第3章 硬 件 实 验 3.1简单并行接口 1. 实验目的 掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。 2. 基础实验 (1) 实验内容。 ① 按图3.1所示的简单并行输出接口电路连接线路，74LS273为八D触发器，8个D输入端分别接数据总线D7~D0，8个Q输出端接LED显示电路L7~L0。 编程从键盘输入一个字符或数字，将其ASCII码通过输出接口输出，根据8个发光二极管发光情况验证正确性。 图3.1简单并行输出接口电路 ② 按图3.2所示的简单并行输入接口电路连接线路，74LS244为八输入缓冲器，8个数据输入端分别接逻辑电平开关K7~K0，8个数据输出端分别接CPU数据总线D7~D0。 用逻辑电平开关预置某个字母的ASCII码，编程输入这个ASCII码，并将其对应字母在屏幕上显示出来。 (2) 编程提示。 ① 开关K7~K0向上拨到“1”位置时，开关断开，输出高电平； 向下拨到“0”位置时，开关接通，输出低电平。 ② LED显示电路L7~L0，当输入信号为“1”时发光，为“0”时熄灭。 图3.2简单并行输入接口电路 ③ 设并行输出接口的地址为2A8H，并行输入接口的地址为2A0H，键盘输入字符的ASCII码存放在AL中，通过上述并行接口电路输出数据需要两条指令： MOVDX,2A8H OUTDX,AL 通过上述并行接口输入数据需要两条指令： MOVDX,2A0H INAL,DX (3) 参考流程。 参考流程如图3.3和图3.4所示。 图3.3简单并行输出接口流程 图3.4简单并行输入接口流程 (4) 参考程序。 ① 简单并行输出接口参考程序： CODESEGMENT ASSUMECS：CODE START： MOVAH,2 MOVDL,0DH；回车符 INT21H MOV AH,1 ；等待键盘输入 INT21H CMP AL,27；判断是否为Esc键 JE EXIT ；若是则退出 MOV DX,2A8H；若不是，则从2A8H输出其ASCII码 OUT DX,AL JMP START EXIT： MOVAH,4CH；返回DOS INT 21H CODE ENDS ENDSTART ② 简单并行输入接口参考程序： CODESEGMENT ASSUMECS：CODE START： MOVDX,2A0H；从2A0H输入一数据 INAL,DX MOVDL,AL ；将所读数据保存在DL中 MOVAH,02 INT 21H MOVDL,0DH ；显示回车符 INT 21H MOVDL,0AH ；显示换行符 INT 21H MOVAH,06 ；是否有键按下 MOVDL,0FFH INT 21H JNZ EXIT JESTART；若无，则转START EXIT： MOVAH,4CH ；返回DOS INT 21H CODE ENDS ENDSTART 3. 提高实验 (1) 实验内容。 如图3.5所示，利用电平开关K7~K0预置数值，通过74LS244读入该开关值，并通过74LS273将此数值输出到发光二极管L7~L0，控制其发光。 图3.5简单并行接口提高实验电路 本实验要求开关闭合，对应的发光二极管点亮，通过发光二极管状态验证输入和输出的正确性。 (2) 编程提示。 先通过IN指令读入开关值，再通过OUT指令输出控制发光二极管。 (3) 参考流程。 参考流程如图3.6所示。 图3.6简单并行接口提高实验参考流程 4. 思考题 (1) 上述实验采用何种输入输出方式？能否用查询方式实现？ (2) 如果要求实现开关断开指示灯发亮，开关闭合指示灯熄灭，该如何处理？ (3) 图3.5中如果不使用74LS32芯片，能否实现输入输出功能？ 3.2可编程并行接口8255A 1. 实验目的 掌握可编程并行接口8255A的工作原理及使用方法。 2. 基础实验 (1) 实验内容。 ① 基本输入输出实验。编写程序，使8255A的A端口为输出，C端口为输入，完成拨动开关到数据灯的数据传输。要求只要开关拨动，数据灯的显示就发生相应改变。 ② 流水灯显示实验。编写程序，使8255A的A端口和C端口均为输出，数据灯L7~L0由左向右，每次仅亮一个灯，循环显示； L15~L8与L7~L0方向相反，由右向左，每次仅点亮一个灯，循环显示。 (2) 编程提示。 ① 基本输入输出实验，电路示意如图3.7所示，8255A的C端口接逻辑电平开关K7~K0，A端口接发光二极管L7~L0。编程从8255A的C端口读入开关量，再从A端口输出，控制发光二极管发光。通过发光二极管和开关的状态验证输入和输出的正确性。 ② 8255A设为方式0，A端口为输出方式，C端口为输入方式； A端口地址设为288H，C端口地址设为28AH，控制口地址为28BH。 ③ 流水灯显示实验，用户自己设计实验接线图，并编写程序。8255A设为方式0，A端口、C端口均为输出方式，A端口控制L7~L0，C端口控制L15~L8。 (3) 参考流程。 基本输入输出实验参考流程如图3.8所示。 图3.7基本输入输出电路示意 图3.8基本输入输出实验参考流程 (4) 参考程序(基本输入输出实验)。 CODESEGMENT ASSUMECS：CODE START： MOVDX,28BH；设8255A的方式为C端口输入，A端口输出 MOV AL,8BH OUTDX,AL INOUT： MOVDX,28AH ；从C端口输入一数据 INAL,DX MOV DX,288H；从A端口输出刚才自C端口输入的数据 OUTDX,AL MOV DL,0FFH；判断是否有键按下 MOV AH,06H INT21H JZ INOUT ；若无，则继续自C端口输入，A端口输出 MOVAH,4CH；否则返回DOS INT 21H CODEENDS ENDSTART 3. 