微机原理与接口技术实验报告样本样本.doc

微机原理与接口技术
实验报告

学院：
计算机与通信工程学院
专业：
计算机科学与技术
班级：

学号：

姓名：

实验一 8259中断控制器应用实验
一、实验目的
1.掌握PC机中断解决系统的基本原理。
2. 掌握可编程中断控制器8259的应用编程方法。
二、实验内容
1．PC机内中断实验。使用单次脉冲模拟中断产生。验证中断解决程序，在显示器屏幕上显示一行预设定的字符串。
2．PC机内中断嵌套实验。使用单次脉冲模拟两个中断源的中断产生，填写中断解决程序，体会中断嵌套的过程。
3．扩展多中断源查询方式应用实验。运用实验平台上8259控制器作为中断扩展源，编写程序对8259控制器的中断请求进行解决。
三、实验环节
1.实验1-1：PC机内中断应用实验
（1）按接线图连好接线，调用程序源代码8259-1.asm，观测实验现象，屏幕显示结果截图如下：

（2） 自设计实验。改变接线方式，将单次脉冲连到USB核心板上的IRQ10插孔上，参考本实验代码，编程实现IRQ10中断。（注意：考虑PC机内中断级联的方式，参看前面的原理说明），代码如下：
DATA SEGMENT
MESS DB 'IRQ10 ',0DH,0AH, '$'
DATA ENDS

CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA

START: MOV AX, CS
MOV DS, AX
MOV DX,OFFSET INT10
MOV AX,2572H ;设立IRQ10相应的中断向量
INT 21H
IN AL,21H ;读取中断屏蔽寄存器
AND AL,0F3H ;开放IRQ3中断和从片
OUT 21H,AL
IN AL,0A1H ;从片的中断屏蔽寄存器
AND AL,0FBH ;开放IRQ10中断
OUT 0A1H,AL
MOV CX,10
STI

WAIT: JMP WAIT
INT10: MOV AX, DATA ;中断服务程序
MOV DS, AX
MOV DX, OFFSET MESS
MOV AH, 09 ;在屏幕上显示每次中断的提醒信息
INT 21H
MOV AL, 20H ; 发出EOI结束中断到PC内主片的地址20H
OUT 20H, AL
LOOP NEXT
IN AL, 21H ;读中断屏蔽寄存器，获取中断屏蔽字
OR AL, 08H ;关闭IRQ3中断
OUT 21H, AL ;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器
STI ;置中断标志位

MOV AH, 4CH ;返回DOS
INT 21H
NEXT: IRET ;中断返回

CODE ENDS
END START
调用程序代码，观测实验现象，屏幕显示截图如下：

2.实验1-2：PC机内中断嵌套实验
实验规定：
（1）按接线图连好接线，调用程序源代码8259-2.asm，做如下操作，观测屏幕显示结果并分析产生该现象的因素：
A． 按下连接IRQ的单次脉冲按键，屏幕上会显示10个3，在屏幕上10次显示未结束之前，按下连接IRQ10的单次脉冲按键，观测现象；
按下IRQ时屏幕上会显示10个3，此时按下IRQ10，会直接在屏幕上显示10个10，然后结束后再显示剩余的3B． 按下连接IRQ10的单次脉冲按键，屏幕上会显示10个10，在屏幕上10次显示未结束之前，按下连接IRQ3的单次脉冲按键，观测现象。
在屏幕上显示10个10的过程中按下IRQ无反映，等到10个10所有显示完毕后才再显示10个3
出现这种现象的因素是IRQ10的中断优先级高于IRQ3
屏幕截图：

（2） 程序所有代码及注释：
DATA SEGMENT
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE ,DS:DATA
START:
.386
CLI
MOV AX,CS
MOV DS,AX

