《微机原理及应用》 实训指导书山东科技大学泰山科技学院目 录一、实训性质 (1)二、实训目标 (1)三、实训基本要求 (1)四、实训过程要求 (1)五、实训题目 (2)实训一 学生成绩统计 (2)实训二 打字游戏 (3)实训三 乒乓球比赛游戏机 (3)实训四 交通灯控制 (4)实训五 反应测试仪 (5)实训六 电子琴 (5)实训七 猜数字游戏 (6)实训八 微秒计时器 (6)实训九 参数可调波形发生器 (6)实训十 模拟电梯 (7)实训十一 多通道温度采集与显示系统 (8)试验十二 计算机串行通信接口的设计与应用 (8)实训十三 流水线模拟监视器 (8)实训十四 数据传送显示 (9)一、实训性质《微机原理及应用》实训教学是学生在完成《微机原理及应用》理论学习之后，为培养学生 的动手能力而必须完成的实践性教学环节。

在进行本教学环节之前，学生应具备《微机原理及应 用》的理论基础知识。

二、实训目标《微机原理及应用》实训的教学让学生通过接触客观实际，来了解和认识所学的专业知识， 让学生了解和掌握所学知识在客观实际中的应用，通过实训课可以使学生了解解决实际问题的过 程，并能亲自动手完成相关题目设计。

让学生对实际课题设计的过程和方法有个很好的认识，又 能亲自动手来锻炼提高专业技能，把所学的理论知识与实际能力紧密的结合在一起。

在进行实训的同时，教师应培养学生具有初步的科研意识，培养学生查找资料、运用设计资 料，完成工程问题的能力，为后继课程的学习打下坚实的基础。

三、实训基本要求为检验学生在原理与接口综合应用方面分析问题与解决问题的能力，同时亦给学生提供更 多、更好的训练机会，本指导书给出了微机硬件应用综合测试题。

大部分测试题，至少需要选用 PC 总线微机实验装置中 3 部分以上的硬件电路（还需将它们有机组合起来）并编制相应的应用软 件。

为了发挥每一个同学的创造能力，每一测试题除了题目外仅给出设计要求（又分基本要求与 进一步要求两部分）及很少的设计提示。

学生可根据设计要求，选择最合适的器件，构成最有效 的硬件电路来完成。

对于学有余力的学生，除了完成基本要求与进一步要求的内容外，还可对同 一题选择不同的器件（而这往往总是能做到的）构成不同的硬件电路，尽情发挥和创造。

四、实训过程要求1．软件部分对软件部分，建议按如下的步骤进行：（1）首先正确理解题意及题目要求，分析程序设计思想；（2）建立算法，绘制流程图；（3）再根据算法流程图编写程序；（4）上机调试修改源程序，直至能运行出正确的结果为止；（5）记录程序运行结果，将源程序按要求存盘，并抄写（或打印）源程序到实训报告上。

2．硬件部分对硬件部分，建议按如下步骤进行：（1）检查实验设备（器件）的状况；（2）检查电源连接是否正确；（3）按拟定的连接方式，按顺序进行各端口（引脚）的连线；（4）进行各器件的连线的操作时，手法要正确，用力不要过猛；（5）连线完毕，并进行检查后方能通电测试；（5）观察结果，判断是否与预期的结果一致，若正确，请记录下相应的结果；（6）若不正确，要进行分析判断，重新进行相关的连线，再次进行测试；（7）若出现异常现象，要及时切断电源，并及时通知实训指导老师进行相应的处理。

五、实训题目实训一 学生成绩统计1．基本要求学生成绩统计，设有N（≥10）个学生成绩，分别统计各分数段的学生人数。

分数段为：低 于 60 分、60～69 分、70～79分、80～89 分、90～99分及 100 分，统计人数分别存放于 F5、F6、 F7、F8、F9、F10 单元中。

（数据自定）2．设计提示数据以压缩的 BCD 码（十进制）表示，注意分析数据的特点。

数据段定义：DATASEGMENTGRADEDW95H，60H，75H，92H，71H，86H，54H，89H，83H，76H，100HNEQU($—GRADE)/2F5DB0F6DB0F7DB0F8DB0F9DB0F10DB0DATAENDS实训二 打字游戏1．基本要求运行可执行程序编译后的程序，出现菜单主界面，按回车键出现由 26 个字母组成的乱序行， 这时其中任一字母落下， 在键盘上敲入该字母， 如果输入正确， 字母消失； 按 ESC 键返回主界面； 按空格见暂停；按‘E’退出。

