微型計算機原理實驗

1、 1.8086/80881.8086/8088系統(tǒng)環(huán)境認識系統(tǒng)環(huán)境認識 2 2學時學時 2.2.程序設計及調試程序設計及調試 2/32/3學時學時 3.3.中斷控制器中斷控制器82598259應用應用 2 2學時學時 4.4.并行接口并行接口82558255應用應用 2 2學時學時 5.5.定時定時/ /計數(shù)器計數(shù)器82538253應用應用 ( (選做選做) 2) 2學時學時 共共 8/108/10學時學時實驗要求： 實驗前預習，提前編寫預習程序。實驗前預習，提前編寫預習程序。 實驗時按學號對應機號入座，并簽到，實驗時按學號對應機號入座，并簽到，做完實驗請通知老師。做完實驗請通知老師。 實驗時

2、不要帶電觸摸芯片，不可隨意拔實驗時不要帶電觸摸芯片，不可隨意拔插芯片。有要求接線的實驗，請務必先插芯片。有要求接線的實驗，請務必先斷電再接線。出現(xiàn)問題及時聯(lián)系老師。斷電再接線。出現(xiàn)問題及時聯(lián)系老師。 實驗完整理好再離開。實驗完整理好再離開。 注意室內衛(wèi)生。注意室內衛(wèi)生。實驗一實驗一: 8086系統(tǒng)環(huán)境認識系統(tǒng)環(huán)境認識一、實驗目的一、實驗目的1.掌握在計算機上建立、編譯、連接、調試和運行8086/8088匯編語言程序的步驟；2.熟悉FD88調試軟件的使用方法；3.了解FD88系統(tǒng)實驗系統(tǒng)組成。 二、實驗內容二、實驗內容 計算16位二進制Y中的1的個數(shù)，并將結果存入COUNT單元，已知數(shù)Y的地址存

3、放在ADDR中。 已知數(shù):Y=0001000100010001B=1111H 結果:(COUNT)=4 程序見P.22。 更正:倒數(shù)第5行SHIFY應為SHIFT三、實驗步驟三、實驗步驟 1.開啟計算機進入98系統(tǒng)，從“開始”“程序”“MS-DOS方式” 2.進入文件所在文件夾 F: CD FD88（FD88為子目錄名） 3. 創(chuàng)建源程序（*.ASM文件) 文件名中的類型為（.ASM),文件名須小于8個字符，只允許數(shù)字或字母。如dq1.asm F:FD88 Q 文件名.ASM 進入編輯界面輸入程序； 按ESC鍵，選擇FILE菜單中的file 存盤 4. 用MASM文件編譯產(chǎn)生目標代碼.OBJ文

4、件 F:FD88 MASM 文件名.ASM; ; 如源程序中有語法錯誤則屏幕會提示出錯信息，重新回到第3步進行修改、編輯、存盤、編譯。5. 用LINK程序連接產(chǎn)生.EXE文件； F:FD88 LINK 文件名.OBJ; 在源程序中沒有定義堆棧段，有警告提示，可以忽略。注意： 第4步后若提示源程序中有語法錯誤，源程序中有語法錯誤，不能下一步，必須回第3步6. 進入FD88調試軟件進行.EXE文件調試， F:FD88 FD88/1（需先打開實驗系統(tǒng)電源開關），其中1代表設備連接計算機串行口COM1。注意： 先連接好串行接口，再打開實驗箱電源。切勿帶電插拔串口通訊線！實驗箱示意圖實驗箱示意圖插上插上

5、FD88調試軟件的使用：（1）連接成功連接成功，如何裝入裝入.EXE.EXE文件文件到FD88實驗裝置中；（2）如何觀察各窗口信息觀察各窗口信息(程序窗，寄存器窗、存貯器窗等)，分析各窗的內容；（3）如何設置斷點設置斷點，并學會帶斷點運行程序斷點運行程序；（4）如何觀察實驗結果觀察實驗結果，并分析其結果的正確性其結果的正確性；（5）如何修改指定單元修改指定單元內的數(shù)據(jù)（已知數(shù)），再一次運行程序運行程序。（6）Alt-X退出FD88軟件，關閉實驗箱電源。問答：nDSEG SEGMENTnADDR DW NUMBERnNUMBER DW 1111HnCOUNT DW ?nDSEG ENDSY?結果

