[理学]00微机原理与接口实验

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1、微机原理与接口（实验指导）,紫金学院计算机系 帅辉明,注 意 事 项,按学号两人一组，每组一台电脑 设计过程中请遵守实验室的规章制度。 设计期间，不得无故迟到早退及无故旷课。 （如有特殊情况，需写假条并有年级主任签字） 实验课一共4次，每次4小时，共计1学分,有8个实验，每个实验2小时。其中汇编语言程序设计3次，接口芯片实验5次。 每次实验检查完毕，关闭计算机和接口实验箱电源方可离开。上课时间：上午 8：00-12：00 下午 2：00-5：40。 汇编及接口实验的成绩：由上机及课堂纪律、实验报告、考勤记录三部分组成，比例大约为：50%、40%、10%。 实验报告：手写，A4纸大小,待实验部分

2、全部结束后交到班长处.。 实验当中有用的数据不要存放在C盘（C盘每次重新启动会自动还原），可保存在D盘或E盘。（D盘与E盘每日还原） 汇编语言程序文件不要保存在桌面上，同时文件命名时不要包含中文与空格，后缀为.asm。,实验报告格式要求,实验报告内容原则上应包括：实验题目、实验目的、实验内容、实验电路、实验程序流程图、实验程序、实验结果、相关的输出波形。可由指导教师视情况提出具体要求。 实验报告的提交时间应该在下一次实验时提交给指导教师。 实验报告的书写要整洁、清晰,软硬件环境及注意事项,1.硬件环境: PC微型计算机,TD-PIT+微机实验系统 2.软件环境:windows下为TDPIT程序

3、,DOS下为TDDEBUG 3.上机实验步骤: 软件上机步骤:打开TDPIT,新建,写程序,编译,链接,执行 硬件连接步骤:把实验设备电源关掉,按照实验电路图连接布线 4.操作规程 *所有信号的连线工作必须在关机断电的情况下进行。 *导线头要拉直并按垂直方向插入插孔。 *连线完成后要进行检查，确定无误后，方可加电。 *多余导线不得乱放在实验箱上，以避免短路。 *做完实验后，要将导线垂直拔出。 *在运行实验程序前，实验箱上电路连接必须准确无误并且加电。 *认真登记实验记录，每次实验完成后要按时提交实验报告。,一、TDPIT+32位微机原理实验系统介绍,1.1 实验箱,1.2 TDPIT+开发软件

4、,启动方法：桌面-tdpit图标,二、基础知识介绍,2.1 实模式与保护模式 实模式和保护模式是32位微处理器的两种工作模式。在实模式下，32位微处理器相当于一个可以进行32位快速处理的8086。其最大的寻址空间为1MB，每个段的最大长度为64K，且段的起始地址必须是16的倍数。 而在保护模式下，全部的32条地址线有效，每个段可以寻址的物理空间达到4GB。保护模式的存储管理，采用了扩充的分段管理机制和可选的分页管理机制，采用了4个特权级和完善的特权级检查机制，为存储器的共享和保护提供了硬件的支持。在保护模式下，引入了任务管理的概念，使得CPU从硬件上支持了多任务，任务切换提速，任务环境得以保护

5、。保护模式下还支持了虚拟86模式，便于执行8086/8088的程序。,2.1 寄存器,2.3 伪指令,段定义伪指令SEGMENT/ENDS SEGMENT定位类型组合类型类别属性类型 ；段内容 ENDS 数据定义伪指令变量助记符 操作数 DB DW DD DF DQ DT 段说明伪指令ASSUME 段说明伪指令的一般格式如下： ASSUME ：，：段名， 过程定义伪指令PROC/ENDP 过程定义伪指令PROC/ENDP格式如下： PROC 属性 RET ENDP,2.4 最基本的汇编程序框架,stack1 segment stackdb 256 dup(?) stack ends data

6、segment data ends code segment code assume cs:code,ds:data,ss:stack1 start: mov ax,datamov ds,axmov ax,4c00hint 21hcode endsend start,实验1：基本显示程序 实验2：分支程序 实验3：循环程序 实验4：数据传送实验5：8259中断 实验6：8255 基本I/O 实验7：跑马灯 实验8：1616点阵LED 实验9：八段数码管 实验10：键盘扫描显示实验 实验11：定时器 8253 实验12：电子钟 实验13：A/D转换 实验14：D/A,三、实验安排,实验1 基本显

7、示程序,1 、实验说明,（1）实验目的 掌握在PC机上以十六进制形式显示数据的方法。 掌握部分DOS功能调用使用方法。 熟悉windows集成环境TDpit的使用。 （2）实验设备 PC微机一台,TD-pit+实验系统一套。 （3）实验内容 本实验要求将指定数据区字符数据转为ASCII码，并以十六进制数形式显示在屏幕上。实验中可使用DOS功能调用（INT 21H）。 （4）实验步骤 a.运行Tdpit+软件，编写实验程序； b.对实验程序进行汇编、连接。 c.运行程序，观察运行结果。 d.更改数据区中的数据，考察程序的正确性。,2、 实验内容,DOS功能调用（INT 21H）说明： （1）屏幕

8、显示单个字符 入口参数：AH02H DL输出字符 例如：MOV DL,56HMOV AH,02HINT 21H （2）显示字符串 入口参数：AH09H DS：DX字符串首地址，并以$结束字符 例如：LEA DX,MSG或MOV DX,OFFSET MSGMOV AH,09HINT 21H （3）键盘输入字符并回显 入口参数：AH01H 出口参数：AL输出字符 （4）返回DOS系统 入口参数：AH4CH AL返回码 例如：MOV AH,4CHINT 21H,2 、实验内容,实验程序流程图,2、 实验内容,;显示程序实验 STACK1 SEGMENT STACK ;定义堆栈DW 256 DUP(?

