《微机原理与接口技术》实验教学大纲

课程名称：	微机原理与接口技术
课程编号：	408016
适用专业：	计算机科学与技术
总 学 分：	3
总 学 时：	54
其中实验学时	12

一、实验课程性质、目的与任务

《微机原理与接口技术》课程微机原理与接口技术是各个高等学校计算机专业或者信息类专业学生的计算机技术的专业基础课程。通过本课程的学习，使学习者掌握8086至Pentium微处理器的寻址方式、指令系统及其汇编语言程序设计基本思想和方法,同时通过汇编语言程序设计进一步掌握利用程序设计充分发挥计算机效率的基本思想。通过实验实践熟悉硬件连接和程序调试技术。使学生掌握微型计算机原理与接口技术的基本知识，培养学生具有基本的微机硬件系统分析，微型计算机系统与接口设计、编程以及开发应用的能力。

微机原理与接口技术实验是学习和研究微机接口技术重要实践环节，其目的在于通过不同类型的实验使学生掌握微型计算机系统的基本原理、汇编语言设计以及基本接口的使用方法。在学生学完本课程后能较好地理解微型计算机系统的工作原理，掌握通过自编汇编语言程序从物理层对计算机的运行过程进行控制和管理，对各种接口设备能很好地使用，并能通过汇编语言对接口及接口设备进行控制，以达到控制计算机应用于实际控制过程的目的。

二、实验教学基本要求

要求掌握基本的实验器件的连接和汇编语言程序的编写工作。

实验要求：

1、完成实验前的预习准备工作，准备好实验所需的程序；

2、上机输入和调试自己所编写的程序并连接好相关的电路。

3、实验结束后，应整理出实验报告，实验报告应包括以下内容：实验项目名称；电路原理图；程序清单；运行结果；对运行情况所作的分析以及本次实验所取得的经验，如果实验未能实现，应分析其原因。

三、实验项目与类型

四、实验教学内容

实验一：音乐发生器接口实验

1、实验目的

通过音乐发生器实验，学习如何利用8253定时/计数器进行声音控制电路的设计原理与方法。

2、方法原理

音乐发生器驱动模块电路原理如下图所示。模块包含喇叭SPK，LM386A，74LS08，以及74LS245和LED等。其中LED是配合演奏音乐时产生发光效果而设置的。

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

（1）基本实验 通过编程使音乐发生器奏出音乐.

（2）按照实验原理图连接好硬件连线。

实验二：声-光报警器接口实验

1、实验目的

熟悉可编程并行接口芯片8255的使用和学习开关量接口电路及其控制程序的设计方法。

2、方法原理

．声-光报警器模块板电路原理如图2.1.4所示。模块板上包括4种简单的I/O外设：扬声器、8个LED彩灯、8位DIP开关及按钮开关SW3。它们都是并行接口的对象，虽然功能单一，结构简单，但都必须通过接口电路才能进入微机系统，接受CPU的控制，发挥相应的作用。

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

基本实验 编写程序控制音乐发生器和LED工作使他们组成声光报警装置，自己设置按键来控制音乐发生器启停。

实验三：波特率时钟发生器实验

1、实验目的

通过实验，学习如何利用8253产生波特率时钟的方法。

2、方法原理

波特率时钟发生器模块的电路原理如下图所示。模块包括8253，8255以及提供1.19318MHz工作时钟的分频器等

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

基本实验 产生8种时钟脉冲，作为串行通信8档波特率的发送（接收）移位脉冲，去控制串行通信的传输速率。输出波形，在示波器上显示出来。按ESC键，退出。

实验四：步进电机控制接口实验

1、实验目的

通过步进电机控制实验，学习并行接口电路及其控制程序的设计原理与方法。

2、方法原理

步进电机驱动模块板电路原理如下图所示。模块板上包括接口的对象永磁式四相步进电机和驱动电路达林顿管TIP，保护电路74LS373，相序指示灯以及开关SW₁和SW₂等。3、主要实验仪器及材料

