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课程编码： 08365039
课程名称： 微机原理与接口实验
英文名称： Principle of Microcomputer and Interface Experiments
开课学期： 5
学时/学分： 32/1
适用对象：测控技术及仪器、电气工程及自动化专业本科生
指导教材及参考书：微机原理与接口实验指导书
主要参考书：
1、 黄海萍等编：《微机原理与接口技术实验指导》，国防工业出版社，2004年
2、 张仁杰编：《微机原理与接口技术综合实验教程》，大连理工大学出版社，2004年
3、 俞承芳编：《微机系统与接口实验》，复旦大学出版社，2005年
主要仪器设备：微型计算机，AEDK8688ET教学实验系统
执笔人：赵志杰
一、课程性质、目的与任务
微机原理与接口实验是电子电气信息类专业非常重要的一门计算机基础实验课程，是配合微机原理与接口技术而独立开设的一门实验课，是测控技术及仪器和电气工程及自动化专业的必修课。其任务是使学生通过实验中掌握计算机的基本组成、工作原理、接口电路及相对应的汇编语言程序设计、应用编程方法；在此基础上提高软件和硬件的综合开发能力，加强学生的动手能力和解决实际问题的能力，最终能熟练运用汇编语言，对基本的接口芯片能运用自如，初步具有微机及其电子系统软、硬件综合设计能力。。
二、教学基本要求
1、 通过实验初步掌握微型计算机构成原理及接口的特点。
2、 通过实验掌握80X86微型计算机的指令系统和汇编语言程序设计与调试方法。
3、 通过实验能够掌握常用接口芯片的使用方法，掌握基本接口电路的设计与实现方法。
4、 通过实验能够利用基本接口电路实现的简单应用系统的设计与实现方法，掌握简单微机应用系统的设计与实现方法。
三、教学内容及要求
通过此课程掌握程序设计与调试的基本方法，掌握转移程序、循环程序、查表程序、子程序、中断程序的设计方法，掌握基本接口电路（并串行接口、键盘和显示、定时/计数、模数/数模转换）的设计与实现方法，以及利用基本接口电路实现的简单应用系统的设计与实现方法。
a) 汇编语言程序设计与调试
熟悉80X86指令集，掌握动态调试程序DEBUG，了解汇编语言程序结构、常用伪指令格式和子程序的概念；理解标号与变量，以及过程与宏的联系和区别；掌握顺序、分支、循环三种基本结构程序的设计方法，掌握子程序设计与调用方法，掌握中断程序和DOS/BIOS功能的调用方法，掌握C语言和汇编语言的混合编程方法。独立完成相关的实验。
b) 基本接口电路的设计与实现
了解微机系统接口的基本结构和功能；理解并行接口与串行接口的概念及异同，掌握可编程并行接口芯片的编程应用；理解行/列扫描式键盘接口的硬件工作原理；了解A/D、D/A转换器在计算机系统中的地位和作用，了解典型DAC、ADC集成芯片及其性能参数，掌握ADC、DAC芯片与MPU的接口方法、应用与编程；了解定时器/计数器在计算机中的用途；理解计数器用作计数和定时的原理；掌握可编程定时计数器芯片工作方式及初始化编程；了解有关中断的基本概念，理解CPU响应中断的条件和中断处理过程，掌握8259A可编程中断控制器的应用和编程，掌握用户中断入口地址的设置。独立完成与上述内容相关的实验。
c) 简单应用系统的设计与实现
了解某一类典型微机应用系统的一般结构、分析与设计方法和实现应用系统的关键技术。掌握简单应用系统的设计与实现方法，并完成相关实验。
四、学时分配
序号
| 实验项目
| 内容提要
| 实验
类型
| 学时
分配
| 主要仪器
设 备
| 实验
地点
| 备注
|
1
| 熟悉PC机的使用和调试汇编程序的方法
| 内容：完成汇编程序由编辑、编译、链接到调试的全过程。在调试过程中应使用单步、断点等方法调试，注意观察寄存器、标志位和有关存储器内容的变化。完成给定的两个多位十进制数相减实验。在DEBUG下观察一些指令执行前后的数值变化。
目的：熟悉80X86指令集，掌握动态调试程序DEBUG，掌握简单程序的编制方法。
| 验证
| 2
| PC机
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法
|
2
| 简单程序设计
| 内容：实现十进制数的乘法，被乘数和乘数均以ASCII码形式存放在内存中；用串操作指令设计程序，实现在指定存储区中寻找匹配字符。
目的：掌握简单程序的设计和调试方法，掌握乘法和串操作指令。
| 设计
| 2
| PC机
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，编制实验程序
|
3
| 分支程序设计
| 内容：编写程序，将键盘接收到的四位十六进制数转换为等值的二进制数，并显示在屏幕上，如果输入的不是0-F间的数字，则显示出错信息，并要求重新输入。
目的：掌握分支程序设计和调试方法，掌握接收键盘数据的方法，并了解将键盘数据显示时须转换为ASCII码的原理。
| 设计
| 2
| PC机
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，编制实验程序
|
4
| 循环程序设计
| 内容：使用DEBUG程序，从首地址为1000H的内存区开始存放50个数，要求设计程序将这些数由小到大排序，排序后的数仍存放在该区域中。
目的：掌握循环程序的设计和调试方法，掌握用汇编语言编写气泡排序程序的思路和方法。
| 设计
| 2
| PC机
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，编制实验程序
|
5
| 简单DOS和BIOS调用汇编程序设计
| 内容：显示提示从键盘输入若干行字符串，每行字符串以回车或空格为结束符。全部结束符为“#”字符。当键入“#”后显示输入的最长和最短的字符串。
目的：掌握简单DOS系统功能和BIOS的调用方法。
| 设计
| 2
| PC机
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，编制实验程序
