1、微機原理匯編及接口實驗講義 電子信息工程系微機實驗組 2015年3月 目 錄實驗一 尋址方式和匯編語言程序上機調試步驟 1實驗二 循環程序設計 2實驗三 子程序調用程序設計 3實驗四 DOS系統功能調用 4實驗五 接口實驗預備知識 5實驗六 簡單的輸出接口 9實驗七 簡單的輸入接口 11實驗八 數碼管動態顯示實驗 13實驗九 可編程并行接口8255實驗 15實驗十 可編程計數/定時器8253實驗 16實驗十一 可編程中斷控制器8259實驗 17實驗十二 微機接口綜合實驗（上機測驗）集成電路內部原理及管腳圖 21實驗一 尋址方式和匯編語言程序上機調試步驟一、 實驗目的1、 掌握在HQFC環境下8

2、086的尋址方式。2、 掌握在HQFC環境下匯編語言程序上機步驟及調試過程。3、 掌握連續執行、單步執行、跳過執行及設置斷點的方法。4、 掌握連續執行、單步執行過程中如何查寄存器、存儲器、堆棧中的數據。二、 實驗內容1、在HQFC環境下單步執行下列指令，查看每條指令的執行過程，隨時查看寄存器、存儲器、堆棧及反匯編窗口并記錄執行結果，查看、記錄每條指令的操作碼和操作數，查看、記錄所有指令的反匯編結果。code segmentassume cs:codestart: mov ax,1234h mov bx,4321h add ax,bx mov cx,ax push cx pop dxloop:

3、jmp loopcode ends end start 將3、4語句1234h、4321h改為1234、4321后再執行程序，觀察結果寄存器窗口，說明變化原因。在語句PUSH CX設置斷點，連續執行后查看結果，說明設置斷點對程序調試有何作用？2、 在數據段X單元存放有數據42，Y單元存放有數據43，編程求這兩數之和，并把結果存放到S單元，編寫出完整程序，上機調試，查看、記錄執行結果。3、 已知數據段X單元存放的數據為10H，編程將該數據左移四位后存放到Y單元，編寫出完整程序，上機調試，查看、記錄執行結果。三、 實驗預習1、 8086的尋址方式，理解什么是操作碼和操作數。2、 了解匯編語言程序上

4、機（編輯編譯鏈接執行）過程。3、 學習利用匯編語言編寫簡單的源程序。4、 什么是反匯編，反匯編的作用？四、 實驗報告要求1、 寫出在HQFC環境下匯編語言程序上機的步驟。2、 寫出第1題源程序及對應指令的反匯編結果，寫出3、4條指令的操作碼和操作數，說出雙字節數在存儲器中的存放規律，寫出單步執行完每條指令后，對應指令寄存器的值。3、 寫出第2題、第3題的源程序和執行結果。實驗二 循環程序設計一、實驗目的1、 進一步掌握HQFC環境下匯編語言程序上機步驟及調試過程。2、 掌握簡單的單循環程序設計和調試的方法。3、 掌握多重循環程的序結構及調試方法。4、 掌握代碼段、數據段、附加段的數據查看。二、

5、實驗內容1、編程將數據段從00H單元起始的十個單元賦值，值為00H09H。2、現有兩組數，X= 78, 127，128, 125，88，Y=32, 43, 76, 95, 1。編程求兩個數組之和，并將結果傳送到S數組內，S（）= X（）+ Y（）。3、現有兩個多位十進制數，X=5790123467，Y=1357902468。編程求X和Y之和，并將結果傳送到S。4、編程將09這十個隨機給出的數從小到大排序。5、觀察不同數制機器數的表示方法，觀察不同數制相加的結果及在存儲器中的存放格式。6、記錄正確的實驗結果。三、實驗預習1、復習循環結構的基本形式，掌握計數器CX與LOOP循環指令的關系。2、復習

6、邏輯地址和存儲器分段的概念。3、根據實驗內容題目的要求編寫出源程序。五、 實驗報告要求1、 寫出經過上機調試并通過的源程序和結果。2、 通過循環程序的上機調試，寫出循環程序結構的特點及調試方法。實驗三、子程序調用程序設計一、 實驗目的1、 掌握子程序調用編程及調試方法。2、 掌握多重循環程序結構的要點及調試方法。3、 掌握帶符號數和無符號數比較測試及轉移條件。4、 掌握簡單的數據復制方法。二、 實驗內容1、 用子程序調用（段內近程調用）編程，將以下十個數從小到大排序。85，77，126，1，43, 37，128, 11，19，13。2、 用子程序調用的方法，將上題10個排好序的數復制到附加段。

