广工计算机接口与通信实验报告(原创).docx

接口与通讯实验报告

1、8253定时/计数器实验
2、8255并行接口实验
3、数字式时钟（电子钟）
4、D/A（数/模）转换实验
5、A/D（模/数）转换实验

学生学院 计算机学院
专业班级
学 号 311000
学生姓名
指导教师

2013年1 月1日

__计算机__学院__2010级计算机科学与技术_专业__四___班___组、学号3110006015
姓名 张法光 协作者_________ 教师评定_________________
实验题目 8253定时/计数器实验

一、 实验目的与要求
学习8253可编程定时器/计时器定时方法。学习8253多级串联实现大时间常数的定时方法。学习8086/86控制8253可编程定时器的方法。
二、 实验内容
用8253对标准脉冲信号进行计数，就可以实现定时功能。用板上的1MHz作为标准信号，将8253可编程计数器/定时器的时间常数设在1000000次，就可以在定时器的管脚上输出1秒针高/1秒钟低得脉冲信号。因为8253每个计数器只有十六位，要用两个计数器才能实现一百万次的技术，实现每一秒输出状态发生一次反转。
1、 实验电路

2、 实验连线
8253的CS，接地址译码CS4，8253_GATEO，接VCC（是+5V），8253_GATE1，也接VCC（是+5V）。8253_CLK1，接1MHz。具体连线见下表：

3、实验原理
8253即可做定时器又可作计数器：
（1） 计数：计数器装入初值后，当GATE为高电平时，可用外部事件为CLK，脉冲对计数值进行减1计数，每来一个脉冲减1，当计数值减至0时，在OUT端输出一个标志信号。
（2） 定时：计数器装入初值后，当GATE为高电平时，由CLK脉冲触发开始自动计数，当计数到零时，发计数结束定时信号。

8253控制字

4、实验程序框图

三、实验程序与注释
CONTROL equ 0c003h ;控制口地址
COUNT0 equ 0c000h ;计数器0地址
COUNT1 equ 0c001h ;计数器1地址
COUNT2 equ 0c002h ;计数器2地址
code segment
assume cs:code
start proc near
mov al, 36H（00110110B） ; 计数器0,16位,方式3,二进制
mov dx, CONTROL
out dx, al; 将控制字写入控制寄存器
mov ax, 1000 ;在计数器0中写入初值
mov dx, COUNT0
out dx, al ; 计数器低字节
mov al, ah
out dx, al ; 计数器高字节
mov al, 76H（01110110B）; 计数器1,16位,方式3,二进制
mov dx, CONTROL
out dx, al ;将控制字写入控制寄存器
mov ax, 1000 ;在计数器1中写入初值
mov dx, COUNT1
out dx, al ; 计数器低字节
mov al, ah
out dx, al ; 计数器高字节
jmp $
start endp
code ends
end start

若改用方式2，并改变时间常数。如何修改程序。
（程序段加粗为修改部分）
CONTROL equ 0c003h ;控制口地址
COUNT0 equ 0c000h ;计数器0地址
COUNT1 equ 0c001h ;计数器1地址
COUNT2 equ 0c002h ;计数器2地址
code segment
assume cs:code
start proc near
mov al, 34H（00110100B） ; 计数器0,16位,方式2,二进制
mov dx, CONTROL
out dx, al; 将控制字写入控制寄存器
mov ax, 5000 ;在计数器0中写入初值
mov dx, COUNT0
out dx, al ; 计数器低字节
mov al, ah
out dx, al ; 计数器高字节
mov al, 74H（01110110B）; 计数器1,16位,方式2,二进制
mov dx, CONTROL
out dx, al ;将控制字写入控制寄存器
mov ax, 200 ;在计数器1中写入初值
mov dx, COUNT1
out dx, al ; 计数器低字节
mov al, ah
out dx, al ; 计数器高字节
jmp $
start endp
code ends
end start

