微機原理與接口技術(shù)經(jīng)典實驗案例集

內(nèi)容概要

　　《高等學校計算機基礎(chǔ)課程經(jīng)理實驗案例集叢書：微機原理與接口技術(shù)經(jīng)典實驗案例集》是教育部高等學校計算機基礎(chǔ)課程教學指導委員會組織編寫的《高等學校計算機基礎(chǔ)課程經(jīng)典實驗案例集叢書》之一。　　本書從“微型計算機原理與接口技術(shù)”課程的教學基本要求出發(fā)，按指令系統(tǒng)應用與匯編語言編程、存儲器與I/O端口擴展、DMA與中斷控制、可編程定時器／計數(shù)器控制、并行接口與串行接口、人機交互接口、模擬I/O接口以及計算機測控系統(tǒng)設(shè)計等8個知識（技能）單元，即分為8章，給出了百余個較有代表性的實驗項目，每個單元的實驗項目均分為基本型實驗、綜合型實驗、探究型實驗三類，其中每類都將一個更具典型性的項目作為案例，在對其實驗設(shè)計思路進行啟發(fā)分析的基礎(chǔ)上給出參考方案，其余項目則只作簡單思路介紹，詳細設(shè)計留待讀者自己完成。為了幫助使用本書的讀者（特別是任課教師）更好地把握本門課程實驗教學的全局，提高實驗教學的效率和效果，本書還特設(shè)了“第0章緒論”，對本課程實驗目標要求、實驗實施要則、實驗硬件／軟件支撐平臺和本書實驗項目選擇組織使用等作了必要說明?！　”緯勺鳛楦叩葘W校本?？聘鲗I(yè)相關(guān)課程實驗和課程設(shè)計的指導書，以及大學生開展課外電子設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計等科技創(chuàng)新實踐活動的參考書，對從事計算機應用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的工程技術(shù)人員也有實用參考價值。

作者簡介

鄒逢興，國防科學技術(shù)大學教授，1945年出生于江西峽江，1969年畢業(yè)于"哈軍工"。是首屆國家級教學名師，國務(wù)院政府特殊津貼獲得者，全軍優(yōu)秀教師，首屆全軍院校"育才獎"金獎獲得者，國家級教學團隊帶頭人，軍隊優(yōu)質(zhì)課程和國家級精品課程負責人。長期在國防科學技術(shù)大學從事電子技術(shù)、計算機應用、自動測控和故障診斷與可靠性技術(shù)等方面的教學與科研工作。先后負責完成國家863計劃、自然科學基金、高等教育質(zhì)量工程等各級各類科研、教研項目30余項，獲全國科學大會獎和國家級教學成果二等獎各1項，軍隊級教學成果一等獎2項，國家部委級／省級教學成果和科技進步二、三、四等獎多項；編著出版教材著作30余部，其中國家級、軍隊級統(tǒng)編／重點／規(guī)劃教材20余部，獲全國電子類專業(yè)優(yōu)秀教材一等獎1部、全國普通高等學校優(yōu)秀教材二等獎1部、中國圖書獎1部、省級優(yōu)秀教材獎1部、國防科學技術(shù)大學優(yōu)秀教材一、二等獎多部；在國內(nèi)外發(fā)表學術(shù)論文80余篇，多篇論文獲各級各類優(yōu)秀論文獎。