MOV DX,OFFSET INT10 ;采用间接修改法，设立中断向量
MOV AX,2572H ;设立IRQ10相应的中断向量
INT 21H

MOV DX,OFFSET INT3 ;采用间接修改法，设立中断向量
MOV AX,250BH ;设立IRQ3相应的中断向量
INT 21H

IN AL,21H ;读中断屏蔽寄存器，21H是该寄存器的端标语
AND AL,0F3H ;开放中断，允许从片和IRQ3
OUT 21H,AL

IN AL,0A1H ;读中断屏蔽寄存器，0A1H是该寄存器的端口
AND AL,0FBH ;开放中断IRQ10
OUT 0A1H,AL
MOV CX,10 ;记中断循环次数为10次
STI

WAIT: JMP WAIT
INT10: CLI ;中断服务程序
PUSHAD
PUSHFD
MOV CX,10 ;记中断循环次数为10次
NEXT10_1:
MOV DX,31H
MOV AH,02H ;输出DL
INT 21H
MOV DX,30H
MOV AH,02H ;输出DL
INT 21H
MOV DX,20H ;发出EOI结束中断到PC内主片的地址20H
MOV AH,02H ;输出DL，3
INT 21H

CALL DELAY1 ;等待
LOOP NEXT10_1

MOV DX,0DH
MOV AH,02H ;输出DL，‘ ’
INT 21H
MOV DX,0AH ;发出EOI结束中断到PC内从片占用的是0A0H端口
MOV AH,02H ;输出DL，发生中断后输出10
INT 21H

MOV AL,20H ;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器
OUT 0A0H,AL ;从片
OUT 20H,AL ;主片
POPFD ;关中断，出栈，返回
POPAD
STI
IRET
INT3: CLI ;中断服务程序
PUSHAD
PUSHFD
MOV CX,10 ;记中断循环次数为10次
NEXT3_1:
MOV DX,33H
MOV AH,02H ;输出DL
INT 21H
MOV DX,20H ;发出EOI结束中断到PC内主片的地址20H
MOV AH,02H ;输出DL，3
INT 21H

CALL DELAY1 ;等待
LOOP NEXT3_1

MOV DX,0DH
MOV AH,02H ;输出DL，‘ ’
INT 21H
MOV DX,0AH ;发出EOI结束中断到PC内从片占用的是0A0H端口
MOV AH,02H ;发生中断输出DL，10
INT 21H

MOV AL,20H
OUT 20H,AL ;将中断屏蔽字送到中断屏蔽寄存器
OUT 0A0H,AL
POPFD ;出栈，关中断，返回
POPAD
STI
IRET
DELAY1 PROC ;控制等待部分
PUSHAD
PUSHFD
MOV CX,0FH
DELAY_LOOP1:
MOV BX,0FFFFH
DELAY_LOOP2:
DEC BX
NOP
JNZ DELAY_LOOP2
LOOP DELAY_LOOP1
POPFD
POPAD
RET
DELAY1 ENDP

CODE ENDS
END START
3.实验1-3：扩展多中断应用实验
调用程序源码文献8259-3.asm，在程序源代码中划横线的位置，请按照所学8259工作原理填写并验证，然后将所填内容写在实验报告中，并分析所填数据的形成原理。
屏幕截图：

程序代码及与案例说明：
;*****************************************************************
; 8259中断查询方式应用实验
;请根据所学原理推断横线处需填写的源代码
;*****************************************************************
I8259_1 EQU 2B0H ; 8259的ICW1端口地址
I8259_2 EQU 2B1H ; 8259的ICW2端口地址
I8259_3 EQU 2B1H ; 8259的ICW3端口地址，ICW3，ICW4，OCW1都写入奇地址中
I8259_4 EQU 2B1H ; 8259的ICW4端口地址
O8259_1 EQU 2B1H ; 8259的OCW1端口地址
O8259_2 EQU 2B0H ; 8259的OCW2端口地址，OCW2，OCW3写入偶地址
O8259_3 EQU 2B0H ; 8259的OCW3端口地址