__计算机__学院__2010级计算机科学与技术_专业__四___班___组、学号3110006015
姓名 张法光 协作者_________ 教师评定_________________
实验题目 8255并行接口实验

一、 实验目的与要求
1． 了解8255芯片结构及编程方法。
2．了解8255输入/输出实验方法。

二、 实验内容
利用8255可编程并行口芯片，实现输入/输出实验，实验中用8255PA口作输出，PB口作输入。

1、实验电路

2、实验连线
8255的CS，接地址译码/CS0。PA0-PA7(PA口)接LED0-LED7(LED)，PB0-PB7(PB口)接K0-K7(开关量)。数据线、读/写控制、地址线、复位信号板上已接好。

连接孔1 连接孔2
连接孔1 连接孔2
连接孔1 连接孔2
CS0 → 8255_CS
注：若8255的CS接地址孔8000H。
则PA口地址为8000H
PB口地址为8001H
PC口地址为8002H
控制口地址为8003H
L0 → 8255-PA0
L1 → 8255-PA1
L2 → 8255-PA2
L3 → 8255-PA3
L4 → 8255-PA4
L5 → 8255-PA5
L6 → 8255-PA6
L7 → 8255-PA7
K0 → 8255-PB0
K1 → 8255-PB1
K2 → 8255-PB2
K3 → 8255-PB3
K4 → 8255-PB4
K5 → 8255-PB5
K6 → 8255-PB6
K7 → 8255-PB7

3、 实验原理
可编程通用接口芯片8255A有三个八位的并行I/O口，它有三种工作方式。本实验采用是方式0：PA，PC口输出，PB口输入。
*8255控制字

4.实验程序框图

三、实验程序与注释
mode equ 82H ; 10000010B; 方式0，PA，PC输出，PB输入
PortA equ 8000h ; Port A
PortB equ 8001h ; Port B
PortC equ 8002h ; Port C
CAddr equ 8003h ; 控制字地址
code segment
assume cs:code

start proc near

Start:
mov al, mode
mov dx, CAddr
out dx, al ; 输出控制字

mov dx, PortC
out al, dx ; 输出到PortC
mov dx, PortB
in dx, al ; 输入PortB
mov dx, PortA
out dx, al ; 输出到PortA

mov ah, 200
call delay

jmp Start
endp

delay proc near ; 入栈保护现场
push ax
mov al,0
push cx
mov cx,ax
loop $ ; 出栈恢复现场
pop cx
pop ax
ret
delay endp

code ends
end start

若将B口和C口的功能对调（连线对调），如何编写程序。
（程序段加粗为修改部分）

mode equ 89H ; 10001001B, 方式0，PA，PB输出，PC输入
PortA equ 8000h ; Port A
PortB equ 8001h ; Port B
PortC equ 8002h ; Port C
CAddr equ 8003h ; 控制字地址
code segment
assume cs:code

start proc near

Start:
mov al, mode
mov dx, CAddr
out dx, al ; 输出控制字

mov dx, PortC
in al, dx ; 读入PortC
mov dx, PortB
out dx, al ; 输出到PortB
mov dx, PortA
out dx, al ; 输出到PortA

mov ah, 200
call delay
jmp Start
endp

delay proc near
push ax
mov al,0
push cx
mov cx,ax
loop $
pop cx
pop ax
ret
delay endp

code ends
end start

__计算机__学院__2010级计算机科学与技术_专业__四___班___组、学号3110006015
姓名 张法光 协作者_________ 教师评定_________________
实验题目 数字式时钟（电子钟）

一、 实验目的与要求
进一步掌握定时器的使用和编程方法。进一步掌握中断处理程序的编程方法。进一步掌握数码显示电路的驱动方法。

二、 实验内容
利用CPU的定时器和试验仪上提供的数码显示电路，设计一个电子时钟。格式如下：XX XX XX 由左向右分别为：时、分、秒。
1、实验电路

2、实验连线
连接孔1 连接孔2
连接孔1 连接孔2
CS4 → 8253_CS
VCC → 8253_GATE1
1MHz → 8253_CLK1
CS0 → KEY/LED_CS
CS5 → 8259CS
8253_OUT1 → 8259_INT0

