本书是《微型计算机原理与接口技术》实践指导书，根据“计算机基础课程教学指导委员会”关于“微型计算机原理与接口技术”课程教学基本要求编写而成。全书共分7章，包括绪论、指令系统应用及汇编语言程序设计、存储器与简单I/O接口、中断技术与DMA技术、可编程定时/计数器控制、并行和串行数字接口电路设计、模拟接口设计等。全书提出了近百个具有代表性的实验项目，每章的实验题目又分为基本型、综合型和探究型3个层次，对应于基础、综合、创新的3个实践阶段，其中每类都将一个典型性的项目作为案例，在对其实验设计思路进行启发分析的基础上给出了参考答案。



        本书适合作为高等学校非计算机理工科专业相关课程实验和课程设计的指导书，也可作为大学生开展课外电子设计、接口控制系统设计等科技创新实践活动的参考书，对从事计算机应用系统开发设计的工程技术人员也有实用参考价值。

        实验教学是“微型计算机原理与接口技术”（或“计算机硬件技术基础”）课程的重要组成部分，作为陕西省重点攻关项目“计算机基础课程实验项目教学资源建设”的研究成果之一，本书与理论教学紧密结合，通过设计近百个不同层次的实验项目，可使学生达到对理论教学中所学概念原理的深入理解和掌握的目的。



        全书共分为7章，第1章为绪论，为全书的总体介绍，包括本书的设计思想、总体设计目标、覆盖的知识单元和实验单元、适用课程和对象等，希望藉此使读者能对本书的全貌有初步了解。第2章是80x86基本指令系统及汇编语言程序设计类实验项目，包括80x86基本指令的应用，利用汇编语言实现顺序、分支和循环结构的程序设计，DOS功能调用及综合程序设计等。通过该章的实验项目，将使学生能够具备基本的汇编语言程序设计能力，掌握一些基本的设计技巧，满足简单的计算机控制系统软件的设计要求。第3章为存储器设计，主要训练学生利用已有半导体存储器芯片设计需要的内存空间的方法和能力。所设计的实验项目中还涉及存储器芯片与部分I/O接口芯片的综合应用。第4章为与中断技术与DMA技术相关的实验项目，这部分内容在课堂理论教学中属于难点，学生较难理解和掌握。设计与此相关的实验项目，旨在帮助学生进一步理解中断控制和DMA控制的基本原理，并能根据具体需求灵活应用。第5章、第6章为数字接口电路实验，其中，第5章以可编程定时/计数器为主，第6章则以并行和串行接口（包括简单接口和可编程接口）为主。考虑到教学以掌握原理性内容为主，本章实验所选芯片均为8位接口芯片，对应于8088处理器和总线系统。第7章为模拟接口实验。



        为了满足不同层次、不同类型学校和不同专业对微机原理课程实践教学的多样化需求，书中每章的实验项目均分为基本型、综合型和探究型3个层次，对应于基础、综合、创新的3个实践阶段。此外，每章均给出含完整实验过程描述和解释的、具有代表性的“典型实验案例”，以帮助学生掌握相关内容。各类实验的设计原则本书在第1章的绪论部分给出了较明确的描述。



        本书可满足不同层次教学对象和按不同教学模式进行“微型计算机原理与接口技术”课程实验教学的需要。在实际教学实施中，可根据不同专业的特点及其对本课程的教学需求，选择相应层次的实验题目。书中每个实验项目的建议学时数（包括课内计划学时和课外使用学时）仅供参考。



        本书由吴宁主编，并负责编写第1、5、6、7章；第3章和第4章由陈文革编写；第2章由夏秦编写。



        由于时间仓促编者水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请同行专家和广大读者不吝赐教，以便再版时修订。
编者   

2012年4月

 

