微機原理與接口技術實驗報告學院：計算機與通信工程學院專業：計算機科學與技術班級：學號：姓名： 實驗一 8259中斷控制器應用實驗一、實驗目的 1.掌握PC機中斷處理系統的基本原理。 2. 掌握可編程中斷控制器8259的應用編程方法。 二、實驗內容 1PC機內中斷實驗。使用單次脈沖模擬中斷產生。驗證中斷處理程序，在顯示器屏幕上顯示一行預設定的字符串。 2PC機內中斷嵌套實驗。使用單次脈沖模擬兩個中斷源的中斷產生，填寫中斷處理程序，體會中斷嵌套的過程。 3擴展多中斷源查詢方式應用實驗。利用實驗平臺上8259控制器作為中斷擴展源，編寫程序對8259控制器的中斷請求進行處理。三、實驗步驟 1.實驗1-1：PC機內中斷應用實驗（1）按接線圖連好接線，調用程序源代碼8259-1.asm，觀察實驗現象，屏幕顯示結果截圖如下：（2） 自設計實驗。改變接線方式，將單次脈沖連到USB核心板上的IRQ10插孔上，參考本實驗代碼，編程實現IRQ10中斷。（注意：考慮PC機內中斷級聯的方式，參看前面的原理說明），代碼如下：DATA SEGMENT MESS DB IRQ10 ,0DH,0AH, $DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATASTART: MOV AX, CS MOV DS, AX MOV DX,OFFSET INT10 MOV AX,2572H ;設置IRQ10對應的中斷向量 INT 21H IN AL,21H;讀取中斷屏蔽寄存器 AND AL,0F3H ;開放IRQ3中斷和從片 OUT 21H,AL IN AL,0A1H ;從片的中斷屏蔽寄存器 AND AL,0FBH ;開放IRQ10中斷 OUT 0A1H,AL MOV CX,10 STIWAIT: JMP WAITINT10: MOV AX, DATA ;中斷服務程序 MOV DS, AX MOV DX, OFFSET MESS MOV AH, 09 ;在屏幕上顯示每次中斷的提示信息 INT 21H MOV AL, 20H ; 發出EOI結束中斷到PC內主片的地址20H OUT 20H, AL LOOP NEXT IN AL, 21H ;讀中斷屏蔽寄存器，獲取中斷屏蔽字 OR AL, 08H ;關閉IRQ3中斷 OUT 21H, AL ;將中斷屏蔽字送到中斷屏蔽寄存器 STI ;置中斷標志位 MOV AH, 4CH ;返回DOS INT 21HNEXT: IRET ;中斷返回CODE ENDSEND START調用程序代碼，觀察實驗現象，屏幕顯示截圖如下： 2.實驗1-2：PC機內中斷嵌套實驗 實驗要求： （1）按接線圖連好接線，調用程序源代碼8259-2.asm，做如下操作，觀察屏幕顯示結果并分析產生該現象的原因： A 按下連接IRQ的單次脈沖按鍵，屏幕上會顯示10個3，在屏幕上10次顯示未結束之前，按下連接IRQ10的單次脈沖按鍵，觀察現象；按下IRQ時屏幕上會顯示10個3，此時按下IRQ10，會直接在屏幕上顯示10個10，然后結束后再顯示剩余的3B 按下連接IRQ10的單次脈沖按鍵，屏幕上會顯示10個10，在屏幕上10次顯示未結束之前，按下連接IRQ3的單次脈沖按鍵，觀察現象。 在屏幕上顯示10個10的過程中按下IRQ無反應，等到10個10全部顯示完畢后才再顯示10個3出現這種現象的原因是IRQ10的中斷優先級高于IRQ3 屏幕截圖：（2） 程序所有代碼及注釋：DATA SEGMENTDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE ,DS:DATASTART: .386 CLI MOV AX,CS MOV DS,AX MOV DX,OFFSET INT10 ;采用間接修改法，設置中斷向量 MOV AX,2572H ;設置IRQ10對應的中斷向量 INT 21H MOV DX,OFFSET INT3 ;采用間接修改法，設置中斷向量 MOV AX,250BH ;設置IRQ3對應的中斷向量 INT 21H IN AL,21H ;讀中斷屏蔽寄存器，21H是該寄存器的端口號 AND AL,0F3H ;開放中斷，允許從片和IRQ3 OUT 21H,AL IN AL,0A1H ;讀中斷屏蔽寄存器，0A1H是該寄存器的端口 AND AL,0FBH ;開放中斷IRQ10 OUT 0A1H,AL MOV CX,10 ;記中斷循環次數為10次 STIWAIT: JMP WAITINT10: CLI ;中斷服務程序 PUSHAD PUSHFD MOV CX,10 ;記中斷循環次數為10次NEXT10_1: MOV DX,31H MOV AH,02H ;輸出DL INT 21H MOV DX,30H MOV AH,02H ;輸出DL INT 21H MOV DX,20H ;發出EOI結束中斷到PC內主片的地址20H MOV AH,02H ;輸出DL，3 INT 21H CALL DELAY1 ;等待 LOOP NEXT10_1 MOV DX,0DH MOV AH,02H ;輸出DL， INT 21H MOV DX,0AH ;發出EOI結束中斷到PC內從片占用的是0A0H端口 MOV AH,02H ;輸出DL，發生中斷后輸出10 INT 21H MOV AL,20H ;將中斷屏蔽字送到中斷屏蔽寄存器 OUT 0A0H,AL ;從片 OUT 20H,AL ;主片 POPFD ;關中斷，出棧，返回 POPAD STI IRETINT3: CLI ;中斷服務程序 PUSHAD PUSHFD MOV CX,10 ;記中斷循環次數為10次NEXT3_1: MOV DX,33H MOV AH,02H ;輸出DL INT 21H MOV DX,20H ;發出EOI結束中斷到PC內主片的地址20H MOV AH,02H ;輸出DL，3 INT 21H CALL DELAY1 ;等待 LOOP NEXT3_1 MOV DX,0DH MOV AH,02H ;輸出DL， INT 21H MOV DX,0AH ;發出EOI結束中斷到PC內從片占用的是0A0H端口 MOV AH,02H ;發生中斷輸出DL，10 INT 21H MOV AL,20H OUT 20H,AL ;將中斷屏蔽字送到中斷屏蔽寄存器 OUT 0A0H,AL POPFD ;出棧，關中斷，返回 POPAD STI IRETDELAY1 PROC ;控制等待部分 PUSHAD PUSHFD MOV CX,0FHDELAY_LOOP1: MOV BX,0FFFFHDELAY_LOOP2: DEC BX NOP JNZ DELAY_LOOP2 LOOP DELAY_LOOP1 POPFD POPAD RETDELAY1 ENDPCODE ENDS END START 3.實驗1-3：擴展多中斷應用實驗調用程序源碼文件8259-3.asm，在程序源代碼中劃橫線的位置，請按照所學8259工作原理填寫并驗證，然后將所填內容寫在實驗報告中，并分析所填數據的形成原理。屏幕截圖：程序代碼及與案例說明：;*; 8259中斷查詢方式應用實驗;請根據所學原理推斷橫線處需填寫的源代碼;*I8259_1 EQU 2B0H ; 8259的ICW1端口地址I8259_2 EQU 2B1H ; 8259的ICW2端口地址I8259_3 EQU 2B1H ; 8259的ICW3端口地址，ICW3，ICW4，OCW1都寫入奇地址中I8259_4 EQU 2B1H ; 8259的ICW4端口地址O8259_1 EQU 2B1H ; 8259的OCW1端口地址O8259_2 EQU 2B0H ; 8259的OCW2端口地址，OCW2，OCW3寫入偶地址O8259_3 EQU 2B0H ; 8259的OCW3端口地址DATA SEGMENT MES1 DB YOU CAN PLAY A KEY ON THE KEYBOARD!,0DH, 0AH, 24H MES2 DD MES1 MESS1 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 0 *!,0DH,0AH,$ MESS2 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 1 *!,0DH,0AH,$ MESS3 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 2 *!,0DH,0AH,$ MESS4 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 3 *!,0DH,0AH,$ MESS5 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 4 *!,0DH,0AH,$ MESS6 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 5 *!,0DH,0AH,$ MESS7 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 6 *!,0DH,0AH,$ MESS8 DB HELLO! THIS IS INTERRUPT * 7 *!,0DH,0AH,$DATA ENDSSTACKS SEGMENT DB 100 DUP(?)STACKS ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACKS, ES:DATA.386START: MOV AX,DATA MOV DS, AX MOV ES, AX MOV AX, STACKS MOV SS, AX MOV DX, I8259_1 ;初始化8259的ICW1 MOV AL, 13H ;邊沿觸發、單片8259、需要ICW4，查表得到控制字 OUT DX,AL MOV