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

基本实验:控制四相步进电机以双八拍方式运行，自己设置按键来控制电机的启停。

实验五：RS-232标准全双工查询方式异步串行通信实验

1、实验目的

学习RS-232C标准的串行通信接口电路及串行通信收/发程序的设计原理与方法

2、方法原理

RS-232标准串行通信接口电路原理:接口电路以8251为核心，8253提供发/收时钟，8255控制8253的Gate门。另外，还有MAX232作电平转换，MAX491作RS-232与RS-485的转换、JP31作中断申请开关等。因此，该接口电路可实现两种接口标准和查询/中断两种方式的串行通信。

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

甲乙两台微机之间，按RS-232C标准协议，进行零MODEM方式，全双工串行通信。所谓全双工是双方通过各自的键盘按键发送，同时接收对方发来的字符。发送与接收的字符均在屏幕上显示。通信数格式为起止式：1位停止位，7位数据位，无校验，波特率因子为16。波特率为1200bps。按ESC键，退出

实验六：RS-485标准半双工查询方式异步串行通信实验

1、实验目的

学习RS-485标准的串行接口电路组成原理以及中断方式串行通信程序设计方法

2、方法原理

接收端采用RxRDY来申请中断进行接收字符，发送端采用查询方式发送

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

甲乙两台微机之间，按RS-485标准，进行中断方式，半双工串行通信。甲机通过键盘向乙机发送字符，发送的字符在甲机的屏幕上显示。乙机以中断方式接收甲机发来的字符，接收的字符在乙机屏幕上显示。双方按Q或q键，程序退出。通信数据格式为起止式：1位停止位，8位数据位，无校验，波特因子16。波特率可选

实验七：查询方式A/D转换器接口实验

1、实验目的

学习查询方式A/D转换器接口电路及数据采集程序设计原理与方法

2、方法原理

A/D转换器模块电路原理如下图所示。接口对象ADC0809，以及8个被采集的模拟量信号AD输入通道跳接开关。

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

从ADC0809的任意通道（通道可选），以查询方式采集数据，并在屏幕上显示。按Q 或q键，程序退出。利用ADC0809的转换结束EOC通过8255实现查询

实验八：中断方式A/D转换器接口实验

1、实验目的

学习查询方式A/D转换器接口电路及数据采集程序设计原理与方法

2、方法原理

A/D转换器模块电路原理如下图所示。图中ADC部分的接口电路组成与实验七的基本相同，其不同点是采用中断方式，故使用平台板的JP12申请中断

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

从ADC0809的任意通道（通道可选），以查询方式采集数据，并在屏幕上显示。按Q 或q键，程序退出。利用ADC0809的转换结束EOC通过8255实现查询

实验：D/A函数波形发生器接口实验

1、实验目的

学习如何利用D/A转换器产生模拟事物的某种变化规律（曲线）的设计原理与方法

2、方法原理

D/A转换器模块电路原理如下图所示。DAC0832将数据线下来的数据信号转换成输出电流然后转换成电压的运放mA741和DACOUT输出插孔

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

基本实验 采用DAC0832，产生一锯齿波，并在示波器上显示。按ESC键，程序退出

实验六：中断方式彩灯控制实验

1、实验目的

通过8259中断控制器应用编程实验，学习中断控制器的工作原理及中断控制程序的设计方法。

2、方法原理

利用平台上的开关SW3，通过8255的PC4申请IRQ10号中断，实验的原理图如下图所示

3、主要实验仪器及材料

计算机、MFID实验平台

4、实验内容

在声光报警模块上按动SW3开关，通过8255向主机内的中断控制器申请10号中断，在中断服务程序中，点亮声光报警模块上的LED灯。

五、考核方法

1．教师对学生实验过程完成情况进行详细登记，记入实验成绩中。

2．学生完成实验后按要求撰写实验报告，根据实验报告确定每次实验的等级。

3．实验成绩按20%比例计入课程期评总成绩中。

六、实验指导书及主要参考书目

[1]周明德.《微机原理与接口技术(第二版)》.北京：人民邮电出版社，2007.

[2]刘乐善.《微型计算机接口技术及应用》.武汉：华中科技大学出版社，2000.

[3]肖洪兵.《微机原理与接口技术》.北京：北京大学出版社，2010.

[4] MFID多功能接口实验平台系统说明书及实验指导书

主 撰 人： 刘庆

审 核 人： 刘伟群

2012.6