3、实验原理
对于8088的实验，8255做定时器，用定时器输出的脉冲控制8259产生中断，在8259中断处理程序中，对时、分、秒进行计数，在等待中断的循环中用LED显示时间。8253用定时/计数器1,8253片选接CS4，地址为0C000H，8253时钟源CLK1接时钟信号1MHz。8253的GATE1接VCC。8259中断INTO接8253的OUT1，片选接CS5，地址为0D000H。显示电路的KEY/LED CS 接CS0，地址为08000H。定时器没100us中断一次，在中断服务程序中，对中断次数进行技术，100us计数10000次就是1秒。然后再对秒计数得到分和小时值，并送入显示缓存区。

4、实验程序框图

三、实验程序与注释

; 本实验利用8253做定时器，用定时器输出的脉冲控制8259产生中断
; 在8259中断处理程序中，对时、分、秒进行计数，在等待中断的循
; 环中用LED显示时间。
; 8253用定时器/计数器1，8253片选接CS4，地址为0C000H。8253时钟
; 源CLK1接分频电路的F/16 输出。分频器的Fin接1MHz时钟。8253的
; GATE1接VCC。
; 8259中断INT0接8253的OUT1，片选接CS5，地址为0D000H。
; 显示电路的KEY/LED CS 接CS0，地址为08000H。
;
CONTROL equ 0c003h
COUNT0 equ 0c000h
COUNT1 equ 0c001h
COUNT2 equ 0c002h

md8255 equ 82h ; 8255 工作方式
PA8255 equ 8000h ; 8255 PA口输出地址
CTL8255 equ 8003h ; 8255 控制口地址

OUTBIT equ 08002h ; 位控制口
OUTSEG equ 08004h ; 段控制口

ICW1 equ 13H ;(00010011B) ,单片8259, 上升沿中断, 要写ICW4
ICW2 equ 20H ;(00100000B) ,中断号为20H
ICW4 equ 01H ;(00000001B) ,工作在8086/88 方式
OCW1 equ FEH ;(11111110B) ,只响应INT0 中断
CS8259A equ 0d000h ; 8259的基地址和偶地址
CS8259B equ 0d001h

data segment
CNT db 0
LEDBuf db 6 dup(?) ; 显示缓冲
Num db 1 dup(?) ; 显示的数据
DelayT db 1 dup(?)
Hour db 0
Minute db 0
Second db 0
LEDMAP: ; 八段管显示码
db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h
db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h
data ends

code segment
assume cs:code, ds: data
Delay proc near
push ax ; 延时子程序
push cx

mov al, 0
mov cx,ax
loop $

pop cx
pop ax
ret
Delay endp

DisplayLED proc near
mov bx, offset LEDBuf
mov cl, 6 ; 共6个八段管
mov ah, 20h ; 00100000b , 从左边开始显示
DLoop:
mov dx, OUTBIT
mov al, 0
out dx,al ; 关所有八段管
mov al, [bx]
mov dx, OUTSEG
out dx,al