6、結果本次實驗程序調試成功，請每一位同學講述正確本次實驗程序調試成功，請每一位同學講述正確的結果是什么，的結果是什么， DS:0000DS:0000DS:0005DS:0005內存放的值內存放的值是多少？是多少？n四、實驗報告要求四、實驗報告要求n1. 寫出FD88調試軟件的主要操作(結合實驗內容)； n2. 寫出如何修改Memory中Y值的操作步驟；n3. 思考：在實驗中不采用帶斷點運行，而用全速運行(不設斷點)有何不同?會出現(xiàn)什么現(xiàn)象? ? n五、預習要求五、預習要求n認真編寫程序（實驗二中1，2），寫好上機操作步驟及需要的測試數(shù)據(jù)。連接成功連接成功裝載文件裝載文件_F3_F3觀察各窗口信息

7、觀察各窗口信息主要觀察程序CS窗、R窗等設置斷點設置斷點 在程序代碼窗中找到程序最后一條語句，按下Ctrl-F8設置斷點，該行處由黃變紅。帶斷點運行程序帶斷點運行程序_F9_F9按下F9，該行處由紅變白。在R窗中ip由0000變?yōu)?022，分析程序知CX內存放Y的個數(shù)。實驗結果實驗結果 分析程序知：結果放在DS段中的COUNT內，點中存儲Memory窗，按下Ctrl-F2，輸入地址DS:00，查看DS:0000DS:0005內的內容。分析分析實驗結果實驗結果 通過點擊菜單Memory Display,切換Memory窗中數(shù)據(jù)顯示字節(jié)DB或字DW。修改指定單元值（輸入修改指定單元值（輸入Y Y）

8、 移動光標到指定單元處，修改數(shù)據(jù)。運行程序運行程序先按下F5（或修改R窗中的ip=0000)；再按下F9帶斷點運行；分析Memory窗中數(shù)據(jù)顯示。實驗二實驗二: :程序設計及調試程序設計及調試 n一、實驗目的一、實驗目的n1.掌握分支、循環(huán)等基本程序結構及程序設計方法。n2.掌握用FD88調試軟件調試程序。n二、實驗二、實驗內容內容n1. 編寫一程序，把20個字節(jié)的數(shù)組分成正數(shù)組和負數(shù)組，并分別計算兩個數(shù)組中數(shù)據(jù)的個數(shù)。n2. 編寫一程序實現(xiàn)將32位數(shù)左移4位，并將高四位存入CH中，已知32位數(shù)存放在DX:AX中。分析:題1分析: 已知一個含已知一個含2020個字節(jié)數(shù)據(jù)的數(shù)組（可正可負），開個

9、字節(jié)數(shù)據(jù)的數(shù)組（可正可負），開辟辟2020個字節(jié)正數(shù)組的存儲空間，開辟個字節(jié)正數(shù)組的存儲空間，開辟2020個字節(jié)負數(shù)組的個字節(jié)負數(shù)組的存儲空間，開辟存儲空間，開辟1 1個字節(jié)存儲空間存儲統(tǒng)計的正數(shù)個數(shù)，個字節(jié)存儲空間存儲統(tǒng)計的正數(shù)個數(shù)，開辟開辟1 1個字節(jié)存儲空間存儲統(tǒng)計的負數(shù)個數(shù)。個字節(jié)存儲空間存儲統(tǒng)計的負數(shù)個數(shù)。 取數(shù)指針用：取數(shù)指針用：SISI、DIDI、BXBX LEA SI,BLOCK; BLOCK LEA SI,BLOCK; BLOCK偏移地址取到偏移地址取到SISI中。中。 判數(shù)是正還是負，只要判其最高位為判數(shù)是正還是負，只要判其最高位為1 1？題2分析: 3232位數(shù)存放在位數(shù)

