微機(jī)接口技術(shù)綜合例題

1、B輸出數(shù)據(jù),0。根據(jù)§ 10.4節(jié)內(nèi)容，很容易10.15所示，為了使發(fā)光二極管具有B的某一位為0時，相應(yīng)的發(fā)光二微機(jī)接口技術(shù)綜合例題例10.1在8086最小方式系統(tǒng)中，利用 8255A某端口輸入8位開關(guān)量，并通過另一個端送 出，以發(fā)光二極管指示數(shù)據(jù)，燈亮表示數(shù)據(jù)1 ”燈滅表示數(shù)據(jù)0” 8255A的端口地址為280H287H中的奇地址，設(shè)計系統(tǒng)總線與8255A的連接電路，并編程實現(xiàn)。而且沒有增加聯(lián)絡(luò)信號的必要，因此可以采用最簡單的方式 設(shè)計出8255A與8086最小方式系統(tǒng)的連接關(guān)系，如圖 足夠的亮度，我們采用圖示的方法連接，這時，當(dāng)端口 極管亮，這一點可以通過程序進(jìn)行控制。8255A

2、的應(yīng)用程序段如下：MOVDX, 287H;設(shè)置8255A的工作方式MOVAL, 10010000B;端口 A方式0輸入OUTDX, AL;端口 B方式0輸出RER1:MOVDX, 281H;從端口 A讀取開關(guān)量INAL, DXNOTAL;按位取反MOVDX, 283H;從端口 B送出OUTDX, ALJMP RER1例10.2在8088最大方式系統(tǒng)中，由一片 8255A構(gòu)成輸入輸出接口，端口地址為240H243H，外設(shè)準(zhǔn)備好的8位數(shù)據(jù)已送入8255A的某端口，要求將這一數(shù)據(jù)的低4位取反（高4不變）后，從另一端口送出。要求：（1）說明各端口的工作方式；（2）編寫8255初始化及輸入輸出程序段。解

3、題分析：由于題目給定已經(jīng)將外設(shè)準(zhǔn)備好的8位數(shù)據(jù)送入8255A的某端口（可設(shè)為端口 A ），因此A組可以設(shè)定為方式1輸入。對輸出端口 （設(shè)為端口 B）題目并沒有限定，我們可以將B組設(shè)定成方式0輸出。8255初始化及輸入輸出程序段如下頁:MOV DX, 243H;設(shè)定8255A的工作方式MOV AL, 10110000BOUT DX, ALMOV DX, 240H;從端口 A讀數(shù)據(jù)IN AL, DXXOR AL, 0FH;低4位取反，咼4不變MOV DX, 242H；從端口 B送出OUT DX, AL例10.3 在8088最大方式系統(tǒng)中，有一片 8255A，其端口地址為 20H、22H、24H、2

4、6H , 采用低8位地址總線設(shè)計譯碼電路及與系統(tǒng)總線的連接圖，并編程實現(xiàn)使端口 A的低4位產(chǎn)生如圖10.16所示的信號（各個信號的節(jié)拍不必嚴(yán)格相等 ）。PA0PA1PA2PA3解題分析：根據(jù)8255A在8088最大方式系統(tǒng)中的端口地址， 可以畫出8255A與系統(tǒng)總線的 連接框圖，如圖10.17所示。為使8255A的端口 A產(chǎn)生如圖10.16所示的信號，可以將端口A設(shè)定成方式0輸出，端口B和C與本題無關(guān)，均設(shè)定為方式0輸出。端口 A低4位的波形為分頻形式，因此，可以通過計數(shù)方式實現(xiàn)。D788o8ucp大式統(tǒng)最方系5 4 3 2 10111 111 AAA AAAD7D0PA7PA0RD"

5、;WRAd PC7 PC4A1A0 In tel8255AMOV9 8 7 6 4 3 0 A A AAAA ACSPC3PC0PB7PB0DX, 26H ;設(shè)定8255A的工作方式MOV AL, 1000 0000BOUT DX, ALMOV DX, 20H ;產(chǎn)生指定的信號XOR AL, ALOUT DX, ALREP1:MOV CX,4REP2:INC ALOUT DX, ALLOOP REP2XOR AL, ALJMP REP1例10.5 在IBM PC系統(tǒng)機(jī)的擴(kuò)充槽上，利用8255A和8位A/D變換器開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如 圖10.19所示。要求計算8255A占用的四個端口地址，并編寫程

