《微机原理实验教程》课件

微机原理实验教程欢迎学习微机原理实验课程本课程旨在通过实践操作帮助学生深入理解微机系统的工作原理、汇编语言编程及各种接口技术通过系统的实验训练，学生将掌握微机系统的硬件结构、指令系统和编程方法，为今后学习计算机专业课程和从事相关工作打下坚实基础本教程包含从基础认知到高级应用的多个实验，循序渐进地引导学生完成对微机系统的全面学习每个实验都配有详细的操作指导和注意事项，确保学生能够顺利完成实验任务并提升实践能力课程概述课程目标实验内容安排12通过本课程的学习，学生将掌握本课程共包含11个实验，从微机微机系统的基本组成、工作原理系统基本认知开始，循序渐进学和汇编语言编程技术培养学生习汇编语言基础、程序设计方法分析问题和解决问题的能力，提、中断系统、并行接口、串行通高学生的动手实践能力和创新思信以及A/D转换等内容，最后通维同时增强学生对计算机硬件过综合设计实验检验学习成果系统的理解，为后续专业课程学每周进行一次实验，每次实验约习奠定基础3-4学时考核方式3课程采用过程性评价与终结性评价相结合的方式日常实验报告占总成绩的，综合设计实验成果占，出勤及实验态度占实验报告需按60%30%10%时提交，实验操作需认真完成，综合设计要求独立完成并进行展示与答辩实验室安全规则电气安全实验室内严禁使用未经许可的电器设备插拔电源时须确保双手干燥，避免湿手操作导致触电发现电气设备冒烟、异味时，立即切断电源并通知实验室管理员不得擅自拆卸电气设备，防止触电和设备损坏设备使用注意事项使用前仔细阅读设备操作手册，按规程操作实验结束后，按照正确的关机步骤关闭设备，整理工作台面禁止在机房内饮食，防止液体溅入设备造成损坏不得随意更改系统设置和安装未经授权的软件应急处理流程发生意外时，保持冷静，立即通知实验室教师或管理员如遇火情，使用正确的灭火器材，并按照疏散指示撤离熟悉实验室安全出口位置和消防设备位置发生人身伤害时，根据伤情采取相应急救措施并及时就医实验工具介绍硬件设备软件环境常用仪器仪表本课程主要使用基于Intel8086/8088实验机安装有DOS操作系统、MASM汇实验过程中会使用到数字万用表、逻辑处理器的微机实验系统，包括主机、显编器、DEBUG调试工具、编辑器以及专笔、数字示波器等测量设备这些仪器示器、键盘和鼠标等标准配置特殊实用实验软件部分实验还会使用用于检测电路信号、测量电压电流、分验设备包括逻辑分析仪、数字示波器、Proteus仿真软件，帮助学生理解硬件析时序波形等使用前需进行必要的调微机接口实验箱和单片机开发板这些电路的工作原理实验室计算机配置固试和校准，确保测量结果准确实验前设备为学生提供了良好的硬件实验环境定的系统环境，请勿随意更改系统设置会有专门的仪器使用培训，确保学生掌，确保实验顺利进行握正确的操作方法实验一认识微机系统实验目的实验内容通过本实验使学生了解微机系统观察微机系统各部件的物理结构的基本组成，掌握计算机的启动和连接方式；学习计算机的开关过程，学会查看和分析系统硬件机步骤；进入BIOS设置并查看信息通过实际操作，使学生对系统信息；使用系统工具查看微机系统各部分功能和相互关系CPU、内存、硬盘等硬件信息；有直观认识，为后续实验打下基了解操作系统的基本功能和使用础方法实验步骤首先按照正确顺序连接计算机各部件；遵循规范流程开机并观察启动过程；通过按或等按键进入设置界面；查看并记录系统硬件配Del F2BIOS置信息；最后学习正确的关机步骤，并整理实验数据完成实验报告微机系统基本组成存储器系统输入输出设备包括只读存储器ROM和随机存取存储器RAMROM存储BIOS程序，提供包括键盘、鼠标、显示器、打印机等与用基本输入输出功能和系统引导RAM用户直接交互的设备，以及硬盘、光驱等外于存储程序和数据，分为常规内存、扩展部存储设备这些设备通过各种接口与主中央处理器CPU内存和高端内存区微机系统还包括机相连，如串行接口、并行接口、USB接系统总线作为计算机的核心，负责执行指令和数据Cache缓存，用于加速CPU与主存之间的口等输入输出操作通常由中断方式或处理8086/8088处理器是早期经典的连接各功能部件的公共通道，包括数据总数据交换I/O端口映射方式实现16位微处理器，具有16位数据总线和20线、地址总线和控制总线数据总线用于位地址总线，可直接寻址1MB内存空间传输数据，地址总线用于指定数据源或目其内部包含多个通用寄存器、段寄存器、的地址，控制总线用于传输控制信号总指令指针寄存器等，通过指令周期来执行线的宽度、速度和协议是影响系统性能的程序重要因素2314实验一操作演示开机流程1首先检查电源连接是否正确，然后按下电源按钮观察显示器是否正常显示开机画面，听取系统是否有异常声音开机过程中将进行自检（POST），检测系统硬件状态若有异常，系统会发出不同的蜂鸣声作为提示，正常情况下将加载操作系统设置2BIOS开机时按下特定按键（通常是Del或F2）进入BIOS设置界面在BIOS中可以查看和修改系统基本配置，如日期时间、启动顺序、硬件参数等注意在修改BIOS设置时要谨慎，错误的设置可能导致系统无法正常启动修改完成后选择Save Exit保存并退出系统信息查看3在DOS环境下，可以使用MEM命令查看内存使用情况，使用DEBUG工具查看硬件端口和内存内容在Windows环境中，可通过设备管理器或专业工具软件查看系统硬件信息，包括处理器型号、内存容量、硬盘信息等记录相关信息并分析系统配置实验一注意事项常见问题及解决方法开机无反应时，检查电源连接和电源开关；系统提示错误代码时，记录代码并查询手册；进入BIOS失败时，尝试不同的功能键组合；系统频繁重启可能是内存接触不良或电源问题；操作系统加载失败可能需要检查启动设置或硬盘连接遇到无法解决的问题及时向实验指导教师求助设备保护措施操作过程中避免强烈震动设备；不随意拔插外部设备；不在设备附近放置磁性物品；保持环境干燥清洁，避免液体溅入；不使用不明来源的存储设备，防止病毒感染；不随意更改系统设置，特别是BIOS中的高级选项；实验结束后按正确步骤关闭系统实验报告要求实验报告需包含实验目的、实验步骤、实验数据记录、问题分析和实验心得记录系统硬件配置详细信息，包括处理器型号、主频、内存容量、硬盘参数等描述BIOS中各主要设置项的功能和作用分析实验中遇到的问题及解决方法，总结微机系统各部分的功能和关系实验二汇编语言基础808616处理器架构寄存器数量本实验基于Intel8086/8088处理器架构8086处理器共有16个可编程寄存器，包括，这是一种16位微处理器，拥有8个16位通通用寄存器（AX、BX、CX、DX、SI、DI用寄存器和4个段寄存器，采用分段内存模、BP、SP）和段寄存器（CS、DS、SS、型进行内存管理ES）以及标志寄存器和指令指针寄存器64K段大小8086处理器采用段式内存管理，每个段的最大容量为64KB段寄存器和偏移地址共同确定物理地址，物理地址=段值×16+偏移地址汇编语言概述特点与应用与高级语言的区别汇编程序开发工具汇编语言是一种低级编程语言，与机器与C语言等高级语言相比，汇编语言更接本课程使用Microsoft宏汇编器指令有直接的对应关系，每条汇编指令近硬件，可移植性差，与特定处理器架MASM作为主要开发工具，它支持通常对应一条机器指令它能够直接访构紧密相关汇编程序编写难度大，调Intel语法的汇编代码开发流程包括问和控制计算机硬件，执行效率高，代试复杂，开发效率低，但性能优化潜力使用文本编辑器编写源代码.asm文件码紧凑，尤其适合编写对时间要求严格大高级语言一条语句可能对应多条汇，用MASM汇编器将源代码转换为目标的程序、设备驱动程序、嵌入式系统等编指令，而汇编指令与机器码几乎一一文件.obj，再用链接器生成可执行文汇编语言程序可以充分利用处理器的对应，程序员需要管理寄存器使用和内件.exe或.com，最后使用DEBUG等特性，实现高效的算法存分配等细节工具进行调试汇编源文件具有特定的格式和结构指令系统8086/8088寻址方式数据传送指令处理器支持多种寻址方式包括、、、、8086/8088MOV