计算机接口技术实验指导书.doc

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1、计算机接口技术实验指导书课程简介一、实验课程的性质与任务微机接口技术是高等院校机电类相关专业的一门专业技术基础课，它是计算机控制技术等专业课程的先修课。从理论到实际的必经桥梁，是着重解决和处理工程实际问题的一门课程。在该课程的教学过程中，将课堂教学与实验教学有机结合。实验教学部分共安排12个实验，其中3个是必选的，其它实验学生可根据自身情况进行选做。这样安排注可以很好的培养同学分析问题、解决问题的方法和能力。而且对培养提高学生在软硬件方面的设计和制作能力，树立工程概念及素质具有重要意义。该课程介绍微型计算机工作原理及主要接口电路。主要内容有：微机系统及应用；8088/8086微处理器；微机外设

2、数据传输；串、并行通讯和接口技术；中断控制器；DMA控制器；计数器/定时器；A/D和D/A转换；键盘和显示技术；打印机接口；存储器；IBM PC/XT主机系统的结构和工作原理等。实验学时：12学时课程性质：选修适用专业：环境工程二、实验目的与要求实验是计算机接口技术课程重要的环节，通过实验学生不但可以提高动手能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，而且可以加深对接口技术基础理论、基本知识的理解，较熟练地掌握接口编程能力，培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，为学习后继课程未来的科学研究及实际工作打下良好的基础。因此，要根据现有条件尽量安排下列实验。三、成绩评定方法实验课成绩按优、良、中、

3、差、不及格分为五级。学生的实验课成绩占该课总成绩的40%。另外，除前三个实验必作外，学生也可以根据自己情况将其余实验操作一下。但无论怎样，都要要照实验课目的要求完成，以实验操作能力的优劣作为评定成绩的主要考核依据。目 录实验1 8086存储器读写实验3实验2 8253定时器/计数器接口实验5实验4 8255并行口实验8实验5 A/D实验9实验6 D/A实验11实验7 8250串口实验13实验8 8279显示接口实验15实验9 8279键盘扩展实验17实验108259中断控制器实验19实验11DMA实验21实验12LCD显示实验23实验1 8086存储器读写实验一、实验目的 1.掌握PC机外存扩

4、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 CPU挂箱、8086CPU模块。三、实验内容 向02000020FFH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。六、实验提示1、RAM区的地址为02000H，编程时可将地址设为01000H，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

5、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、实验结果在断点1处内存区02000H020FFH单元为00H；在断点2处偶地址为AAH，奇地址为55H八、程序框图(实验程序名：RAM.ASM)实验2 8253定时器/计数器接口实验一、实验目的掌握8253定时器的编程原理，用示波器观察不同模式下的输出波形。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块、示波器。三、实验内容 8253计

6、数器0,1,2工作于方波方式，观察其输出波形。四、实验原理介绍本实验用到两部分电路：脉冲产生电路、8253定时器/计数器电路五、实验步骤1、实验连线：CS0CS8253 OUT08253CLK2 OUT2LED1 示波器OUT1CLK38253CLK0，CLK38253CLK12、编程调试程序3、全速运行，观察实验结果六、实验提示8253是计算机系统中经常使用的可编程定时器/计数器，其内部有三个相互独立的计数器，分别称为T0，T1，T2。8253有多种工作方式，其中方式3为方波方式。当计数器设好初值后，计数器递减计数，在计数值的前一半输出高电平，后一半输出低电平。实验中，T0、T1的时钟由CL

7、K3提供，其频率为750KHz。程序中，T0的初值设为927CH（37500十进制），则OUT0输出的方波周期为（37500*4/3*10-6=0.05s）。T2采用OUT0的输出为时钟，则在T2中设置初值为n时，则OUT2输出方波周期为n*0.05s。n的最大值为FFFFH，所以OUT2输出方波最大周期为3276.75s(=54.6分钟)。可见，采用计数器叠加使用后，输出周期范围可以大幅度提高，这在实际控制中是非常有用的。七、实验结果程序全速运行后，LED1闪烁(周期为0.25s)，OUT1示波器观察为方波，频率为15KHz。八、程序框图(实验程序名：t8253.asm)实验3 两台计算机串

