机自学院自动化系2016.3.20
目录
实验一开关状态显示 (3)
实验二模拟交通灯实验 (6)
实验三8253定时器/计数器实验 (10)
实验四D/A转换器实验 (15)
实验五A/D转换器实验 (18)
实验六8259中断控制（1） (22)
实验七8259中断控制（2） (25)
实验一开关状态显示
一、实验目的
熟悉实验箱和软件开发平台的使用。了解基本I/O端口的操作方法和技巧，掌握编程和调试基本技能。
二、实验内容
利用74LS244作为输入口，读取开关状态，根据给定表格中开关状态对应的输出关系，通过74LS273驱动发光二极管显示出来。
三、实验区域电路连接图
参考上图连线：
Y0～Y1接K1～K2（对应J1、J2）；Q0～Q7接L1～L8（对应J3至J10）；CS1接8000H 孔（对应J12）；CS2接9000H孔（对应J11）；IOWR→IOWR；IORD→IORD；然后用数据排线连接JX7→JX17（BUS2）。
四、编程指南
本实验要求编写程序将连接在74LS244芯片端口的开关状态读入，根据下面表格给出的开关状态对应的LED输出灯亮状态，控制74LS273芯片驱动LED。按下MON或系统复位键则返回监控。
五、程序框图
六、实验步骤
1. 按连线图连接好，检查无误后打开实验箱电源。
2. 在PC端软件开发平台上输入设计好的程序，编译通过后下载到实验箱。
3. 运行程序后，拨动K1-K2，L1-L8会跟着亮灭。
4. 如果运行不正常就要检查连线，程序。排查错误，修改程序，直到运行程序正常。
七、实验程序清单及注释
根据要求编写程序，最后记录调试成功的程序，写好注释便于自己或他人阅读。
八、实验报告
应包括画电路图、实验程序框图、编程（要有注释）、调试过程及心得体会等。问答题：
1. I/O端口的寻址方式有哪2种？在x86系统中，采用哪一种？
2. 在输入/输出电路中，为什么常常要使用锁存器和缓冲器？
实验二模拟交通灯实验
一、实验目的
1. 学习在PC机系统中扩展简单I/O 接口的方法。
2. 进一步学习编制数据输出程序的设计方法。
3. 学习模拟交通灯控制的方法。
二、实验内容
用8255做输出口，控制十二个发光管（4组红绿黄灯）的亮灭，模拟十字路口交通灯管理。
三、实验区域电路连接图
PC0→L3；PC1→L7；PC2→L11；PC3→L15；红灯
PC4→L2；PC5→L6；PC6→L10；PC7→L14；绿灯
PB4→L1；PB5→L5；PB6→L9；PB7→L13。黄灯
8255数据、控制线内部已线连好。
四、编程指南
1. 通过8255A控制发光二极管，PB4-PB7对应黄灯，PC0-PC3对应红灯，PC4-PC7对应绿灯,以模拟交通路灯的管理。
2. 要完成本实验，必须先了解交通路灯的亮灭规律，设有一个十字路口l、3为南北方向，2、4为东西方向，初始状态为四个路口的红灯全亮，之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延时一段时间后，l、3路口的绿灯熄灭，而l、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，l、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车，延时一段时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，再切换到l、3路口方向，之后，重复上述过程。
3. 程序中设定好8255A的工作模式及三个端口均工作在方式0，并处于输出状态。
4. 各发光二极管共阳极，使其点亮应使8255A相应端口的位清0。
五、程序框图
六、实验步骤
1. 按连线图连接好，检查无误后打开实验箱电源。
2. 在PC端软件开发平台上输入设计好的程序，编译通过后下载到实验箱。
3. 运行程序后，观察模拟交通管理灯是否按照设计的规律变化。
4. 如果运行不正常就要检查连线，程序。排查错误，修改程序，直到运行程序正常。
七、实验程序清单及注释
根据要求编写程序，最后记录调试成功的程序，写好注释便于自己或他人阅读。