7、3、正確設置斷點，觀察數據比較、轉移的現象，觀察每次子程序調用及返回的過程。4、觀察、記錄數據段、附加段的排序結果。三、 實驗預習1、 復習多重循環的初始控制條件及控制程序循環的過程。2、 復習間接標志條件轉移指令帶符號數和無符號數的區別和應用。3、 復習子程序調用的過程及編程方法，了解子程序調用距離屬性的格式，掌握子程序段內近程調用的程序結構。4、 根據實驗內容的要求寫出源程序。四、 實驗報告要求1、寫出經過上機調試并通過的源程序及實驗結果。2、通過上機調試，寫出子程序調用程序的調試方法。實驗四、DOS系統功能調用一、 實驗目的1、 掌握DOS系統功能調用原理和步驟。2、 掌握DOS系統功能

8、調用實現單個字符的輸入、輸出（功能號：01H、02H），字符串的輸入、輸出（功能號：09H、0AH）。3、 了解回車、換行的概念與區別，掌握回車、換行功能的使用。4、 掌握通過LOOP指令實現延時的原理及延時子程序的編寫。二、 實驗內容1、 從鍵盤連續輸入5個單個字符（如：1、2、3、4、5），并將其壓入堆棧。2、 將壓入堆棧的5個單個字符顯示在屏幕上。3、 從鍵盤輸入一行字符串到內存緩沖區（ 如：ARE YOU READY ？）。4、 將內存緩沖區存放的一行字符串顯示在屏幕上。5、 編寫一個5秒倒計時程序，將倒計時結果顯示在屏幕上。（下周實驗上機調試）三、 實驗預習1、 什么是DOS系統功能

9、調用？2、 實現DOS系統功能調用的步驟？3、 什么是DOS功能調用的入口參數和出口參數？4、 假設執行一次LOOP指令的時鐘周期為10，CPU的時鐘頻率為3GHs，計算執行一次LOOP NEXT指令所需的時間？計算1秒鐘需要反復執行LOOP指令多少次（用十六進制表示）？5、 延時子程序如下：（參考） DELAY PROC NEAR PUSH CX MOV BX, H FOR1: MOV CX, H FOR2: LOOP FOR2 DEC BXJNZ FOR1POP CXRET DELAY END四、 實驗報告要求1、 將實驗內容中的第1題、第2題合成一個實驗內容編寫程序，記錄輸入、輸出結果。

10、2、 將實驗內容中的第3題、第4題合成一個實驗內容編寫程序，記錄輸入、輸出結果。實驗五接口實驗預備知識一、實驗目的1、掌握TPC-ZK-UPC微機原理實驗箱的使用方法。3、掌握HQFC集成軟件結合微機原理實驗箱完成接口實驗的方法。二、實驗內容 1、熟悉實驗箱、集成電路芯片、元器件的使用TPC-ZK-UPC實驗箱主要部件位置如下圖，在微機原理接口實驗課程中，相應的接口實驗都是基于該實驗箱來完成。74LS75面板電源開關核心模板機箱電源開關USB通訊接口74LS75總線區兩路單脈沖8位數碼管825574LS048254預留14腳插座74LS24474LS3274LS0074LS7574LS273常

11、用芯片區域LED顯示區I/O端口地址邏輯電平開關邏輯筆擴展區蜂鳴器等復位信號說明：實驗箱上所有集成電路芯片的電源和地均已連接好。硬件實驗1、認識各功能區及信號插孔的位置數據： D0 D7。地址： A0A15。控制信號：IOR、IOW(RD、WR)、 IRQ10.等。端口地址：Y0(280H287H)、Y1(288H28FH) .Y6(2B0H2B7H)、Y7(2B8H2BFH)。單脈沖信號、復位信號、電平開關，電源端（5V）、 地端，機箱右側總電源開關、面板電源開關（上開下關）及指示燈等。2、發光二極管（LED）實驗a、 實驗箱12個LED為共陰連接。b、 將邏輯電平開關的輸出接一路LED。c