8、行通信实验一、实验目的熟悉NS-232串口的物理特性和功能特性，并之掌握计算机的串口直连技术。二、实验环境软件平台：Windows7操作系统。硬件平台：计算机、9蕊扁平电缆、RS-232CDB-9连接器和烙铁。三、实验指导人员的准备工作实验指导人员应该备9芯刻苦平电缆、RS-232C DB-9连接器和烙铁。如果没有实验环境要事先购买两种串口电缆，直通电缆和交叉电缆。 该实验以分组的形式进行，实验指导人员要将实验者进行分组，可以两个人或4个人为一组，每组两台计算机。 实验者可以通过Windows7操作系统中的新建连接向导“建立串口或并口的连接。四、实验内容和步骤（1）先熟悉有关RS-232接口的

9、知识，了解和掌握DB-9每一个针脚的功能电气特性，以及DTE和DCE连接时的串口连接规则，DTE与DCE的连接规则。（2）使用DB-9针的RS-232C连接器和9芯扁平电缆制作两根串口电缆，其中一根电缆的制作方法照空modem的连接规则，另外一根电缆按照DTE与DCE的连接来制作。（3）使用交叉线连接两台计算机的串行口1，然后启动两台计算机。（4）在该操作系统中，选择开始，打开新建连接向导对话框，单击下一步按钮，选择设置高级连接单选包并单击下一步按钮，在随后打开对话框，单击下一步按钮，并继续。（5）每组中的两台计算机通过分别选择主机与来宾的角色，则根据步骤（4）重新执行新建连接向导命令，并重新

10、选择主机和来宾进行连接。（6）将计算机关闭，然后使用直通线连接两台计算机，并重复步骤（4），检查一下会有什么结果。五、实验小结由于采用了串行电缆的连接，可以在两台计算机间进行通信，但是传输文件的时间长，这也说明了串口通信 只适合于低速远距离的通信环境中。使用并口通信，并口通信的速率比串口要高，在目前的一些应用中，琮有一些设备使用并口连接到计算机上，如打印机、扫描仪和光刻机等。实验4 8255并行口实验一、实验目的掌握8255A的编程原理。二、实验设备 CPU挂箱、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

11、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CS0CS8255； PA0PA7 平推开关的输出K1K8； PB0PB7发光二极管的输入LED1LED8。 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。8255A有三个8位的输入输出端口，通常将A端口作为输入用，B端口作为输出用，C端口作为辅助控制用，本实验也是如此。实验

12、中，8255A工作于基本输入输出方式（方式0）。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、程序框图（实验程序名：t8255.asm）实验5 A/D实验一、实验目的熟悉A/D转换的基本原理，掌握ADC0809的使用方法。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块。三、实验内容从ADIN0输入一路模拟信号，启动A/D转换，用简单输入口（74LS244）查询EOC信号，转换结束后查看转换结果。同时用万用表测量输入的模拟电压，与转换后的数字量比较。作图，横坐标是模拟电压，纵坐标是转换的数字量，检查A/D转换的线性度。

13、其它通道实验与通道0类似，相应修改地址即可。四、实验原理介绍本实验用到两部分电路：简单I/O口扩展电路、A/D、D/A电路五、实验步骤1、实验连线AN0 ADIN0 CS0 CS0809 CS1 CS244 EOC IN02、 用CPU实验箱右下角的“VERF.ADJ”电位器调节ADC0809 12脚上的参考电压至5V。3、编写程序并全速运行。4、检查显示数据(16进制)是否与电位器输出的电压相符合。六、实验提示实验电路中启动信号START与地址锁存信号相连，所以启动A/D转换的方法为： MOV DX ，ADDRESS ；ADDRESS是ADC0809的端口地址OUT AL， DX ；发片选及

14、IOW信号，启动0通道七、实验结果在输入电压AN0分别为0V，1V，2V，3V，4V，5V时显示数据分别为00H，33H，66H，99H，0CCH，0FFH（数据低位略有偏差属正常现象）。八、程序框图(实验程序名：t0809.ASM) 实验6 D/A实验一、实验目的熟悉数模转换的基本原理，掌握D/A的使用方法。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块、示波器。三、实验内容 利用D/A转换器产生锯齿波和三角波。四、实验原理图本实验用A/D、D/A电路五、实验步骤1、 实验接线CS0 CS0832 示波器DOUT DS跳线：1 22、用实验箱左上角的“VERF.ADJ”电位器调节0832的8脚