mov dx, OUTBIT
mov al, ah
out dx, al ; 显示一位八段管

push ax
mov ah, 1
call Delay
pop ax

shr ah, 1
inc bx
dec cl
jnz DLoop

mov dx, OUTBIT
mov al, 0
out dx,al ; 关所有八段管
ret
DisplayLED endp

IEnter proc near
push ax
push dx

inc Second
mov al, Second
cmp al, 60
jne Exit

mov Second, 0
inc Minute
mov al, Minute
cmp al, 60
jne Exit

mov Minute, 0
inc Hour
mov al, Hour
cmp al, 24
jne Exit

mov Hour, 0
Exit:
mov dx, CS8259A
mov al, 20h ; 中断服务程序结束指令
out dx, al

pop dx
pop ax
iret
IEnter endp

IInit proc
mov dx, CS8259A
mov al, ICW1
out dx, al

mov dx, CS8259B
mov al, ICW2
out dx, al

mov al, ICW4
out dx, al

mov al, OCW1
out dx, al
ret
IInit endp

start proc near
mov ax, data
mov ds, ax

mov Hour, 0
mov Minute, 0
mov Second, 0

cli
mov ax, 0
mov ds, ax

mov al, 76H ; 01110110B, 计数器1,16位,方式3,二进制
mov dx, CONTROL
out dx, al

mov ax, 62500 ; 设定计数值,16us计数62500次就是一秒
mov dx, COUNT1
out dx, al ; 计数器低字节
mov al, ah
out dx, al ; 计数器高字节

mov al, MD8255 ;设定8255工作方式
mov dx, CTL8255
out dx, al

mov bx, 4*ICW2 ; 中断号

mov ax, code
shl ax, 4 ; x 16
add ax, offset IEnter ; 中断入口地址（段地址为0）
mov [bx], ax ; 以段地址加上中断处理程序偏移地址注册中断向量表

mov ax, 0
inc bx
inc bx
mov [bx], ax ; 代码段地址为0

call IInit

mov ax, data
mov ds, ax
mov CNT, 0 ; 计数值初始为0
mov al, CNT
mov dx, PA8255
out dx, al
sti
LP: ; 等待中断，并计数。
mov al, Hour
mov ah, 0
mov cl, 10
div cl

mov ch, ah
mov ah, 0
mov bx, offset LEDMAP
add bx, ax
mov al, [bx]
mov LEDBuf, al

mov bx, offset LEDMAP
mov al, ch
mov ah, 0
add bx, ax
mov al, [bx]
or al, 80h
mov LEDBuf+1, al

mov al, Minute
mov ah, 0
mov cl, 10
div cl

mov ch, ah
mov ah, 0
mov bx, offset LEDMAP
add bx, ax
mov al, [bx]
mov LEDBuf+2, al

mov bx, offset LEDMAP
mov al, ch
mov ah, 0
add bx, ax
mov al, [bx]
or al, 80h
mov LEDBuf+3, al

mov al, Second
mov ah, 0
mov cl, 10
div cl

mov ch, ah
mov ah, 0
mov bx, offset LEDMAP
add bx, ax
mov al, [bx]
mov LEDBuf+4, al

mov bx, offset LEDMAP
mov al, ch
mov ah, 0
add bx, ax
mov al, [bx]
or al, 80h
mov LEDBuf+5, al

call DisplayLED

jmp LP

start endp

code ends

end start

1、 若使用IR1做中断源，如何编写程序？
答：将OCW1的控制字改为FDH（11111101B）
2、 将电子钟的秒速变慢，如何编写程序？
答：8253时钟源CLK1接分频电路的F/16 输出。分频器的Fin接4MHz时钟。同时把电子时钟实验程序段中8253的计数值修改为250000。
四、心得体会
第一次上机是做8253定时计数器实验，所以印象十分深刻。加上实验老师在上次实验结束后提醒了电子时钟是个综合性实验，难度相对较大，建议我们提前预习。为了更好地理解实验原理和具体操作，提前复习了定时器的使用和编程方法，同时上网查询了8259中断控制处理程序的实验原理。实验的关键在于计数的实现和中断控制的调用，对8253和8259初始化和写入各端口控制字等。最终在实验课中完成了这看似复杂的电子时钟实验，本次实验比想象中做得顺利，得益于实验前的预习和实验课程上老师的讲解。其实综合性实验并不是很难，关键在于对实验原理的理解和动手操作，逐步付诸实践。

__计算机__学院__2010级计算机科学与技术_专业__四___班___组、学号3110006015
姓名 张法光 协作者_________ 教师评定_________________
实验题目 D/A（数/模）转换实验

一、 实验目的与要求
1、了解D/A转换的基本原理。
2、了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。
3、了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方法。