書籍目錄

第0章 緒論 0.1 本課程實驗目標要求 0.1.1 實驗總目標 0.1.2 實驗過程要求 0.1.3 實驗業(yè)務(wù)要求 0.2 本課程實驗實施要則 0.2.1 實驗方案確定 0.2.2 硬件／軟件設(shè)計 0.2.3 實驗現(xiàn)象觀測 0.2.4 實驗故障診治 0.2.5 實驗報告撰寫 0.3 本課程實驗支撐平臺 0.3.1 硬件實驗平臺 0.3.2 軟件開發(fā)環(huán)境 0.4 本課程實驗項目說明 0.4.1 實驗項目的選擇依據(jù) 0.4.2 實驗項目的組織原則 0.4.3 實驗項目的編寫思路 0.4.4 實驗項目的使用方法 0.4.5 實驗項目所涉知識點與技能點 第1章 指令系統(tǒng)應用與匯編語言編程 1.1 典型實驗案例 實驗1.1.1 編程將鍵盤輸入的十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制補碼 實驗1.1.2 密碼驗證程序設(shè)計 實驗1.1.3 MCS-51匯編語言與C語言混合編程 1.2 基本型實驗 實驗1.2.1 匯編語言程序的建立與執(zhí)行 實驗1.2.2 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 實驗1.2.3 基于條件轉(zhuǎn)移的分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 實驗1.2.4 基于跳轉(zhuǎn)表的多分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 實驗1.2.5 計數(shù)控制循環(huán)程序設(shè)計 實驗1.2.6 條件／狀態(tài)控制循環(huán)程序設(shè)計 實驗1.2.7 子程序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計 實驗1.2.8 DOS/BIOS功能調(diào)用認知 1.3 綜合型實驗 實驗1.3.1 算術(shù)運算類程序設(shè)計 實驗1.3.2 碼制轉(zhuǎn)換類程序設(shè)計 實驗1.3.3 數(shù)據(jù)排序類程序設(shè)計 實驗1.3.4 字符搜索類程序設(shè)計 1.4 探究型實驗 實驗1.4.1 用32位乘法指令實現(xiàn)64位乘法 實驗1.4.280X86匯編語言與C語言混合編程 實驗1.4.3 查表與散轉(zhuǎn)程序設(shè)計 第2章 存儲器與I/O端口擴展 2.1 典型實驗案例 實驗2.1.1 端口地址譯碼器設(shè)計與測試 實驗2.1.2 基于存儲芯片的I/O口擴展 實驗2.1.3 JK觸發(fā)器測試接口設(shè)計 2.2 基本型實驗 實驗2.2.1 I/O端口地址譯碼器設(shè)計 實驗2.2.28位單體存儲器設(shè)計 實驗2.2.3 基于鎖存器的8位輸出口設(shè)計 實驗2.2.4 基于三態(tài)門的8位輸入口設(shè)計 2.3 綜合型實驗 實驗2.3.1 利用存儲芯片擴展1/O口 實驗2.3.2 基于RAM陣列的FIFO緩存器設(shè)計 實驗2.3.3 雙口RAM緩存器設(shè)計 實驗2.3.4 Flash ROM外部數(shù)據(jù)存儲器設(shè)計 2.4 探究型實驗 實驗2.4.1 I/O同步控制方式研究 實驗2.4.216位雙體存儲器設(shè)計 實驗2.4.3 EPROM編程器設(shè)計 第3章 DMA與中斷控制 3.1 典型實驗案例 實驗3.1.1 中斷機理認知 實驗3.1.2 中斷驅(qū)動式I/O接口設(shè)計 實驗3.1.3 勞逸結(jié)合提醒器設(shè)計 3.2 基本型實驗 實驗3.2.1 中斷全過程認識 實驗3.2.2 以8259A級聯(lián)方式擴展中斷級 實驗3.2.3 中斷嵌套機理認知 實驗3.2.4 DMA數(shù)據(jù)傳送認知 3.3 綜合型實驗 實驗3.3.1 程序查詢式多中斷源服務(wù)判決設(shè)計 實驗3.3.2 中斷向量式多中斷源服務(wù)判決設(shè)計 