DATA SEGMENT
MES1 DB 'YOU CAN PLAY A KEY ON THE KEYBOARD!',0DH, 0AH, 24H
MES2 DD MES1
MESS1 DB 'HELLO! THIS IS INTERRUPT * 0 *!',0DH,0AH,'$'
MESS2 DB 'HELLO! THIS IS INTERRUPT * 1 *!',0DH,0AH,'$'
MESS3 DB 'HELLO! THIS IS INTERRUPT * 2 *!',0DH,0AH,'$'
MESS4 DB 'HELLO! THIS IS INTERRUPT * 3 *!',0DH,0AH,'$'
MESS5 DB 'HELLO! THIS IS INTERRUPT * 4 *!',0DH,0AH,'$'
MESS6 DB 'HELLO! THIS IS INTERRUPT * 5 *!',0DH,0AH,'$'
MESS7 DB 'HELLO! THIS IS INTERRUPT * 6 *!',0DH,0AH,'$'
MESS8 DB 'HELLO! THIS IS INTERRUPT * 7 *!',0DH,0AH,'$'
DATA ENDS

STACKS SEGMENT
DB 100 DUP(?)
STACKS ENDS
STACK1 SEGMENT STACK
DW 256 DUP(?)
STACK1 ENDS

CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACKS, ES:DATA
.386
START: MOV AX,DATA
MOV DS, AX
MOV ES, AX
MOV AX, STACKS
MOV SS, AX
MOV DX, I8259_1 ;初始化8259的ICW1
MOV AL, 13H ;边沿触发、单片8259、需要ICW4，查表得到控制字
OUT DX,AL

MOV DX,I8259_2 ;初始化8259的ICW2
MOV AL,0B0H
OUT DX,AL
MOV AL,03H
OUT DX,AL
MOV DX, O8259_1 ;初始化8259的中断屏蔽操作命令字
MOV AL, 000H ;打开屏蔽位，将所有屏蔽位打开
OUT DX,AL

QUERY: MOV AH,1 ;判断是否有按键按下
INT 16H
JNZ QUIT ;有按键则退出
MOV DX,O8259_3 ;向8259发送查询命令
MOV AL,6CH ;01101100
OUT DX,AL
IN AL,DX ;读出查询字
TEST AL,80H ;判断中断是否已响应，响应后相应位置0
JZ QUERY ;没有响应则继续查询
AND AL,07H
CMP AL,00H
JE IR0ISR ;若为IR0请求，跳到IR0解决程序
CMP AL,01H
JE IR1ISR ;若为IR1请求，跳到IR1解决程序
CMP AL,02H
JE IR2ISR ;若为IR2请求，跳到IR2解决程序
CMP AL,03H
JE IR3ISR ;若为IR3请求，跳到IR3解决程序
CMP AL,04H
JE IR4ISR ;若为IR4请求，跳到IR4解决程序
CMP AL,05H
JE IR5ISR ;若为IR5请求，跳到IR5解决程序
CMP AL,06H
JE IR6ISR ;若为IR6请求，跳到IR6解决程序
CMP AL,07H
JE IR7ISR ;若为IR7请求，跳到IR7解决程序
JMP QUERY
IR0ISR: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MESS1 ;显示提醒信息
MOV AH,09
INT 21H
JMP EOI
IR1ISR: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MESS2 ;显示提醒信息
MOV AH,09
INT 21H
JMP EOI
IR2ISR: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MESS3 ;显示提醒信息
MOV AH,09
INT 21H
JMP EOI
IR3ISR: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MESS4 ;显示提醒信息
MOV AH,09
INT 21H
JMP EOI
IR4ISR: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MESS5 ;显示提醒信息
MOV AH,09
INT 21H
JMP EOI
IR5ISR: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MESS6 ;显示提醒信息
MOV AH,09
INT 21H
JMP EOI
IR6ISR: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MESS7 ;显示提醒信息
MOV AH,09
INT 21H
JMP EOI
IR7ISR: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET MESS8 ;显示提醒信息
MOV AH,09
INT 21H
EOI:
MOV DX,O8259_2 ;向8259发送中断结束命令
MOV AL, 20H ;00100000
OUT DX, AL
JMP QUERY
QUIT: MOV AX,4C00H ;结束程序退出
INT 21H

CODE ENDS
END START
实验二 8254定期/计数器应用实验
一、实验目的
1. 掌握 8254 的工作方式及应用编程。
2. 掌握 8254 典型应用电路的接法。
二、实验内容
1．计数应用实验。应用8254的计数功能，用开关模拟计数，使每当按照计数初值的次数按动单次脉冲后，观测LED的变化。
2. 自设计实验。参考实验一的程序， 编写程序，以1MHz为时钟源，应用8254的定期功能，将其分频为1Hz。以LED灯作为输出显示。
三、实验环节
1.实验2-1：计数器应用实验
程序代码填补：
IO8254_MODE EQU 283H ;8254控制寄存器端口地址
IO8254_COUNT0 EQU 280H ;8254计数器0端口地址

STACK1 SEGMENT STACK
DW 256 DUP(?)
STACK1 ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
START: MOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式
MOV AL,16H ;计数器0，方式3，填入控制字：00010110
OUT DX, AL

MOV DX, IO8254_COUNT0 ;装入计数初值
MOV AL,04H ;初值为4,04H
OUT DX,AL

MOV AX,4C00H ;返回到DOS
INT 21H

CODE ENDS
END START
此时按两次后灯亮，再按两次后灯灭。
假如令计数器0工作在方式0，其实验现象为：按五次后灯变亮，之后不在熄灭。
2.实验2-2：自设计实验
实验规定：
参考实验一的程序和接线，自行设计接线图以及程序代码，实现，以1MHz为时钟源，应用8254的定期功能，将其分频为1Hz。以LED灯作为输出显示。
使用计数器0和计数器1两个计数器，设立其均工作于方式3，计数初值为1000，通过两个计数器级联，1000*1000=10^6达成分频的目的。
程序代码如下：
IO8254_MODE EQU 283H ;8254控制寄存器端口地址
IO8254_COUNT0 EQU 280H ;8254计数器0端口地址
IO8254_COUNT1 EQU 281H ;8254计数器1端口地址

STACK1 SEGMENT STACK
DW 256 DUP(?)
STACK1 ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
START: MOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式
MOV AL,37H ;计数器0，方式3 00110111
MOV DX,IO8254_COUNT0 ;装入计数初值
MOV AX,03E8H ;1000D=0000 0011 1110 1000B=03E8H
MOV AL,03H
OUT DX,AL
MOV AL,AH
OUT DX,AL
MOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式
MOV AL,76H ;计数器1, 方式3 01110110
OUT DX, AL
MOV DX,IO8254_COUNT1 ;装入计数初值
MOV AX,03E8H ;1000D=0000 0011 1110 1000B=03E8H

MOV AL,03H
OUT DX,AL
MOV AL,AH
OUT DX,AL
MOV AX,4C00H ;返回到DOS
INT 21H
CODE ENDS
END START
接线图如下：

实验三 8255并口控制器应用实验
一、实验目的
1. 掌握 8255 的工作方式及应用编程。
2. 掌握 8255 典型应用电路的接法。
二、实验内容
1. 基本输入输出实验。编写程序，自行设定A、B、C三个口中某一个口为输入，某一个为输出，完毕拨动开关到数据灯的数据传输。规定只要开关拨动，数据灯的显示就改变。
2. 自设计实验。自行设计能实现A口工作在方式一输入，B口工作在方式一输出的电路并完毕程序的编制和在实验箱上的验证，规定，运用控制信号控制数据的输入。
三、实验环节
1.实验3-1：可编程并行接口8255方式0应用实验
编写程序，自行设定A、B、C三个口中某一个口为输入，某一个为输出，完毕拨动开关到数据灯的数据传输。规定只要开关拨动，数据灯的显示就改变。根据原理补全代码中缺失的部分，根据自己的设计，补全接线图，并将代码和相应的接线图写在实验报告中。
说明：运营源程序8255.asm，按接线图接线，实现并行数据传输功能。
设定B口为输入，接到开关上，A口为输出接到LED灯上。
程序源代码：
IO8255_MODE EQU 28BH
IO8255_A EQU 288H
IO8255_B EQU 289H
IO8255_C EQU 28AH