第1章  绪论 1

1.1  设计思想和意图 1

1.1.1  实验教学的总目标 1

1.1.2  本书编写思想 2

1.1.3  本书编写目的 2

1.1.4  本书编写原则 2

1.2  覆盖的知识点和技能点 3

1.3  本书实验环境及使用说明 4

1.3.1  实验环境 4

1.3.2  适用对象和使用方法 4

第2章  指令系统应用及汇编语言程序设计 6

2.1  概述 6

2.1.1  实验目标及涵盖范围 6

2.1.2  实验环境 7

2.2  基本型实验 23

【实验2-1】数据传送指令 23

【实验2-2】算术逻辑运算指令 26

【实验2-3】移位操作指令 28

【实验2-4】串操作指令 30

【实验2-5】DOS/BIOS功能调用指令 31

【实验2-6】顺序程序设计 33

【实验2-7】分支程序设计 36

【实验2-8】循环程序设计 38

【实验2-9】子程序结构设计 39

2.3  综合型实验 41

【实验2-10】排序程序设计 41

【实验2-11】码制转换程序设计 46

【实验2-12】字符搜索程序设计 47

2.4  探究型实验 49

【实验2-13】读/写文件 49

【实验2-14】画图 51

【实验2-15】双机串行通信 51

2.5  典型实验案例 54

【实验2-16】将键盘输入的十进制数转换为二进制补码 54

【实验2-17】密码验证程序设计 57

第3章  存储器与简单I/O接口 60

3.1  概述 60

3.2  基本型实验 61

【实验3-1】译码器电路的认知 61

【实验3-2】基于ISA总线的存储器地址译码器设计 63

【实验3-3】使用存储器映像的I/O地址译码器设计 64

【实验3-4】基于ROM的地址译码器 66

【实验3-5】单体（8位）存储器扩展1（位扩展） 67

【实验3-6】单体（8位）存储器扩展2（字扩展） 69

3.3  综合型实验 70

【实验3-7】简单的综合并行I/O接口（74LS273+74LS244） 70

【实验3-8】双体（16位）存储器扩展 73

【实验3-9】Flash存储器 75

【实验3-10】串行存储器 79

3.4  探究型实验 82

【实验3-11】同步控制方式的输入接口设计 82

【实验3-12】D触发器测试接口设计 84

【实验3-13】译码器的应用——动态7段数码管显示 85

【实验3-14】基于ROM的函数发生器 87

【实验3-15】基于ROM的7段码译码器 89

3.5  典型实验案例 91

【实验3-16】可选择地址范围的地址译码器 91

【实验3-17】存储器扩充及读/写测试 94

【实验3-18】EEPROM编程 97

第4章  中断技术与DMA技术 102

4.1  概述 102

4.2  基本型实验 103

【实验4-1】中断的认知——键盘中断 103

【实验4-2】以中断驻留方式显示系统时间 106

【实验4-3】中断驱动的打印机输出接口 108

【实验4-4】DMA数据传送认知 110

4.3  综合型实验 111

【实验4-5】温度闭环控制 111

【实验4-6】8路监测报警系统 114

【实验4-7】用DMA实现内存到I/O的数据传送 116

4.4  探究型实验 117

【实验4-8】基于中断方式的数据采集系统 117

【实验4-9】基于中断的双机串行通信 120

【实验4-10】用8253产生秒中断的电子时钟 122

4.5  典型实验案例 124

【实验4-11】80x86系统中断机理的认知 124

【实验4-12】中断驱动的输入接口 127

【实验4-13】用DMA实现存储器到存储器的数据传输 129

第5章  可编程定时/计数器控制 133

5.1  概述 133

5.2  基本型实验 133

【实验5-1】8253/8254工作方式0验证 133

【实验5-2】分频器实验 135

【实验5-3】利用定时器产生中断请求实验 136

【实验5-4】恒定频率报警器实验 138

【实验5-5】包装流水线控制实验 139

5.3  综合型实验 140

【实验5-6】电子发声设计 140

【实验5-7】频率测量实验 142

【实验5-8】8253/8254与8255综合应用实验 143

【实验5-9】8253/8254控制流水灯实验 145

5.4  探究型实验 146

【实验5-10】音乐演奏器设 146

【实验5-11】音乐闹钟设计 148

【实验5-12】模拟汽车限速 150

5.5  典型实验案例 151

【实验5-13】利用LED观察8253/8254的工作方式 151

第6章  并行和串行数字接口电路设计 154

6.1  概述 154

6.2  基本型实验 154

【实验6-1】I/O地址译码实验 154

【实验6-2】8位锁存器接口实验 156

【实验6-3】8位三态门接口实验 157

【实验6-4】7段数码管控制实验 158

【实验6-5】可编程并行接口8255方式0实验 160

【实验6-6】可编程并行接口8255方式1实验 161

【实验6-7】可编程串行接口8250/5251基础实验 162

【实验6-8】可编程串行接口8250/5251数据自收发实验 163

6.3  综合型实验 166

【实验6-9】交通灯控制实验 166

【实验6-10】流水灯控制实验 167

【实验6-11】带有时间倒计时及晚间状态的交通灯控制实验 168

【实验6-12】键盘扫描及显示实验 170

6.4  探究型实验 172

【实验6-13】并行接口双机通信实验 172

【实验6-14】步进电动机控制实验 174

【实验6-15】简易乒乓球游戏机设计实验 176

6.5  典型实验案例 178

【实验6-16】竞赛抢答器设计 178

第7章   模拟接口设计 181

7.1  概述 181

7.2  基本型实验 181

【实验7-1】D/A转换器基础实验 181

【实验7-2】简易函数发生器实验 183

【实验7-3】频率和幅值可调的简易函数发生器实验 184

【实验7-4】A/D转换器基础实验 185

【实验7-5】绘图仪控制实验 187

7.3  综合型实验 188

【实验7-6】电子琴实验 188

【实验7-7】A/D、D/A转换器与定时/计数器接口的综合应用实验 190

【实验7-8】数字录音机实验 193

【实验7-9】小直流电动机转速控制实验 195

7.4  探究型实验 196

【实验7-10】模拟水库报警泄洪 196

【实验7-11】虚拟示波器实验 198

【实验7-12】恒温实时控制实验 200

7.5  综合案例 201

【实验7-13】炉温控制接口卡设计实验 201

参考文献 205

无