10、存放在DXDX：AXAX中，即中，即DXDX存放高字、存放高字、AXAX存放低字。存放低字。 左移左移4 4位實現(xiàn)：通過把位實現(xiàn)：通過把 CHCH：DXDX：AXAX寄存器內容（寄存器內容（4040位）位）左移左移1 1位，再循環(huán)移位共位，再循環(huán)移位共4 4次。次。 3232位數(shù)左移位數(shù)左移1 1位，位，AXAX邏輯左移邏輯左移1 1位，最高位移入位，最高位移入CFCF， DXDX帶進位左移帶進位左移1 1位，位， CHCH帶進位左移帶進位左移1 1位。位。邏輯左移邏輯左移 SHL OPRDSHL OPRD，CNTCNT帶進位位的循環(huán)左移帶進位位的循環(huán)左移RCL OPRDRCL OPRD，CN

11、TCNT編程框架 DATA SEGMENTDATA SEGMENT DATA ENDS DATA ENDS CODE SEGMENT CODE SEGMENT MAIN PROC FARMAIN PROC FAR ASSUME CS ASSUME CS：CODECODE，DSDS：DATADATA START START： PUSH DSPUSH DS XOR AX XOR AX，AXAX PUSH AX PUSH AX MOV AX MOV AX，DATADATA MOV DS MOV DS，AXAX RET RET MAIN ENDPMAIN ENDP CODE ENDS CODE END

12、S END START END STARTn參考程序n分析結果問答一：nDATA SEGMENTnDAT DB 1,-1,2,-2,3,-3,4,-4,5,-5,6,-6,7,-7,8,9,10,-8,-9,-10nDATZ DB 20 DUP(?)nDATF DB 20 DUP(?)nDATA ENDS結合結合你的數(shù)據(jù)段的定義你的數(shù)據(jù)段的定義，分析并回答：，分析并回答： 已知數(shù)、正數(shù)組、正數(shù)個數(shù)、負數(shù)組、負數(shù)已知數(shù)、正數(shù)組、正數(shù)個數(shù)、負數(shù)組、負數(shù)個數(shù)存放位置及內容是什么？個數(shù)存放位置及內容是什么？實驗題實驗題1：問答二：程序運行前：程序運行前：CH、DX、AX各寄存器的內容；各寄存器的內容；

13、程序運行后：程序運行后： CH、DX、AX各寄存器的內容；各寄存器的內容； 并分析其正確性。并分析其正確性。 實驗題實驗題2：n三、實驗步驟三、實驗步驟n在計算機上建立程序、編譯、連接、運行，驗證程序的正確性。n四、實驗報告要求四、實驗報告要求n1. 寫出程序清單并畫出程序流程圖。n2. 寫出數(shù)據(jù)及調試結果。(觀察地址指針、計數(shù)器變化) 實驗三:中斷控制器中斷控制器8259實驗實驗 n一、實驗目的n1.了解可屏蔽中斷的響應和處理過程n2.掌握8259使用及中斷服務程序的設計。n二、實驗內容n使用IRQ1，用單脈沖信號模擬外部中斷信號，每一個單脈沖信號顯示一個字符“M”，共10次退出程序。n 三

14、、中斷控制器8259A芯片JJ4JJ5一片8259可管理8級中斷。n插孔JJ5用于級聯(lián)方式，可管理更多的中斷。n插孔JJ4是8級中斷請求信號的輸入插孔，在8個中斷請求中IRQ0已連接8253通道0輸出，IRQ4已用作8250中斷申請，我們可以使用其余6個中斷。本次實驗中用IRQ1號中斷。n8259A芯片使用地址20H和21H。1. 硬件接線： 將單脈沖發(fā)生器的輸出端(J23)接JJ4-IRQ1。2. 在計算機上建立程序、匯編、連接、調試運行程序。注意： 用調試軟件FD88時，要點擊全屏圖標； 調試時可以不要設置斷點，采用連續(xù)運行方式運行程序； 按動輸出脈沖的按鈕，實時看現(xiàn)象。 按下中斷ABOR

