計算機組成與結(jié)構(gòu)實訓賈立娟

1、計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓賈立娟.計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓賈立娟.計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓賈立娟.計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓指導書賈立娟編寫適用專業(yè)：計算機網(wǎng)絡、應用專業(yè)內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機科學系二一六年六月1/20內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓目錄計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓任務書一、基本情況二、實訓的目標、任務與要求三、實訓內(nèi)容四、時間安排與核查方式五、實訓要求六、項目推行1）可編程并行通信接口芯片8255A2）可編程串行通信接口芯片8251A3）可編程中止控制器8259A4）可編程計數(shù)/準時控制器82535）可編程DMA控制器8237A七、實訓的方式與方法八、實訓報告的內(nèi)容與要求I計算機

2、構(gòu)成與構(gòu)造實訓任務書一、基本情況課程名稱計算機構(gòu)成與構(gòu)造班級和人數(shù)計網(wǎng)141指導教師賈立娟使用實訓室407二、實訓的目標、任務與要求1、計算機構(gòu)成與構(gòu)造是計算機網(wǎng)絡、應用專業(yè)的必修課，其課程實訓作為課程實踐環(huán)節(jié)之一，是授課過程中必不可以少的重要內(nèi)容。經(jīng)過實訓，可以幫助學生加深理解、堅固接口、接口應用的有關知識；熟悉掌握接口的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途合和編程控制，并能設計應用，達到學必用、學即用，培養(yǎng)學生對本課程的興趣，增強學生的實質(zhì)著手能力、解析能力、綜合解決問題的能力。為此后進一步學習計算機硬件與接口、單片機、智能設施開發(fā)打下扎實基礎。三、實訓內(nèi)容本次實訓總時長為兩周共34學

3、時，實訓內(nèi)容主若是設施配置，實訓內(nèi)容概況及實訓參照書目以下表所示：表1：實訓內(nèi)容基本情況一覽表序項目名稱內(nèi)容綱領核查分號可編程并行通信1接口芯片8255A可編程串行通信2接口芯片8251A可編程中止控制3器8259A8255的特點、編程控制、詳細應用。158251的基本性能、在微機系統(tǒng)中的基本任務和作用、15編程控制、詳細應用8259A的觸發(fā)方式和中止響應過程；中止矢量的形成30及找到中止服務程序入口地點。8259A中止優(yōu)先級輪2/20內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓序項目名稱內(nèi)容綱領核查分號換和中止結(jié)束?？删幊逃嫈?shù)/準時48253的特點、編程控制、詳細應用20控制器8253可編

4、程DMA控制5器8237A8237A的工作過程及編程控制。20表2：參照書目序號作者書名初版社1鄭學堅微型計算機原理及應用清華大學初版社，2范乃英算機構(gòu)成原理清華大學初版社四、時間安排與核查方式1、實訓時間安排為一周，2、核查形式及核查時間：實訓結(jié)束后由實訓教師進行現(xiàn)場實質(zhì)操作核查及實訓報告爭論核查。3、核查成績構(gòu)成：實訓總成績由平時成績（50%）與實訓核查成績（50%）兩部分構(gòu)成。其中平時成績包括出勤、紀律等情況，實訓核查成績包括實訓操作情況、實訓報告的書寫情況、實訓爭論等內(nèi)容。五、實訓要求課程實訓應達到以下基本要求：1、熟悉掌握8255A的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途合和編程控

5、制，并能設計應用。2、熟悉掌握8251A的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途合和編程控制，并能設計應用。3內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓3、熟悉掌握8259A的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途合和編程控制，并能設計應用。4、熟悉掌握8253A的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途合和編程控制，并能設計應用。5、熟悉掌握8237A的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途合和編程控制，并能設計應用。六、項目推行8255A芯片內(nèi)部構(gòu)造及其功能4內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓12、8255A并行接口應用可編程并行接口8255A可為86系列微辦理機供應

6、3個獨立的并行輸入/輸出端口。利用輸出端口與數(shù)模變換器相連，可控制輸出模擬量的大小。這個模擬量可以是電壓的高低、電流的大小、速度的快慢、聲音的強弱以及溫度的起落等。利用模數(shù)變換器又可將它們變換為數(shù)字量，經(jīng)過并行輸入端口送回微機系統(tǒng)中。這樣一種閉環(huán)的調(diào)治系統(tǒng)在實踐中應用特別廣泛。一個由8086CPU和8255A為主體構(gòu)成的閉環(huán)調(diào)治系統(tǒng)的構(gòu)造流程圖如圖8.20所示。由圖可看出，8255A中端口A工作在方式0，完成輸出功能，用來向數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出8位數(shù)字信息。端口B工作在方式1，完成輸入功能，用來接收由模數(shù)變換器輸入的8位數(shù)字信息。端口C作控制用，PC7用作模數(shù)變換器ADC0809的啟動信號，PC2用