八、实验报告
应包括画电路图、实验程序框图、编程（要有注释）、调试过程及心得体会等。
问答题：
1.8255A的哪个端口能实现位操作输出（按位置位/复位）？执行控制字写入
操作的端口是哪个？
2.写出下图中Intel8255A占用的4个端口地址。
A
A4
实验三8253定时器/计数器实验
一、实验目的
1.学会8253芯片与微机接口的原理和方法。
2. 掌握8253定时器/计数器的工作原理和编程方法。
二、实验内容
编写程序，将8253的计数器0设置为方式2（频率发生器），计数器1设置为方式3（方波频率发生器），计数器0的输出作为计数器1的输入，计数器1的输出接在一个LED上，运行后可观察到该LED在不停地闪烁。
1.编程时用程序框图中的二个计数初值，计算OUT1的输出频率，用表观察LED，进行核对。
2.修改程序中的二个计数初值，使OUT1的输出频率为1Hz，用手表观察LED，进行核对。
3.上面计数方式选用的是16进制，现若改用BCD码，试修改程序中的二个计数初值，使LED的闪亮频率仍为1Hz。
三、实验区域电路连接图
CS3→0040H；JX8→JX0；IOWR→IOWR；IORD→IORD；A0→A0；A1→A1；
GATE0→+5V；GATE1→+5V；OUT0→CLK1；OUT1→L1；CLK0→0.5MHz；(单脉冲与时钟单元)四、编程指南
8253是一种可编程定时/计数器，有三个十六位计数器，其计数频率范围为0-2MHz，用+5V单电源供电。8253的六种工作方式：
⑴方式0：计数结束中断⑷方式3：方波频率发生器
⑵方式l：可编程频率发生⑸方式4：软件触发的选通信号
⑶方式2：频率发生器⑹方式5：硬件触发的选通信号
8253方式控制字
SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCD
00：选择计数器0 01：选择计数器1 10：选择计数器2 11：未使用00：锁定计数器
01：选择低8位
10：选择高8位
11：选择16位
（先读写低8位
后读写高8位）
000：选择方式0
001：选择方式1
x10：选择方式2
x11：选择方式3
100：选择方式4
101：选择方式5
计数码
制选择：
0：二进
制计数
1：BCD
码计数
8253初始化编程
1.8253初始化编程
8253的控制寄存器和3个计数器分别具有独立的编程地址，由控制字的内容确定使用的是哪个计数器以及执行什么操作。因此8255在初始化编程时，并没有严格的顺序规定，但在编程时，必须遵守两条原则：
①在对某个计数器设置初值之前，必须先写入控制字；
②在设置计数器初始值时，要符合控制字的规定，即只写低位字节，还是只写高位
字节，还是高、低位字节都写（分两次写，先低字节后高字节）。
2.8253的编程命令
8253的编程命令有两类：一类是写入命令，包括设置控制字、设置计数器的初始值命令和锁存命令；另一类是读出命令，用来读取计数器的当前值。
锁存命令是配合读出命令使用的。在读出计数器值前，必须先用锁存命令锁定当前计数寄存器的值。否则，在读数时，减1计数器的值处在动态变化过程中，当前计数输出寄存器随之变化，就会得到一个不确定的结果。当CPU将此锁定值读走后，锁存功能自动失效，当前计数输出寄存器的内容又跟随减1计数器变化。在锁存和读出计数值的过程中，减1计数器仍在作正常减1计数。这种机制确保了即能在计数过程中读取计数值，又不影响计数过程的进行。
五、程序框图
六、实验步骤
1. 按连线图连接好，检查无误后打开实验箱电源。
2. 在PC端软件开发平台上输入设计好的程序，编译通过后下载到实验箱。
3. 运行程序后，观察LED闪烁周期（可以看10次或更多次闪烁时间，以提高观察准确度）。
再按要求调整初始值，使得闪烁周期为1S时间。
4. 如果运行不正常就要检查连线，程序。排查错误，修改程序，直到运行程序正常。
七、实验程序清单及注释
根据要求编写程序，最后记录调试成功的程序，写好注释便于自己或他人阅读。
八、实验报告