6、序完成N點數(shù)據(jù)的采集工解題分析：由于 A14A9沒有參加地址譯碼，因此并行接口8255A會占用多組地址。為了簡單起見，我們只給出 A14A9取全0時的一組地址：81D1H、81D3H、81D5H和81D7H。為了完成一個字節(jié)的數(shù)據(jù)采集，需要給A/D變換器產(chǎn)生START信號，當(dāng)變換結(jié)束時，會產(chǎn)生EOC信號，經(jīng)單穩(wěn)電路后，可以將 A/D變換器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)鎖存到8255A的端口 A ,因此，8255A的A組為方式1,并且端口 C的高4位方向為輸出。P8255A=81D1HP8255A=81D3HP8255A=81D5HP8255A=81D7HMOVDX ,P8255DMOVAL ,1011 0000B

7、OUTDX ,ALLEASI,BUFMOVCX,NL1 : MOVDX ,P8255DMOVAL ,0000 1110BOUTDX ,ALORAL ,01HOUT DX ,ALANDAL ,0FEHOUTDX ,ALMOVDX,P8255CL2 : INAL,DXTESTAL,20HJZL2MOVDX ,P8255AINAL , DXMOVSI,ALINCSILOOP L1例9.1在以8086構(gòu)成的最大方式系統(tǒng)中，有一片8254的端口地址分別為 301H、303H、305H和307H，給定的外部時鐘為 512kHz。要求：(1) 利用計數(shù)器0產(chǎn)生周期為1ms的周期信號，請編寫初始化程序；利用這

8、一計數(shù)器能產(chǎn)生的最低信號頻率為，這時的時常數(shù) CR0=。(2) 利用計數(shù)器1和2產(chǎn)生如下圖所示的周期信號，并編寫初始化程序。(3) 畫出8253的端口譯碼電路(地址線只使用A0A9 )及其連接圖。1.5ms3s >解：設(shè)給定的外部時鐘為 CLK,其周期T = 1/512kHz = 1.953125卩s。(1 )為了得到1ms的周期信號，因此計數(shù)器 0應(yīng)該采用方式2或方式3,其時常數(shù)CR0 = 1ms/1.953125卩s =512。利用這個計數(shù)器分頻時，其最大的分頻次數(shù)為62256，這時得到最低的頻率為 512kHz/62256，即約為8.22Hz。(2)為了產(chǎn)生如圖9.17所示的周期信

9、號，應(yīng)該采用方式 2，但在方式2下，其低電平時間 僅為一個時鐘周期，因此，利用一個計數(shù)通道無法實現(xiàn)這個任務(wù)。 現(xiàn)在采用計數(shù)器1和計數(shù) 器2聯(lián)合，先利用計數(shù)器1產(chǎn)生周期為1.5ms的周期信號，然后將輸出OUT1信號作為計數(shù) 器2的時鐘輸入CLK2，這樣可以實現(xiàn)題目的要求。對于計數(shù)器1，工作方式可以選用方式 2或方式3, 一般采用方式 3,這樣可以使產(chǎn)生的信 號(近似)對稱，其時常數(shù)CR1 = 1.5ms/1.953125卩s = 768 ,需要采用16位的時常數(shù)表示。對于計數(shù)器2，工作方式只能選用方式2,其時常數(shù) CR2 = (3s +1.5ms) / 1.5ms = 3001,也需要采用16位

10、的時常數(shù)表示。8253的初始化程序段如下：MOV DX,307H;寫計數(shù)器1方式控制字MOV AL,0111 0110BOUT DX,ALMOV DX,303H;寫計數(shù)器1時常數(shù)MOV AX,768OUT DX,ALXCHG AL,AHOUT DX,ALMOV DX,307H;寫計數(shù)器2方式控制字MOV AL,1011 0100BOUT DX,ALMOV DX,305H;寫計數(shù)器2時常數(shù)MOV AX,3001OUT DX,ALXCHG AL,AHOUT DX,AL(3) 根據(jù)上面分析和題目給定的條件，可以畫出8253的地址譯碼電路和連接圖，如下圖所示。D D c1588086IORCPUIOW

