8086 实验指导书

第1页第一部分实验系统简介1.1QTH软件环境介绍QTH-2008PCI实验仪提供了16位和32位两种微机接口集成实验环境，16位的开发环境“QTH-2008PCI-B”是通过PC机的串行接口与实验仪上的8088/8086H模块相连来实现系统开发的，它实际上是通过RS232接口仿真8088/8086的ISA总线环境的；32位的开发环境“QTH-2008PCI-B”是通过PC机的PCI插槽与实验仪上的PCI9052模块相连来实现系统开发的，它通过PCI插卡和PCI9052桥接芯片为用户提供了一个仿真ISA接口，同时它也提供了PCI总线控制芯片全开放的用户总线接口，使用户可以直接开发32位的应用程序。“QTH-2008PCI-B”可运行于Windows98/Me/2000/XP操作系统。但由于从Windows2000/XP操作系统开始，不再提供用汇编语言直接对低层口地址的操作以及BIOS、DOS功能调用的支持。因此，在Windows2000/XP操作系统下“QTH-2008PCI-B”系统暂不支持BIOS、DOS功能调用，进行一般的汇编语言实验时也必须先打开实验仪电源；而“QTH-2008PCI-B”系统目前只能通过C语言对端口地址进行操作，虽不能用汇编语言直接对端口地址操作，但可进行一般的汇编语言练习，包括部分DOS功能调用，而且可以运行于没有安装QTH-2008PCI实验仪的PC机。因此，在进行纯汇编语言练习时，使用“QTH-2008PCI-B”系统；进行接口操作时，则应使用“QTH-2008PCI”系统。两种系统的使用方法非常接近，掌握一种系统的使用后，另一种系统自然就会使用了。1.2QTH软件系统的使用一、安装及进入QTH系列开发系统QTH系列开发系统的软件安装非常简单，只要运行随机光盘提供的Setup.exe应用程序，所有操作均按默认选项进行即可。安装完成后会在桌面和“开始”菜单生成对应的图标和程序组。双击桌面上的“QTH-2008PCI-B”或“QTH-2008PCI”图标即可打开QTH软件界面。如果使用“QTH-2008PCI-B”进行硬件开发，应先安装PCI接口卡和驱动程序，即添加“PCI9052”设备，否则只能进行汇编语言练习。二、QTH系列集成软件界面一般情况下，如果仅做汇编语言练习，须使用“QTH-2008PCI-B”集成开发环境，其调试器窗口如图1-1所示。做微机接口实验使用“QTH-2008PCI-B”集成开发环境，调试器窗口如图1-2所示。第2页图1－1“QTH-2008PCI-B”集成开发环境窗口图1－2“QTH-2008PCI”集成开发环境窗口三、QTH系列集成软件的操作方法QTH系列集成软件的操作方法非常简单，一般需按如下步骤：第3页1、程序的建立。新建或打开一个文件。可以通过“文件（F）”菜单上的“新建（N）”命令或工具栏上的快捷按钮来新建或打开文件。如果原来已经打开一个项目（QTH系统会保留上次运行的项目），则应先用“关闭项目”命令把项目关闭后再打开新的文件。注意：①输入程序时的标号、指令、参数之间应隔开，隔开时用键盘左上侧的“TAB”键，会使程序排列整齐。用空格键虽也可以隔开，但要键入多次才能完成。②程序中应加入详细的注释，用“；”隔开。③关闭项目的快捷方法，是在左侧项目管理器窗口任意位置单击鼠标右键选择关闭项目。2、文件的保存。如果是新建的文件，输入完毕后应先保存。保存时应注意以下几点：①保存文件时一定要加扩展名“.ASM”；②文件名长度不能大于8个字符，且不能使用中文名和空格间隔；③文件夹的名字也不能大于8个字符，不能使用中文名和空格间隔；④文件保存时不能存放在C盘，因一般情况下C盘为系统盘，设置有自动还原功能，建议在D盘或E盘自建文件夹存放。可以通过“文件（F）”菜单下的“保存（S）”命令或工具栏上软磁盘片形状的“保存”快捷按钮来保存文件。也可通过点击下拉箭头选择“另存为（A）…”为已有的文件改名保存。