实验目的(1)学习中断控制器 8259 的工作原理。(2)掌握
2、可编程控制器 8259 的应用编程方法。 2 实验设备PC 微机一台、TD-PIT 实验系统一套。 3 实验内容(1)利用系统总线上中断请求信号 INTR，设计一个单中断应用。使用单次脉冲模拟中断 产生。编写中断处理程序，在显示器屏幕上显示一个字符。(3)利用实验平台上 8259 控制器对系统总线上的中断线 INTR 进行扩展。编写程序对 8259 控制器的 IR0 和 IRI 中断请求进行处理。 4 实验原理 (1) PC 微机系统中的 8289在 80x86 系列 PC 微机系统中，系统中包含了两片 8259 中断控制器，经级连可以管理 15 级硬件中断，但其中部分中断号已经被系统硬件占用
3、，具体使用情况如表 1-1 示。两片 8259 的端口地址为：主片 8259 使用 020H 和 021H 两个端口；从片使用 0AOH 和 0AlH 两 个端口。系统初始化两片 8259 的中断请求信号均采用上升沿触发，采用全嵌套方式，优先 级的排列次序为: 0 级最高，依次为 1 级、8 级一 15 级，然后是 3 级一 7 级。在实验平台上系统总线单元的 INTR 信号对应的中断线就是 PC 机保留中断其中的一个。 对 INTR 中断的初始化 PC 机已经完成，在使用时主要是将其中断屏蔽打开，修改中断向 量。表 1-1 PC 微机系统中的硬件中断中断号功能中断向量号中断向量地址主 825
4、9 IRQ0日时钟/计数器 008H0020H0023H主 8259 IRQ1键盘09H0024H0027H主 8259 IRQ2接从片 82590AH0028H002BH主 8259 IRQ3串行口 20BH002CH002FH主 8259 IRQ4串行口 10CH0030H0033H主 8259 IRQ5并行口 20DH0034H0037H主 8259 IRQ6软盘0EH0038H003BH主 8259 IRQ7并行口 10FH003CH003FH从 8259 IRQ8实时钟70H01C0H01C3H从 8259 IRQ9保留71H01C4H01C7H从 8259 IRQ10保留72H01
5、C8H01CBH从 8259 IRQ11保留73H01CCH01CFH从 8259 IRQ12保留74H01D0H01D3H从 8259 IRQ13协处理器中断75H01D4H01D7H从 8259 IRQ14硬盘控制器76H01D8H01DBH从 8259 IRQ15保留77H01DCH01DFH微机原理及接口技术实验指导书25 实验说明及步骤(1) INTR 单中断应用实验 在前面已经介绍了实验平台上系统总线单元的 INTR 中断请求信号已经是对应到 PC 机内部的某一级中断。INTR 产生一个上升沿的中断请求，PC 机内部相应的那级中断就会 得到响应。所以，使用 INTR 中断请求信号，
6、就相当在使用 PC 机内部相应的那一级中断。INTR 中断请求之所以能有效，是通过 PCI 卡上 INTCSR 寄存器的相应设置实现的。 所以，在程序设计时需要对该寄存器进行一些操作。在此处主要是学习 8259 中断原理，以 及微机中断的编程应用方法。关于 INTCSR 寄存器设置属于 PCI 接口技术范畴。编程时直 接加入相关语句即可。有关 INTCSR 寄存器在后面 PCI 接口技术中断处理实验中会做详细 讲述。还需要注意的是，使用 INTR 中断的程序必须在纯 DOS 环境下运行。因为在 Windows 下，INTR 中断产生后会被 Windows 底层的实验系统驱动程序捕获，实验程序中
7、的中断处 理程序无法得到响应。在纯 DOS 下运行提供的 CHECK 程序，可以查看 PC 分配给实验系 统的中断号及其它一些中断编程需要的信息，通过这些信息编写中断应用程序。 本实验要求使用总线上 INTR 中断请求线完成一次单中断应用实验。用单次脉冲上升 沿模拟中断源，中断处理程序完成在屏幕上的显示字符“9” 。实验前先运行 CHECK 程序， 得到 INTR 所对应的中断号、相应的初始化命令字寄存器 ICW 及操作命令字寄存器 OCW 的地址、打开屏蔽的命令宇、中断矢量地址和 PCI 卡中断控制寄存器 INTCSR 的地址。得 到这些信息后就可以开始设计实验了。 参考程序流程如图 1-1