11、A2最大A1方式A7A6系統(tǒng)A5總線A4A3BHE A9A8D7 D0RDWRA1A0IntelCLK1GATE18253OUT1CLK2CSGATE2OUT2512kHzI-4+5V+5V產(chǎn)生信號例9.2 設(shè)8253的端口地址為 260H263H，外部時鐘信號為 1MHz，要求產(chǎn)生如下圖所示 的周期波形，畫出 8253的連接圖，并編寫初始化程序段。 1s>12ms解：本題僅采用8253的三個計數(shù)通道來實現(xiàn)。分兩步實現(xiàn)：(1)由于要產(chǎn)生周期信號，因此必定包含方式 2或方式3，我們采用方式3產(chǎn)生周期為1s+12ms = 1012ms的方波信號， 題目給定的外部時鐘為 1MHz ,這時需要的

12、分頻系數(shù)(即時常數(shù))為:1012ms/1 s = 1012000, 顯然，通過一個計數(shù)通道無法實現(xiàn)，所以，采用計數(shù)器0和計數(shù)器1聯(lián)合產(chǎn)生,CR0 =1000,CR1=1012，這樣 OUT1 的周期為 1ms。(2)利用計數(shù)器2的方式1實現(xiàn)單脈沖形成，以此作為要求產(chǎn)生信號的低電平，其時常數(shù)CR2 = 1s/1ms - 1 = 999,計數(shù)器0的OUT0信號作為計數(shù)器2的時鐘輸入信號，OUT1作為計數(shù)器2的硬件觸發(fā)信號，確保周期為1012ms。8253的連接圖如圖9.20所示，各個OUT端產(chǎn)生的信號如下圖所示。1MHzD7RDWRA1AOIntel8253CSCLKO *GATEOOUT0CLK

13、1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2 nCLK0 1MHzOUT01+5V1+5V產(chǎn)生信號OUT2OUT11s 一1012ms例9.3 有一個未知頻率的對稱周期信號s( t)(頻率范圍在100Hz2kHz之間)，現(xiàn)在8086最小系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)計了一片8253,其端口地址為 380H、382H、384H和386H，外部可以使用的標(biāo)準(zhǔn)信號源為1MHz，設(shè)計測量輸入s(t)信號的頻率，并將結(jié)果保存在SFR字單元中。解：測量信號頻率的方法有兩種：計數(shù)法和測周期法，所謂計數(shù)法是指在一個確定的時間t內(nèi)測出s(t)的脈沖個數(shù)N,這樣s(t)的周期約為t/N，要求t足夠長，使N > 100。所謂

14、測周期 法是指在s(t)的一個周期內(nèi)測出已知標(biāo)準(zhǔn)周期信號(設(shè)周期為 T0)周期數(shù)N，則s(t)的周期 約為N XT0,這種方法也要求 N100,即基準(zhǔn)頻率信號的周期足夠短。根據(jù)題目給定的信號，這里應(yīng)該采用測周期法，基準(zhǔn)頻率信號為1MHz , T0 = 1卩s。由于題目給定被測信號 s (t)為對稱的周期信號，因此只需要測量半個周期Th，根據(jù)給定的頻率范圍可以計算出 250卩sw Th < 5000卩s,這樣可以保證測出的周期數(shù) 250< N < 5000, 確保測量的精度要求。利用計數(shù)器0實現(xiàn)輸入信號s(t)頻率的測量，將基準(zhǔn)信號1MHz加到CLK0端，s(t)加到GATE0