XCHGPUSH POP，包括立即寻址、寄存器寻址、直接寻IN、OUT等指令，用于在寄存器之间址、寄存器间接寻址、基址变址寻址和、寄存器与内存之间、寄存器与I/O端相对寻址等不同的寻址方式适用于不口之间传送数据MOV指令是最基本同的编程需求例如，立即寻址直接在的数据传送指令，用于将数据从源操作指令中包含操作数，执行速度快；而基数复制到目标操作数PUSH和POP址变址寻址适合数组和复杂数据结构的指令用于堆栈操作，对于子程序调用和操作正确选择寻址方式对程序效率有参数传递非常重要重要影响运算与控制指令算术指令包括、、、等；逻辑指令包括、、、ADD SUBMUL DIVAND ORXOR NOT；移位指令包括、、、；控制转移指令包括、、SHL SHRROL RORJMP CALLRET、等这些指令实现了程序的基本运算功能和控制流程，是汇编程序的核心组成INT部分合理使用这些指令可以实现各种复杂的算法实验二程序示例上图展示了几种基本汇编指令的示例代码数据传送指令示例展示了如何使用指令在不同寄存器之间传送数据，以及如何从内存MOV加载数据到寄存器算术运算指令示例演示了加法、减法、乘法和除法的基本用法，以及如何处理进位和溢出逻辑运算指令示例则展示了位操作指令的使用方法，这些指令在底层硬件控制中非常有用在实验过程中，学生需要输入这些示例代码，编译运行后观察寄存器值的变化，理解每条指令的功能和执行效果通过这些基础实例的练习，掌握汇编语言的基本编程方法和调试技巧实验二操作演示编辑汇编代码使用文本编辑器（如或记事本）创建汇编源文件文件应包含必要的段定义、Edit代码和数据声明汇编程序通常分为数据段和代码段，程序起始.DATA.CODE处需要指令指定内存模型，结束处使用指令编写完成后，保存为MODEL END格式文件，准备进行汇编和链接.ASM编译与链接在命令行下，使用命令对源文件进行汇编，语法为DOS MASMMASM若无语法错误，将生成目标文件然后使用命filename.asm;.OBJ LINK令进行链接，语法为，生成可执行文件对于简LINK filename.obj;.EXE单程序，也可以直接使用一步生成可执行的MASM/T filename.asm;.COM文件调试技巧使用工具对程序进行调试，通过命令加载DEBUG DEBUGfilename.exe程序可用命令查看和修改寄存器值，用命令显示内存内容，用R DT命令单步执行指令，用命令运行到断点调试过程中密切观察各寄存器值G变化和内存内容，理解程序执行流程和指令功能，及时发现并修正程序错误实验二注意事项语法错误处理实验报告要求常见调试问题汇编语言对指令格式要求实验报告需包含程序源代程序崩溃可能是由内存访严格，区分大小写，标点码、编译链接过程截图、问越界、堆栈溢出或除零符号使用需准确遇到语程序运行结果和分析对等错误引起使用调试工法错误时，注意查看错误于每个示例程序，要分析具单步执行，观察各寄存信息和行号，定位问题所其功能、设计思路和关键器值变化找出错误点注在常见错误包括操作指令的作用记录程序执意保护现场，子程序调用数类型不匹配、标识符未行前后寄存器和内存内容前后保存关键寄存器值定义、段错误等建议先的变化，解释变化原因检查是否有无限循环、指编写简单程序测试，熟悉总结不同指令的特点和适令指针错误设置等问题语法后再进行复杂程序设用场景，以及在程序设计复杂程序建议分模块测试计保持良好的代码缩进中的应用方法思考如何，确保每个功能模块正确和注释习惯，有助于减少优化程序提高执行效率后再整合错误实验三顺序程序设计程序流程控制控制指令集合1复杂数据处理2数组和字符串操作基本数据运算3算术逻辑运算指令数据定义和传送4变量声明和MOV指令程序基本结构5段定义和程序框架顺序程序是最基本的程序结构，指令按照编写顺序依次执行，没有分支和循环本实验将学习汇编程序的基本结构，包括段定义、数据声明、指令编写和程序执行流程通过编写和执行顺序程序，掌握汇编语言的基础知识，为后续复杂程序设计打下基础实验内容包括编写简单的数据传送程序、使用算术指令实现基本运算、处理数组和字符串数据学生需要掌握不同数据类型的定义方法、各类指令的正确使用、程序调试技巧，以及汇编语言的编程思路和方法顺序程序结构代码段.CODE1存放程序指令数据段.DATA2存放程序数据堆栈段.STACK3提供程序堆栈空间汇编语言程序通常由多个段组成，每个段有特定的用途代码段.CODE存放程序指令，是程序执行的主体部分代码段中包含主程序和各种子程序，通过标号来标识不同程序块程序入口点通常由MAIN或START标号标识，程序从这里开始执行数据段.DATA用于存放程序使用的数据，包括变量、常量、数组等在数据段中，可以使用DB定义字节、DW定义字、DD定义双字等伪指令定义不同类型的数据数据可以是初始化的，也可以是未初始化的由DUP伪指令定义堆栈段.STACK为程序提供堆栈空间，用于临时存储数据、保存返回地址等堆栈对于过程调用和中断处理非常重要程序可以通过PUSH和POP指令操作堆栈段的组织和使用对程序的正确执行至关重要实验三程序示例数组处理示例字符串操作示例算术运算示例这个示例展示了如何在汇编语言中定义和该示例演示了汇编语言中字符串处理的方这个示例展示了汇编语言中常用的算术运处理数组程序首先在数据段中定义一个法程序定义了一个ASCII字符串，使用算程序使用ADD、SUB、MUL、DIV10个元素的字节数组，然后在代码段中使LODSB和STOSB等字符串操作指令，实等指令实现加减乘除运算，并处理进位、用循环结构遍历数组，计算数组元素之和现字符串复制或大小写转换功能这些专借位和溢出等情况示例还展示了如何使程序使用BX寄存器作为数组索引，通过用的字符串指令使字符串处理更高效，配用比较指令和条件转移指令实现简单的条[BX]间接寻址方式访问数组元素，体现合CX寄存器和REP前缀可以处理任意长度件判断，为分支程序设计做准备了汇编语言中数组操作的基本方法的字符串实验三操作演示编译链接代码编写使用和命令处理源文件MASM