7、作輸入的STBB信號，PC0用作中止懇求信號INTRB，通過中止控制器8259A可向CPU發(fā)中止懇求，這些都要由初始化程序來定義。5內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓可使用的初始化和控制程序以下：INTT：MOVDX，8255A控制端口MOVAL，86HOUTDX，AL初始化8255AMOVAL，05HOUTDX，AL；MOVDX，8259A偶地點端口MOVAL，13HOUTDX，ALMOVDX，8259A奇地點端口MOVAL，40HOUTDX，AL初始化8259AMOVAL，03HOUTDX，ALMOVAL，0FEHOUTDX，AL；POUT：MOVDX，8255A端口AMOVA

8、L，XXH從端口A輸出8位數(shù)據(jù)OUTDX，AL；MOVDX，8255A端口CMOVAL，80HOUTDX，AL啟動ADC0809MOVAL，0OUTDX，AL；WAIT：STIJMPWAIT6內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓40H種類中止服務程序：MOVDX，8255A端口BINAL，DXIRET任務要求：熟悉掌握8255A的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途合和編程控制，并能設計應用。完成爭論15分2、可編程串行通信接口芯片8251A8251A由發(fā)送器、接收器、數(shù)據(jù)總線緩沖積蓄器、讀/寫控制電路及調(diào)制/解調(diào)控制電路等5部分構(gòu)成，如圖8.26所示。引腳信號如圖8.27所示7

9、內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓218251A串行接口應用采用8251A實現(xiàn)串行接口通信是在兩臺微機中各設置一個RS232串行接口。每個RS232串行接口采用一片8251A芯片，其通信構(gòu)造流程圖如圖8.32所示。可采用異步或同步方式實現(xiàn)單工、雙工或半雙工通信。當采用查問方式，異步傳達，雙方實現(xiàn)半雙工通信時，初始化程序由兩部分構(gòu)成。一部分是將一方定義為發(fā)送器，另一部分是將對方定義為接收器。發(fā)送器CPU每查問到TXRDY有效，則向8251A并行輸出一個字節(jié)數(shù)據(jù)；接收端CPU每查詢到RXRDY有效，則從8251A并行輸入一個字節(jié)數(shù)據(jù)；素來進行到全部數(shù)據(jù)傳達完成為止。發(fā)送端初始化程序與發(fā)

10、送控制程序以下所示：STT：MOVDX,8251A控制端口;MOVAL,7FHOUTDX,ALMOVAL,11H8內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓OUTDX,ALMOVDI，發(fā)送數(shù)據(jù)塊首地點MOVCX，發(fā)送數(shù)據(jù)塊字節(jié)數(shù)；NEXT：MOVDX,8251A控制端口INAL,DXANDAL,01HJZNEXTMOVDX,8251A控制端口；MOVAL,DIOUTDX,ALINCDILOOPNEXTHLT接收端初始化程序和接收控制程序以下所示：SRR：MOVDX,8251A控制端口MOVAL,7FHOUTDX,AL；初始化8251AMOVAL,04HOUTDX,ALMOVDL,接收數(shù)據(jù)塊

11、首地點；置接收數(shù)據(jù)塊指針和計數(shù)值MOVCX,接收數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)COMT:MOVDX,8251A控制端口INAL,DXRORAL,1；查問RXRDY有效否RORAL,1JNCCOMTRORAL,1RORAL,1；查問可否有奇偶校驗錯JCERRMOVDX8251A數(shù)據(jù)端口INAL,DX；輸入一個字節(jié)到接收數(shù)據(jù)塊MOVDI,ALINCDILOOPCOMTHLT設計1：8251A的控制和狀態(tài)端口地點為52H，數(shù)據(jù)輸入/輸出口地點為50H(輸出端口未用)，輸入50個字符，將字符放在BUFFER所指的內(nèi)存緩沖區(qū)中。請寫出這段的程序。任務要求熟悉掌握8251A的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途合和編程控

