微机硬件课程设计实验报告

目录

一、基础实验部分 (1)

实验1 存储器读写实验 (1)

实验2 简单I/O口扩展实验 (3)

实验3 8255并行口实验 (4)

实验4 8253定时器/计数器接口实验 (5)

实验5 8259中断控制器实验 (7)

二、综合设计实验部分 (12)

一、基础实验部分

实验1 存储器读写实验

一、实验设备

微机实验箱、8086CPU模块。

二、实验要求

学会用使用工具软件，掌握用单步执行和断点方式运行程序，观察寄存器和内存中的数据变化等程序调试的手段。

三、实验步骤

1、实验接线:本实验无需接线。

2、编写调试程序。

3、运行实验程序，可采取单步、设置断点方式，打开内存窗口可看到内存区的变化。

四、思考题

1、①单步执行到“intram”标号的语句时，ds寄存器的数据是什么？②采用断点方式运行时执行到第一个断点处，2000H~202FH内存单元的数据是什么？③执行到第二个断点处，2000H~200FH内存单元的数据是什么？④并根据观察结果和对源程序的判读简述源程序的运行效果。

答：①ds寄存器的数据是0100H。

②2000H~202FH内存单元的数据全是00。

③2000H~200FH内存单元的数据是AA 55 AA 55 AA 55 AA 55 AA 55 AA 55 AA 55

AA 55。

④源程序的运行效果是在第一个间断点处可以把数据清零，在第二个间断点处即

可完成赋值。

2、修改程序，实现从2000H 到200FH 单元依次赋值00H~0FH 的功能。

答：程序如下 code segment

assume cs:code org 0100h start: mov ax,0100h

mov ds,ax ;数据段地址 mov es,ax

mov si,1000h ;偏移地址 mov cx,0010h ;循环次数 mov al,0 ;将al 清零 intram: mov [si],al

inc si ;将偏移地址+1 inc al ;将al 的值+1 loop intram

nop ;设置断点处 jmp start

code ends end start

五、出现的问题及解决过程 序号 出现的问题 原因

解决过程 1 不能得到内存单元的运

行结果 未在程序中设置断点 在程序中设置正确断点 2 2000H 到200FH 单元得不

到00H~0FH

设置的循环次数不对

mov cx,0016h

将循环次数改为 mov cx,0010h

实验2 简单I/O口扩展实验

一、实验设备

微机实验箱、8086CPU模块。

二、实验要求

逻辑电平开关的状态输入74LS244，然后通过74LS273锁存输出，程序全速运行后，逻辑电平开关的状态改变应能在LED上显示出来。

三、实验步骤

1、实验接线：CS0 ?CS244；CS1?CS273；K1～K8 ?IN0～IN7；O0～O7?LED1～LED8。

2、编辑程序，单步运行，调试程序。

3、调试通过后，全速运行程序，观看实验结果。

四、思考题

将74LS244的片选信号CS244改接CS2，将74LS273的片选信号CS273改接CS3，修

改程序实现与范例程序相同的功能。

答：程序如下

assume cs:code

code segment public

org 100h

start: mov dx,04c0h ;74LS244地址

in al,dx ;读输入开关量

mov dx,04d0h ;74LS273地址

out dx,al ;输出至LED

jmp start

code ends

end start

五、出现的问题及解决过程（无）

实验3 8255并行口实验

一、实验设备

微机实验箱、8086CPU模块。

二、实验要求

8255A的A口作为输入口，与逻辑电平开关相连。8255A的B口作为输出口，与发光二极管相连。程序全速运行后，逻辑电平开关的状态改变应能在LED上显示出来。

三、实验步骤

1、实验接线：CS0?CS8255；PA0～PA7? K1～K8；PB0～PB7?LED1～LED8。