|
6
| 子程序和宏汇编的程序设计
| 内容：编写计算N!的程序。数值N由键盘输入，结果在屏幕上输出，N的范围为0~65535。
目的：掌握子程序设计和调试方法，掌握宏汇编的程序设计方法。
| 设计
| 2
| PC机
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，编制实验程序
|
7
| 简单中断程序设计
| 内容：设置不同的光标形状，起始行位置。
目的：了解和掌握用DOS中断INT 10H的01H/02H功能设置光标位置的方法。
| 设计
| 2
| PC机
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，编制实验程序
|
8
| 计算机钢琴程序
| 内容：编写程序，程序运行时使PC机成为一架可自动弹奏的“钢琴”，循环演奏简单的乐曲，按任意键返回DOS。
目的：掌握利用PC机扬声器发出不同频率声音的方法。学习利用系统功能从表格上读取字符的方法。
| 设计
| 2
| PC机
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，编制实验程序
|
9
| 8279键盘显示实验
| 内容：利用8279键盘显示接口及实验板上的键盘和八位LED数码管，编写程序在数码管上显示“HELLO”字样，按下任意键后，将键值显示在数码管上，按下结束键则返回DOS操作系统。
目的：熟悉并掌握系统中扩展8279键盘显示接口的方法，掌握8279工作原理和编程的方法。
| 设计
| 2
| AEDK8688ET教学实验系统
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，编制实验程序
|
10
| 8255中断实验
| 内容：编写程序，使8255工作于方式1（在此方式下，8255PC口作为A口或B口的选通、中断申请以及应答线），当PC4输入单脉冲时，8255的PC3将发出中断请求信号。
目的：学习8255的不同工作方式的编程。
| 设计
| 2
| AEDK8688ET教学实验系统
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，查阅相关器件资料，编制实验程序
|
11
| 8259中断实验
| 内容：中断请求通过ISA总线的IRQ2输入，用单脉冲电路产生的脉冲信号作为中断源。编写程序，要求每次PC机响应外部中断时，显示字符串“A 8259A INTERRUPT”，中断十次后程序退出。
目的：掌握8259中断控制器工作原理，熟悉实验中涉及到的中断屏蔽寄存器IMR和中断服务寄存器ISR等各寄存器的使用方法和中断处理程序的编写。
| 设计
| 2
| AEDK8688ET教学实验系统
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，查阅相关器件资料，编制实验程序
|
12
| 8253定时/计数器实验
| 内容：编程将8253的定时器0设置为方式3，定时器1设置为方式2，定时器0输出的脉冲作为定时器1的时钟输入。定时器2设置为方式2。用示波器观察各对应引脚之间的波形关系。
目的：了解8253定时器的硬件连接方法及时序关系。掌握8253的各种模式的编程及其原理。
| 设计
| 2
| AEDK8688ET教学实验系统
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，查阅相关器件资料，编制实验程序
|
13
| D/A转换实验
| 内容：编写程序，用键盘输入来控制D/A输出的波形，程序应能输出锯齿波、三角波、方波和正弦波。在计算机键盘上敲`5`键退出程序。
目的：掌握DAC0832芯片的性能、使用方法及对应的硬件电路，掌握C语言和汇编语言的混合编程方法。了解D/A转换的基本原理。
| 设计
| 2
| PC机及AEDK8688ET教学实验系统
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，查阅相关器件资料，编制实验程序
|
14
| A/D转换实验
| 内容：编制程序用中断方式采样输入电压，并将采样到的结果在PC机屏幕上显示。编制程序用中断方式采样输入电压，并将采样到的结果在PC机屏幕上用图形方式动态显示。
目的：掌握A/D转换与计算机的接口方法，掌握C语言和汇编语言的混合编程方法。了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程。通过实验了解计算机如果进行数据采集。
| 设计
| 2
| PC机及AEDK8688ET教学实验系统
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，查阅相关器件资料，编制实验程序
|
15
| 8251可编程串行口通讯实验
| 内容：编写程序，实现实验板与另一台计算机的通信。
目的：掌握8251芯片结构、一般原理和编程。了解实现串行通讯的硬件环境、数据格式的协议和数据交换的协议。
| 设计
| 2
| PC机及AEDK8688ET教学实验系统
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，查阅相关器件资料，编制实验程序
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16
| 步进电机驱动实验
| 内容：利用8255的PA口输出脉冲序列，键盘输入控制命令控制步进电机转速，并控制步进电机转向。通过改变脉冲信号频率来改变步进电机的转速。
目的：了解步进电机控制的基本原理，掌握控制步进电机转动的编程方法。
| 设计
| 2
| PC机及AEDK8688ET教学实验系统
| 微机原理实验室
| 预习实验指导书，了解实验目的、方法，查阅相关器件资料，编制实验程序
|
五、考核方式：
考查，成绩以学生平时的出勤率、实验验收结果和《实验报告》三部分决定。