15、 端，并同時將s(t)連接到8259的中斷請求TR0端，8253的連接圖如圖9.22所示。信號頻率 測量關(guān)系如圖9.23所示。計數(shù)器采用方式 2,時常數(shù)取最大值，這樣當(dāng) GATE0端有上升沿 查詢時，可以啟動計數(shù)器進(jìn)行減1 ”計數(shù)，當(dāng)GATE0出現(xiàn)低電平時，暫停計數(shù)，并一直保留到CPU產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)子程序中可以讀取計數(shù)值，與初值相減后再加1就可以得到s(t)半周期內(nèi)所包含的基準(zhǔn)周期數(shù)。8259IR0D7D0CLK0RDGATE0IntelWR8253A1OUT0A0CS«S(t)4| J1MHzCEN00FFFF.XH XHXH00FFFEXL XLXLCMHz _1一 二向C

16、PU發(fā)出S(t)中斷請求 Th 1-8253的初始化程序段如下：MOV DX,386H;寫計數(shù)器0方式控制字MOV AL,0011 0100BOUT DX,ALMOV DX,380H;寫計數(shù)器0時常數(shù)MOV AL,0OUT DX,ALOUT DX,ALSTI ；開中斷中斷服務(wù)子程序的主要內(nèi)容為：PUSH AXPUSH BXPUSH DXMOV DX,386H ；發(fā)計數(shù)器 0 的鎖存命令MOV AL,0000 0000BOUT DX,ALMOV DX,380H ；讀計數(shù)值IN AL,DXXCHG AL,AHIN AL,DXXCHG AL,AHNEG AXINC AXMOV BX,AX ；計算信號

17、頻率MOV DX, 000FHMOV AX, 4240HDIV BXMOV SFR,AX ；保存信號頻率POP DXPOP BXPOP AXIRET例9. 4利用8253產(chǎn)生可變頻率的時鐘信號y(t)，外部基準(zhǔn)時鐘為 1MHz，要求根據(jù)鍵盤輸入的2位十進(jìn)制數(shù)，產(chǎn)生100種時鐘信號，其分頻系數(shù)分別是基準(zhǔn)信號的2分頻101分頻。解：這里只需要一個計數(shù)器，設(shè)采用計數(shù)器 0，其 CLK0 接外部基準(zhǔn)時鐘 1MHz ， GATE0 接 +5V， OUT0 即為產(chǎn)生的時鐘信號 y(t) 。工作方式設(shè)置成方式 3，其時常數(shù)為輸入十進(jìn)制數(shù)加 2。設(shè)在數(shù)據(jù)段已經(jīng)定義好鍵盤緩沖區(qū) KB_BUFF ：KB_BUFF

18、 DB 10DB ?DB 10 DUP(?)設(shè) 8253 的控制字寄存器地址為 COUNTD ，計數(shù)器 0 的端口地址為 COUNTA ，則 8253 的應(yīng) 用程序段如下：MOV DX,COUNTD ；寫計數(shù)器 0 方式控制字MOV AL,0001 0110BOUT DX,ALINPUT:MOV AH,0AH ；輸入 2 位十進(jìn)制數(shù)LEA DX,KB_BUFFINT 21HMOV CL,KB_BUFF+1 ；取出輸入個數(shù)CMP CL,2JA INPUT ；輸入個數(shù)超出 2 個時，無效MOV AL,KB_BUFF+2 ；取出十位SUB AL,30HJC INPUT ；非數(shù)字時，無效CMP AL,

19、9JA INPUT ；非數(shù)字時，無效MOV CL,KB_BUFF+3 ；取出個位SUB CL,30HJC INPUT；非數(shù)字時，無效CMP CL,9JA INPUT；非數(shù)字時，無效MOV BL,10 ; 十進(jìn)制數(shù)變換成二進(jìn)制數(shù)MUL BLADD AL,CLADD AL,2；修正MOV DX,COUNTA ；寫計數(shù)器 0 時常數(shù)OUT DX,ALJMP INPUT 例 9 5 在一個由 8086 構(gòu)成的最小方式系統(tǒng)中，周期執(zhí)行某一段程序（設(shè)用子程序MAIN_PROC 表示），設(shè)MAIN_PROC 子程序的執(zhí)行時間為 15ms，要求設(shè)計一片 8253 （端 口地址為20H27H中的偶地址），外部基

