华中科技大学微机原理与接口实验报告.docx

一、硬件实验环境的检测
(一)硬件实验环境简介
TD-PIT实验装置提供了多种常用接口及控制应用部件,如定时器/计数器8254、并行接口8255、键盘输入及LED显示、二进制开/关输入及发光管显示等接口单元电路。TD-PIT实验装置还向PC机申请了接口实验所需的配置资源。其中包括16M的存储地址空间、256字节的I/O地址空间和一条中断请求线。中断请求线是映射到PC机内部的15条中断线的一个。。
TD-PIT实验装置的仿真ISA接口信号
信号名称
对应系统信号
功能
XD0—XD7
D0—D7
数据总线
XA0—XA15
A0—A15
地址总线
XMER、XMEW
MEMR、MEMW
存储器读写信号
XIOR、XIOW
IOR、IOW
I/O读写信号
IRQ
IRQ
中断信号(下降沿有效)
IOY0、IOY2、IOY3、IOY4
I/O设备片选信号
MY0、MY1、
存储器设备片选信号
TD-PIT实验装置提供了四个I/O设备片选信号和两个存储器设备片选信号,。
片选地址对应偏移地址范围
I/O设备片选信号
偏移地址范围
存储器设备片选信号
偏移地址范围
IOY0
00H—1FH
MY0
0000H—7FFFH
IOY2
40H—5FH
MY1
80000H—FFFFH
IOY3
60H—7FH
IOY4
80H—9FH
(二)硬件实验环境的检测
检测硬件环境的好坏是每次微机原理与接口实验之前的必需工作,防止试验中出现未知的bug而无从查起。
1. 检测方法
运行检测程序,用示波器检测实验装置的所有信号是否正常。如发现故障,应检查实验装置上该信号的连线是否开路,是否短路。查出故障,予以排除。
2. 检测工具
TD-PIT实验装置、示波器、连接线若干、PC机
3. 检测程序
若要在示波器上观测到实验装置上各种信号的波形,则必须执行循环程序,如果只执行几条语句而不构成循环,则输出的信号一闪而过,在示波器上就无法观测到信号的波形。
计算机执行无循环程序后无法退出,这种循环称为“死循环”。为防止“死循环”,必须在循环语句中加入退出循环命令,一般采用11号功能调用来退出循环。
测试程序如下所示:
Stck segment stack 'stack'
dw 32 dup(?)
stck ends
data segment
data ends
code segment
begin proc far
assume ss:stck,cs:code,ds:data
push ds
sub ax,ax
push ax
mov ax,data
mov ds,ax
AGN: MOV AL,0FH
MOV DX,0E060H ;送端口地址
IN AL,DX ;从给出端口输入数据
MOV DX,0E067H
OUT DX,AL ;从给出端口输出数据
MOV AH,0BH ;11号功能调用
INT 21H ;检测有无键盘输入
CMP AL,0 ;AL=FFH,有输入;AL=00,无输入
JZ AGN
ret
begin endp
code ends
end begin
4. 地址线、数据总线及有关信号控制的波形
(1)片选译码输出IOY0的信号
该信号应为负脉冲选通信号,。
片选译码输出信号波形
(2)地址线信号(XA4—XA0)
各信号输出如下图所示。
XA0—XA2、XA4—XA7地址信号波形
XA3地址信号波形
(3)数据线信号(XD0—XD7)
各信号波形如下图所示。
XD0—XD3数据线信号波形
XD4—XD7数据线信号波形
(4)I/O写信号和I/O读信号
脉冲波形如下图所示。
IOW或IOR信号波形
二、硬件实验过程总结(以I/O实验为例)
(一)设计前的准备及制定设计方案
1. 了解I/O接口实验的基本原理与实验要求。该实验要求编制一个循环程序,将从74LS244的输入的数据从74LS273的输出发光二极管上对应起来。具体实验原理图及实验内容见下文第三部分硬件大实验中I/O接口实验。
2. 准备好相关芯片和芯片的引脚图,以及芯片的输入输出关系。例如在I/O接口实验中用到了下列芯片,引脚图如下所示。

74LS273引脚图
74LS32引脚图
3. 编写硬件调试程序
实验环境测试程序将上文第一部