LINK2使用编辑器创建并编写汇编程序源文件1程序调试使用工具调试程序DEBUG35修改优化运行分析根据运行结果修改和优化程序4执行程序并分析运行结果在实验操作过程中，首先使用文本编辑器编写汇编源代码，按照程序结构规范设置段定义、数据声明和指令序列编写完成后，使用命令进行汇MASM编，若有语法错误需要回到编辑阶段修正汇编无误后，使用命令生成可执行文件LINK然后使用工具加载程序进行调试，观察各寄存器的值变化和内存内容的修改，确保程序按照预期执行调试过程中可使用单步执行、断点设置等DEBUG方法详细跟踪程序运行根据调试和运行结果，分析程序执行效果，必要时返回修改源代码并重新编译，优化程序性能和结构实验三注意事项常见错误实验报告要求汇编程序中常见的错误包括段定义不正确导致程序无法编译；寄存器使用不当造成数实验报告应包含实验目的和要求；程序设计思路的详细说明；完整的程序源代码及必据覆盖；内存寻址错误导致访问非法地址；数据类型不匹配引起运算错误；程序结束未要的注释；程序运行的结果截图和分析；实验过程中遇到的问题及解决方法；对程序功正确退回操作系统等编程时要特别注意寄存器的选择和使用，确保数据类型匹配，避能和性能的改进建议；总结本次实验的收获和体会报告应条理清晰，重点突出，既要免超出数值范围，正确处理进位和溢出情况展示程序的具体实现，也要反映对汇编语言原理的理解123代码规范良好的编程习惯有助于减少错误、提高代码可读性使用一致的缩进和格式；为关键代码添加详细注释；使用有意义的标识符命名；合理组织程序结构，功能模块化；定期保存源代码，防止意外丢失；避免使用魔术数字，使用符号常量替代；在关键处查看和验证寄存器值，确保程序正确执行实验四分支程序设计实验目的通过本实验，学生将学习分支程序的设计方法，掌握条件转移指令的使用，理解程序流程控制的原理能够使用汇编语言实现if-else、switch-case等高级语言中的分支结构，培养逻辑思维能力和问题解决能力同时熟悉标志寄存器的作用和条件判断的实现方法实验内容分析和理解条件转移指令的功能和使用方法；学习比较指令与标志位的关系；实现简单的条件判断程序，如奇偶判断、大小比较等；设计并实现多分支结构程序，如成绩分级、字符类型判断等；利用间接转移指令实现类似switch-case的多分支判断；对比不同分支结构的实现效率实验步骤首先复习标志寄存器的结构和功能，了解条件转移指令与标志位的关系；编写简单的条件判断程序，使用CMP指令和条件转移指令；设计并实现多条件分支程序，使用嵌套的条件判断结构；使用跳转表实现等价于switch-case的结构；调试运行程序，验证各分支条件的正确性；分析比较不同分支实现方法的优缺点条件转移指令指令功能描述依据的标志位JZ/JE为零/相等时转移ZF=1JNZ/JNE不为零/不相等时转移ZF=0JC有进位时转移CF=1JNC无进位时转移CF=0JS结果为负时转移SF=1JNS结果为非负时转移SF=0JO溢出时转移OF=1JNO未溢出时转移OF=0JP/JPE奇偶同时为偶时转移PF=1JNP/JPO奇偶同时为奇时转移PF=0JA/JNBE无符号大于时转移CF=0且ZF=0JAE/JNB无符号大于等于时转移CF=0JB/JNAE无符号小于时转移CF=1JBE/JNA无符号小于等于时转移CF=1或ZF=1JG/JNLE有符号大于时转移ZF=0且SF=OFJGE/JNL有符号大于等于时转移SF=OFJL/JNGE有符号小于时转移SF≠OF实验四程序示例结构实现结构实现嵌套条件判断实现if-else switch-case该示例演示了如何使用汇编语言实现if-else结这个示例展示了switch-case多分支结构的实该示例演示了嵌套条件判断的实现程序包含构程序首先比较两个数的大小，使用CMP指现方法程序使用跳转表Jump Table技术多层条件检查，例如先判断输入是否为字母，令设置标志位，然后根据比较结果使用条件跳，首先检查输入值是否在有效范围内，然后根再判断是大写还是小写字母这种结构使用多转指令JG、JL等选择不同的执行路径程序据输入值计算跳转地址，实现直接跳转到相应个条件跳转指令和标签，形成复杂的执行路径结构包括条件判断、条件为真时的处理分支、的处理分支这种方法比连续的if-else判断更程序设计需要仔细规划各分支的逻辑关系和条件为假时的处理分支以及合并点，体现了高高效，尤其是当分支数量较多时示例中还包跳转目标，确保所有条件都得到正确处理，无级语言中if-else结构的基本实现方式含了默认处理分支，等同于高级语言中的论输入如何都能达到预期的执行结果子句default实验四操作演示在本实验操作中，我们将演示如何实现和调试分支程序首先编写包含条件判断的汇编代码，如上图所示代码中使用指令比较两个CMP操作数，然后根据比较结果使用适当的条件跳转指令使用工具加载程序后，可以观察程序执行的具体路径，包括条件判断和跳DEBUG转过程调试过程中，可以通过单步执行命令观察每条指令执行后寄存器和标志位的变化，特别是条件跳转指令执行前后的指令指针变化TIP这有助于理解条件判断的执行机制和程序流程控制的原理通过改变输入数据，可以测试不同分支路径的执行情况，验证程序的正确性和鲁棒性分析测试结果，总结分支程序的设计方法和优化策略实验四注意事项逻辑设计要点1分支程序设计需要明确的逻辑结构首先确定判断条件和分支路径，绘制流程图有助于理清思路选择合适的条件转移指令，注意有符号比较和无符号比较的区别处理复杂条件时，可考虑将条件分解为简单条件的组合，或使用逻辑运算后再判断多分支结构可以使用跳转表提高效率，但需注意地址计算的准确性标志位使用2条件转移指令依赖于标志寄存器中的标志位状态使用CMP或TEST指令设置标志位后，应立即使用相应的条件跳转指令，避免中间插入可能改变标志位的其他指令理解ZF零标志、CF进位标志、SF符号标志、OF溢出标志等标志位的含义和设置条件，选择正确的跳转指令注意有些操作会隐式修改标志位调试技巧3分支程序调试重点关注程序执行路径是否符合预期使用单步执行观察标志位和指令指针变化；在关键分支点设置断点验证条件判断；测试边界条件和特殊情况，确保所有分支都能正确执行；检查是否存在无法到达的代码或逻辑错误；验证嵌套条件的组合逻辑发现错误时，回溯程序执行路径，定位问题所在实验报告要求4实验报告应包含程序流程图或伪代码，清晰表达程序逻辑；完整的源代码及关键部分的注释说明；使用不同输入数据测试各分支路径的结果和分析；解释条件判断的实现原理和跳转机制；总结分支程序设计的方法和经验；讨论如何优化分支程序性能，例如减少跳转次数或使用更高效的判断结构实验五循环程序设计优化循环性能减少循环开销1多重循环结构2嵌套循环的实现循环控制指令3LOOP/LOOPZ/LOOPNZ循环结构设计4初始化-条件-执行-更新基础循环知识5循环的概念和用途循环是程序设计中的重要结构，用于重复执行特定的代码块本实验将学习在汇编语言中实现循环结构的方法，掌握循环控制指令的使用，理解循环的初始化、条件判断、循环体执行和循环变量更新等基本环节通过本实验，学生将能够使用汇编语言实现等价于高级语言中for、while、do-while等循环结构的程序，处理数组、字符串等数据结构，实现重复计算和批量处理功能同时学习如何优化循环性能，减少循环开销，提高程序执行效率循环指令指令和LOOP LOOPZ/LOOPELOOPNZ/LOOPNELOOP是8086处理器中专门用于实现循环的指令其工作原理是先将CX寄存这两对指令是LOOP的条件变体器的值减1，然后检查CX的值是否为零LOOPZ/LOOPE当零时循环/当相等时如果不为零，则跳转到指定标号处继续循环在CX不为零且零标志ZF为1时跳转执行；如果为零，则执行下一条指令，LOOPNZ/LOOPNE当非零时循环/退出循环LOOP指令常用于已知循环当不相等时循环在CX不为零且零标志次数的场合，可以替代使用条件跳转指ZF为0时跳转这些指令增加了额外的令实现的循环结构，使代码更简洁高效条件判断，使循环能够根据计算结果提前终止，适合于查找或条件处理等场景前缀REP/REPE/REPNE这些前缀用于字符串操作指令如MOVS、CMPS、SCAS等，使单条指令能够自动重复执行，实现高效的字符串处理REP前缀使指令重复执行CX次；REPE/REPZ在CX不为零且ZF为1时重复执行；REPNE/REPNZ在CX不为零且ZF为0时重复执行这些前缀大大简化了字符串处理程序的编写，提高了执行效率实验五程序示例循环实现循环实现嵌套循环实现for while该示例展示了如何使用汇编语言实现类似高这个示例演示了while循环的实现方法与该示例展示了嵌套循环的实现，类似于高级级语言中循环的结构程序首先初始化循环不同，循环首先检查条件，语言中的双重循环程序使用两个计数for forwhile for循环计数器CX寄存器，然后使用LOOP指只有条件满足时才执行循环体程序使用条器外层使用CX，内层使用DX管理循环层令控制循环执行循环体内实现了简单的数件跳转指令实现条件检查和循环控制示例次，分别控制行和列的处理示例实现了一组元素累加操作示例说明了循环的四个基中实现了字符串处理中的常见操作查找字个简单的矩阵转置操作，演示了如何在多维本部分初始化、条件判断由LOOP指令符串中的特定字符，并计算其出现次数这数据结构中使用嵌套循环进行元素访问和处隐含实现、循环体执行和计数器更新也由种结构适合于事先不确定循环次数的场景理指令自动完成LOOP实验五操作演示循环实现技巧1在实现循环结构时，首先要确定循环变量和终止条件若循环次数已知，优先使用LOOP指令，将循环次数存入CX寄存器；若循环终止条件复杂，可使用条件转移指令构建循环设计循环体时，注意保护非循环变量的值，尤其是在嵌套循环中可以使用堆栈或临时变量保存重要数据循环变量的更新可以由专用指令自动完成，也可手动实现循环控制方法2除了基本的循环结构外，实际编程中常需要实现提前退出循环或跳过部分循环体的功能可使用条件转移指令跳出循环或直接修改循环计数器使循环提前结束例如，在查找操作中找到目标后立即结束循环；或在特定条件下跳过当前迭代，直接进入下一次循环这些控制方法对应高级语言中的break和continue语句性能优化3循环优化是提高程序性能的关键可以采取以下措施将不变的计算移出循环体；减少循环内的跳转指令；合理安排内存访问顺序，提高数据局部性；使用寄存器而非内存变量存储频繁使用的值；使用专用的循环和字符串指令代替通用指令；展开简单循环，减少分支预测失误具体循环优化方法需针对实际问题和目标处理器特性进行选择实验五注意事项无限循环避免寄存器选择实验报告要求无限循环是循环程序中常循环程序中寄存器的选择实验报告应包含循环算见的错误，通常由循环条非常重要专用循环指令法的流程图或伪代码；完件设置不当或循环变量更如LOOP要求使用CX作整的程序源代码及重要部新错误导致编程时要确为计数器；字符串操作指分的注释；程序执行前后保循环有明确的终止条件令使用SI和DI作为源和目的输入输出数据对比；循，循环变量能正常更新并标索引在复杂程序中，环执行过程中关键变量的最终满足退出条件调试合理分配寄存器资源，必变化记录；使用不同循环时注意观察循环变量的变要时使用堆栈保存和恢复实现方法如LOOP指令和化趋势，验证是否会达到寄存器值嵌套循环中，条件跳转的比较分析；讨终止条件使用DEBUG外层循环变量不要使用内论循环优化的方法和效果工具时，可设置条件断点层循环会修改的寄存器；总结循环程序设计的经或使用P命令执行完整在多寄存器协同工作的场验和注意事项报告要突循环，避免在大循环中进景中，清晰记录每个寄存出对循环机制的理解和应行冗长的单步执行器的用途和值变化用实验六子程序设计实验目的实验内容实验步骤通过本实验，学生将学习汇编语言中子学习CALL和RET指令的功能和使用方法分析子程序的功能需求和接口设计；确程序的定义和调用方法，理解子程序参；掌握近调用和远调用的区别；实现使定参数传递方式和返回值处理方法；编数传递的不同方式，掌握保护和恢复寄用寄存器、内存和堆栈进行参数传递的写子程序代码，注意入口和出口处理；存器状态的技术能够设计和实现可复子程序；编写递归子程序和多级子程序在主程序中调用子程序，传递正确的参用的子程序模块，提高程序的模块化程调用的示例；设计具有实用功能的子程数；调试验证子程序的功能和正确性；度和代码可维护性同时培养分解复杂序库，如字符串处理、数值计算等；探测试边界条件和特殊情况；优化子程序问题和抽象功能模块的能力讨子程序与主程序的接口设计和文档规性能，如减少寄存器使用和内存访问；范完成实验报告，总结子程序设计方法子程序基础子程序调用子程序定义CALL指令保存返回地址2独立功能代码块1参数传递寄存器/内存/堆栈方式35返回处理RET指令恢复执行点寄存器保护4PUSH/POP保存现场子程序是实现特定功能的代码块，可以被程序中的其他部分多次调用使用子程序可以提高代码复用率，减少重复编码，使程序结构更清晰子程序由定义和调用两部分组成定义部分包含子程序标签、功能代码和返回指令；调用部分使用CALL指令跳转到子程序，执行完毕后通过RET指令返回到调用点继续执行参数传递是子程序设计中的关键问题常用的参数传递方式包括通过寄存器传递少量参数；通过内存变量传递大量数据；通过堆栈传递任意数量参数不同传递方式各有优缺点，需根据具体应用场景选择子程序调用前需清楚保存可能被修改的寄存器值，并在返回前恢复这些值，确保子程序调用不影响主程序的正常执行实验六程序示例上图展示了子程序设计的几个重要示例递归子程序实现了阶乘计算，展示了子程序如何调用自身并使用堆栈管理递归调用链多级子程序调用示例展示了主程序调用子程序，子程序再调用子程序的结构，说明了子程序的嵌套调用和返回顺序参数传递示例展示了不同A A