注意：①程序文件不能保存在桌面。因桌面文件的路径包含有汉字、空格及长文件名。②建议输入新程序时，输入2行后就保存，并在输入过程中及时点击保存按钮，以避免输入较长的程序时出现死机、断电等异常情况而需重新输入程序。3、编译和连接。通过“编译”命令或“编译连接”命令对源程序进行编译，如果源程序有错误，则将该行程序用红底色显示，并在信息框中出现错误信息提示。按照信息框中的错误提示，对源程序进行修改，修改完后应先保存，然后再重新编译，直至信息框中出现0个错误，0个警告，且调试工具变为可用为止，如图1-3所示。可以通过“项目（P）”菜单下的“编译（P）”命令、“编译连接（L）”命令或工具栏上的快捷按钮来编译、连接文件。注意：通过编译连接后的程序，会自动产生一个扩展名为EXE的同名可执行文件。第4页图1-3编译连接正确图样4、调试和运行。在编译未成功前，“调试（D）”菜单里的命令和工具栏上的快捷按钮均为不可用状态，即呈灰色，编译成功后它们才呈现为可用状态。但是编译成功并不代表程序功能的正确，仅仅说明源程序中无语法错误，只有通过调试过程的检验，最终才可确认程序功能的正确性。程序的运行，选择菜单里的运行命令或快捷按钮“！”。注意：简单的程序运行后并无任何信息显示，要观看结果需到调试环境中。硬件实验需观察连接的电路控制系统的运行情况。①“QTH-2008PCI-B”环境的调试方法“QTH-2008PCI-B”集成了两种调试环境：Debug和TurboDebugger（即TD）。建议使用TD，在TD调试窗口下可同时显示指令、寄存器、标志位、数据和堆栈等，并且它的使用方法与TurboC非常相似，如：F9：运行F8：单步执行ALT＋F→Open：打开文件ALT＋F5：显示屏幕可以通过“调试（D）”菜单下的“进入TD调试（D）”命令或工具栏上的快捷按钮进入调试状态，TD调试窗口如图1-4所示。第5页图1－4TD调试窗口在TD窗口里，已加载了当前编译连接后的程序，可同时显示出源程序、寄存器、存储器和机器码。如要调试其它程序的步骤为：㈠打开要调试的文件；㈡单步执行观察结果。可通过“File”菜单下的“Open”命令打开要调试的文件，其方法与TurboC下打开文件类似，需要注意的是应打开可执行文件（扩展名为EXE）。打开文件后即可进行调试，通常是按“F8”键进行单步执行。所谓调试就是逐条执行指令，然后观察指令执行后数据区及各寄存器的状态是否为预期的数值，如果同我们预期的值完全一致，则说明程序正确。否则，就应重新修改程序，再进行编译连接、调试。调试程序时，如果数据区显示的是附加段ES，可按“ALT＋V”→“C”切换到数据段DS。注意：数据区右侧显示的乱字符是本行各数据的ASCII码，并无具体意义。关于“QTH-2008PCI-B”和“TurboDebugger”的进一步使用，请参看对应的帮助文档。②“QTH-2008PCI”环境的调试方法“QTH-2008PCI”是一个单一的集成调试环境，所有的编辑、编译连接、调试操作均在同一窗口里进行。第6页当编译连接正确后，可通过“查看（V）”菜单打开寄存器窗口（R）、数据存储器窗口（D），然后按“F8”键单步执行，观察各寄存器的数值变化以及数据存储器中相关单元的数值。如果显示的数值同我们预期的数值完全一致，则说明程序正确；否则，就应重新修改程序，再编译连接、调试。注意：单步执行时应同时观察硬件电路的变化情况，要保证硬件电路的正常工作。关于“QTH-2008PCI”的进一步使用，请参看对应的帮助文档。1.3QTH实验仪简介QTH-2008PCI实验仪全名为：32位微机高级实验仪，由启东市微机应用研究所研制，如图1-5所示。实验仪内部安装了9块各自独立的电路模块，可完成各种实验、设计制作，根据不同的需要可更换相应功能的模块，如图1-6所示。图1-6右上角为16位微机接口实验模块，用串行口和计算机连接；左上角为32位微机接口实验模块，用扁平电缆连接到自带的接口板插入计算机PCI插槽。