微机原理实验指导书-硬件部分(2017)

微机原理实验指导书硬件实验部分东华大学信息科学与技术学院信息与控制实验中心2017.11关于微机原理硬件部分实验的说明硬件部分包含5个基本实验和一个综合设计实验。

综合设计实验为选作部分。

每个实验需完成各自的实验报告。

报告内容以每项实验的思考题内容为主，不需要抄录实验指导书提供的范例程序。

基本实验的报告内容具体要求为：1、实验名称、所需设备、实验目的。

2、思考题要求。

3、有提问的思考题分析解答。

4、需要编程的思考题的程序的流程框图5、思考题的全部源程序代码，源程序需加上必要的注释。

6、思考题的程序在调试中出现的问题及解决过程。

●实验必须完成基础实验部分，综合设计实验选作。

●硬件实验成绩按基本实验情况（85%）和选作实验情况（15%）综合评定。

一、实验设备及软件介绍第1部分硬件系统介绍1. CPU单元及外围芯片1）、微处理器：80862）、时钟频率：6MHz3）、存储器6264 系统RAM，地址范围 0～3FFFH，奇地址有效6264 系统RAM，地址范围0～3FFFH，偶地址有效27C64 系统ROM，地址范围 FC000～FFFFFH，奇地址有效27C256 系统ROM，地址范围 FC000～FFFFFH，偶地址有效4）、可提供的对8086的基本实验（1）．简单I/O扩展实验（2）．存储器扩展实验（4）．8255可编程并口实验（5）．8253定时/计数器实验（6）．A/D0809实验（7）．D/A0832实验（8）．8250可编程串口实验（9）．8279显示器接口实验（10）．8279键盘扩展实验（11）．8259可编程中断控制器实验5）、系统资源分配本系统采用可编程逻辑器件（CPLD）EPM7128做地址的编译码工作，可通过芯片的JTAG接口与PC机相连，对芯片进行编程,可完成系统器件，如监控程序存储器、用户程序存储器、数据存储器、系统显示控制器、系统串行通讯控制器等的地址译码功能，同时也由部分地址单元经译码后输出（插孔CS0---CS5）给用户使用，他们的地址固定，用户不可改变。

2．地址资源分配本系统采用可编程逻辑器件（CPLD）EPM7128作为地址译码器，完成系统器件如存储器、系统显示控制器、系统串行通讯控制器的地址译码功能，同时将部分地址译码后输出片选信号（插孔CS0~CS7）给用户使用。

它们的地址固定，用户不可改变。

详细信息如下所示。

CS0 片选信号地址04A0~04AF 偶地址有效CS1 片选信号地址04B0~04BF 偶地址有效CS2 片选信号地址04C0~04CF 偶地址有效CS3 片选信号地址04D0~04DF 偶地址有效CS4 片选信号地址04E0~04EF 偶地址有效CS5 片选信号地址04F0~04FF 偶地址有效CS6 片选信号地址0000~01FF 偶地址有效CS7 片选信号地址0200~03FF 偶地址有效8250芯片片选信号地址0480~048F 偶地址有效8279芯片片选信号地址0490~049F 偶地址有效3. 内存使用说明所有实验程序的起始地址为01100H，CS=0100H，IP=0100H，代码段、数据段、堆栈段在同一个64K的地址空间中。

实验箱面板布局LED 数码管片选信号插口8086CPU 模块8255接线插口8253接线插口第2部分、工具软件实验软件“TECH ”用于进行汇编程序的编辑、编译、保存和运行调试。

软件窗口主界面如下图所示。

启动程序，建立实验箱和PC 机的通信连接的步骤：双击桌面图标21，弹出对话框：。

在出现的对话框中单击“确定”后，按一下实验箱的“PRESET ”按钮，等到实验箱左上方的LED 数码管显示，表示已建立通信连接，启动完成。

否则实验箱和软件不能正常进行实验！实验软件的具体操作方法可参考操作的录像文件。

工具按钮寄存器状态内存状态程序编辑区代码编译、下传情况。

二、基础实验部分实验1 存储器读写实验一、实验目的1.掌握PC机外存扩展的方法。

2.熟悉6264芯片的接口方法。

3.掌握8086十六位数据存储的方法。

二、实验设备微机实验箱、8086CPU模块。

三、实验内容向02000～020FFH单元的偶地址送入AAH，奇地址送入55H。

四、实验原理介绍本实验用到存储器电路五、实验步骤和要求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。