CODE SEGMENT
ASSUME CS: CODE
START: MOV DX, IO8255_MODE ;8255初始化
MOV AL, 90H ;B口输入，A口输出 10010000
OUT DX, AL
INOUT: MOV DX, IO8255_B ;读入数据
IN AL,DX
MOV DX,IO8255_A ;输出数据
OUT DX,AL
MOV DL,0FFH ;判断是否有按键
MOV AH, 06H
INT 21H
JZ INOUT ;若无,则继续
MOV AH,4CH ;否则返回
INT 21H

CODE ENDS
END START
接线图如下：

2.实验3-2：自设计实验
自行设计完毕本实验，规定，8255A口工作在方式一输入，B口工作在方式一输出，运用方式一的控制信号，使数据从输入到输出人为可控。在实验报告中画出接线图，并说明设计的原理，给出相应的程序代码。
实现方案：方式一的控制信号即为PC2和PC4，将PC2和PC4分别接到高低电平，控制A输入，观测B输出的改变。
程序源代码：
IO8255_MODE EQU 28BH
IO8255_A EQU 288H
IO8255_B EQU 289H
IO8255_C EQU 28AH

CODE SEGMENT
ASSUME CS: CODE
START: MOV DX, IO8255_MODE ;8255初始化
MOV AL, 0B4H ;A口方式一输入，B口方式一输出，10110100
OUT DX, AL
INOUT: MOV DX, IO8255_A ;读入数据
IN AL,DX
MOV DX,IO8255_B ;输出数据
OUT DX,AL
MOV DL,0FFH ;判断是否有按键
MOV AH, 06H
INT 21H
JZ INOUT ;若无,则继续
MOV AH,4CH ;否则返回
INT 21H

CODE ENDS
END START

实验结果：只有PC4和PC2均为低电平时，改变A的输入，B才会有变化。
实验四 8251串口控制器应用实验
一、实验目的
(1)掌握8251的工作方式及应用。
(2)学习PC机串口的操作方法。
二、实验内容
与PC串口通讯应用实验。编写程序完毕PC机串口与实验装置串口的通讯，由PC机串口1发数，实验装置串口接受。
三、 实验环节
从键盘输入一个字符,将其ASCII码加 1 后发送出去,再接受回来在屏幕上显示，实现自发自收。
说明：
1）运营源程序8251.asm，按接线图接线，实现串行数据传输功能。
2）图示电路8251的控制口地址为2B9H,数据口地址为2B8H。
3）8254计数器的计数初值=时钟频率/(波特率×波特率因子)，这里的时钟频率接1MHz，波特率若选1200，波特率因子若选16，则计数器初值为52。
4） 收发采用查询方式。
屏幕显示结果截图：

实验六 键盘扫描及显示实验(综合)
一、实验目的
1. 学习按键扫描的原理及电路接法。
2. 掌握运用8255完毕按键扫描及显示。
二、实验内容
1．连接8255与键盘扫描单元，验证按键扫描功能，使得从4X4键盘上按下的键可以在数码管上一一相应显示。
三、实验环节
验证程序，使得在小键盘上每按一个健，4位数码管上显示出相应字符，它
们的相应关系如下：
小键盘—显示
0 — 0 C — C 1 — 1 D — D 2 — 2 E — E 3 — 3
F — F 4 — 4 5 — 5 6 — 6 7 — 7 8 — 8 9 — 9
A — A B — B
说明：打开源程序keyscreen.asm，按接线图接线，运营源程序，实现键盘显示功能。
输入：A695FBB7DC8
截图如下：

当输入E时运营结束,截图如下：