12、、 變化邏輯電平觀察顯示狀態。 3、數碼管實驗 a、設置好選通信號S0S7中的對應控制電平（高有效）。b、把邏輯電平開關輸出端分別接數碼管的輸入端, a或b或其它端。S0S7c、變化邏輯電平開關的輸出電平，觀察數碼管顯示狀態。 4、反向器74LS04實驗a、 1腳邏輯電平開關的輸出，2腳接LED。b、 變化1腳的電平，觀察LED的變化。5、 或門74LS32實驗a、 1、2腳接邏輯電平開關的輸出，3腳接LED。b、 變化1、2腳的電平，觀察LED的變化。c、 驗證或門的邏輯關系。 6、鎖存器74LS75實驗a、13腳接單脈沖，2腳接邏輯電平開關的輸出。b、變化13腳單脈沖的觸發邊沿（上升或下降

13、沿），觀察LED的變化和實驗現象。c、D為數據輸入端，Q為數據輸出端，G為鎖存控制端。d、實驗用單脈沖鎖存數據，驗證是上升沿還是下降沿鎖存數據。 7、八D觸發器74LS273實驗 a、1腳（清零端）接邏輯電平開關高電平，（低電平清零）。 b、2腳接LED，3腳接邏輯電平開關的輸出。 c、11腳（觸發端）接單脈沖。 d、實驗用單脈沖觸發鎖存，驗證是上升沿還是下降沿觸發鎖存數據。8、緩沖器74LS244實驗a、 1、2腳接邏輯電平開關輸出，18腳接LED。b、 變化1、2腳的電平，觀察LED。c、 2腳為數據輸入端，18腳為數據輸出端，1腳為控制端。d、觀察電平信號與脈沖信號的區別。驗證是高電平還

14、是低電平有效。 軟件實驗 1、調試5秒倒計時程序，掌握1秒延時子程序的調用方法，觀察屏幕輸出結果，調整好延時常數。三 、實驗預習1、74LS75與74LS273有什么不同？它們通常用于什么性質的接口電路？2、復習74LS244的特性，該芯片通常用于什么性質的接口電路？3、編寫出5秒倒計時源程序。四 、實驗報告要求1、根據實驗結果描述各個器件的特點。2、說明鎖存器和緩沖器的區別。3、說明脈沖信號和電平信號的區別。4、寫出上機調試通過的5秒倒計時源程序。23實驗六 簡單的輸出接口一、 實驗目的1、掌握簡單輸出接口電路的設計方法。2、學會使用鎖存器鎖存數據。3、學會數據總線、地址總線和控制總線與接口

15、電路的連接。4、掌握在HQFC環境下對輸出接口硬件和軟件的調試。 二、實驗內容1、利用74LS75芯片設計一個簡單的輸出接口電路。先使1個綠色LED亮3秒鐘后熄滅，然后使1個黃色LED亮滅3次后熄滅，亮滅間隔1秒鐘，最后使1個紅色LED亮3秒鐘熄滅。以上現象重復2次，然后所有LED熄滅。要求總線數據信號為高電平時,LED點亮。2、利用74LS273芯片設計一個簡單的輸出接口電路，使八個LED循環順序點亮,要求每個LED亮0.5秒,循環3次，然后所有LED熄滅。要求總線數據信號為高電平時,LED點亮。三、實驗預習1、復習I/O接口的定義、功能和作用，清楚接口和端口的關系。2、熟悉74LS75、7

16、4LS273芯片鎖存數據的原理。3、掌握LOOP指令延時原理，編寫出延時0.5秒、1秒的子程序。4、根據題意畫出電路框圖，（標出數據線、信號線引入芯片管腳的序號），設計出控制電路，控制電路部分畫出電路圖。6、 根據題意編寫出源程序。 簡單輸出接口電路框圖在HQFC環境下對輸出接口電路的調試：1、硬件接線完畢檢查無誤后，點擊工具欄中的“工具軟件”，選“接口調試工具”。 2、在數據發送框里，選“IO地址”，在“起始地址”欄里填寫接口電路的輸出端口地址，在右邊輸入框內填寫要輸出的數據。 如：亮1個LED，輸入框內的數據為： 01亮2個LED，輸入框內的數據為： 03亮4個LED，輸入框內的數據為：