12、制，并能設計應用。完成爭論15分9內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓8259A芯片內(nèi)部構(gòu)造318259A芯片的級聯(lián)使用一片8259A芯片只能管理8級中止，在多于8級中止的系統(tǒng)中，必定將多片8259A級聯(lián)使用。10內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓最簡單的級聯(lián)方式為兩級，第1級只需一片8259A用作主片，第2級可接18片8259A用作從片，如圖9.5所示。328259A級聯(lián)使用的初始化程序某系統(tǒng)中設置兩片8259A實現(xiàn)中止控制，它們之間采用級聯(lián)方式連結(jié)，一片從8259A的INT端與主8259A的IR3端相連，已知目前主8259A的IR0和IR5端上分別引入兩其中止懇求，從

13、8259A的IR2和IR3端上也分別引入兩其中止懇求，如圖9.17所示。已知主8259A引入的中止種類碼分別為40H和45H，它們的中止服務程序在同一段中，其段基址為1000H，偏移地點分別為1050H和2060H，而由從8259A引入的中止懇求IR2和IR3的中止種類碼為32H和33H，它們的中止服務程序的段基址為2000H。偏移地點分別為5440H和3620H，那么第一應將4其中止入口寫入中止入口地點表中，如圖9.18所示。11內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓若已知主8259A的端口地點為FFE8H和FFE9H，從8259A的端口地點為FFFAH和FFFBH，應分別對主825

14、9A和從8259A進行初始化操作。對主8259A的初始化程序段以下：MOVAL，11HMOVDX，0FFE8HOUTDX，AL；定義ICW1MOVAL，40HMOVDX，0FFE9HOUTDX，AL；定義ICW2MOVAL，08HOUTDX，AL；定義ICW3MOVAL，11HOUTDX，ALH；定義ICW4MOVAL，0D6HOUTDX，AL；定義OCW1MOVAL，20HMOVDX，0FFE8HOUTDX，AL；定義OCW2經(jīng)過這樣初始化的主8259A中止控制器被定義為級聯(lián)使用方式，中止懇求信號IRi采用邊沿觸發(fā)方式；可引入的中止種類碼為40H47H;主8259A的IR3端上接有從8259

15、A;采用特別圓滿嵌套方式，非自動EOI結(jié)束方式，非緩沖方式，由SP=1確定為主8259A；障蔽掉IR0，IR3和IR5以外的其他中止源；采用一般EOI結(jié)束方式。對從8259A的初始化程序段以下：12內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓MOVAL，11HMOVDX，0FFFAHOUTDX，AL；定義ICW1MOVAL，30HMOVDX，0FFFBHOUTDX，AL；定義ICW2MOVAL，03OUTDX，AL；定義ICW3MOVAL，11HOUTDX，AL；定義ICW4MOVAL，0F3HOUTDX，AL；定義OCW1MOVDX，0FFFAHMOVAL，20HOUTDX，AL；定義OC

16、W2經(jīng)過這樣初始化的從8259A中止控制器被定義為級聯(lián)使用方式，中止懇求信號IRi采用邊沿觸發(fā)方式；可引入的中止種類碼為30H37H；該從8259A接在主8259A的IR3端上；采用特別圓滿嵌套方式，非自動EOI結(jié)束方式，非緩沖方式，由SP=0確定為從8259A；障蔽掉IR2和IR3以外的其他中止源；采用一般EOI結(jié)束方式。無論是對主8259A仍是從8259A，操作命令字OCW3可在操作過程中依照需要來設置。任務要求：熟悉掌握8259A的框圖和引腳、特點、中止觸發(fā)方式和中止響應過程、8259A的編程控制并能設計應用。完成爭論30分4可編程計數(shù)/準時控制器825313內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計

17、算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓418253計數(shù)/準時控制器應用準時/計數(shù)器8253可與8086/8088CPU相連構(gòu)成圓滿的準時、計數(shù)或脈沖發(fā)生器系統(tǒng)。比方，某8086系統(tǒng)中包括一片8253芯片，要求完成以下功能：利用通道0完成對外面事件計數(shù)功能，計滿100次向CPU發(fā)出中止懇求。利用通道1產(chǎn)生頻次為1kHz的方波。利用通道2作標準時鐘。相應的系統(tǒng)構(gòu)造流程圖如圖9.24所示。14內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓在圖9.中，8253的數(shù)據(jù)線(D7D0)固定與8086CPU的高8位數(shù)據(jù)線(D15D8)相連。由于8086CPU中高8位數(shù)據(jù)線與積蓄器或I/O端口的奇地點的數(shù)據(jù)線相連，因此要求8253