實驗3.3.3 以附加8259A方式擴展中斷級 實驗3.3.4 中斷驅(qū)動式開關(guān)狀態(tài)檢測與顯示系統(tǒng)設(shè)計 3.4 探究型實驗 實驗3.4.1 電子秒表設(shè)計 實驗3.4.2 基于DMA傳送的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 實驗3.4.3 多請求源共享DMA通道進行DMA傳送 第4章 可編程定時器／計數(shù)器控制 4.1 典型實驗案例 實驗4.1.1 基于LED觀察的8253/8254工作方式驗證 實驗4.1.2 報警發(fā)聲器設(shè)計 實驗4.1.3 簡易數(shù)字頻率計設(shè)計 4.2 基本型實驗 實驗4.2.1 基于示波器觀察的8253/8254工作方式驗證 實驗4.2.2 脈沖參數(shù)測試儀設(shè)計 實驗4.2.330秒違例監(jiān)控與警告裝置設(shè)計 實驗4.2.4 作息時間響鈴自動化系統(tǒng)設(shè)計 4.3 綜合型實驗 實驗4.3.18253/8254與8259綜合應用 實驗4.3.2 新聞條目定時刷新顯示器設(shè)計 實驗4.3.3 電子發(fā)聲設(shè)計 實驗4.3.4 基于8051單片機設(shè)計測速測頻儀 4.4 探究型實驗 實驗4.4.1 照相機自拍指示裝置設(shè)計 實驗4.4.2 多量程數(shù)字頻率計設(shè)計 實驗4.4.3 彩色音樂演奏器設(shè)計 第5章 并行接口與串行接口 5.1 典型實驗案例 實驗5.1.18255方式1中斷式輸入／輸出 實驗5.1.2 智能化競賽搶答器設(shè)計 實驗5.1.3 模擬電子琴設(shè)計 5.2 基本型實驗 實驗5.2.18255方式0輸入／輸出 實驗5.2.28255方式1輸入／輸出 實驗5.2.38255方式2輸入／輸出 實驗5.2.48250/8251自發(fā)自收串行通信 5.3 綜合型實驗 實驗5.3.18255與8253/8254綜合應用 實驗5.3.2 用8255實現(xiàn)主從機并行通信 實驗5.3.3 基于RS-232/485的單片機與PC機串行通信 實驗5.3.4 基于PCF8563的實時時鐘設(shè)計 5.4 探究型實驗 實驗5.4.1 簡易乒乓球游戲機設(shè)計 實驗5.4.2 電纜通斷狀態(tài)自動檢測系統(tǒng)設(shè)計 實驗5.4.3 USB從模式與PC機通信 第6章 人機交互接口 6.1 典型實驗案例 實驗6.1.1 行／列掃描式鍵盤接口設(shè)計 實驗6.1.2 鍵盤與LED顯示器接口設(shè)計 實驗6.1.3 十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 6.2 基本型實驗 實驗6.2.1 開關(guān)與LED顯示器接口設(shè)計 實驗6.2.2 多位LED顯示器接口設(shè)計 實驗6.2.3 鍵盤接口設(shè)計 實驗6.2.4 并行打印機接口設(shè)計 6.3 綜合型實驗 實驗6.3.1 用LED顯示的電子時鐘設(shè)計 實驗6.3.2 點陣型LED顯示屏設(shè)計 實驗6.3.3 點陣型LCD顯示屏設(shè)計 實驗6.3.48279鍵盤／顯示器接口設(shè)計 6.4 探究型實驗 實驗6.4.1 簡易計算器設(shè)計 實驗6.4.2 多機共享打印機控制系統(tǒng)設(shè)計 實驗6.4.3 數(shù)字式密碼鎖設(shè)計 …… 第7章 模擬I/O接口 第8章 計算機測控系統(tǒng)設(shè)計 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   4.實驗涉及的知識點和技能點 中斷與中斷控制的基本概念，PC系列微機中斷機理，8259A可編程中斷控制器及應用。 5.實驗任務(wù) 在PC系列微機中斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用附加8259A的方式將總線上的IRQ3擴展為多個中斷源。本實驗要求： （1）將3個中斷源分別通過附加8259A的/Ro～/R2端口引人中斷控制器。 （2）當有中斷發(fā)生時，在主機屏幕上顯示出相應的中斷序號和有中斷發(fā)生的提示信息。 （3）實驗時可以用3個鈕子開關(guān)的"0"和"1"狀態(tài)來模擬中斷源，并設(shè)中斷請求為電平觸發(fā)。 6.實驗條件 （1） 80X86系列微機一臺。 （2）微機硬件實驗平臺。 （3）匯編語言或C語言編程環(huán)境。 7.實驗分析 在微機系統(tǒng)中通過增加8259A來擴展中斷系統(tǒng)規(guī)模的方法有兩種：一種是利用級聯(lián)線的方式進行擴展，形成主從式8259A系統(tǒng)；另一種是不用級聯(lián)線，而直接在系統(tǒng)的中斷請求線上附加8259A。 由于80X86系列微機的系統(tǒng)總線上均沒有提供相應的8259A的級聯(lián)線，因此通過級聯(lián)8259A從片的方法進行中斷級擴展顯然不方便，因此一般是采用附加8259A的方法進行中斷的擴展。在這種情況下，當附加的8259A上有中斷請求產(chǎn)生時，對其中斷請求的響應、處理和返回的過程如下： （1）附加8259A向系統(tǒng)板上的8259A發(fā)出INT中斷請求信號。 （2）系統(tǒng)板上的8259A向CPU（ 8088）發(fā)出INT中斷請求信號。 （3） CPU收到請求后在完成現(xiàn)行指令周期后向系統(tǒng)8259A發(fā)出INTA響應信號。 （4）系統(tǒng)8259A將中斷向量號送給CPU。 （5）程序轉(zhuǎn)入IRQn中斷服務(wù)程序，在該中斷服務(wù)程序中： ①向附加8259A的0口查詢中斷服務(wù)寄存器ISR后，轉(zhuǎn)到W2W1W0所指向的中斷服務(wù)程序，直至處理程序結(jié)束。 ②返回系統(tǒng)板8259A的IRQn中斷服務(wù)程序。 ③返回被中斷的主程序。 上述過程是采用中斷向量式和程序查詢式相結(jié)合的中斷服務(wù)判決機理來找到為之服務(wù)的中斷源。由于附加8259A的8個中斷源的中斷請求都是通過系統(tǒng)的某一根中斷請求線向微機系統(tǒng)發(fā)出中斷請求的，所以對于微機系統(tǒng)來說，它只接收了一個中斷源發(fā)出的請求信號。因此，在進行實驗的硬件設(shè)計時，可以將附加8259A的INT中斷請求線與微機總線上的某一根留給用戶使用的中斷請求線IRQ3相連接，這樣就實現(xiàn)了系統(tǒng)的一個中斷源擴展為8個中斷源的要求。 根據(jù)以上的中斷機理，就可以開始進行硬件電路的設(shè)計了。對于整個硬件電路的設(shè)計主要包括3個部分：附加8259A與微機的接口電路部分、地址譯碼電路部分和數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動電路部分。具體硬件電路的設(shè)計方案可以有多種。圖3.22 給出的是本實驗電路的基本電路框圖，具體的實現(xiàn)電路可自行設(shè)計。 了解了硬件電路的設(shè)計以后，就可以進行軟件的程序設(shè)計了。首先在主程序中應當對附加的8259A進行初始化處理。為此，需要為它分配兩個與系統(tǒng)中任何其他I/O端口不重疊的端口地址。同時，應按照實驗的要求來選擇寫初始化命令字ICW和操作命令字OCW。在本實驗中需要寫的命令字有ICW、ICW2、OCW1和OCW3（設(shè)置為不查詢方式）。

編輯推薦

《微機原理與接口技術(shù)經(jīng)典實驗案例集》可作為高等學校本專科各專業(yè)相關(guān)課程實驗和課程設(shè)計的指導書，以及大學生開展課外電子設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計等科技創(chuàng)新實踐活動的參考書，對從事計算機應用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的工程技術(shù)人員也有實用參考價值。

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