8、 所示。 ;T8259-1.asm ;单一中断应用实验;*根据 CHECK 配置信息修改下列符号值* INTR_IVADD EQU 034H ;INTR 对应的中断矢量地址 INTR_OCW1 EQU 021H ;INTR 对应 PC 机内部 8259 的 OCW1 地址 INTR_OCW2 EQU 020H ;INTR 对应 PC 机内部 8259 的 OCW2 地址 INTR_IM EQU 0DFH ;INTR 对应的中断屏蔽字 PCI_INTCSR EQU 0CC38H ;PCI 卡中断控制寄存器地址 ;*STACK1 SEGMENT STACKDW 256 DUP(?) STACK1
9、ENDSDATA SEGMENT CS_BAK DW ? ;保存 INTR 原中断处理程序入口段地址的变量 IP_BAK DW ? ;保存 INTR 原中断处理程序入口偏移地址的变量 IM_BAK DB ? ;保存 INTR 原中断屏蔽字的变量 DATA ENDS微机原理及接口技术实验指导书3CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXCLIMOV DX,PCI_INTCSRSUB DX,19HIN AL,DX MOV DX,PCI_INTCSR ;初始化 PCI 卡中断控制寄存器MOV AX,1F00H ;向 PC
10、I_INTCSR 中写入 003F1F00HOUT DX,AXADD DX,2MOV AX,003FHOUT DX,AXMOV AX,0000H ;替换 INTR 的中断矢量MOV ES,AXMOV DI,INTR_IVADD MOV AX,ES:DIMOV IP_BAK,AX ;保存 INTR 原中断处理程序入口偏移地址 MOV AX,OFFSET MYISRMOV ES:DI,AX ;设置当前中断处理程序入口偏移地址ADD DI,2MOV AX,ES:DIMOV CS_BAK,AX ;保存 INTR 原中断处理程序入口段地址MOV AX,SEG MYISRMOV ES:DI,AX ;设置当
11、前中断处理程序入口段地址MOV DX,INTR_OCW1 ;设置中断屏蔽寄存器，打开 INTR 的屏蔽 位IN AL,DXMOV IM_BAK,AL ;保存 INTR 原中断屏蔽字AND AL,INTR_IMOUT DX,ALSTI WAIT1: MOV AH,1 ;判断是否有按键按下INT 16HJZ WAIT1 ;无按键则跳回继续等待，有则退出QUIT: CLI微机原理及接口技术实验指导书4MOV DX,PCI_INTCSR ;恢复 PCI 卡中断控制寄存器MOV AX,0000HOUT DX,AXMOV AX,0000H ;恢复 INTR 原中断矢量MOV ES,AXMOV DI,INT
12、R_IVADD MOV AX,IP_BAK ;恢复 INTR 原中断处理程序入口偏移地址MOV ES:DI,AXADD DI,2MOV AX,CS_BAK ;恢复 INTR 原中断处理程序入口段地址MOV ES:DI,AXMOV DX,INTR_OCW1 ;恢复 INTR 原中断屏蔽寄存器的屏蔽字MOV AL,IM_BAKOUT DX,ALSTIMOV AX,4C00H ;返回到 DOSINT 21HMYISR PROC NEAR ;中断处理程序 MYISRMOV AL,39HMOV AH,0EHINT 10HMOV AL,20HINT 10HOVER: MOV DX,PCI_INTCSRSU
13、B DX,19HIN AL,DX MOV DX,PCI_INTCSR ;清 PCI 卡中断控制寄存器标志位ADD DX,2MOV AX,003FHOUT DX,AXMOV DX,INTR_OCW2 ;向 PC 机内部 8259 发送中断结束命令MOV AL,20HOUT DX,ALMOV AL,20HOUT 20H,AL IRET MYISR ENDP微机原理及接口技术实验指导书5CODE ENDSEND START 图 1-1 8259 单一中断实验参考程序系统总 线 图 1-2 8259 单一中断实验参考接钱图实验步骤如下。(1)确认从 PC 机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。(2)启动纯 DOS 环境，进入 Tddebug 软件所在的安装目录。执行 CHECK 程序，查 看 INTR 中断号及相关信息并记录。(3)运行 Tddebug 集成操作软件。操作 Alt+E 进入程序编辑环境。利用查出的中断号 及相关信息，按实验要求参考实验程序，然后编译链接。(4)将单次脉冲单元的 KKl+连接到系统总线上的 INTR。(5)操作 Alt+R 进入 RmRun 菜单项，通过 Run 命令运行程序。按动 KKl+按键，观 察 中断是否产生。（2）INTR 扩充多中断源实验利用实验单元中的 8259 控制器，可以对总线上的 INTR 进行中断源的扩充。将 8259 的 IN