9、) STACK1 ENDS DATA SEGMENT USE16 ;定义数据段 MES DB Press any key to exit!,0AH,0DH,0AH,0DH,$ MES1 DB Show a as hex:,0AH,0DH,$ SD DB a DATA ENDS CODE SEGMENT USE16ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATAMOV DS,AX ;此处略KEY: MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？INT 16HJZ KEYMOV AX,4C00H ;go back to dosINT 21H CODE ENDSEND S

10、TART,部分代码,常用指令: MOV AND ADD CMP JB,2 、实验内容,实验数据为a,即ASCII码 61H，则实验结果为：Show a as hex:61可以修改实验数据，以观察程序的正确性,小提示： （1）如何将数据取出 （2）如果显示一个字符 （3）如何将字符的ASCII码显示出来,实验2 分支程序,1 、实验说明,（1）实验目的 掌握分支程序的设计方法。 （2）实验设备 PC微机一台,TD-pit+实验系统一套。 （3）实验内容 求无符号字节序列中的最大值和最小值. （4）实验步骤 a.运行Tdpit+软件，编写实验程序；提供8字节的数据：0D9H，07H，8BH，0C5

11、H，0EBH，04H，9DH，0F9H。 b.对实验程序进行汇编、连接。 c.运行程序，观察运行结果。 d.更改数据区中的数据，考察程序的正确性。,2、 实验内容,流程图,常用指令:,JAE 大于等于跳转 JBE 小于等于跳转 JMP 无条件跳转 JA 大于跳转 JB 小于跳转 CMP 比较两个数 TEST 测试两个数的与结果 提示： （1）如何循环取出8个数据 （2）如何比较,实验3 循环程序,1 、实验说明,（1）实验目的 掌握循环程序的设计方法。 （2）实验设备 PC微机一台,TD-pit+实验系统一套。 （3）实验内容 本实验要求通过求某数据区内负数的个数来表现循环程序的结构形式。 要

12、求实验程序在数据区中存放一组数据，为统计负数的个数，逐个判断区内的数据，然后将所有数据中凡是符号位为1的数据的个数累加起来，即得到区内所包含负数的个数。 （4）实验步骤 a.运行Tdpit+软件，编写实验程序；提供8字节的数据：0D9H，07H，8BH，0C5H，0EBH，04H，9DH，0F9H。 b.对实验程序进行汇编、连接。 c.运行程序，观察运行结果。 d.更改数据区中的数据，考察程序的正确性。,2、 实验内容,流程图,常用指令:,MOV CX,10 LOOP=DEC CX;JNZ,Cx=个数 | Cx=0? | Al=DI | AL与80H比较 | 负数 BL=BL+1 | DI=D

13、I+1 | CX=CX-1 | Cx=0? | 显示BL的值 | 检测按键 | 退出,实验4 数据传送,1 、实验说明,（1）实验目的 掌握与数据有关的不同寻址方式。 （2）实验设备 PC微机一台,TD-pit+实验系统一套。 （3）实验内容 将HELLO,WORLD!$存放在数据段中，通过程序将该数据复制到附加段的另一个变量中，并显示出来。 （4）实验步骤 a.运行Tdpit+软件，编写实验程序 b.对实验程序进行汇编、连接。 c.点击调试,菜单VIEW-CPU,然后光标移到存储区,点右键,goto,填入ds:2500H,观察结果,按F7单条语句执行,查看内存单元数据变化,最后查看ds:35

14、00H d.更改数据区中的数据，考察程序的正确性。,2、 实验内容,STACK1 SEGMENT STACKDW 256 DUP(?) STACK1 ENDS DDATA SEGMENT MES DB Press any key to exit!,0AH,0DH,0AH,0DH,$ MSR DB HELLO,WORLD!$ LEN EQU $- MSR DDATA ENDS EXDA SEGMENT MSD DB LEN DUP(?) EXDA ENDS CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DDATA,ES:EXDA START: MOV AX,DDATAMOV DS,

15、AX此处省略.KEY: MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？INT 16HJZ KEYMOV AX,4C00HINT 21H CODE ENDSEND START,提示： （1）为什么每个程序开头都有MOV AX,DATA; MOV DS,AX 两条语句 （2）如何访问附加段中的变量 先将ES段的基地址装入ES寄存器 ES:XXXBX,接口部分实验,1 、注意事项,（1）禁止带电操作，即连线前关电源 （2）端口资源地址 在TDPIT软件中，点击查看-端口资源， 可以查看实验箱端口资源（3）连接排线时，注意顺序，高位对高位。（通常红色连高位） （4）运行程序时，请不要对实验箱进行关开电源操作

16、，否侧会死机。 （5）实验结束后，将所有连线拔出，不可鲁莽操作。,2、实验箱总线单元信号说明,接口芯片和CPU连接的常用信号：地址线、数据线、片选信号、读写信号、复位信号,3、如何通过寄存器操作各种接口芯片,程序中使用这些寄存器？ （1）定义寄存器 汇编： IOY0 EQU 9C00H MY8259_ICW1 EQU IOY0+00H C： #define IOY0 0x9C00 #define MY8259_ICW1 IOY0 + 0x00*4 （2）操作寄存器 汇编： 读：MOV DX, MY8259_ICW1 IN AL,DX 写：OUT DX,AL C: 读：inp(MY8259_ICW1); 写：outp(MY8259_ICW1, 0x13);,