B的参数传递方法，包括通过寄存器、内存变量和堆栈传递参数堆栈帧管理代码展示了子程序中如何建立和释放堆栈帧，保护现场和恢复现场的标准流程这些示例为学生提供了全面的子程序设计参考，覆盖了从基本结构到高级技巧的多个方面在实验中，学生需要理解这些示例的工作原理，并能够应用这些技术设计自己的子程序实验六操作演示子程序编写子程序编写遵循特定的结构模式首先使用标签定义子程序入口点；然后保存现场，将所有会被修改的寄存器值压入堆栈；接着获取和处理传入的参数；实现子程序的主要功能；设置返回值通常在AX寄存器中；最后恢复现场，将之前保存的寄存器值按相反顺序从堆栈弹出，使用RET指令返回调用点子程序调用调用子程序前，需准备好所需参数如果使用寄存器传参，将参数加载到指定寄存器；如果使用内存传参，将参数写入预定义的内存变量；如果使用堆栈传参，将参数按特定顺序压入堆栈使用CALL指令调用子程序，CPU会自动将返回地址压入堆栈子程序返回后，检查返回值并继续主程序的执行流程调试技巧子程序调试重点关注参数传递和返回值处理使用DEBUG的单步执行功能跟踪子程序的执行过程；在子程序入口和出口处设置断点，观察参数和返回值；关注堆栈的变化，确保平衡的PUSH和POP操作；验证子程序对寄存器的影响，检查是否正确保存和恢复了现场；测试边界条件和特殊输入，确保子程序的鲁棒性实验六注意事项堆栈使用1堆栈是子程序设计中最关键的资源，用于保存返回地址和中间数据使用堆栈时需注意PUSH和POP操作必须平衡，防止堆栈泄漏；了解不同CPU架构下的堆栈增长方向8086下栈向低地址增长；避免堆栈溢出，尤其是在递归调用中；注意堆栈上数据的访问方式，使用BP寄存器作为堆栈帧指针访问参数和局部变量寄存器约定2为提高子程序的可用性，应遵循统一的寄存器使用约定通常的惯例是AX用于返回函数值；CX作为计数器；SI/DI用于字符串操作源/目标指针；子程序应保护除返回值外的所有寄存器状态；如需修改多个寄存器，应在子程序开始时保存，结束前恢复；对于复杂的返回值，可使用内存变量或多个寄存器组合传递子程序文档3良好的子程序文档对于程序维护至关重要应在子程序前添加详细注释，包括功能描述；参数列表及其类型和含义；返回值说明；调用约定如使用的寄存器；副作用如修改的全局变量；特殊情况和错误处理；使用示例；版本信息和修改历史清晰的文档使其他程序员能够正确使用您的子程序，也便于日后修改和扩展实验报告要求4实验报告应包含子程序的功能说明和设计思路；完整的子程序代码及主程序调用示例；参数传递方式的选择理由；子程序执行流程图；测试用例和结果分析；子程序性能和资源使用分析；改进建议和扩展思路；比较不同子程序实现方法的优缺点；总结子程序设计的经验和体会报告应体现对子程序机制的深入理解和实际应用能力实验七中断实验实验目的实验内容通过本实验，学生将理解中断的概念和学习8086/8088的中断系统结构；了工作原理，掌握中断向量表的结构和使解中断向量表的组织和访问方法；使用用方法，学习中断服务程序的编写技巧DOS和BIOS提供的软件中断服务；编能够使用软件中断和硬件中断实现特写和安装自定义中断服务程序；实现键定功能，理解中断在操作系统和设备驱盘中断和时钟中断处理；学习8259A动中的重要作用培养学生分析和解决可编程中断控制器的工作原理和编程方复杂系统问题的能力，为学习操作系统法；实现中断嵌套和优先级管理；分析原理打下基础中断在实时系统中的应用实验步骤查看和分析系统中断向量表内容；使用指令调用和中断服务；编写简INT DOSBIOS单的中断服务程序并注册到中断向量表；实现键盘输入处理的中断服务程序；编程实现基于时钟中断的定时器功能；学习编程方法，配置中断控制器；测试中断8259A嵌套和优先级管理功能；分析和总结中断系统的工作机制和应用价值中断概述中断的定义中断类型中断向量表中断是一种机制，用于暂停当前程序的根据来源可分为硬件中断（由外部设中断向量表是一个存储中断服务程序入执行，转而执行特定的服务程序（中断备触发，如键盘输入、时钟信号等）和口地址的内存区域，位于物理内存的最服务例程），处理完成后再返回原程序软件中断（由程序执行INT指令触发）低端（地址0000H~03FFH）每个中继续执行中断是实现CPU与外部设备根据处理方式可分为可屏蔽中断（可断类型占用4个字节，分别存储中断服务异步通信的关键技术，使CPU能够对外通过设置中断标志禁止）和不可屏蔽中程序的偏移地址和段地址当发生中断部事件做出及时响应中断机制提高了断（如电源故障，必须立即处理）时，CPU根据中断类型号从中断向量表系统资源利用率，是现代计算机系统的8086处理器定义了256种不同的中断类中获取相应的服务程序地址，然后跳转核心功能之一型，每种对应一个中断向量到该地址执行中断处理可编程中断控制器8259A工作模式基本功能8259A可工作在多种模式下边沿触发模式（8259A是一种可编程中断控制器，用于管理多检测信号上升沿）或电平触发模式（检测高电平个中断源它可以接收来自外部设备的中断请求）；全嵌套模式（高优先级中断可打断低优先级，根据预设的优先级确定处理顺序，并向CPU中断处理）或特殊全嵌套模式；特定结束模式（发送中断信号和中断类型号8259A支持8个中每次中断处理完需发送结束命令）或自动结束模断请求输入，可级联使用以扩展到64个中断源12式；轮询模式（CPU通过查询确定中断源）其主要功能包括中断请求的接收、优先级排序不同模式适用于不同的系统需求和应用场景、屏蔽控制和中断类型号生成中断处理流程初始化命令字当外部设备发出中断请求时，8259A接收并判配置8259A需要发送一系列初始化命令字（断其优先级；如果优先级足够高，则向CPU发ICW）和操作命令字（OCW）ICW1-ICW443送INT信号；CPU响应中断，完成当前指令后发用于初始化设置，指定级联方式、中断向量起始送INTA信号；8259A收到INTA后，将对应的地址、触发模式等；OCW1-OCW3用于运行时中断类型号放到数据总线上；CPU根据中断类控制，如设置中断屏蔽、结束中断处理、改变优型号从中断向量表获取服务程序地址；执行完中先级等这些命令通过向8259A的命令端口和断服务后，CPU发送EOI命令给8259A，清除数据端口写入特定值来完成中断请求实验七程序示例键盘中断示例时钟中断示例编程示例8259A这个示例展示了如何编写和安装自定义键盘该示例演示了基于时钟中断实现的定时器功这个示例展示了如何对8259A可编程中断中断服务程序程序首先保存原有的中断向能程序拦截系统的时钟中断INT08H，控制器进行初始化和配置程序通过向特定量，然后将自己的服务程序地址写入中断向在原有服务程序基础上增加自定义处理通I/O端口写入初始化命令字ICW和操作命量表键盘中断服务程序捕获所有键盘输入过计数器记录中断次数，当达到预定值时执令字OCW，设置8259A的工作模式、中，可以实现特殊键的识别、按键过滤或字符行特定操作，如屏幕刷新、数据采样或状态断屏蔽、优先级和级联关系等正确配置转换等功能示例中还包含了如何在程序结更新等时钟中断是实现多任务和实时控制8259A是实现复杂中断系统的前提，此示束时恢复原中断向量，确保系统正常运行的基础，广泛应用于操作系统和嵌入式系统例为学生提供了8259A编程的基本方法和中实践指导实验七操作演示中断服务程序编写编写中断服务程序需要遵循特定的结构程序开始要保存所有会使用的寄存器，特别是标志寄存器；主体部分实现中断处理逻辑，如读取设备状态、处理数据等；结束前需要发送EOI命令给中断控制器对于硬件中断，清除中断标志；最后恢复之前保存的寄存器状态，使用IRET指令