20、準(zhǔn)時鐘為100kHz，完成當(dāng)程序執(zhí)行異常時，自動 進(jìn)行復(fù)位操作。解：當(dāng)程序正常執(zhí)行時，每次執(zhí)行MAIN_PROC子程序的時間為15ms,如果一旦程序執(zhí)行異常，則執(zhí)行 MAIN_PROC子程序的時間必定會超過15ms，根據(jù)這一點可以判定程序執(zhí)行是否正常。8086 CPU 的 RESET （復(fù)位）端為高電平時，可以使 CPU 得到復(fù)位，為此可以采用 8253 計 數(shù)器的方式 0實現(xiàn)程序執(zhí)行異常的檢測。如圖所示。我們在每次調(diào)用子程序 MAIN_PROC 之前都寫入計數(shù)器的時常數(shù)，這樣，兩次 寫時常數(shù)的時間間隔為 15ms。然后計數(shù)器0工作在方式0,其時常數(shù)確定的定時時間為 18ms, 即時常數(shù)為 1

21、8ms/0.1ms-1=179 。這樣，在程序執(zhí)行正常情況下，寫入時常數(shù)后執(zhí)行 MAIN_PROC 子程序,還沒有達(dá)到定時的時間,又會寫入時常數(shù),從而確保OUT0 端一直為低電平；當(dāng)程序執(zhí)行異常情況下,寫入時常數(shù)后執(zhí)行 MAIN_ PROC 子程序,由于程序執(zhí) 行異常，未能按時返回到主程序，當(dāng)達(dá)到18ms時（如圖虛線表示），就會在OUT0產(chǎn)生上升沿,通過處理后,可以產(chǎn)生 CPU 的 RESET 信號。 8253 的連接圖如右上圖所示。100kHz_ +5V8253的應(yīng)用程序段如下：MOV DX,26H;寫計數(shù)器0方式控制字MOV AL,0001 0000BRESTART:OUT DX, ALM

22、OV DX, 20H;寫計數(shù)器0時常數(shù)MOV AL, 179OUT DX, ALCALL MAIN_PROCJMP RESTART例8.1在某微機(jī)系統(tǒng)中配置了一片 8259A可編程中斷控制器芯片， 且初始化為完全（正常） 嵌套方式，即中斷優(yōu)先權(quán)的級別是固定的，IR0優(yōu)先權(quán)最高，IR1IR6逐級次之，IR7最低。IR0IR7均未屏蔽，CPU處于開中斷狀態(tài),CPU執(zhí)行程序期間，IR2和IR4中斷請求，在IR4服務(wù)期間，IR3正在執(zhí)行IRQ 2 IRQ 4 IRQ 2的程序 同時請求服務(wù)程序在每個中斷服務(wù)程序開始均排有 STI指令。若在 同時有中斷請求，在IR2服務(wù)期間（服務(wù)結(jié)束前），IR1有 有中

23、斷請求。試畫出完全嵌套方式的中斷響應(yīng)過程示意圖。IRQ1IRQ1請求服務(wù)程序”置1裟ISR1位清0STIIRETRETISR1位置1廠£只2位清0IRQ 4IRQ 3、服務(wù)程序IRQ 3請求.服務(wù)程序STIISR3 位STIISR 3位清0例 8.2 若要開發(fā)一條 INT 40H 軟件中斷指令，該指令完成的功能為光標(biāo)回車換行。設(shè)中斷 服務(wù)程序的入口地址為 INTRUP ，使編寫完成此功能的主程序和中斷服務(wù)程序主程序：PUSH DSMOV AX ， 0MOV DS ， AXMOV BX,40H*4MOV AX,OFFSET INTRUPMOV BX,AXMOV AX,SEG INTRU

24、PMOV BX+2,AXPOP DSINT 40H中斷服務(wù)程序：Intrup:PUSH AXPUSH BXMOV AH,02HMOV DL,0DHINT 21HMOV AH,02HMOV DL,0AHINT 21HPOP BXPOP AXIRET例 8.3 中斷向量的形成方法與步驟 主程序中向量的建立方法還可以利用 DOS 25H 號功能調(diào)用來實現(xiàn)，具體做法如下： AH 中預(yù)置入功能號 25H ；AL 中預(yù)置要設(shè)置的中斷類型號 n；DS： DX 中預(yù)置入中斷服務(wù)程序的入口地址（兩個寄存器分別置入段地址和偏移地址） 設(shè)置中斷向量的程序如下：MOV DX,OFFSET INTRUPPUSH DSM

25、OV AX,SEG INTRUPMOV DS,AXMOV AL,40HMOV AH,25HINT 21HPOP DS例8.4以下圖的輸入設(shè)備為例，使用PC/XT機(jī)中的8259A的IR3引腳申請中斷，中斷類型OBH。給出一個完整的中斷方式輸入程序。設(shè)該輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)端口地址為240H， 8259A中斷+5V請求輸入設(shè)備7OR Ao A9U2|譯碼 AEN選通輸 入 鎖 存 器QINTR （送往 8259AIR3）端口地址為20H、21H。輸入 回車”字符表示結(jié)束。D o D 7*STACK SEGMENT STACKDB256 DUPSTACK ENDSDATA SEGMENTIN_BUFFER

26、 DB 100 DUPIN_POINTER DW ?INT_IMR DB ?DATA ENDS；主程序CODEM SEGMENTASSUME CS:CODEM,DS:DA TA,SS:STACKSTART:MOV AX,SEG INNTRMOV DS,AXLEA DX,INNTRMOV AX,250BHINT 21HMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV IN_INPOINTER,OFFSET IN_BUFFERIN AL,21HMOV INT_IMR,ALAND AL,1110111BOUT 21H,ALSTIW:MOV AH,06HMOV DL,0FFHINT 21HCMP AL,

27、0DHJNZ WMOV AL,INT_IMROUT 21H,ALMOV AX,4C00HINT 21HCODEM ENDS;中斷服務(wù)程序CODES SEGMENTASSUME CS:CODEIN_INTR PROC FARPUSH DSPUSH AXPUSH BXPUSH DXSTIMOV BX,IN_POINTERMOV DX,240HIN AL,DXMOV BX,ALINC BXMOV IN_POINTER,BXEXIT:CLIMOV AL,20HOUT 20H,ALPOP DXPOP BXPOP AXPOP DSIRETIN_INTR ENDPCODES ENDSEND START例 7

28、.1 在 PC/XT 系統(tǒng)總線上擴(kuò)充設(shè)計一個數(shù)據(jù)輸出端口， 分配給該端口的地址為 280H ， 輸出端口芯片用 74LS374，輸出設(shè)備為8個LED發(fā)光二極管（1）畫出此輸出端口與 PC/XT 系統(tǒng)總線以及與 LED 發(fā)光二極管的連接圖。（2）編寫使 8 個 LED 發(fā)光二極管每間隔一段時間交替亮滅的功能段程序。解： 74LS374 的功能和 74LS373 相同，都是 8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器，不同之處是使能信號的 有效形式， 74LS374 的使能信號 CP 為上升沿有效。 LED 發(fā)光二極管導(dǎo)通時流過的電流應(yīng) 20mA,否則會損壞器件。設(shè)計的此輸出端口與PC/XT系統(tǒng)總線以及與LED發(fā)光二極

29、管的連接圖如圖 7.9 所示。74LS374510X 8+5VA7 二廠廠0ECPA8A6A5A4A3A2AiAo74LS374510X 8IOWAEN編寫使8個LED發(fā)光二極管每間隔一段時間交替亮滅的功能段程序如下:MOVDX,280HLOP: MOVAL,0FFHOUTDX,AL;使8個LED發(fā)光二極管亮CALLDELAY1S;調(diào)用1秒延時子程序MOVAL,00HOUTDX,AL;使8個LED發(fā)光二極管滅JMPLOP例7.2在8086 CPU工作在最小方式組成的微機(jī)系中擴(kuò)充設(shè)計一個數(shù)據(jù)輸入端口，分配給該端口的地址8001H，輸入端口芯片用 74LS245，輸入設(shè)備為8個乒乓開關(guān)。（1）畫出此輸入端口與 8086系統(tǒng)總線以及與輸入設(shè)備的