微机原理及应用实验指导书

微机原理及应用实验指导书1目录第一章概述........................................................2第二章实验系统组成和结构..........................................3实验一存储器块清零实验...................................................................................................9实验二多分支程序设计实验.............................................................................................10实验三8255输入、输出实验............................................................................................11实验四步进电机控制.........................................................................................................13实验五8251串行口通讯实验............................................................................................16实验六I/O端口实验.........................................................................................................18微机原理及应用实验指导书2第一章概述《微机原理及应用》实验采用伟福Lab2000P仿真实验系统，本仿真实验系统由板上仿真器、实验仪、伟福仿真软件、开关电源构成。本实验板提供以下实验电路：(1)数模变换电路(2)模数变换电路(3)逻辑电平输入开关(4)逻辑电平显示电路(5)单脉冲电路(6)逻辑笔电路(7)1MHz及500KHz脉冲信号源(8)PWM转换电压电路(9)模拟量电压(电位器)电路(10)串口通信实验电路(11)扬声器驱动电路(12)继电器控制电路(13)逻辑门电路(14)六位8段码LED数字显示器(15)4x6键盘(16)存贮器(17)通用集成电路插座(DIP40/28/24/20/18/16/14)(18)地址，数据及控制电路总线接出插座通过可选附件还可以扩展完成以下实验:(19)步进电机实验(20)打印机驱动实验(21)传感器实验(22)直流电机实验微机原理及应用实验指导书3第二章实验系统组成和结构伟福实验系统可根据教学实践的需要实现MCS51/MCS196单片机原理与接口，8088/8086微机原理与接口的一系列实验，并在硬件上预留了自主开发实验的空间。该实验系统对基本实验仅需少量连线就可进行，以减轻学生的工作量，同时也提供了一些需较多连线的扩展性实验以进一步锻炼学生的动手能力。此外，它还为学员们提供了强大的软硬件调试手段。2.1伟福实验系统的硬件组成实验仪上有丰富的实验电路和灵活的组成方法。这些电路既可以和8031系列、也可以和80C196系列CPU及8088／8086CPU组合完成各种实验。2.2LED6位数字显示器及4ⅹ6键盘电路本实验仪的LED显示电路和键盘电路如图1。显示控制的位码由74HC374输出，经MC1413反向驱动后，做LED的位选通信号。位选通信号也可做为键盘列扫描码，键盘扫描的行数据从74HC245读回，374输出的列扫描码经245读入后，用来判断是否有键被按下，以及按下的是什么键。如果没有键按下，由于上拉电阻的作用，经245读回的值为高，如果有键按下，374输出的低电平经过按键被接到245的端口上，这样从245读回的数据就会有低位，根据374输出的列信号和245读回的行信号，就可以判断哪个键被按下。LED显示的段码由另一个74HC374输出。键盘和LED显示的地址译码见下图，做键盘和LED实验时，需将KEY/LEDCS接到相应的地址译码上。位码输出的地址为0X002H，段码输出的地址为0X004H，键盘行码读回的地址为0X001H，此处X是由KEY/LEDCS决定，参见地址译码。例如将KEY/LEDCS接到地址译码的CS0上，那么位码输出的地址就为08002H，段码输出的地址就是08004H，键盘行码读回的地址为08001H。微机原理及应用实验指导书42.3LED电平显示电路实验仪上装有8只发光二极管及相应驱动电路，见图2。L0―L7为相应发光二极管驱图1：键盘及LED显示电路图2：LED电平显示电路微机原理及应用实验指导书5动信号输入端，该输入端为高电压电平“1”时发光二极管点亮。我们可以通过P1口对其直接进行控制，点亮或者熄灭发光二极管。2.4逻辑电平开关电路实验仪上有8只开关K0―K7,并有与之相对应的K0―K7引线孔为逻辑电平输出端。开关向上拨相应插孔输出高电平“1”,向下拨相应插孔输出低电平“0”，见图3。2.5单脉冲电路单脉冲电路由按键(PULSE)和去抖动电路组成，每按一次(PULSE)键产生一个单脉冲。板上有单脉冲的输出信号插孔，图为“”和“”，分别为正脉冲和负脉冲。2.6脉冲发生电路图5是4MHz脉冲信号输出电路。如想得到其它频率的脉冲信号，可将4MHz脉冲信号接到分频电路上，经过分频后，能得到2MHz、1MHz、500KHz、250KHz、125KHz、62.5KHz多种频率的脉冲信号。脉冲产生电路和分频电路如下：2.7分频电路2.8继电器输出电路图3：逻辑电平开关电路图6：脉冲分频电路图5：脉冲产生电路图4：单脉冲发生电路微机原理及应用实验指导书6当控制端电平置高，公共触点与常开端吸合。我们可以将常开端接入一发光二极管，公共端接+5V电平，通过对控制端进行控制，观察发光二极管的状态，见图7。2.9A/D转换电路实验仪上有一个0～5V的可调电位器，将可变电压输出端接入A/D转换电路的输入端，通过CPU软件处理，读进A/D转换值，再将转换值送数码管显示。我们可以调节电位器，使之输出不同电压值，通过数码管的显示，检验A/D转换正确与否。2.10D/A转换电路实验仪上提供了D/A转换电路如下图所示。我们可以通过软件编程控制D/A转换芯片DAC0832，输出相应电流值，经过采样电路取出模拟量电压值，用电压表测量电压输出端子，读出电压值。图7：继电器控制电路图8：A/D转换电路图9：D/A转换电路微机原理及应用实验指导书72.11PWM转换电路2.12音频放大电路2.13可调模拟量输入电路电位器电路用于产生可变的模拟量。2.14逻辑测量（逻辑笔）电路本实验仪上有逻辑测量电路，如图13。可用于测量各种电平，其中红灯亮表示高电平，绿灯亮表示低电平。如果两灯同时闪动，表示有脉冲信号；两灯都不亮时，表示浮空（高阻态）。2.15存储器电路本实验仪上有一片32K存储器61256。提供给学生做存储器实验，由于地址译码为4K一段，所以只能提供4K容量使用，地址从0000H～0FFFH。用RAMCS来选择不同的地址段，以适应不同的应用电路。图10：PWM转换电路图11：音频放大滤波电路图12：电位器图13：逻辑笔电路微机原理及应用实验指导书82.16逻辑门电路本实验仪提供系列门电路：非门，或门，与门，D触发器。逻辑门电路由7400和7404组合实现。2.17液晶屏显示控制电路2.18实验电路插座本实验仪具有1个40芯通用电路插座，每个插座的全部引脚都被引出到相应的插孔，40芯通用插座可兼容28芯、24芯、16芯和14芯插座。利用这个插座，可对双列直插式的各种微机芯片进行实验。2.19总线插孔本实验仪上有三排总线插座，用于引出各种总线信号，其中AD0～AD7为8根数据总线，A0～A15为16根地址总线。另外ALE，RD，WR为控制总线。与CPU相关的一些控制信号和I/O信号例如P1口、RXD、TXD等信号在相应的仿真板上。2.20地址译码插孔CS008000H～08FFFHCS109000H～09FFFHCS20A000H～0AFFFHCS30B000H～0BFFFHCS40C000H～0CFFFHCS50D000H～0DFFFHCS60E000H～0EFFFHCS70F000H～0FFFFH2.21串口通信程序实验插孔用户在做串行通信时，如果不需要将TTL电平转到RS232电平，可直截将POD51/96仿真板或POD8086仿真板上的TXD、RXD、地与通信对方交叉对接即可。如果想要与标准的设备通信，就要做电平转换，将TTL电平转到RS232电平或将RS232电平转成TTL电平。本实验仪提供用户串行通信接口,可以用这两个插孔进行RS232通信程序实验,经电平转换后，再通过实验仪的“用户串口”接到PC机或其它RS232设备，实现图14：液晶屏显示控制电路液晶显示屏或门与门非门微机原理及应用实验指导书9数据互传。实验一存储器块清零实验一、实验目的：1、掌握存储器读写方法；2、了解存储器的块操作方法。二、实验内容：指定存储器中某块的起始地址和长度，要求能将其内容清零。具体要求：将数据段中以BLOCK地址(0400H)开始的256个内存单元清零。三、实验用设备仪器及材料：计算机，伟福Lab2000P仿真实验箱。四、实验方法及步骤：1、打开实验箱电源。2、在windows桌面上双击WAVE图标。3、建立与伟福实验箱的通信仿真器的选择：Lab2000P仿真实验系统仿真头：8088/86实验端口选择：COM14、编写实验程序。5、编译：项目\编译，编译的过程同时也是将程序下传到实验台。6、程序执行前：检查数据段中以BLOCK地址开始的256个单元的内容。7、运行（全速执行，单步，跟踪）。8、程序执行后：检查数据段中以BLOCK地址开始的256个单元的内容。9、关实验箱电源，关主机。注意：程序运行结束后，检查结果数据的方法如下：1、结果放在存储单元情况：打开伟福软件，选择菜单中的[窗口]/[数据窗口]，选择MEMORY，找到地址0400H，既可以检查实验结果。2、结果放在寄存器的情况：打开伟福软件，选择菜单中的[窗口]/[CPU窗口]，查看SFR特殊功能寄存器，检查实验结果。五、实验程序流程图：微机原理及应用实验指导书10设置块长度设置块起始地址当前地址内容清零地址加1是否清除完结束是否六、发挥部分：1、编写程序，实现将存储器0400H---04FFH的256个单元改为0---FFH。2、编写程序，实现将存储器0400H---0463H的100个单元改为0---99D。实验二多分支程序设计实验一、实验目的1、掌握分支程序的设计方法。2、掌握宏定义及宏调用的基本方法。3、了解小写和大写字母的ASCII码表示及其转换方法。了解数字及其它字符在的ASCII码表示方法。4、进一步掌握调试工具的使用方法二、实验预习要求1、复习比较指令、条件转移指令的用法。2、复习宏定义及宏调用的基本方法。3、根据“2.3.3实验内容”中给出的4、程序框架中显示提示信息的指令序列用宏调用实现。5、从“2.3.4三、实验内容从键盘输入一字符，判断该字符是小写字母、大写字母、数字或其它字符。若输入为小写字母，显示“YouInputaLowercaseLetter”；若输入为大写字母，显示“YouInputaUppercaseLetter”；若输入为数字，显示“YouInputaDigit”；若输入为其它字符，显示“YouInputOtherLetter”。1、编程指导数字0~9的ASCII码为30H~39H；大写字母的ASCII码为41H~5AH，小写字母的ASCII微机原理及应用实验指导书11码为61H~7AH。本题目将字符分为小写字母、大写字母、数字及其