15、上的参考电压至5V。3、调试程序并全速运行，产生不同波形。4、用示波器观察波形。六、实验提示 利用电位器“ZERO.ADJ”可以调零，“RANGE.ADJ”电位器调整满偏值。DAC0832在本实验中，工作在双缓冲接口方式下。当A1=0时可锁存输入数据；当A1=1时，可起动转换输出。 所以要进行D/A转换需分二步进行，方法如下： MOV DX，ADDRESS ；ADDRESS片选信号偶地址 MOV AL，DATA OUT DX，AL ；锁存数据 ADD DX ，2 OUT DX，AL ；启动转换七、程序框图程序一 产生锯齿波 程序二 产生三角波(实验程序名：dac-1.asm) (实验程序名：d

16、ac-2.asm)实验7 8250串口实验一、实验目的 1、熟悉串行通信的一般原理和8250的工原理。 2、了解RS-232串行接口标准及连接方法。2、 掌握8250芯片的编程方法。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块。三、实验内容 在实验箱与PC机（上位机）之间实现串行通信，主机每下传一个字符，如通讯正确则下位机返回一个同样的字符，如果不正确，则无返回或不相同。四、实验原理介绍实验原理图见8250串行接口电路。由MAX232完成RS232电平和TTL电平的转换，由8250完成数据的收发。8250内部有10个寄存器，分别对应着不同的IO口地址。对不同的寄存器进行初始化或读出写入操作就可

17、以完成与计算机的通信。由于不能同时收发数据，所以8250又称为通用串行异步收发器，简写为：UART。8250实验电路的所有信号均已连好。五、实验步骤1、实验接线利用串口电缆连接实验箱的串口和计算机的串口（COM1或COM2）2、编写程序。3、在实验箱上运行86编译系统，下载实验程序8250.asm，并全速运行。4、实验箱退出86编译系统，启动实验六的上位机驱动程序T6UP.EXE，首先选择串行端口（COM1或COM2），端口与步骤1一致，键入串口号即可，然后从键盘上输入字符，看返回字符是否正确。欲退出T6UP.EXE,按回车键。六、实验提示实验中，通讯波特率选用9600bps。上下位机均采用查

18、询方式。8250的端口地址为0480起始的偶地址单元。实验中，上位机向下位机发送一个字符，下位机将接收到的字符返回。事实上这就实现了串口通信的基本过程。掌握了此实验中的编程方法再编制复杂的串行通信程序也就不难了。串行通信和并行通信是计算机与外围设备进行信息交换的基本方法，二者有不同的特点。简而言之，前者电路及连线简单，最少用三根线就可以实现串口通信，但通信速率慢，适用于长距离慢速通信；后者电路及连线复杂，成本较高，但通信速率快，适用于短距离高速通信。 七、程序框图8250.ASM实验8 8279显示接口实验一、实验目的 1、进一步掌握8279的工作原理。 2、学习LED显示器的使用方法。 3、

19、熟悉8279的接口方法。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块。三、实验内容 在六位LED数码管上循环显示1，2，3，4， 5-E，F。四、实验原理介绍数码管的段选码由OUTA口和OUTB口输出，经74LS244驱动后送给共阴极LED。数码管的位扫描信号经74LS138译码、75451驱动后提供给LED的公共极。RL0RL7提供了键盘列扫描接口，KA0KA3提供键盘的行扫描接口。原理图见8279键盘、显示电路。五、实验步骤1、实验连线 本实验无需额外接线。2、编写调试程序，全速运行，观察实验结果六、实验提示1、LED是共阴极的，其七段LED的段选码为：字符0123456789AB段选码3

20、fh06h5bh4fh66h6dh7dh07h7fh6fh77h7chCDEF39h5eh79h71h2、LED显示的方法为动态显示。七、实验程序框图(实验程序名：T8279d.asm)实验9 8279键盘扩展实验一、实验目的 1、掌握8279的工作原理。 2、熟悉8279与键盘接口的方法。3、学习了解键盘扩展方法。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块。三、实验内容 将每次按键产生的键码显示在LED数码管。四、实验原理介绍实验原理图见8279键盘显示电路。五、实验步骤 1、实验接线：将8279的RL0RL7分别与键盘的RL10RL17相连。 2、将8279的KA0KA3分别与键盘的KA

