模拟电梯的设计与实现实验报告(微机原理)

模拟电梯的设计与实现实验报告(微机原理)（共1篇）

1.模拟电梯的设计与实现实验报告(微机原理) 篇一

《微机原理与接口技术》是计算机专业的一门重要的理论与实践结合的课程。随着现代化教学手段的逐步普及,各高等院校都装备有多媒体教室。传统的教学方法是利用电子教案授课,由于电子教案缺乏交互性,学生不能实际看到CPU内部的结构及操作变化过程,教学效果仍然不够理想。考虑到本课理论教学讲的是微机原理及其软硬件结构,多媒体教室目前就有一台微机,该微机连接投影仪供电子教案授课使用。我们设计了在使用电子教案教学的同时,利用多媒体教室的微机进行隨堂演示实验。使用DEBUG调试工具直接进入微机CPU内部结构展示及内部操作过程演示,对于充分利用多媒体教学资源,发掘电子教室的潜力,提高教学效果,具有非常重要的意义。

课堂演示实验与实验室实验课不同,实验室实验课主要进行芯片或功能部件的设计、搭建、测试、编程、调试,需要有实验设备的支持。课堂演示实验是课堂理论课的补充,例如课堂上讲中断系统组织、中断向量、中断服务程序等概念,学生可能听不系统或概念不够清晰。通过现场进入微机的内存,直接观看中断向量表、中断服务程序、中断响应、中断处理、中断返回的过程,能极大的引起学生的兴趣,实际感觉到操作的过程与作用效果,有了系统、完整、形象、准确的理解,印象会非常深刻。

2 课堂演示实验教学方法

课堂演示实验由理论课教师随堂进行。我院《微机原理与接口技术》课课堂验证演示实验共开10个实验项目,一般穿插在理论教学内容中同时进行演示实验,每个演示实验不超过15分钟。

下面以中断系统原理、中断向量表、中断管理机制章节教学为例,介绍课堂验证演示实验方法。由于本节课讲了中断系统,可以利用DEBUG软件进入内存,实际查看中断向量表,实际写一段中断调用主程序,实际写一段中断服务程序,填写上中断向量,然后用单步执行方式一步一步执行主程序及中断服务程序,实现中断的转出、保护现场、执行中断服务程序及中断返回。使学生当堂观察到程序的执行顺序,切实搞懂中断调用主程序、中断服务程序与中断向量的关系。

具体实验步骤为:

(1)利用DEBUG调试工具进入微机实模式状态。

(2)用D 0000:0000命令显示中断向量表,讲解中断向量表的结构。

(3)讲解向量表中每4个字节的顺序,计算中断号与中断向量存放的单元对应关系。计算9#中断对应的向量表偏移地址是9x4=36=24H,用D命令查看0000:0024单元的4字节,例如是87 E9 00 F0,告诉学生9#中断服务程序就在F000:E987处。

(4)用U F000:E987命令查看9#中断服务程序本身。

(5)如果是讲到8259芯片工作原理,介绍微机键盘与键盘接口的关系,介绍9#中断就是键盘中断。讲解键盘按下A键、接口缓存键代码41H及扫描码1EH、接口向8259申请中断(请求信号连接到8259的1号中断请求输入端)、8259向CPU申请中断、CPU响应、8259送出中断号8+1=9、CPU取回9乘4得到向量表的偏移地址0024、CPU从0000:0024H单元取出中断服务程序首地址F000:E987、CPU转到F000:E987去执行中断服务程序的全过程。

(6)如果是演示中断服务程序的转入及返回过程,可以写一段短小的中断调用主程序,写一段中断服务程序,填写上中断向量,然后用单步执行方式一步一步执行主程序及中断服务程序,具体步骤及举例程序如下:

(1)用D 0:0 3FF命令查看中断向量表,找一个可以使用的中断号,例如80H号。

(2)在1234:5678单元写一段显示一个DL中的字符的中断服务程序。例如:

(3)给该中断服务程序一个中断类型号,设为80号中断,80H x 4=200H,在0000:200H单元写上80号中断服务程序首地址1234:5678。

(4)在当前代码段100单元处写一个主程序,该主程序调用80号中断服务程序。

(5)用T=100命令单步执行主程序。单步显示程序的执行过程(执行到INT 21指令时,用P命令执行,避免单步进入INT 21中断服务程序),注意让学生查看堆栈指针的变化及栈顶存放的是什么内容。

通过以上课堂演示实验,学生深刻理解了中断系统的组织、中断向量表、中断服务程序,达到了理论教学的实际验证演示的目的。

3 课堂验证演示实验教学内容

受多媒体电子教室一台连接投影仪的微机的限制,课堂演示实验只能因地制宜,充分展示这台微机的全部资源。经几年的教学实践,我们设计了《微机原理与接口技术》课课堂验证演示实验方案,具体的实验项目有:

(1)8086CPU内部寄存器实验

实验目的加深对8086CPU内部寄存器的印象,加深对CPU内部状态标志位的印象,理解控制标志的意义。

(1)利用DEBUG的R命令显示内部寄存器的值,介绍各寄存器,修改寄存器的值。

(2)执行加、减、与、或指令,验证状态标志位的变化。

(3)通过单步执行串操作指令REPZ,MOVSB指令,分别设置DF标志为0或1,查看SI、DI是递增或递减,验证控制标志的意义。

(2)段地址展示实验

(1)DEBUG进入后,查看段寄存器的值。

(2)设当前代码段为12B0H,分别设置DS=2000H,ES=2100H,SS=2200H,并将2000:0单元开始的1000H个单元清0。

(3)在代码段写几条分别向DS段、ES段写数据的程序,执行后查看数据存在。

(4)在代码段写几条压栈、弹出堆栈的指令,单步执行后看SS:SP处的变化,掌握堆栈的应用。

(5)在ES段0单元写一个数,从DS段1000H单元取,看到是同一个数。进一步演示一个物理单元可以对应不同的段地址,例如在1000:1234H单元写一个数,到1100:234H、1120:34H、1123:4H单元去看,是同一个物理单元。

(3)中断向量表实验

实验目的是观看微机的中断向量表,计算某个向量对应的地址,填写中断,编写中断服务程序,演示中断进入、返回的过程。

(1)察看中断向量表。

(2)编写、运行中断服务程序(前面已经详细介绍)。

(4)端口地址展示实验

实验目的是加深对几个端口地址的印象,知道在哪里去找几个端口地址。

(1)查看一些系统使用的端口地址,例如40:0开始的COM口口地址03F8、2F8、03E8、02E8等,40:8开始的并行口地址03BC、0378、0278等。

(2)演示通过直接对端口70H、71H的设置,清除CMOS口令。

(5)8255应用演示实验

本实验直接操作8255的PB0、PB1引脚,使扬声器发出不同频率的声音,加深对8255应用的印象。

(6)定时器8253应用演示实验

本实验直接操作8255的PB0引脚和8253的定时器0,使扬声器发出不同频率的声音,加深对8253分频的理解。验证8253的通道0产生的周期为55ms的定时计数,查看40:6c单元的值的变化,可以发现,每55ms该单元+1。

(7)8251应用演示实验

本实验直接操作8251的发送器发送字符,直接从接收器接收字符,加深对8251工作原理的理解。

(1)通过一个9针的D型RS232插座,将它的2-3脚直接连接。便于实现自发自收。

(2)用O 3F8,41命令从串行口的发送器发送一个“A”字符。

(3)用I 3FD命令接收从串行口的状态寄存器的内容,请学生分析各位的意义。

(4)用I 3F8命令从串行口的接收器接收一个字符,验证是刚才发送的字符。

(5)编一段小程序,自发自收一段数据。

(8)微机内存空间区域展示实验

实验目的是观看微机实模式下的内存空间使用情况。例如中断向量表空间。系统数据区空间,DEBUG程序区空间,当前用户程序区,堆栈区,基本内存最后的扩展内存区,磁盘缓存区,显示缓存区,BIOS程序区,系统开机启动时第一条指令位置等。

(9)键盘缓冲区展示实验

实验目的是观看微机的键盘缓冲区使用情况。查看内存40:1A-3E键盘缓冲区,40:1A键盘缓冲区首指针,40:1C键盘缓冲区尾指针,后面32个单元可以缓冲15个键码。每2个字节为一个键码,即键的ASCII码+键扫描码,例如数字键1的ASCII码是31H,扫描码是2。在键盘上输入几个字母,例如ABCDEFG,用D40:0命令看缓冲区,可以看到那几个字母及命令。

(10)显示缓冲区与显示属性字节演示实验

实验目的是展示显示缓冲区的位置,演示显示缓冲区的使用及显示缓冲区与屏幕的对应关系,验证显示属性字节的意义。

(1)DEBUG进入后,查看B800:0-17F单元的内容(不同的系统显示缓冲区位置可能有变,一般都在B800:0处),应该是42 07 3807等,介绍42是屏幕左上角第1个字符B的编码,07是该字符的属性字节。

(2)通过修改显示缓冲区中的显示码和显示属性字节,在屏幕上立即观察到显示效果。例如想在屏幕上第10行第1列位置显示一个红色的字母A,已知屏幕每行80字符,每个字符占显示缓冲区2字节,80x9x2=1440=5A0H,只需要将字符的ASCII码41和显示属性字节04写到B800:5A0处即可。使用E B800:5A0命令写入41后看到屏幕第10行第1列位置显示了一个字母A,隨后写入04,看到该字母变成红色。

4 结束语

利用多媒体教室的微机进行微机内部展示、功能验证演示,将课堂理论与微机实际结构完美的结合起来,为学生提供了多样化的教学形式和手段,激发了学生学习兴趣与自己动手实验兴趣,对消化、理解理论课的教学内容起到非常积极的作用。学生反映课堂演示实验形象、直观、连贯、实用,百闻不如一见,印象非常深刻。进行课堂演示实验要注意三点:一是教师应熟悉实验内容,根据理论课教学进度,灵活分解实验项目,把握实验时机穿插进行演示实验;二是演示时要与学生多交流、互动,让学生指定实验数据,想象实验效果。三是提出讨论问题,请学生课后自己在微机上实验。

摘要：利用多媒体教室的微机,在理论课教学的同时,进行相关教学内容的计算机内部实际展示,进行课堂现场芯片编程演示,给出了设计的课堂实验教学内容,介绍了相应的实验教学方法。

关键词：微机原理与接口,课堂演示实验,演示方法,演示内容

参考文献

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