图1-5实验仪外型图第7页图1-6实验仪内部结构图进行16位微机接口实验时，连接实验仪电源线、串口线，根据不同的实验项目连接相应的电路模块。使用“QTH-2008PCI”软件环境，编制程序下载到实验仪8088/8086模块调试运行，结果由硬件电路实现，CPU运行参数返回软件环境以供检查校验。实验仪的功能扩充：更换MCU8052X模块可进行单片机8051系列实验；更换CPLD实验板可进行可编程逻辑阵列可实验、设计。扩充模块如图1-7所示。图1-7扩充模块第8页1.4硬件实验注意事项及要求硬件实验不但要编制控制程序，还要进行电路的设计、连接、调试。连接电路时须连接8088/8086CPU板的数据线、地址线、控制线以及其它电路之间的信号通路，连接实验仪的电源线、与计算机连接的串行数据线等。硬件实验时应注意以下事项：一、警告。1、连接任何电路、插、拔连线时必须关闭实验仪电源。2、串行口连接时须垂直插拔，不可拧紧两边螺丝，摇动串口插头。3、不能将多余的线和插头散落到实验仪上，要放到安全位置。4、实验仪打开电源时，不能按压电路板和元器件。5、禁止将实验仪上的直流电源短路连接。6、禁止用连接线触碰集成电路管脚。7、实验中出现异常情况应立即报告老师。8、更换实验仪须征得老师同意，不得私自更换。9、不能将其它物品放置在实验仪上。10、实验完毕要关闭实验仪、整理线缆、关闭计算机、显示器方可离开。注意：关闭计算机时，从开始菜单选择关机。不可强行关机。二、实验要求。1、实验前应仔细阅读实验指导书的相关章节。2、安全操作，注意人身和设备安全。3、准备好实验程序、连线方法。4、做好实验记录，对实验中出现的问题应仔细分析。5、撰写实验报告并及时上交。三、连接线缆的使用方法。本实验仪配备有3种线缆用于实验电路的连接，如图1-8所示。第9页图1-8连接线缆图连接线缆的使用有相应的操作规范，现介绍如下：1.8芯扁平电缆的插拔。8芯电缆用于连接数据线、地址线。插入前要检查有无断线，对准插槽小心插入到插座底部；拔出时用手捏住插头，不可直拉扁平线，将一边倾斜拔出一半后再将另一边拔出。2.单芯插头的插拔。单芯插头主要是两点之间的连接。使用时插入孔中并转动使得连接紧密，拔出时转动插头可方便取出。3.8芯插头带8只单线插头的插拔。这种插头主要连接片选信号和16x16点阵显示的译码信号，插拔方法同1、2。特别注意的是要将多余的插头放置在实验仪外面，并且不能连接在一起。4.其它线缆的连接。外接电路连接时需放置在安全位置，不能触碰实验仪裸露部分。5.电缆断线的检查。扁平电缆的断线可用观察法、万用表、专门的检测板检查。单芯插头最容易断线、最难看出来，需万用表检查。最方便的方法是利用实验仪上的发光二极管电路检测，将线的一头接LED，另一头接开关，拨动开关发光管可亮、灭，如果不亮则为线断。注意：这是实验仪上唯一可以带电试验的一种方法。第10页1.5常见问题及解决办法一、出现连机错误信息。现象：启动“QTH-2008PCI”软件时出现“仿真机连机出错，请检查仿真机接口是否正常”的提示信息，如图1-9所示。图1-9连机出错分析：这种情况是由于启动软件时未打开实验仪电源，或串行接口未连接好。进行硬件实验时是用实验台上的8088处理器执行程序，由仿真软件将编译好的程序下载到实验仪上运行。处理：关闭计算机运行的“QTH-2008PCI”软件，检查串行口连接线是否连接好，打开实验仪电源开关，等待连机指示灯亮起后再运行实验程序。二、硬件实验运行程序时出现“运行”窗口。现象：实验时编译连接程序后点运行按钮，出现如图1-10所示窗口，数字不断变化而实验仪电路无反应。图1-10运行窗口分析：这是由于计算机未和实验仪连机，情况和故障一相同。第11页处理：处理方法也和故障一相同。三、编译连接时软件无反应，如同死机一般。现象：输入完程序后，点击编译连接按钮，计算机无反应或鼠标指针显示忙。有时在标题栏显示“无响应”等字样。分析：这是由于文件名或存储路径中有汉字、非法字符，也可能是