DX,I8259_2 ;初始化8259的ICW2 MOV AL,0B0H OUT DX,AL MOV AL,03H OUT DX,AL MOV DX, O8259_1 ;初始化8259的中斷屏蔽操作命令字 MOV AL, 000H ;打開屏蔽位，將全部屏蔽位打開 OUT DX,AL QUERY: MOV AH,1 ;判斷是否有按鍵按下 INT 16H JNZ QUIT ;有按鍵則退出 MOV DX,O8259_3 ;向8259發送查詢命令 MOV AL,6CH ;01101100 OUT DX,AL IN AL,DX ;讀出查詢字 TEST AL,80H ;判斷中斷是否已響應，響應后對應位置0 JZ QUERY ;沒有響應則繼續查詢 AND AL,07H CMP AL,00H JE IR0ISR ;若為IR0請求，跳到IR0處理程序 CMP AL,01H JE IR1ISR ;若為IR1請求，跳到IR1處理程序 CMP AL,02H JE IR2ISR ;若為IR2請求，跳到IR2處理程序 CMP AL,03H JE IR3ISR ;若為IR3請求，跳到IR3處理程序 CMP AL,04H JE IR4ISR ;若為IR4請求，跳到IR4處理程序 CMP AL,05H JE IR5ISR ;若為IR5請求，跳到IR5處理程序 CMP AL,06H JE IR6ISR ;若為IR6請求，跳到IR6處理程序 CMP AL,07H JE IR7ISR ;若為IR7請求，跳到IR7處理程序 JMP QUERYIR0ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS1 ;顯示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOIIR1ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS2 ;顯示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOIIR2ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS3 ;顯示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOIIR3ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS4 ;顯示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOIIR4ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS5 ;顯示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOIIR5ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS6 ;顯示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOIIR6ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS7 ;顯示提示信息 MOV AH,09 INT 21H JMP EOIIR7ISR: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,OFFSET MESS8 ;顯示提示信息 MOV AH,09 INT 21HEOI: MOV DX,O8259_2 ;向8259發送中斷結束命令 MOV AL, 20H ;00100000 OUT DX, AL JMP QUERYQUIT: MOV AX,4C00H ;結束程序退出 INT 21HCODE ENDS END START實驗二 8254定時/計數器應用實驗一、實驗目的 1. 掌握 8254 的工作方式及應用編程。 2. 掌握 8254 典型應用電路的接法。 二、實驗內容 1計數應用實驗。應用8254的計數功能，用開關模擬計數，使每當按照計數初值的次數按動單次脈沖后，觀察LED的變化。 2. 自設計實驗。參考實驗一的程序， 編寫程序，以1MHz為時鐘源，應用8254的定時功能，將其分頻為1Hz。以LED燈作為輸出顯示。三、實驗步驟 1.實驗2-1：計數器應用實驗程序代碼填補：IO8254_MODE EQU 283H ;8254控制寄存器端口地址IO8254_COUNT0EQU 280H ;8254計數器0端口地址 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式 MOV AL,16H ;計數器0，方式3，填入控制字：00010110 OUT DX, AL MOV DX, IO8254_COUNT0 ;裝入計數初值 MOV AL,04H ;初值為4,04H OUT DX,AL MOV AX,4C00H ;返回到DOS INT 21H CODE ENDS END START此時按兩次后燈亮，再按兩次后燈滅。