17、0F亮8個LED，輸入框內的數據為： FF8個LED全滅，輸入框內的數據為 003、點擊“發送數據”，如果電路接線正確，則數據相對于的LED點亮。四、實驗報告要求1、寫出源程序（上機調試通過）并對程序中關鍵語句加以必要的注釋。2、畫出電路框圖，（標出數據線、信號線引入芯片管腳的序號），設計出控制電路，控制電路部分畫出電路圖。3、 寫出實驗現象，簡單敘述對輸出接口電路設計的體會。實驗七 簡單的輸入接口一、 實驗目的1、掌握簡單輸入接口電路的設計方法。2、掌握利用緩沖器將外部數據讀入計算機的過程。3、學會數據總線、地址總線和控制總線與接口電路的連接。4、掌握在HQFC環境下對輸入接口硬件和軟件的調

18、試。 二、實驗內容1、利用單脈沖作為讀入信號，每讀入一個單脈沖（一個上升沿和一個下降沿為兩次單脈沖），要求在屏幕上顯示出讀入脈沖的累加結果，在屏幕上顯示“6”后，再換行輸出“END”，程序結束。2、通過扳動電平開關輸出的高低電平來作為讀入信號，電平開關來回扳動一次(正確理解來回扳動一次的含義)作為一個讀入過程，一個過程為一個累加數，在屏幕上顯示累加結果，在屏幕上顯示“6”后，再換行輸出“END”，程序結束。三、實驗預習1、復習I/O接口的定義、功能和作用，分清輸入接口和輸出接口的區別。2、熟悉74L244芯片的工作原理及使用。3、思考題：若8位數據線只有其中幾位作為讀入數據線用時，其他空閑數據

19、線在讀入數據時如何處理？采用什么方法？有幾種方法？4、根據題意畫出電路框圖，（標出數據線、信號線引入芯片管腳的序號），設計出控制電路，控制電路部分畫出電路圖。5、根據題意編寫出源程序。 無條件輸入接口電路框圖在HQFC環境下對輸入接口電路的調試：1、 硬件接線完畢檢查無誤后，設置好預讀入的脈沖或開關電平。點擊工具欄中的“工具軟件”，選“接口調試工具”。 2、 在數據接收框里，選“IO地址”，在“起始地址”欄里填寫接口電路的輸入端口地址，再點擊“接收數據”，在右邊框內即為讀入的數據。 3、 檢查讀入的數據和AL位的對應關系是否正確。例：若D0為高電平，框內的數據為奇數，D0為低電平，框內的數據為

20、偶數。四、實驗報告要求1、寫出上機調試通過的源程序，對關鍵的語句加以必要注釋。2、畫出電路框圖，（標出數據線、信號線引入芯片管腳的序號），設計出控制電路，控制電路 路部分畫出電路圖。3、寫出實驗現象，簡單敘述對輸入接口電路設計的體會。實驗八 數碼管動態顯示實驗一、實驗目的1、 掌握數碼管的顯示原理。2、 掌握利用數碼管顯示計算數機輸出信息。3、 掌握數碼管動態顯示的原理及使用。二、實驗內容1、 使兩個數碼管分別顯示“HP”，顯示保持5秒鐘后兩個數碼管熄滅。2、 使兩個數碼管分別顯示01，23，45，67，89，每組字符顯示保持2秒鐘，程序結束后數碼管熄滅。三、實驗預習1、 數碼管相關引腳（1）

21、實驗箱上共有8個共陰極數碼管，引腳分別是：A、B、C、D、E、F、G、DP，稱為段碼。8個數碼管的段碼是并聯的，每個段碼都通74LS244驅動器加以驅動。（2）每一個數碼管都有一個控制端，稱為位碼。8個位碼是獨立的，分別是：S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。每個位碼控制端經過一個與非門驅動。（3）通常D0接A，D1接B，D6接G，D7不用。 數碼管相關引腳2、 數碼管點亮的條件（1）要使數碼管顯示數字，相應的段碼應為高電平，對應位碼為高電平。（注：位碼段浮空為高電平。）（2）字型與數碼管顯示的對應關系見下表字 型發光段 g f e d c b a十六進制數0 0 1 1 1 1