二、 实验内容
利用DAC0832，编制程序产生锯齿波、三角波、正弦波。三种波轮流显示，用示波器观看。
1、 实验电路

2、 实验连线

3、 实验原理
这是用总线器件做的ADC实验，对于MCS196，LPC2103，芯片已经带有ADC转换电路，也可以用片上的ADC进行模数转换。
（1）D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换，试验台上D/A电路输出的是模拟电压信号。要实现实验要求，比较简单的方法是产生三个波形的表格，然后通过差白哦来实现波形显示。
（2）产生锯齿波和三角波的表格只需由数字量的增减来控制，同时要注意三角波要封端来产生。要产生正弦波，较简单的方法是造一张正弦数字量表。即查函数表得到的值转换成十六进制数填表。D/A转换取值范围为一个周期，采样点越多，精度越高些。本例采用的采样点为256点/周期。
（3）3为D/A转换的输入数据与输出电压的关系为U（0~-5V）=Uref/256*N与U（-5V~+5V）=2*Uref/256*N-5（这里的Uref为+5）

4、 实验程序框图

三、实验程序与注释

CS0832 equ 8000h
data segment
assume ds: data
SinData:
;正弦数字量表
DB 0C0H, 0C3H, 0C6H, 0C9H, 0CCH, 0CFH, 0D2H, 0D5H
DB 0D8H, 0DBH, 0DEH, 0E0H, 0E3H, 0E6H, 0E8H, 0EAH
DB 0EDH, 0EFH, 0F1H, 0F3H, 0F5H, 0F6H, 0F8H, 0F9H
DB 0FBH, 0FCH, 0FDH, 0FEH, 0FEH, 0FFH, 0FFH, 0FFH
DB 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH, 0FEH, 0FEH, 0FDH, 0FCH
DB 0FBH, 0F9H, 0F8H, 0F6H, 0F5H, 0F3H, 0F1H, 0EFH
DB 0EDH, 0EAH, 0E8H, 0E6H, 0E3H, 0E0H, 0DEH, 0DBH
DB 0D8H, 0D5H, 0D2H, 0CFH, 0CCH, 0C9H, 0C6H, 0C3H
DB 0C0H, 0BCH, 0B9H, 0B6H, 0B3H, 0B0H, 0ADH, 0AAH
DB 0A7H, 0A4H, 0A1H, 9FH, 9CH, 99H, 97H, 95H
DB 92H, 90H, 8EH, 8CH, 8AH, 89H, 87H, 86H
DB 84H, 83H, 82H, 81H, 81H, 80H, 80H, 80H
DB 80H, 80H, 80H, 80H, 81H, 81H, 82H, 83H
DB 84H, 86H, 87H, 89H, 8AH, 8CH, 8EH, 90H
DB 92H, 95H, 97H, 99H, 9CH, 9FH, 0A1H, 0A4H
DB 0A7H, 0AAH, 0ADH, 0B0H, 0B3H, 0B6H, 0B9H, 0BCH

ends
code segment
assume cs:code

proc Delay near
push cx
mov cx, ax
DelayLoop:
;延时子程序
nop
nop
nop
nop
nop
nop
loop DelayLoop
pop cx
ret
endp

proc OutputDA near ;输出子程序
mov dx, CS0832
out dx, al
ret
endp

proc ShowSin near ;显示正弦波
push cx
mov bx, 400H + offset SinData
mov cx, 80h
ShowSinLoop: ;循环显示波形
mov al, [bx]
call OutputDA
inc bx

mov ax, 40 ;延时控制
call Delay

loop ShowSinLoop
pop cx
ret
endp

proc ShowTri near ;显示三角波
push cx
mov bx, 80h
mov cx, 80h
ShowTriLoop:
mov al, bl
call OutputDA
inc bx

mov ax, 40
call Delay

loop ShowTriLoop
pop cx
ret
endp

proc ShowSq near ;显示方波
push cx
mov al, 80h
call OutputDA
mov cx, 10
D1:
mov ax, 200
call Delay
loop D1

mov al, 0ffh
call OutputDA
mov cx, 10
D2: