《微机原理与接口实验》实验大纲

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《微机原理与接口实验》实验大纲

课程名称：微机原理与接口实验
课程编号：104124026
总学时： 18
适用对象：计算机科学技术
一、教学目的与任务
微机原理及接口技术是一门实践性很强的专业技能课，通过实验环节使学生掌握微型计算机与外设连接的有关技术，以及一些典型通用接口的工作原理、工作过程及应用方法，培养学生对接口电路分析和设计的能力，使学生能将微型计算机与通用或专用外设连接起来，构成完整的微机系统或计算机控制系统。
二、教学基本要求
1、熟练了解实验系统的组成、原理和使用方法；
2、熟悉微机系统的硬件设计方法；
3、掌握8255A芯片的性能和应用；
4、掌握8259A芯片的性能和应用；
5、掌握16550芯片的性能和应用；
6、掌握8253/8254芯片的性能和应用；
7、掌握A/D和D/A芯片的性能和应用；
8、掌握DMA8237芯片的性能和应用；
9、进一步熟悉8086汇编语言的编程方法、技巧和汇编语言程序调试的全过程
三、实验内容及要求
1、8253/8254计数/定时器应用
实验目的：
掌握8253/8254定时／计数器的编程方法；掌握8253/8254的典型应用电路接法。
实验内容：
(1)编写程序，用开关模拟计数，使每当按动KK1五次后，产生一次计数中断，并在屏幕上显示一个字符‘5’。
(2) 编写程序，应用8253/8254的定时功能，实现一个秒表计时并在屏幕上显示。
2、8255接口扩展及应用
实验目的：
掌握8255并行I／O接口芯片的编程方法；掌握通过并行I／O端口进行数字量输入／输出的基本方法。
实验内容：
(1) 编写程序，使8255的A口为输出，B口为输入，完成拨动开关到数据灯的数据传输。要求只要拨动开关，数据灯的显示就改变。
(2) 编写程序，使8255的A口和B口均为输出，实现16位数据灯的相对循环显示。
3、16550串口控制器应用
实验目的：
了解串行通信的基本知识；掌握16650的编程方法；学习通信程序的设计。
实验内容：
(1) 编写程序，向串口连续发送一个数据（55H）。将串口输出连接到示波器上，用示波器观察数据输出产生的波形，分析串行数据格式。
(2) 编写程序完成PC机串口与实验装置串口的通讯，由PC机串口1发数，实验装置串口接收。
4、8259中断控制器及应用
实验目的：
掌握8259的工作原理和初始化方式，熟悉试验中涉及到的中断屏蔽寄存器IMR和中断服务寄存器ISR等的使用方法；学会中断处理程序的编写。
实验内容：
(1) 利用PC机给实验系统分配的中断线，设计一个单中断应用，使8259产生中断，产生中断后，显示一个字符。中断源可来自8254定时器的输出脉冲，也可以是单脉冲发生器产生的脉冲。
(2) 利用实验平台上8259控制器对扩展系统总线上的中断线INTR进行扩展。编写程序对8259控制器的IR0和IRQ1中断请求进行处理。
 5、键盘扫描及显示设计实验
实验目的：
学习按键扫描的原理及电路接法；掌握利用8255完成按键扫描及显示。
实验内容:
连接8255与键盘扫描单元，编写程序完成按键扫描功能，并将读到的按键值依次显示在数码管上。
6、DAC0832和ADC0809应用
实验内容：
了解数/模转换和模/数转换的基本原理；掌握DAC0832和ADC0809的编程控制和使用方法；
实验内容:
(1) 设计实验线路并编写程序，实现数字信号到模拟信号的转换，输入数字量由程序给出。要求输出方波和三角波，并用示波器观察输出模拟信号的波形。
 (2) 设计实验线路编写实验程序，用ADC0809完成模拟信号到数字信号的转换。输入模拟信号由A/D转换单元可调电位器提供的0～5V,输出数字量显示在显示器屏幕上。显示形式为：AD0809：IN0XX。
7、DMA数据传送
实验目的：
掌握DMA工作方式的设置和DMA控制器8237正确的编程和使用方法；掌握如何在80X86系统机的工作环境下进行DMA方式的数据传送。
实验内容:
利用实验平台的DMA控制器8237，将SRAM单元中低8位存储器的0000H-000BH共12字节以传送形式写到000CH-0017H中。并读取存储中的数据，验证传送的正确性。
四、学时分配与教学方式
总学时：16

序号 实验名称 学时 实验类型 实验要求
1 8253/8254计数/定时器 2 验证 必做
2   8255接口扩展及应用 2 验证 必做
3   16550串口控制器应用 4 设计 必做
4   8259中断控制器及应用 4 综合 必做
5   键盘扫描及显示设计实验 2 验证 必做
6   DAC0832和ADC0809应用 2 验证 必做
7   DMA数据传送 2 验证 必做
合  计 18  

教学方式：教师提示实验原理，学生自己设计实验。每次实验前，学生必须按照要求进行不少于实验课时数的预习与准备。实验后要求学生在实验报告中进行总结，消化理解课堂上学习的微型计算机各部分工作原理，在正确完成实验的情况下，提倡学生自行设计新的实验题目，或对某些实验的实验条件加以改变，然后由学生思考并动手实现相应的实验，进一步提高学生对微型计算机接口技术的应用能力。实验结果必须经实验教师认可。
五、考核方式
实验理论、实验方法、实验技能和实验报告相结合。
六、本课程与其他课程的关系
本实验作为计算机科学与技术专业“计算机体系结构——计算机组成原理——微型计算机原理及其接口技术”系列实验的一个重要环节。在这一环节中，微型计算机原理及其接口技术突出应用。因此，它的先修课程是数字电路、汇编语言、计算机组成原理，它的后继课程有计算机维修、单片机原理、计算机控制等。
七、教材与参考书
教材： 《微型计算机原理学习与实验指导》，西安电子科技大学出版社
教学参考书：《微型计算机原理与接口技术实验指导》，清华大学出版社
八、其他需要说明的问题
实验教学应穿插于理论教学的全过程，任课教师跟班辅导的方式，师生动手，将课堂上师生共同分析设计的模拟实验，通过实际操作，在实验平台上得出预想的结果加以验证，进而引出新的实验题目，由学生自行分析设计。通过操作及实验结果消化验证微机及接口芯片的工作原理；培养学生动手能力和创新能力。实验课后学生提交实验报告，教师予以批阅，了解学生学习效果，及时发现并更正学生知识消化过程中出现的错误。

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