返回IRET不同于普通的RET，它同时恢复IP、CS和标志寄存器中断向量设置安装自定义中断服务程序需要修改中断向量表首先获取原中断向量的值使用DOS的21H/35H功能并保存，这对于程序结束时恢复系统状态很重要；然后禁用中断CLI指令，防止修改过程中被打断；使用DOS的21H/25H功能或直接修改内存，将自定义服务程序的地址写入对应的中断向量表项；最后重新启用中断STI指令注意确保安装和卸载过程的对称性中断处理流程中断发生时的处理流程包括CPU完成当前指令，保存标志寄存器、CS和IP到堆栈；根据中断类型从中断向量表获取服务程序地址；跳转到服务程序执行中断处理；服务程序完成后使用IRET返回，恢复之前的执行状态中断处理过程中可能涉及I/O操作、数据处理和状态更新等，需要仔细设计以确保处理的正确性和效率实验七注意事项中断嵌套实验报告要求中断嵌套是指在处理一个中断的过程中，发生了另一个更高优先级的中断这种情况下，当前中断处理会被暂停，转而处理新的高优先级中断设计支持嵌套的中断系统需要注意实验报告应包含中断系统的基本原理和结构分析；中断服务程序的源代码及注释；中断在中断服务程序中及时开启中断STI指令，允许高优先级中断打断；妥善保存和恢复上向量设置的方法和实现；测试结果和观察到的系统行为；分析中断处理的时间特性和效率下文环境，确保被打断的中断处理能正确恢复；合理设置中断优先级，避免优先级反转问；讨论中断在操作系统和设备驱动中的应用；比较不同中断处理策略的优缺点；总结中断题编程的经验和技巧报告应展示对中断机制的深入理解和实践应用能力123时间关键处理中断服务程序通常需要快速执行并返回，以免影响系统响应性长时间占用CPU会导致其他中断得不到及时处理，甚至丢失中断请求为此，中断服务程序应尽量简短，只完成必要的处理；对于复杂操作，可以在中断中设置标志，让主程序循环检测并处理；使用分级中断策略，让紧急中断快速响应，非紧急处理推迟到合适时机执行实验八并行接口实验324工作模式引脚I/O并行接口芯片支持种不同的工作提供个可编程的输入输出引脚8255A38255A24/模式，包括基本输入输出模式模式、，分为、、三个端口，每个端口个0A BC8选通输入输出模式模式1和双向数据传引脚，可灵活配置为输入或输出功能输模式模式240h控制字基址在本实验系统中，的控制寄存器地8255A址为基址，可通过写入+340h+3=43h控制字配置的工作模式和端口方向8255A并行接口芯片8255A工作模式端口配置控制字格式支持三种工作模式模式基本包含三个位端口、和，可的控制字是一个位值，用于设置8255A08255A8A BC8255A8输入/输出是最简单的模式，各端口独立以通过控制字配置其功能端口A和B是芯片的工作模式和端口方向控制字中工作，可配置为输入或输出；模式选通完整的位端口，而端口可以分为两个，位用于区分模式设置和位设置命令18C D7输入输出使用控制信号进行数据传输的位端口和，分别；位选择端口的工作模式；/4PC0-PC3PC4-PC7D6-D5A D4握手和控制，端口C提供握手信号；模式用于不同的控制功能在基本模式下，位设置端口A的方向；D3位设置端口C高2双向总线仅适用于端口A，允许双向每个端口都可以单独配置为输入或输出4位的方向；D2位选择端口B的工作模式数据传输，端口C提供控制信号这些模；在高级模式下，部分端口被用作控制；D1位设置端口B的方向；D0位设置端式可以组合使用，适应不同的应用需求信号配置通过向控制寄存器写入控制口C低4位的方向正确设置控制字是使字完成用8255A的关键实验八程序示例上图展示了并行接口的两个典型应用示例左侧是显示控制，通过的输出端口驱动多个指示灯，实现不同的显示效8255A LED8255A LED果，如流水灯、呼吸灯等程序通过向的数据端口写入不同的位模式，控制的亮灭状态，并使用延时循环创建动态显示效果8255A LED右侧是键盘矩阵扫描，使用实现矩阵键盘的输入检测程序将一个端口配置为输出，用于选通键盘的行线；另一个端口配置为输入8255A，用于读取列线状态通过循环发送行选通信号并读取列状态，可以检测任意按键的按下状态这两个示例展示了在输入输出控制8255A中的基本应用方法实验八操作演示接口初始化初始化8255A的第一步是配置控制字根据应用需求，确定各端口的工作模式和方向例如，若需要端口A和C上半部分为输出，端口B和C下半部分为输入，工作在模式0下，则控制字为10000010B82H将此值写入控制寄存器基址+3即可完成初始化在实际应用中，可能需要进一步设置端口的初始状态，如将所有输出端口置为零，避免意外触发外部设备数据输出操作向8255A输出数据的过程相对简单确定目标端口的地址端口A为基址+0，端口B为基址+1，端口C为基址+2；准备要输出的数据值，注意数据位与外部设备的对应关系；使用OUT指令将数据写入对应端口地址例如，要在端口A上输出数据55H，可使用指令MOV AL,55H和OUT40H,AL假设基址为40H在时序敏感的应用中，还需考虑输出操作的时间控制数据输入操作从8255A读取输入数据同样需要确定源端口地址使用IN指令从指定端口读取数据到AL寄存器，如IN AL,41H从端口B基址41H读取数据读取后可以进行位操作处理数据，如使用TEST、AND等指令检测特定位的状态在输入操作中，可能需要实现去抖动处理对于按键输入或多次采样取平均值对于模拟量转换结果，以提高输入数据的可靠性实验八注意事项端口地址设置电气接口保护实验报告要求在使用8255A时，正确设连接外部设备时需注意电实验报告应包含8255A置端口地址至关重要首气保护8255A的I/O引的基本原理和功能特点分先确认实验系统中8255A脚有最大电流限制，超过析；接口电路设计和连接的基地址通常在I/O地址可能损坏芯片；输入信号图；控制字的计算过程和空间中；根据基地址计算电平必须符合TTL电平规配置方法；完整的程序源各端口的具体地址端口范，过高的电压会损坏输代码及注释；实验结果的A=基址+0，端口B=基入端口；对于感性负载如观察记录和分析；程序流址+1，端口C=基址+2，继电器，需加装保护二极程图或状态转换图；讨论控制寄存器=基址+3错管抑制反电动势；使用上8255A在不同应用场景中误的地址设置可能导致操拉或下拉电阻确保输入引的配置方法；总结并行接作无效或影响其他设备脚在悬空时有确定的电平口编程的经验和技巧报在多片8255A系统中，还状态；连接或断开外部电告应体现对并行接口工作需注意区分不同芯片的地路时，应先切断电源，防原理的理解和实际应用能址范围，避免地址冲突止静电损坏或电气冲击力实验九串行通信实验应用层协议数据格式与通信规则1错误检测与处理2奇偶校验与重传机制串行数据收发3数据位、停止位设置波特率与时序控制4通信速率与同步机制接口标准与硬件连接5RS-232与8251A芯片串行通信是计算机与外部设备进行数据交换的重要方式，具有接线简单、传输距离远等优点本实验将学习串行通信的基本原理、8251A串行通信接口芯片的使用，以及RS-232接口标准，掌握串行通信的编程方法和调试技巧实验内容包括配置8251A的工作模式和参数；实现计算机与外部设备如单片机、传感器的串行数据传输；设计和实现简单的通信协议；分析和解决串行通信中的常见问题，如数据同步、错误检测与处理等通过本实验，学生将深入理解串行通信的原理和应用，为后续学习网络通信和嵌入式系统开发打下基础串行通信接口8251A工作模式基本功能同步/异步两种通信方式2通用同步/异步收发器1数据格式可编程数据位、校验位、停止位35波特率控制内部/外部时钟与分频设置状态监控4发送就绪、接收就绪、错误检测8251A是一种通用同步/异步接收发送器USART，用于实现串行通信接口它可以在同步模式下进行高速数据传输，也可以在异步模式下与各种标准终端设备通信8251A内部有控制寄存器、命令寄存器、状态寄存器和数据缓冲区，通过这些寄存器可以对芯片进行编程控制，设置数据格式、通信模式、波特率等参数在异步模式下，8251A可以处理包含起始位、数据位5-8位、奇偶校验位和停止位