22、1 1 3FH1 0 0 0 0 1 1 0 06H2 1 0 1 1 0 1 1 5BF3 1 0 0 1 1 1 1 4FH4 1 1 0 0 1 1 0 66H5 1 1 0 1 1 0 1 6DH6 1 1 1 1 1 0 1 7DH7 0 0 0 0 1 1 1 07H8 1 1 1 1 1 1 1 7FH9 1 1 0 1 1 1 1 6FH（3）動態顯示原理實驗箱8個數碼管的段碼是并聯在一起的，一次只能顯示一種字符，要使多個數碼管顯示不同字符，先使第一個數碼管顯示第一種字符，位碼控制端S0保持幾個毫秒之后，使第二個數碼管顯示第二種字符，第二個位碼控制端S1保持幾個毫秒后，然后再指

23、向下一個數碼管這樣循環顯示。由于人眼的視覺存在慣性作用，感覺好像多個數碼管“同時”顯示不同的字符。由于數碼管點亮后再熄滅存有余暉，會造成顯示上的模糊，所以在顯示每個字符之前，都必須將數碼管上的所有余暉清除掉。我們可以通過關閉顯示來實現。即：使對應的位碼為低電平。若位碼控制地址為280H，則關閉數碼管的語句為： MOV DX，280H ；置位控地址 MOV AL，00H ；使位碼均為低電平 OUT DX，AL ；輸出位碼信號（4）掌握利用數碼管顯示其他字符，如：C、O、E、F、L 等。四、實驗報告要求1、寫出調試通過的源程序，對關鍵的語句加以必要注釋。2、畫出電路框圖（標出數據線、信號線引入芯片

24、管腳的序號），設計出控制電路，控制電路部分畫出電路圖。3、說明數碼管動態顯示延時時間長短對視覺有何影響。實驗九 可編程并行接口8255實驗一、實驗目的1、 了解8255芯片的結構和功能。2、 掌握8255初始化程序的設計方法。3、 掌握8255與CPU信號的基本連接方法。二、實驗內容1、 8255方式0，檢測D0位的狀態，若D0為低電平時，使四個紅色LED循環點亮3次后全部熄滅，若D0為高電平時，使四個綠色LED同時亮滅3次后全部熄滅。（A、B、C口的選擇由上課老師根據不同班組決定）2、 8255方式1，將四位開關量由A（B）口選通輸入，3秒鐘后由B（A）口輸出，驅動LED。3、 要求通過對C

25、口的輸入、輸出狀態字IBF和OBF的測試來控制程序運行，選通信號STB和回答信號ACK使用單脈沖。（A、B口的選擇由上課老師根據不同班組決定）1、 實驗預習1、 實驗箱上的8255A芯片電源和數據線均已連接好，實驗時連接好讀寫控制模塊信號即可工作，讀寫控制模塊信號：CS、RD、WR、RESET、A1、A0。2、 片選信號CS接Y0，復位信號RESET接低電平，高電平起復位作用。3、 預習課本相關內容：（1）8255A內部機構及A、B、C口的特性。（2）8255A方式0、方式1的基本功能和控制字。（3）8255A方式1的C口輸入、輸出狀態字和時序圖。（4）清楚8255A方式1選通信號STB、回答

26、信號ACK和C口輸入、輸出狀態字的關系，清楚選通信號STB和回答信號ACK是如何控制程序運行的。四、實驗報告要求1、寫出調試通過的源程序，對必要的語句加以注釋。2、畫出正確的接線圖。3、通過對8255A的實驗，對比實驗六、實驗七，談談你對8255A的認識和體會。4、能否用8255A來完成實驗八的內容，若能實現簡述你的實現方案。實驗十 可編程計數器/定時器 8253實驗一、實驗目的 1、掌握8253的主要性能及其初始化編程。 2、掌握8253控制字的寫法。3、掌握8253芯片的應用與調試。二、實驗內容1、8253方式0測試：用單脈沖作為CLK信號，OUT接LED。先給某號計數器寫入計數值，然后產