15、T按鈕或復位RESET按鈕，停止程序運行。 四、實驗步驟實驗箱示意接線圖五、編程說明1、可屏蔽中斷的響應和處理過程中斷方式的實現(xiàn)一般需要經(jīng)歷下述過程：中斷方式的實現(xiàn)一般需要經(jīng)歷下述過程：主程序主程序 中斷服務程序中斷服務程序中斷請求中斷請求中斷響應中斷響應中斷處理中斷處理中斷返回中斷返回8259A可對多個可屏蔽中斷源進行優(yōu)先級控制，一片可對多個可屏蔽中斷源進行優(yōu)先級控制，一片8259A可管理可管理8級可屏蔽中斷。級可屏蔽中斷。8 8259259A A的編程使用的編程使用 使用使用82598259A A進行中斷控制時，進行中斷控制時，CPUCPU通過通過OUTOUT指令向指令向82598259A

16、 A內部寄存器寫入相應的內部寄存器寫入相應的命令字命令字，8 8259259A A按命令字按命令字指定的方式工作。指定的方式工作?？刂齐娐房刂齐娐稩CW1OCW1ICW2ICW3ICW4OCW2OCW3初始化編程初始化編程操作方操作方式編程式編程一旦寫入，工作過程一旦寫入，工作過程中不再改變。中不再改變。可多次改寫的可多次改寫的編程說明2 2、主程序：、主程序： 1 1）將中斷子程序的入口地址置入將中斷子程序的入口地址置入中斷矢量表中斷矢量表的相應表項的相應表項 2 2）82598259初始化初始化ICW1-ICW2-ICW4ICW1-ICW2-ICW4 3 3）操作命令字）操作命令字OCW1

17、OCW1 4 4）設置中斷次數(shù)，開中斷）設置中斷次數(shù)，開中斷 5 5）等待中斷）等待中斷 6 6）判斷）判斷1010次中斷到結束程序，未到繼續(xù)第次中斷到結束程序，未到繼續(xù)第5 5步步3 3、中斷服務程序、中斷服務程序 1 1）顯示）顯示M M字符字符 moval,M movah,1 int 14h ；系統(tǒng)功能調用；系統(tǒng)功能調用 2 2）次數(shù)減）次數(shù)減1 1 3 3）發(fā)出中斷結束命令發(fā)出中斷結束命令OCW2OCW2 4 4）中斷返回）中斷返回 程序框架按中斷類型碼從小到大順序依次存放按中斷類型碼從小到大順序依次存放各類中斷（各類中斷（256種）的中斷向量（中種）的中斷向量（中斷服務程序入口地址）

18、。斷服務程序入口地址）。 在內存的在內存的00000H003FFH地址范圍地址范圍內內，大小為，大小為1KB。每個中斷向量占用每個中斷向量占用4 Bytes，低字為，低字為段內偏移地址，高字為段基址。段內偏移地址，高字為段基址。中斷類型碼與中斷向量地址的關系中斷類型碼與中斷向量地址的關系: 設某中斷的設某中斷的中斷類型碼中斷類型碼為為n 中斷向量在中斷向量在IVT中的存放地址中的存放地址（向量地址）（向量地址）4n中斷向量表IVT中斷向量地址中斷向量地址 類型類型0中斷向量中斷向量00000H類型類型1中斷向量中斷向量00008H00004H段地址段地址偏移地址偏移地址003FFH類型類型2中

19、斷向量中斷向量FFFFFH類型類型255中斷向量中斷向量003FCH內存內存n在在82598259中中ICW2ICW2確定中斷類型碼確定中斷類型碼nICW2ICW2值（中斷類型碼基值）必須是能被值（中斷類型碼基值）必須是能被8 8整除整除的值，即其低的值，即其低3 3位必須為位必須為0 0。n系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用ICW2ICW200001000B00001000Bn定義類型碼高定義類型碼高5 5位為位為0000100001，低，低3 3位由引入中斷位由引入中斷請求的引腳請求的引腳IR0IR0IR7IR7決定。決定。IR0IR0IR7IR7分別對應分別對應000000111 111 n實驗用實驗用I

20、R1 IR1 中斷，中斷類型碼中斷，中斷類型碼為為n n9 9n在在IVTIVT中的存放地址中的存放地址0 0003600360003900039 n由于所有中斷服務程序的入口地址都放在中斷向量表由于所有中斷服務程序的入口地址都放在中斷向量表中，首先需將類型碼轉換為向量地址中，首先需將類型碼轉換為向量地址4 n 向量地址向量地址查表取得中斷向量查表取得中斷向量字單元（字單元（4 n，4 n + 1） 字單元（字單元（4 n + 2，4 n + 3） IP CSCS : IP即可轉入相應中斷服務程序執(zhí)行。即可轉入相應中斷服務程序執(zhí)行。CSEGSEGMENT ASSUMECS:CSEGSTART:

21、 XOR AX,AX MOVDS,AX LEAAX,IRQ1 MOVDS:0024H,AX MOVAX,CS MOVDS:0026H,AX : :IRQ1: :IRETCSEG ENDSENDSTART主程序中斷服務程序8259初始化nICWICW的寫入順序不可顛倒的寫入順序不可顛倒n寫入地址要求：寫入地址要求：nICW1ICW1必須寫入偶地址必須寫入偶地址端口：端口：20H20HnICW2ICW2ICW4ICW4必須寫入必須寫入奇地址端口奇地址端口：21H21HICW1nLTIMLTIM ：中斷觸發(fā)方式n=1 =1 高電平觸發(fā)高電平觸發(fā)n=0 =0 上升沿觸發(fā)（系統(tǒng)采用）上升沿觸發(fā)（系統(tǒng)采用

22、）nSNGLSNGL ：系統(tǒng)使用單片還是多片8259A8259An=1 =1 單片（系統(tǒng)采用）單片（系統(tǒng)采用）n=0 =0 多片（級聯(lián)）多片（級聯(lián)）nIC4 IC4 ：是否寫入ICW4n=1 =1 寫（系統(tǒng)采用）寫（系統(tǒng)采用）n=0 =0 不寫不寫 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 x x x 1 LTIM x SNGL IC4ICW1的特征位不用，可設為0ICW100010011BMOV AL,13H OUT 20H,ALICW4nSFNM: 嵌套方式嵌套方式=1 特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式(多片級聯(lián)多片級聯(lián))=0 全嵌套方式（系統(tǒng)采用）全嵌套方式（系統(tǒng)采用）nAEOI: 中斷

23、結束方式=1 自動自動EOI方式方式=0 非自動非自動EOI方式（系統(tǒng)采用）方式（系統(tǒng)采用） D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 00 SFNMBUF M/S AEOI 1 BUF: 連接系統(tǒng)總線方式 M/S: 主/從緩沖選擇BUF M/S 1 1 緩沖方式緩沖方式/主片主片 1 0 緩沖方式緩沖方式/從片從片 0 x 非緩沖方式非緩沖方式/正常正常系統(tǒng)采用：系統(tǒng)采用：BUF=1n只有在ICW1的IC4位(D0) 0 ，才設置ICW4。ICW400001001BMOV AL,09H OUT 21H,AL操作方式編程n8259A的操作命令字的操作命令字OCWn初始化后在用戶程序中寫

24、入nOCW的寫入順序可任意n寫入地址要求：nOCW1必須寫入奇地址端口：必須寫入奇地址端口：21HnOCW2 、OCW3必須寫入偶地址端口：必須寫入偶地址端口：20H OCW1 屏蔽或開放中斷屏蔽或開放中斷nMi=1 屏蔽中斷IRi =0 開放IRi中斷 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0nR: R: 優(yōu)先級自動循環(huán)位優(yōu)先級自動循環(huán)位 0 0，中斷優(yōu)先級固定（，中斷優(yōu)先級固定（IRIR0 0最高，最高，IRIR7 7最低）最低） 1 1，優(yōu)先級自動循環(huán)，優(yōu)先級自動循環(huán)nSL: SL: 決定決定L L2 2L L1 1L L0 0是否有效