1、

1.5或2位的数据帧同步模式则使用特殊的同步字符进行数据同步8251A提供了丰富的状态信息，如发送缓冲器空、接收缓冲器满、帧错误、奇偶错误等，方便软件监控通信过程正确配置和使用8251A是实现可靠串行通信的关键实验九程序示例串口初始化程序串口发送程序串口接收程序这个示例展示了如何初始化串行通信接该示例演示了如何通过发送数据程序这个示例展示了从接收数据的方法程8251A8251A8251A口程序首先复位芯片，然后设置模式字，配首先检查状态寄存器中的发送缓冲区空标志序通过轮询状态寄存器的接收缓冲区满标志置通信参数（数据位、停止位、奇偶校验和波，确保上一个字符已发送完成；然后将待发送，判断是否有新数据到达；当标志有效时，从特率）接着设置命令字，控制收发功能、错的数据写入数据寄存器，芯片会自动将其转换数据寄存器读取接收到的字符程序还包含了误处理和中断启用等初始化完成后，程序可为串行数据发送出去发送多个字符时，可以错误检测部分，检查奇偶错误、帧错误等状况以读取状态寄存器验证配置是否成功正确的使用循环结构，依次处理每个字符，也可以结，并采取相应的错误处理措施，如请求重发或初始化是串行通信的第一步，决定了后续数据合中断机制实现更高效的发送过程丢弃错误数据传输的可靠性实验九操作演示串口参数配置1使用8251A进行通信前，需要正确配置串口参数首先向控制端口写入复位命令通常是00H，等待至少3个时钟周期；然后写入模式字，设置数据位数5-8位、停止位

1、

1.5或2位、奇偶校验无、奇校验或偶校验和通信模式同步或异步；接着写入命令字，控制收发器功能、复位错误标志、启用或禁用中断等所有参数必须与通信对方一致，否则将导致通信失败数据传输测试2配置完成后，可以进行数据传输测试首先使用简单的测试程序，尝试发送单个字符或短字符串，观察接收端是否正确显示；然后尝试不同的数据速率，测试通信的稳定性和可靠性；进行双向通信测试，验证收发功能是否正常；最后可以测试错误处理机制，如故意引入奇偶错误或断开连接，观察系统的响应这些测试有助于理解串行通信的特点和潜在问题通信协议实现3在基本收发功能验证后，可以实现更复杂的通信协议设计数据包格式，包括包头、数据长度、数据内容和校验和等字段；编写数据包组装和解析程序；实现流控制机制，如XON/XOFF或硬件握手；添加错误检测和重传机制，提高通信可靠性；设计状态机处理复杂的通信流程良好的协议设计是实现高效稳定串行通信的关键实验九注意事项通信协议设置串行通信双方的协议参数必须完全匹配，包括波特率、数据位、停止位、奇偶校验和流控制方式任何参数不匹配都会导致通信失败或数据错误常见的配置为8数据位、1停止位、无奇偶校验8N1，波特率根据实际需求选择，常用值包括

9600、

19200、

38400、

57600、115200等在设置参数时，注意参考设备文档，确保参数在设备支持范围内，并考虑线路质量和通信距离对波特率的限制电平转换8251A使用TTL电平，而RS-232标准使用±12V左右的电平两者之间需要使用电平转换芯片如MAX232进行转换连接时注意TXD和RXD的交叉连接本地设备的TXD连接远程设备的RXD，本地设备的RXD连接远程设备的TXD检查连接器引脚定义，特别是在使用非标准连接器或适配器时对于长距离通信，考虑使用屏蔽电缆和适当的接地处理，减少外部干扰实验报告要求实验报告应包含串行通信的基本原理和8251A的功能结构分析；接口电路设计和连接图；串口参数的设置过程和方法；通信程序的源代码和流程图；通信测试结果和波形分析；遇到的问题和解决方法；串行通信的应用场景讨论；性能分析和优化建议报告应体现对串行通信原理的深入理解和实际应用能力，展示实验过程中的思考和创新实验十转换实验A/D实验目的实验内容通过本实验，学生将了解模数转换的基学习ADC0809的工作原理和特性；了本原理，掌握模数转换器的解逐次逼近型转换的过程；掌握ADC0809A/D使用方法，学习如何将模拟信号转换为ADC0809的接口电路和编程方法；实数字量并进行处理能够设计和实现基现单通道和多通道的模拟信号采样；开于ADC的数据采集系统，为传感器信发采样数据的处理和显示程序；探索采息处理和嵌入式系统设计打下基础培样率、分辨率对转换精度的影响；设计养学生分析和处理实际物理信号的能力简单的数据记录或监控系统；分析A/D，理解数模转换在实际应用中的重要性转换在实际应用中的性能和限制实验步骤了解的引脚功能和连接方法；搭建实验电路，连接输入信号源；编写初始ADC0809化程序，配置转换器工作参数；实现启动转换和读取结果的程序；设计多通道轮询采样程序；开发数据处理算法，如滤波、平均等；实现数据显示或记录功能；测试系统在不同条件下的性能；总结实验结果和改进方向模数转换器ADC0809基本特性1位分辨率、通道多路复用输入88转换原理2逐次逼近型，高速高精度ADC接口电路3与微处理器直接连接，简化设计是一款位逐次逼近型模数转换器，具有路多路复用模拟输入通道，可通过地址选择信号选择不同的输入源它的分辨率为位，ADC0809888即可以将模拟信号分成个数字量级别工作电压范围为，转换时间约为微秒，足以满足大多数非高速应用需求2560-2555V±10%100的主要引脚包括地址输入引脚、、用于选择通道；输入引脚启动转换；转换结束输出引脚指示转换完成；ADC0809ABC