提高实验 (1) 实验内容。 如图3.9所示，L7、L6、L5作为南北路口的交通灯与PC7、PC6、PC5相连，L2、L1、L0作为东西路口的交通灯与PC2、PC1、PC0相连，编程实现6个指示灯按交通灯变化规律亮与灭。 (2) 编程提示。 设置8255A的C端口为输出方式，十字路口交通灯的变化规律要求如下。 ① 南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮30s左右； ② 南北路口的黄灯闪烁若干次，同时东西路口的红灯继续亮； ③ 南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮30s左右； ④ 南北路口的红灯继续亮，同时东西路口的黄灯亮闪烁若干次； ⑤ 转①。 (3) 参考流程。 参考流程如图3.10所示。 图3.9交通灯电路 图3.10交通灯参考流程 4. 思考题 (1) 基础实验中，把流水灯改为指示灯间隔发亮，如何编程？ (2) 提高实验中，通过C端口输出和通过A端口输出有何区别？哪种方法更优？ 3.3可编程计数器/定时器 1. 实验目的 掌握8253的基本工作原理和编程方法。 2. 基础实验 (1) 实验内容。 ① 实现一个计数器。按图3.11所示连接电路，将计数器0设置为方式0，计数器初值为N(N≤0FH)，手动逐个输入单脉冲模拟计数。每按一次开关，从两个插座上分别输出一个正脉冲和负脉冲。编程在屏幕上显示计数值，并同时用逻辑笔观察OUT0的电平变化(当输入N+1个脉冲后OUT0变为低电平)。 图3.11计数器电路 ② 实现一个定时器。按图3.12所示连接电路，将计数器0、计数器1设置为方式3，计数初值设为1000，计数频率为1MHz，OUT1输出1s的方波。用逻辑笔观察OUT1输出电平的变化。 图3.12定时器电路 (2) 编程提示。 8253控制寄存器地址： 283H。 计数器0地址：280H。 计数器1地址：281H。 计数器实验中，通道0设为方式0，读取计数值之前需向计数器发锁存命令。定时器实验中，采用通道0和通道1相级联的方法。 (3) 参考流程。 计数器参考流程如图3.13所示，定时器参考流程如图3.14所示。 图3.13计数器参考流程 图3.14定时器参考流程 (4) 参考程序。 ① 计数器参考程序如下。 CODESEGMENT ASSUMECS： CODE START： MOVAL,14H；设置8253通道0为工作方式2，二进制计数 MOV DX,283H OUT DX,AL MOVDX,280H ；送计数初值为0FH MOV AL,0FH OUT DX,AL LLL： INAL,DX ；读计数初值 CALLDISP；调用显示子程序 PUSHDX MOVAH,06H MOVDL,0FFH INT 21H POP DX JZ LLL MOVAH,4CH ；返回DOS INT 21H DISPPROC NEAR ；显示子程序 PUSH DX ANDAL,0FH；首先取低4位 MOV DL,AL CMPDL,9；判断是否<=9 JLE NUM；若是则为'0'~'9'，ASCII码加30H ADDDL,7；否则为'A'~'F'，ASCII码加37H NUM： ADDDL,30H MOVAH,02H ；显示字符 INT 21H MOV DL,0DH ；回车 INT21H MOV DL,0AH ；换行 INT21H POPDX RET；子程序返回 DISPENDP CODEENDS END START ② 定时器参考程序如下。 CODESEGMENT ASSUME CS： CODE START： MOVDX,283H；向8253写控制字 MOVAL,36H；设8253计数器0为工作方式3 OUT DX,AL MOVAX,1000 ；写入计数初值1000 MOVDX,280H OUT DX,AL；先写入低字节 MOVAL,AH OUTDX,AL ；后写入高字节 MOVDX,283H MOV AL,76H；设8253计数器1为工作方式2 OUT DX,AL MOV AX,1000 ；写入计数初值1000 MOV DX,281H OUT DX,AL ；先写低字节 MOV AL,AH OUT DX,AL ；后写高字节 MOVAH,4CH；返回DOS INT 21H CODE ENDS ENDSTART 3. 提高实验 (1) 实验内容。 利用微机控制直流继电器。实验电路如图3.15所示，CLK0接1MHz，GATE0、GATE1接+5V，OUT0接CLK1，OUT1接PA0，PC0接继电器驱动电路的开关输入端IK，继电器输出插头接实验盒上的继电器插头。编程使用8253定时，让继电器周而复始地闭合5s，指示灯亮； 断开5s，指示灯灭。 图3.15定时器提高实验电路 (2) 编程提示。 将8253计数器0设置为方式3、计数器1设置为方式0，两者串联使用。CLK0接1MHz时钟，设置两个计数器的初值(乘积为5 000 000)，启动计数器工作后，经过5s OUT1输出高电平。通过8255A的PA0查询OUT1的输出电平，用PC0输出控制继电器动作。继电器开关量输入“1”时，继电器常开触点闭合，电路接通，指示灯亮； 输入“0”时继电器触点断开，指示灯熄灭。 (3) 参考流程。 参考流程如图3.16所示。 图3.16计数器提高实验参考流程 4. 思考题 (1) 基础实验中的计数器实验，如何使计数器重新开始计数？ (2) 基础实验中的定时器实验，计数器0、1能否设置为方式2？与方式3相比，OUT1输出电平有何变化？ (3) 提高实验中采用了查询方式，能否采用中断方式实现？编写主程序和中断服务程序。