如果令計數器0工作在方式0，其實驗現象為：按五次后燈變亮，之后不在熄滅。 2.實驗2-2：自設計實驗 實驗要求： 參考實驗一的程序和接線，自行設計接線圖以及程序代碼，實現，以1MHz為時鐘源，應用8254的定時功能，將其分頻為1Hz。以LED燈作為輸出顯示。使用計數器0和計數器1兩個計數器，設置其均工作于方式3，計數初值為1000，通過兩個計數器級聯，1000*1000=106達到分頻的目的。程序代碼如下：IO8254_MODE EQU 283H ;8254控制寄存器端口地址IO8254_COUNT0EQU 280H ;8254計數器0端口地址IO8254_COUNT1EQU 281H ;8254計數器1端口地址 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?)STACK1 ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式 MOV AL,37H ;計數器0，方式3 00110111 MOV DX,IO8254_COUNT0 ;裝入計數初值MOV AX,03E8H;1000D=0000 0011 1110 1000B=03E8HMOV AL,03HOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALMOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式MOV AL,76H ;計數器1, 方式3 01110110 OUT DX, AL MOV DX,IO8254_COUNT1 ;裝入計數初值 MOV AX,03E8H ;1000D=0000 0011 1110 1000B=03E8HMOV AL,03H OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,ALMOV AX,4C00H ;返回到DOS INT 21HCODE ENDS END START接線圖如下：實驗三 8255并口控制器應用實驗一、實驗目的 1. 掌握 8255 的工作方式及應用編程。2. 掌握 8255 典型應用電路的接法。 二、實驗內容 1. 基本輸入輸出實驗。編寫程序，自行設定A、B、C三個口中某一個口為輸入，某一個為輸出，完成撥動開關到數據燈的數據傳輸。要求只要開關撥動，數據燈的顯示就改變。 2. 自設計實驗。自行設計能實現A口工作在方式一輸入，B口工作在方式一輸出的電路并完成程序的編制和在實驗箱上的驗證，要求，利用控制信號控制數據的輸入。三、實驗步驟1.實驗3-1：可編程并行接口8255方式0應用實驗編寫程序，自行設定A、B、C三個口中某一個口為輸入，某一個為輸出，完成撥動開關到數據燈的數據傳輸。要求只要開關撥動，數據燈的顯示就改變。根據原理補全代碼中缺失的部分，根據自己的設計，補全接線圖，并將代碼和對應的接線圖寫在實驗報告中。 說明：運行源程序8255.asm，按接線圖接線，實現并行數據傳輸功能。設定B口為輸入，接到開關上，A口為輸出接到LED燈上。程序源代碼：IO8255_MODE EQU 28BHIO8255_A EQU 288HIO8255_B EQU 289HIO8255_C EQU 28AHCODE SEGMENTASSUME CS: CODESTART: MOV DX, IO8255_MODE ;8255初始化 MOV AL, 90H;B口輸入，A口輸出 10010000 OUT DX, ALINOUT: MOV DX, IO8255_B ;讀入數據IN AL,DXMOV DX,IO8255_A ;輸出數據 OUT DX,AL MOV DL,0FFH ;判斷是否有按鍵MOV AH, 06HINT 21HJZ INOUT ;若無,則繼續MOV AH,4CH ;否則返回INT 21HCODE ENDSEND START接線圖如下：2.實驗3-2：自設計試驗自行設計完成本實驗，要求，8255A口工作在方式一輸入，B口工作在方式一輸出，利用方式一的控制信號，使數據從輸入到輸出人為可控。在實驗報告中畫出接線圖，并說明設計的原理，給出對應的程序代碼。實現方案：方式一的控制信號即為PC2和PC4，將PC2和PC4分別接到高低電平，控制A輸入，觀察B輸出的改變。程序源代碼：IO8255_MODE EQU 28BHIO8255_A EQU 288HIO8255_B EQU 289HIO8255_C EQU 28AHCODE SEGMENTASSUME CS: CODESTART: MOV DX, IO8255_MODE ;8255初始化 MOV AL, 0B4H;A口方式一輸入，