27、生若干個CLK信號，5秒后將該計數器的余值顯示在屏幕上，分析計數常數N與CLK的關系。要求：用LED來監視CLK的個數,初態LED滅。（計數器號的選擇由上課老師根據不同班組決定）2、8253方式1測試：使某號計數器工作在方式1，CLK和GATE信號由單脈沖產生，OUT接LED，驗證CLK1、GATE1和OUT1三者關系。 要求：分別用LED監視CLK、GATE的狀態，初態兩個LED均滅。三、實驗預習1、弄清8253內部結構、功能及工作方式，并弄清方式0的CLK與OUT的關系。2、根據題意會寫出8253的控制字。3、弄清楚方式1的波形圖及方式1CLK 、GATE、 OUT三者有什么關系？4、第二

28、題在不改動計數器原值的條件下，如何利用GATE信號來加寬輸出脈沖的寬度？ 5、根據實驗內容的要求，寫出源程序，畫出8253芯片與外部器件的接線圖。四、實驗報告要求1、 寫出正確的源程序并加以必要的注釋。2、 畫出8253芯片與外部器件的接線圖。3、 寫出實驗過程的現象、結果并分析原因。4、 你認為8253芯片一般會應用在什么地方？實驗十一 可編程中斷控制器8259實驗一、實驗目的1、熟悉8259A基本功能，了解初始化的命令方式。2、掌握中斷矢量的填裝、中斷服務程序的編寫、中斷服務程序電路的設計與調試。3、掌握通過IRQ10實現中斷的過程。二、實驗內容1、 通過軟件觀察中斷實現過程：主程序在屏幕

29、上每秒中輸出一行字符串（共輸出20行），等待中斷。例如: ARE YOU READY ? ARE YOU READY ? . .當中斷脈沖信號通過IRQ10端子輸入時，主程序停止字符串輸出，執行中斷服務程序。中斷服務程序的功能：在屏幕上輸出另一行字符串，每秒輸出一行，共輸出5行。例如： IRQ10 INTERRUPT NOW ! IRQ10 INTERRUPT NOW ! . .中斷服務程序結束后，繼續執行主程序，等待下一次中斷，直到主程序運行結束。2、通過硬件觀察中斷實現過程：主程序在屏幕上每秒中輸出一行字符串（共輸出20行），等待中斷。例如: ARE YOU READY ? ARE YOU

30、 READY ? . .當中斷脈沖信號通過IRQ10端子輸入時，主程序停止字符串輸出，執行中斷服務程序。中斷服務程序的功能：使兩個LED亮、滅3次，亮滅間隔1秒。中斷服務程序結束后，繼續執行主程序，等待下一次中斷，直到主程序運行結束。三、 實驗預習1、 系統的可屏蔽中斷使用兩片8258A，管理15級中斷，當從片8259A的中斷源IRQ10被選中后，經由從8259A的INT端向主片的IRQ2提成請求。整個系統的中斷源的級別從高到低依次為：主片IRQ0、IRQ1，從片IRQ0IRQ7，主IRQ3IRQ7。2、 8259A有兩個口地址，即奇地址和偶地址，系統分配給主片8359A的口地址為20H和21

31、H，分配給從片8259A的口地址為A0H和A1H。用戶在設計中斷程序時，根據需要可以把一個8位的中斷屏蔽字寫入主片和從片的中斷屏蔽寄存器奇地址端口。 3、 實驗臺的中斷脈沖（由低到高的電平跳變）經IRQ10引入從片8259A的IR2，經過從片8259A中斷屏蔽寄存器IMR D2位的屏蔽/開放管理和優先級判優，再經過INT端接到主片8259A的IRQ2，經過主片8259A中斷屏蔽寄存器IMR D2位的屏蔽/開放管理和優先級判優，最終由主片8259A向CPU提出中斷。4、 CPU響應實驗臺的IRQ10中斷后，從片8259A送出的中斷類型碼是72H，則CPU轉向72H型服務程序。 主8259中斷源中斷類型從8259中斷源中斷類型IRQ0日時鐘08HIRQ8實時鐘70HIRQ1鍵 盤09HIRQ9用戶中斷71H IRQ2來自從82590AHIRQ10實驗臺72HIRQ3 輔串口0BHIRQ11保 留73HIRQ4 主串口0CHIRQ12保 留74HIRQ5并行口20DHIRQ13協處理器75HI