21、10KA12相连。 3、用查询法编程 4、全速运行程序，按动按键，观察显示键值的变化。六、实验提示 1、8279的I/O地址已连好，为490的偶地址，即：数据口为490H，状态口为492H。 2、8279外部输入时钟已连好，时钟频率为1MHZ。 3、8279的键盘格式为： D7D6D5 D4 D3D2 D1 D0CNTLSHFT扫描回复实验设定扫描信号连接键盘的列线，恢复信号连接键盘的行线，所以，D5 D4 D3表示按下键所在的列号，D2 D1 D0表示按下的键所在的行号。采用8279可以识别最大达8x8的矩阵键盘。七、实验结果第一行键值从左至右依次为：C0C5；第二行键值从左至右依次为：C6

22、CB；第三行键值从左至右依次为：CCD1；第四行键值从左至右依次为：D2D7；八、实验程序框图(实验程序名：T8279.asm)实验108259中断控制器实验一、实验目的1、掌握8259A的工作原理。2、掌握编写中断服务程序方法。3、掌握初始化中断向量的方法。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块。三、实验内容用电平开关的输出作为中断源，每个开关对应于一个中断源。在中断服务程序中，通过74LS273输出一个数据，以点亮与中断源相对应位置的LED。四、实验原理介绍本实验用到三部分电路：电平开关电路、简单I/O口扩展电路和8259中断控制器电路。五、实验步骤1、实验接线CS0 CS8259

23、CS1 CS273 O0O7LED1LED8 K1K8IR0IR7 INTINT( 8086CPU板) INTAINTA（8086CPU板）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。六、实验提示1、 8259的使用说明请详细阅读教科书。2、8086的中断系统是向量中断方式。内存中特定位置有一中断向量表，表内存有不同中断类型的中断向量（中断入口地址）。不同中断类型的中断向量在表内有对应的偏移地址，其计算方法是：中断类型*4。3、中断类型由8259通过数据总线送给8086，8086内部电路会将该类型值自动乘4，而后赋给指令指针，从而转向中断向量表的相应单元取得中断入

24、口地址，之后就进入中断服务程序。请仔细研读8259的工作时序。4、中断类型的高5位由8259寄存器ICW2决定，低3位由中断源IRx的编码自动填入。IR0IR7的编码分别为000，001，010，011，100，101，110，111。七、实验结果全速运行程序，由上往下拨动开关时，相应位置的LED点亮，其余LED全灭。八、实验程序框图（实验程序名：t8259.asm） 实验11DMA实验一、实验目的掌握DMA工作方式的原理和DMA控制器82375的编程使用方法。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块。三、实验内容 用DMA方式将02000H到020FFH共100H个字节的传送到02100

25、H起的100H个单元里。源地址单元内容初始化为55H，传送结束后目的地址的内容也应是55H。四、实验原理介绍原理图见8237 DMA传输电路五、实验步骤1、实验接线：CS6CS82372、编辑调试程序3、光标置于“位置一”，点击“ToCur”，运行到位置一处，观察初始化的情况；光标置于“位置二”，点击“ToCur”，运行到位置二处观察内存的变化。六、实验提示1、8237的端口地址偶地址有效2、本实验是Memory到Memory的DMA传送过程。在MM传送方式中，要占用两个通道，通道0是DMA读方式，通道1是DMA写方式。读写的长度由通道1控制，DMA的启动只能由通道零软件请求启动。七、实验结果

26、在位置一、位置二设断点全速运行程序，运行到位置一处时从02000H到020FFH共100H个单元里为55H，从02100H起的100H个单元里为0；运行到位置二时02000H到021FFH共200H个单元里都为55H。八、实验程序框图(实验程序名：t8237.asm)实验12LCD显示实验一、实验目的掌握点阵式LCD的工作原理、使用方法以及动态显示的编程方法。二、实验设备 CPU挂箱、8086CPU模块。三、实验内容编程在液晶屏上显示汉字“北京理工达盛科技有限公司”。四、实验原理介绍LCD显示原理见硬件介绍部分。用8255的A口作为数据口，C口的PC0、PC7作为握手信号。五、实验步骤1、实验接线：CS0CS8255，PA0PA7DB0DB7，PC0REQ，PC7BUSY2、编辑调试程序3、全速运行程序六、实验提示1、8255的端口地址偶地址有效2、8255的PC口可通过指令进行位操作。七、实验结果液晶屏上显示汉字“北京理工达盛科技有限公司”。八、实验程序框图(实验程序名：LCD.asm)23