本实验的主要目的是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。

六、实验提示1、RAM区的地址为02000H，编程时可将段地址设为0100H，则偏移地址为1000H。

2、如果按字节进行存储，则AL为55H或AAH；如果按字进行存储，则AX应为55AAH。

3、6264、62256等是计算机系统扩展中经常用到的随机存储器芯片（RAM），主要用作数据存储器扩展。

本实验所进行的内存置数在程序中经常用到。

计算机系统运行中会频繁地进行内存与外设或者内存与内存之间的数据传输，所以本实验虽然简单但对理解系统程序的运行很关键，望学习和实验时认真对待。

七、实验范例程序框图及源代码(实验程序名：RAM.ASM)code segmentassume cs:codeorg 0100hstart: mov ax,0100hmov ds,ax ;数据段地址mov es,axmov si,1000h ;偏移地址mov cx,0100h ;循环次数mov al,0intram: mov [si],alinc siloop intrammov si,1000h ;设置断点处mov cx,100hmov ax,55aahfil: mov [si],ax ;RAM区循环置数inc si;mov [si],ahinc siloop filnop ;设置断点处jmp startcode endsend start八、思考题1.单步执行到“intram”标号的语句时，ds寄存器的数据是什么？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？执行到第二个断点处，2000H~200FH内存单元的数据是什么？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。

0100；全0；向02000～020FFH单元的偶地址送入AAH，奇地址送入55H。

2.编写程序，实现从2000H到200FH单元依次赋值）FFH~F0H的功能。

可利用屏幕截图保存程序运行状态，在实验报告中贴图记录实验结果。

在报告中对编写的程序源代码进行注释说明实验2 简单I/O口扩展实验一、实验目的1、熟悉74LS273，74LS244的应用接口方法。

2、掌握用锁存器、三态门扩展简单并行输入、输出口的方法。

二、实验设备微机实验箱、8086CPU模块。

三、实验内容逻辑电平开关的状态输入74LS244，然后通过74LS273锁存输出，利用LED显示电路作为输出的状态显示。

四、实验原理介绍本实验用到两部分电路：开关量输入输出电路，简单I/O口扩展电路。

五、实验步骤1、实验接线：(↔表示相互连接)CS0 ↔CS244； CS1↔CS273；平推开关的输出K1～K8 ↔IN0～IN7（对应连接）；74LS273的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。

4、编写实验报告。

六、实验提示74LS244或74LS273的片选信号可以改变，例如连接CS2，此时应同时修改程序中相应的地址。

七、实验结果程序全速运行后，逻辑电平开关的状态改变应能在LED上显示出来。

例如：K2置于L 位置，则对应的LED2应该点亮。

八、实验范例程序框图（实验程序名: T244273.ASM）九、程序源代码清单assume cs:codecode segment publicorg 100hstart: mov dx,04a0h ;74LS244地址in al,dx ;读输入开关量mov dx,04b0h ;74LS273地址out dx,al ;输出至LEDjmp startcode endsend start外围接线原理图十、修改实验设备连线，参考范例编写程序实现如下要求：（1）修改接线：将74LS244的片选信号CS244改接CS2，将74LS273的片选信号CS273改接CS3，k1,k2,k3开关分别连接74LS244的in0、in1、in2，保留74LS273的O0～O7 LED1～LED8的连接。

（2）参考范例编写程序实现以下要求：用k1、k2、k3开关的状态控制发光LED输出，规则如下表。

assume cs:codecode segment publicorg 100hstart: mov dx,04c0h ;74LS244地址in ax,dx ;读输入开关量cmp ax,04ffhjz L0cmp ax,04fehjz L1cmp ax,04fdhjz L12cmp ax,04fbhjz L123jmp L5678L0: mov dx,04d0h ;74LS273地址mov ax,04ffhout dx,ax ;输出至LEDjmp startL1: mov dx,04d0h ;74LS273地址mov ax,04fehout dx,ax ;输出至LEDjmp startL12: mov dx,04d0h ;74LS273地址mov ax,04fchout dx,ax ;输出至LEDjmp startL123:mov dx,04d0h ;74LS273地址mov ax,04f8hout dx,ax ;输出至LEDjmp startL5678:mov dx,04d0h ;74LS273地址mov ax,040Fhout dx,ax ;输出至LEDjmp startcode endsend start实验3 8255并行口实验一、实验目的掌握8255A的编程原理。

二、实验设备微机实验箱、8086CPU模块。

三、实验内容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。

编写程序，使得逻辑电平开关的变化在发光二极管上显示出来。

四、实验原理介绍本实验用到两部分电路：开关量输入输出电路和8255可编程并口电路。

五、实验步骤1、实验接线CS0↔CS8255； PA0～PA7↔平推开关的输出K1～K8； PB0～PB7↔发光二极管的输入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。

六、实验提示8255A是比较常用的一种并行接口芯片，其特点在许多教科书中均有介绍。