应包括画电路图、实验程序框图、编程（要有注释）、调试过程及心得体会、计算步骤及结果、观察过程、实验内容部分要求的1Hz及BCD码的修改程序。
问答题：
1.8253初始化编程时需要遵循的原则是什么？
2.简述8253初始化编程的步骤。
实验四D/A转换器实验
一、实验目的
了解D/A转换的基本原理，掌握DAC0832芯片的性能、使用方法及对应的硬件电路。
二、实验内容
编写程序，要求输出锯齿波、三角波及方波，分别用示波器观察波形；如有能力，把三段程序编在一起，循环输出三种波形。
三、实验区域电路连接图
连线如下所示：
CS5→8000H；
IOWR→IOWR；
JX2→JX17；
AOUT→示波器。
四、编程指南
1. 首先须由CS片选信号确定量DAC寄存器的端口地址，然后锁存一个数据通过0832输出，典型程序如下：
MOV DX，DAPORT ；0832口地址
MOV AL ，DATA ；输出数据到0832
OUT
DX ，AL
2. 产生波形信号的周期由延时常数确定。
五、程序框图
六、实验步骤
1. 按连线图连接好，检查无误后打开实验箱电源。
2. 在PC 端软件开发平台上输入设计好的程序，编译通过后下载到实验箱。
3. 运行程序后，用示波器测量0832左侧AOUT 插孔，应有方波或锯齿波输出。
4. 如果运行不正常就要检查连线，程序。排查错误，修改程序，直到运行程序正常。
七、实验程序清单及注释
根据要求编写程序，最后记录调试成功的程序，写好注释便于自己或他人阅读。
八、实验报告
应包括画电路图、三个实验程序框图、编程（要有注释）、调试过程及心得体会等。得到的波形图要标示出示波器的量度（纵向每格电压幅度、横向每格时间标度）。波形的转折点处要标示清楚。给出清晰、明了的示波器波形解读（幅度和周期）。
问答题：
1.DAC产生波形的频率如何调节？频率上限的限制取决于那些因素？
2. 如果要求产生正弦波一般用什么方法实现？具体如何实施的（给个方案）。
实验五A/D转换器实验
一、实验目的
了解模/数转换基本原理，掌握ADC0809的使用方法。掌握A/D转换与计算机的接口方法，了解ADC0809芯片的转换性能及编程，了解计算机如何进行数据采集。
二、实验内容
编写程序，用查询方式采样输入模拟电压（模拟量电压从实验装置的电位器接入），并将其转换为二进制数字量，用发光二极管显示。
三、实验区域电路连接图
IN0→AOUT1(可调电
压,VIN→+5V)；
IOWR→IOWR；
IORD→IORD；
CLK→500K(单脉冲与时
钟单元)；
ADDA、ADDB、ADDC→GND；
CS4→8000H
JX6→JX17（数据总线）
PA0~7→L1~L8
四、编程指南
1. ADC0809的START端为A/D转换启动信号，ALE端为通道选择地址的锁存信号，实验
电路中将其相连，以便同时锁存通道地址并开始A/D采样转换，其输入控制信号为CS 和WR，故启动A/D转换只须如下两条指令：
MOV DX,ADPORT ；ADC0809端口地址
OUT DX,AL ；发CS和WR信号并送通道地址
2. A/D转换芯片为逐次逼近型，精度为8位，每转换一次约100微秒，所以程序若为查
询式，则在启动后要加适当延时。用延时方式等待A/D转换结果，使用下述指令读取A/D转换结果。
MOV DX,ADPORT ；ADC0809端口地址
IN AL,DX
3. 循环不断采样A/D转换的结果，边采样边显示A/D转换后的数字量。
五、程序框图
六、实验步骤
1. 按连线图连接好，参考实验一连接8255和LED让ADC转换结果在LED上显示。电位
器只需连接中心抽头，电源内部已经连接好了（电位器无需连接电源，以防短路）。
检查无误后打开实验箱电源。
2. 在PC端软件开发平台上输入设计好的程序，编译通过后下载到实验箱。
3. 运行程序后，观察LED显示，记录代码，计算获得的代码是否与输入电压符合。如果
显示的代码末位跳动厉害，影响观察，可以插入延时（大概1秒左右）。
4. 如果运行不正常就要检查连线，程序。排查错误，修改程序，直到运行程序正常。
5. 修改程序把延时获取A/D数据的方式改成查询EOC获取A/D数据的方式，指定8255