18、的端口地點必定是奇地點(A0=1)。為此圖9.24中8253的端口地點碼(A1A0)與8086CPU的A2A1相連，而8086的A0固定為“1參”加高位地點譯碼，以形成對8253的片選信號CS，以保證CPU接見8253的端口地點均為奇地點。依照圖9.24的連結(jié)方式和對系統(tǒng)的要求，應將通道0定義為工作方式0，完成計數(shù)功能，其計數(shù)值為100=64H。通道1應定義為工作方式3，輸出頻次為1kHz的方波，從CLK1輸入2.5MHz的時鐘脈沖，其重復周期為0.4s，而輸出方波的周期應為1ms。因此，通道1的計數(shù)初值應為2500=09C4H。通道2應定義為方式0，完成準時功能，每秒鐘利用OUT2向CPU發(fā)

19、出一次中止懇求，由輸入時鐘頻次為1kHz，計數(shù)初值應為1000。為完成上述功能，所需要的初始化程序以下：STT：MOVDX，8253控制端口地點MOVAL，10H；定義通道0工作在方式0OUTDX，ALMOVDX，通道0端口地點MOVAL，64H；給通道0送計數(shù)值OUTDX，ALMOVDX，8253控制端口MOVAL，76H；定義通道1為方式3OUTDX，ALMOVDX，通道1端口MOVAX，09C4HOUTDX，AL；給通道1送計數(shù)初值MOVAL，AHOUTDX，ALMOVDX，8253控制端口MOVAL，B1H；定義通道2為方式0OUTDX，ALMOVDX，通道2端口MOVAX，1000H

20、OUTDX，AL；給通道2送計數(shù)初值MOVAL，AHOUTDX，ALMOVDX，8259A偶地點端口MOVAL，13HOUTDX，ALMOVDX，8259A奇地點端口MOVAL，50H對8259A初始化，定義通道0和通道2的OUTDX，AL；中止種類碼分別為50H和52HMOVAL，03OUTDX，ALMOVAL，0FAH15內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓OUTDX，AL；STIHH：HLTJMPHH0發(fā)出的計數(shù)到中圓滿的程序還應包括兩其中止服務程序。其一用來辦理通道斷，這要依照控制現(xiàn)場的實質(zhì)需要編制相應的辦理程序。其二用來辦理通道2和1s準時中止，依照系統(tǒng)設計的要求，應設計一

21、個圓滿的時鐘控制程序。設計2：用8253產(chǎn)生一個可編程采樣速率的A/D子系統(tǒng)，要求經(jīng)過8253的3個計數(shù)器，計數(shù)器0工作在方式2、計數(shù)器1工作在方式1，計數(shù)器2工作在方式3。設它們的3個初始計數(shù)值分別設為X，Y和Z(X，Y，Z小于256)，時鐘頻次設為F，用OUT0產(chǎn)生脈沖作為ADC的啟動變換信號。GATE1和GATE2引線輸入一個由低電平到高電平的跳變啟動信號，作為數(shù)模變換器在YZ/F秒時間內(nèi)以每秒F/X個樣本速率進行量化輸入操作。設8253端口地點為0040H，0042H，0044H，0046H，寫出8253的初始化程序。任務要求：熟悉掌握8253的特點、工作過程及各工作方式的特點、應用途

22、合和編程控制，并能設計應用。完成爭論20分5可編程DMA控制器8237A16內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院計算機構(gòu)成與構(gòu)造實訓528237ADMA控制器的編程及其應用8237A共包括4個通道，每個通道占用2個端口地點，再加上工作方式寄存器和狀態(tài)寄存器適用一個端口，因此整個8237A芯片共包括9個端口地點，可用最低4位地點碼(A3A0)來對它們尋址。高位地點碼(A15A4)經(jīng)譯碼后，可用來形成8237A的片選信號，使CS有效，與I/OW，I/OR和地點碼A3配合可完成對有關寄存器的讀寫操作。某8086微機系統(tǒng)中，利用8237ADMA控制器的0通道為某臺外設與積蓄器之間構(gòu)成直接數(shù)據(jù)傳達通道的系統(tǒng)配置構(gòu)造流程圖如圖9.31所示。17內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)