25、的標志是否有效的標志 1 1，有效；，有效；0 0，無效，無效nEOI:EOI:中斷結束命令位中斷結束命令位 1 1，復位當前中斷級在，復位當前中斷級在ISRISR中的對應位。中的對應位。 D7D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 R SL EOI 0 0 L2 L1 L0特征位特征位nL2L1L0: 當當OCW2的的SL,EOI為為11，L2L1L0指出具體清除當前指出具體清除當前ISR中的哪一位；中的哪一位；當當OCW2的的R,SL為為11，L2L1L0指出哪個中斷優(yōu)先級最低。指出哪個中斷優(yōu)先級最低。OCW2 設置中斷優(yōu)先級循環(huán)方式和中斷結束方式設置中斷優(yōu)先級循環(huán)方式和中斷結束方式nO

26、CW2的作用的作用n中斷結束命令（EOI命令）：EOI=1 一般EOI命令： R=0,SL=0,EOI=1, MOV AL,00100000B(20H ) ；EOI命令送AL OUT 20H,AL IRET五、實驗報告五、實驗報告n寫出程序清單并畫出程序流程圖。實驗四:可編程并行可編程并行I/O接口接口 8255n一、實驗目的一、實驗目的n掌握8255A的基本使用及設計方法。 n二、實驗二、實驗內容內容 采用8255的B口為輸入，A口為輸出，輸入與輸出分別用開關及發(fā)光二極管代表。要求： 當輸入不全為0時，輸入與輸出保持一致； 當輸入為全0時，A口輸出發(fā)光二極管閃爍報警信號。三、實驗設計n825

27、5A是可編程外圍通用并行接口芯片, 它具有 A、B、C 三個并行接口，能在三種方式下工作： 方式 0：基本輸入輸出式； 方式 1：選通輸入輸出式； 方式 2：雙向選通工作方式。 工作方式控制字：用來設定通道的工作方式及數(shù)據(jù)的傳送方向的。適用于適用于無條件傳送無條件傳送和查詢方式的接口電路和查詢方式的接口電路8088/8086的輸入輸出指令n8088只能通過輸入輸出指令與外設進行數(shù)據(jù)交換；呈現(xiàn)給程序員的外設是端口（Port），即I/O地址。有直接、間接兩種尋址方式。n對大于0FFH的端口只能采用間接尋址方式。nIN AL, i8 ;直接尋址，字節(jié)輸入nOUT i8, AL ;直接尋址，字節(jié)輸出8

28、255A的編程 工作方式控制字放在程序的開始部分（即初始化8255）。采用控制I/O地址：A1A011流程圖： 使使 8255A8255A端口端口 B B 工作在方式工作在方式 0 0 ，作為輸入口，讀取作為輸入口，讀取 K1 K4 K1 K4 個開個開關量（開關推上讀取關量（開關推上讀取0 0）；）；端口端口A A 工作在方式工作在方式0 0， 作為輸出口作為輸出口, ,發(fā)光二極管發(fā)光二極管L1 L4L1 L4指示（輸出指示（輸出0 0發(fā)發(fā)光二極管亮）。光二極管亮）。n閃爍編程思想： 燈亮延時燈滅延時。 實現(xiàn)燈亮，將A口輸出0。n延時程序： MOV CX,0FFFFH L1: LOOP L1

29、試設計試設計1 12 2種不同閃爍形式種不同閃爍形式四、實驗步驟實驗步驟n1. 硬件接線：8255的PA口(J32)連接四個發(fā)光二極管L (J20) 8255的PB口(J31)連接四個拔動開關K (J21) 8255的片選端CS (J29)連接I/O地址譯碼插座(JJ11-1)。取得了8255基地址為08H。 注意：實驗時僅利用8255PA、PB口的低四位或高四位，編程做相應修改。PAPA口、口、PBPB口、控制字口地址分別為口、控制字口地址分別為08H08H、09H09H、0BH0BH。實驗箱示意接線圖實驗箱示意接線圖n2. 在計算機上建立程序、編譯、連接、調試運行程序，用連續(xù)運行的方法看現(xiàn)象。n（本題程序較簡單，但連線較多，要細心）。提示：用調試軟件FD88時，要點擊全屏圖標；裝載完程序，不要設置斷點，采用連續(xù)運行方式運行程序；撥動開關，觀看現(xiàn)象。按下中斷ABOR