STARTEOC输出使能引脚控制数据输出；位数据输出引脚提供转换结果；时钟输入引脚控制转换速度；参考电压输入确定测量范围OE8D0-D7可以直接与微处理器连接，无需额外接口芯片，简化了系统设计ADC0809实验十程序示例单通道采样示例多通道轮询采样示例数据处理与显示示例这个示例演示了如何使用ADC0809进行单该示例展示了如何轮询采样ADC0809的多这个示例演示了如何处理和显示从通道模拟信号采样程序首先设置通道地址个通道程序使用循环结构依次选择不同的ADC0809采集的数据程序实现了数据的，然后发送启动转换信号；接着等待转换结输入通道，对每个通道执行转换和读取操作滤波处理，如移动平均或中值滤波，减少噪束信号EOC，可以使用轮询或中断方式；，将结果存储在数组中这种方法适用于需声影响；然后将处理后的数据转换为实际物当转换完成后，使能输出并读取转换结果要同时监测多个模拟信号的应用，如温度、理量，如电压、温度等；最后以数字或图形示例还包含了如何将8位数字量转换为实际湿度、压力等多参数监控系统示例还包含方式显示结果示例还包含了数据极值检测物理量的计算方法，以及简单的数据平滑处了通道切换时的延时处理，确保信号稳定后和报警功能，当测量值超出预设范围时触发理技术再开始转换相应的处理流程实验十操作演示采样程序编写1编写ADC采样程序的关键步骤包括初始化配置，设置通道选择地址和控制信号；启动转换，向START引脚发送正脉冲；等待转换完成，监测EOC信号的状态变化；读取转换结果，使能输出并从数据总线获取8位数据；数据处理，如格式转换、校准或滤波等根据应用需求，可以设计单次采样、连续采样或定时采样等不同工作模式多通道管理2在多通道应用中，需要妥善管理通道切换和数据组织可以设计一个通道表，记录每个通道的属性和处理方法；使用变量跟踪当前活动通道；在通道切换前后添加适当延时，确保信号稳定；为每个通道单独维护数据缓冲区，存储历史采样值；实现通道扫描策略，如顺序扫描、优先级扫描或按需扫描等；根据应用需求调整不同通道的采样频率数据处理与显示3采集到的原始数据通常需要进一步处理才能使用数字滤波可以减少噪声影响，常用方法包括移动平均、中值滤波等；校准计算将ADC数值转换为实际物理量，需要考虑参考电压、分辨率和传感器特性；数据可以通过数码管、液晶显示器或图形方式展示；对于需要记录的数据，可以设计缓冲区存储策略和数据压缩算法；还可以实现数据趋势分析或异常检测功能实验十注意事项采样频率设置信号调理12采样频率是A/D转换系统的关键参数，直在连接模拟信号源与ADC之前，通常需要接影响数据的准确性和系统响应速度根进行信号调理确保输入信号的电压范围据信号特性设置合适的采样频率，通常应与ADC的参考电压匹配，必要时使用放大满足奈奎斯特采样定理，即采样频率不低或衰减电路；添加低通滤波器去除高频噪于信号最高频率的两倍过低的采样频率声，防止混叠；对于低电平信号，考虑使会导致混叠现象，无法正确反映信号变化用仪表放大器提高信噪比；保护输入电路；过高的采样频率则增加系统负担，可能，防止过压损坏ADC；对于远距离传输的超出处理能力对于ADC0809，其转换信号，采取抗干扰措施，如差分传输或光时间约为100微秒，因此理论最大采样频电隔离等良好的信号调理是获得准确测率约为10kHz量结果的前提实验报告要求3实验报告应包含A/D转换的基本原理和ADC0809的功能特点分析；实验电路设计和连接图；采样程序的源代码和流程图；采样结果的数据记录和波形图示；信号处理算法的描述和效果分析；系统性能测试结果，如精度、线性度、采样率等；讨论影响A/D转换精度的因素和改进方法；A/D转换在实际应用中的案例分析报告应体现对模数转换原理的理解和实际应用能力实验十一综合设计实验实验目的实验内容实验步骤综合设计实验是本课程的最后一个实验学生可以从提供的几个主题中选择一个首先进行方案论证，明确设计目标和技，旨在综合应用前面学习的知识和技能，或者自行提出设计题目需经教师批准术路线；进行总体设计，将系统分解为，完成一个功能相对完整的微机系统设设计内容包括系统需求分析和功能功能模块；开展详细设计，确定每个模计通过这个实验，学生将培养系统设规划；硬件电路设计和接口配置；软件块的实现方法；硬件部分搭建电路，连计能力、问题解决能力和创新思维，体架构设计和程序编写；系统集成和调试接各功能模块；软件部分编写和调试程验从需求分析到系统实现的完整开发过；性能测试和优化；撰写设计文档和使序，实现各项功能；系统集成，将硬件程同时锻炼团队协作能力，为今后的用说明设计应尽可能利用已学知识，和软件结合，进行整体测试；优化系统专业学习和工作实践打下基础同时鼓励探索新技术和新方法，改进性能和用户体验；完成设计报告和演示准备综合实验主题实验十一设计要求硬件电路设计硬件设计应基于8086/8088微处理器系统，可以使用实验室提供的开发板或自行设计电路根据功能需求选择适当的接口芯片，如8255A并行接口、8251A串行接口、8253/8254定时器、ADC0809A/D转换器等设计时要考虑电路的可靠性和稳定性，采取必要的抗干扰措施，如去耦电容、滤波、屏蔽等接口电路应清晰标注信号连接和地址分配，便于调试和维护软件程序设计软件设计采用模块化结构，包括主程序和各功能子程序程序应具有良好的可读性，包含详细的注释说明根据系统需求实现数据采集、处理、存储和显示等功能合理使用中断机制处理实时事件，如键盘输入、定时操作等设计友好的用户交互界面，提供必要的操作提示和反馈程序应具有一定的容错能力，能够处理异常情况和错误输入功能测试设计完成后需进行全面的功能测试，验证系统是否满足设计要求测试内容包括基本功能的正确性，确保所有功能正常工作；性能测试，评估系统的响应速度和处理能力；稳定性测试，长时间运行系统检查是否存在内存泄漏或累积误差；异常处理测试，验证系统对错误输入和异常情况的处理能力；用户体验测试，评估系统的易用性和操作友好性测试结果应记录在设计报告中实验十一操作指导系统设计流程调试方法文档编制综合设计实验的第一步是明系统调试是设计过程中的关良好的文档是项目成功的重确需求和目标分析系统要键环节硬件调试首先检查要组成部分设计文档应包实现的功能，建立功能模块电路连接，测量关键点电压括需求分析报告，说明系图，确定模块间的接口和交和信号波形；使用逻辑分析统功能和性能要求；概要设互关系接着进行技术可行仪观察总线活动和时序关系计文档，描述系统架构和模性分析，评估所需资源和可；分模块通电测试，逐步扩块划分；详细设计文档，包能遇到的技术难点然后进大测试范围软件调试采用含电路图、接口定义和算法行硬件和软件的并行设计，自下而上的策略，先测试底流程；测试报告，记录测试包括电路设计、接口定义、层功能模块，再测试高层功过程和结果；用户手册，说程序流程图和算法设计等能；使用单步执行和断点跟明系统操作方法和注意事项设计完成后，先对各模块进踪程序执行流程；添加调试文档应条理清晰，图文并行单元测试，再进行系统集输出，监控关键变量和状态茂，便于理解和维护最终成和整体测试变化硬软结合调试时，注汇总形成完整的设计报告意信号同步和时序问题课程总结本课程通过系统的理论教学和实验操作，全面介绍了微机系统的基本原理和应用技术从微机系统基础认知开始，循序渐进学习了汇编语言编程、控制结构设计、中断系统、各类接口技术和转换等内容，最终通过综合设计实验检验学习成果，培养了学生的实践能力和创新思维A/D在知识层面，学生掌握了微处理器的结构和指令系统，理解了存储器、系统和中断机制的工作原理，学习了各种接口芯片的使8086/8088I/O用方法在技能层面，学生能够使用汇编语言编写各类程序，设计微机接口电路，实现人机交互和数据采集功能这些知识和技能为后续学习嵌入式系统、计算机组成原理和操作系统等课程打下了坚实基础，也为今后从事相关领域的研究和工作提供了必要的专业素养。