2、编程并全速或单步运行。

3、全速运行时拨动开关，观察发光二极管的变化。当开关某位置于L时，对应的发

光二极管点亮，置于H时熄灭。

四、思考题

修改接线CS2?CS8255，并要求开关置“H”(下)位置时对应LED亮，修改程序实现相应功能。

答：程序如下

assume cs:code

code segment public

org 100h

start: mov dx,04c6h ;控制寄存器地址

mov ax,90h ;设置为A口输入，B口输出

out dx,ax

start1: mov dx,04c0h ;A口地址

in ax,dx ;输入

mov dx,04c2h ;B口地址

not ax ;将ax取反

out dx,ax ;输出

jmp start1

code ends

end start

实验4 8253定时器/计数器接口实验

一、实验设备

微机实验箱、8086CPU模块、示波器。

二、实验要求

了解8253计数器的不同工作方式，掌握其初始化控制字对定时/记数效果的影响。

程序全速运行后，LED1按一定周期闪烁(周期理论值为0.2s)，LED2在高频脉冲信号（约15KHz）影响下，有微弱的光亮，但无明显的周期变化现象。

三、实验步骤

1、实验连线：CS0?CS8253；OUT0?8253CLK2；OUT2?LED1；OUT1?LED2；

CLK3?8253CLK0；CLK3?8253CLK1。

2、编程调试程序。

3、全速运行，观察实验结果。

四、思考题

1、为什么说范例程序运行时LED1闪烁周期的理论值是0.2秒？在范例程序设置LED2 的最大闪烁周期是多少？请分析说明。

答：因为计数器二的初值为04h即十进制的4，那么LED1闪烁周期的理论值是t2=0.05*4=0.2。

LED2的最大闪烁周期是0.05*(15*16^3+15*16^2+15*16+15)=3276.75s

2、修改片选信号接线使CS1和CS8253连接，并要求LED1的闪烁周期变为4秒（亮2 秒，灭2秒），修改程序实现功能。

assume cs:code

code segment public

org 100h

start:mov dx,04b6h ;控制寄存器

mov ax,36h ;计数器0，方式3

out dx,ax

mov dx,04b0h

mov ax,7Ch

out dx,ax

mov ax,92h

out dx,ax ;计数值927Ch

mov dx,04b6h

mov ax,76h ;计数器1，方式3

out dx,ax

mov dx,04b2h

mov ax,32h

out dx,ax

mov ax,0 ;计数值32h

out dx,ax

mov dx,04b6h

mov ax,0b6h ;计数器2，方式3 out dx,ax

mov dx,04b4h

mov ax,50h

out dx,ax

mov ax,0 ;计数值50h

out dx,ax

next: nop

jmp next

code ends

end start

五、出现的问题及解决过程（无）

实验5 8259中断控制器实验

一、实验设备

微机实验箱、8086CPU模块。

二、实验要求

了解中断处理的原理，掌握利用中断控制器进行中断申请和中断操作的方法。全速运行程序，由上往下拨动开关时，相应位置的LED点亮，其余LED全灭。

三、实验步骤

1、实验接线：CS0 ?CS8259；CS3 ?CS273；O0～O3?LED1～LED4；K1～K4?IR0～

IR3；INT?INT；INTA?INTA

2、编译调试程序

3、全速运行程序，拨动某一电平开关，观察LED的亮灭情况。

四、思考题

1、说明源代码8259初始化所设置的所有中断控制字的值和含义（按位说明）。

答：

ICW1：

ICW2：

ICW4：

2、修改接线IR3 P+（实验箱右下角），并修改源程序，使按实验箱右下角“Pules”

键时LED1~LED4全亮。

答：程序如下

assume cs:code

code segment public

org 100h

start: mov cx,0

start1: cli

mov dx,04a0h

mov ax,13h ;00010011b单片8259a需要ICW4

out dx,ax ;ICW1, ICW4 NEEDED

mov dx,04a2h

mov ax,80h ;10000000b

out dx,ax ;ICW2 中断类型80h

mov ax,01h;01 ;00000001b

out dx,ax ;ICW4正常EOI,非缓冲方式

mov ax,00h

out dx,ax ;OCW1, 开放所有中断

nop ;以上为8259初始化

mov ax,0

mov ds,ax

mov di,200h ;初始化中断向量表

mov ax,offset int0

mov ds:[di],ax

add di,2

mov ds:[di],100h

add di,2

mov ax,offset int1

mov ds:[di],ax

add di,2

mov ds:[di],100h

add di,2

mov ax,offset int2

mov ds:[di],ax

add di,2

mov ds:[di],100h

add di,2

mov ax,offset int3

mov ds:[di],ax

add di,2 ;上述程序为芯片8259的初始化程序

mov ds:[di],100h ;建议不熟练者不要修改

main: mov ax,0

sti ;开中断

waiting:cmp ax,0h

je waiting ;没发生中断，则等待

nop

nop

mov dx,04d0h

out dx,ax ;对应LED灯亮

mov cx,0

delay: loop delay ;数字滤波，按键去抖

jmp start1

int0: cli ;关中断,以下类推

nop ;此两行为IR0的中断服务程序

mov ax,0feh ;用户可修改

iret ;中断返回，以下类推

int1: cli

nop ;此两行为IR1的中断服务程序

mov ax,0fdh ;用户可修改

iret

int2: cli

nop ;此两行为IR2的中断服务程序

mov ax,0fbh ;用户可修改

iret

int3:cli

nop ;此两行为IR3的中断服务程序

mov ax,0f0h ;用户可修改

iret

code ends

end start

五、出现的问题及解决过程

序号出现的问题原因解决过程

1 LED1~LED4灯没反应P+端接线错误重新接线

二、综合设计实验部分

一、实验设备

微机实验箱、8086CPU模块。

二、实验要求

红绿灯的定时切换（每10秒切换一次）设置灯光测试开关K1，当K1打开（高电平）时，LED1~LED4全亮，关闭时恢复正常切换。

三、实验步骤

1、实验接线：CS0?8255CS；CS1?CS8253；CLK3?8253CLK0；OUT0?8253CLK2

OUT2?PA0,PA1,PA2,PA3；PB0?LED1；PB1?LED4；PB2?LED2；PB3?LED3；

PA4---K0

2、编辑程序，单步运行，调试程序。

3、调试通过后，全速运行程序，观看实验结果。

四、程序代码

assume cs:code

code segment public

org 100h

start:

mov dx,04b6h ;控制寄存器

mov ax,36h ;计数器0，方式3

out dx,ax

mov dx,04b0h

mov ax,7Ch

out dx,ax

mov ax,92h

out dx,ax ;计数值927Ch

mov dx,04b6h

mov ax,0b6h ;计数器2，方式3

out dx,ax

mov dx,04b4h

mov ax,90h

out dx,ax

mov ax,01h ;计数值190h

out dx,ax

mov cx,9000h ;计数

mov bl,0 ;为下面比较做准备

mov dx,04a6h ;控制寄存器地址

mov ax,90h ;设置为A口输入，B口输出 out dx,ax

start1:

mov dx,04a0h ;A口地址

in ax,dx ;输入

mov dx,04a2h ;B口地址

cmp bl,0

jnz extra ;bl≠0→extra

xor ax,0ch ;取相邻两位

mov bh,al ;赋值存数

again:

out dx,ax ;输出

cmp bl,0

jz start2

dec bl

jmp delay ;进入延时delay

delay:

loop delay

mov cx,9000h

start2:

mov dx,04a0h ;A口地址

in ax,dx

and ax,10h ;取A口PA5

cmp ax,10h ;比较是否为1

jz light ;为1进入light全亮灯

mov al,bh ;赋值取数

jmp start1

light:

mov bl,1 ;设置bl状态

mov dx,04a2h

mov ax,00h ;等全亮

out dx,ax

jmp start2

extra:

mov al,bh ;赋值取数

jmp again

code ends

end start

五、出现的问题及解决过程

序号出现的问题原因解决过程

1 4个LED灯不能交换亮灭未对ax赋值操作增添xor ax,0ch语句

2 检测4个LED灯全亮后不

能恢复之前的先后亮灭

状态

①没有保护现场

②没有延时操作

①增加extra模块，并设

置bl状态进行选择判断

②增加delay模块

六、硬件电路图

见下页。