2．界面参考实训三 乒乓球比赛游戏机1．基本要求用 8 个 LED 发光管（4 个红，4 个绿）的来回滚动显示来模拟打乒乓球时乒乓球在两边球台 上的来回运动。

比赛双方用按按钮（双方各用 1 个按钮）的方法来模拟发球与接球，即发球方按动其控制的按钮， 球从发球方一侧向对方运动 （LED发光管从发球方到对方逐个点亮， 滚动显示）， 当球运动至接球方时，接球方立即按动其控制的按钮，“击球”使球“弹回”发球方一侧，如此 周而复始，直至在规定的击球时间内有一方未能完成击球动作，从而对方得一分，然后继续比赛。

比赛规则可参照一般的乒乓球比赛规则。

要求：（1）球以每0.5 秒滚过 1 个 LED 的速度移动；（2）回球需在球到达后的 0.5秒内进行（按下按钮），否则按失球计；（3）球未到达提前按下按钮不起回球作用；（4）用 4 个八段码为双方记分（每方 2个八段码，10 进制计数，初始值 0:0) 2．设计提示球到达接球方后，立即读接球方的按钮状态，若未按则有效(若已按下则无效),然后不断读 此按钮状态，直到按下代表“击球”动作。

（1）通过拨动开关改变球移动速度，即每个LED 管点亮时间分别为 0.5 秒、0.3 秒、0.2秒；（2）通过拨动开关改变允许击球时间 0.3 秒、0.2 秒、0.1 秒；（3） 球移动速度取决于击球时间， 即球移动速度(每个 LED 点亮时间)在 0.2～0.5秒内可变， 具体取决于球到达接球方后击球所花的时间 0～0.5 秒，如花的时间短则回球后球移动速度快， 反之回球后移动速度慢，如下表所示。

球到达至击球时间 0～0.2 秒 0.2～0.3 秒 0.3～0.4 秒 0.4～0.5 秒 球移动速度(灯点亮时间) 0.2 秒 0.3 秒 0.4 秒 0.5 秒实训四 交通灯控制1．基本要求十字路口：（1）正常情况下，两路口轮流放行，且以一位 8 段数码管显示剩余时间；（2）夜间，两路口均为黄灯闪烁，均可放行。

2．设计提示交通灯规律：状态 1:南北绿灯通车,东西红灯；状态 2:南北绿灯闪烁3 次转黄灯亮,东西仍然红灯,延时 3 秒；状态 3:东西绿灯通车,南北红灯；状态 4:东西绿灯闪烁3 次转黄灯亮,延时 3 秒南北仍然红灯。

以开关控制正常状态与夜间。

3．注意学生也可自己设计合理也符合逻辑的相关交通灯规律。

实训五 反应测试仪1．基本要求：设计 1 个能测试人的反应(响应)时间的仪器。

按启动钮，测试开始,一旦看到灯亮，立即按 测试钮，八段码显示反应时间xx.xx 秒。

要求：（1）编制 1 个随机数产生子程序，由随机数决定从按启动钮到 4 个 LED 亮的时间（如在 3 秒～15 秒之间内任意变动），使被测试者对 LED亮的时间无法预见,以确保测试结果的可信。

（2）必须在见到 LED亮后按测试钮才有效，即一直按着按钮或提前按下按钮无效。

（3）反应时间显示 xx.xx 秒,准确到百分之一秒。

2．设计提示：（1）为确保从每次按启动按钮到 LED 亮时间是不同的（真正随机变化的），一开始可随机读 取某 100 个 RAM 单元值求和作为初始值，以后由测试到的反应时间作为下一个随机初始值。

（2）LED 灯亮后立即按测试钮状态，若未按下有效（若已按下无效），然后不断读此按钮状 态，直到按下代表“响应”动作。

3．进一步设计要求修改以上设计使进一步能测试人对不同事物的反应（响应）时间。

如功能为：按启动钮，测 试开始，一旦红灯亮，立即按红灯测试钮，一旦绿灯亮，立即按白测试钮，八段码显示反应时间 xx.xx 秒。

若按错钮,则显示出错并响“嘟”一声。

要求：（1）编制 2个随机数产生子程序，1 个决定从按启动钮到 LED 亮的时间，另一个决定亮何种 颜色灯。

（2）同样要求在见到 LED 亮时按测试钮才有效。

实训六 电子琴1．基本要求利用 PC 机内 8253 驱动内扬声器与键盘 1,2,3,4,5,6,7,8 设计一个电子琴,通过按数字键响 相应的乐符 1,2,3,4,5,6,7,ⅰ,使能演奏简单的乐曲。

按 1～８数字键时同时点亮相应的８个 LED 灯，使具有声、光效果，同时能记录开始演奏到结束演奏的时间，在八段码上显示。

2．设计提示（1）ＰＣ机扬声器发声驱动系统如图４.16 所示.由机内的 8255I/O 接口的 PBO 控制 8253通道 2 的定时计数；PB1 来控制扬声器的接通和断开,以此来发声。

8255PB 口地址为 61H；8253 通道 2 口地址为 42H，控制口为 43H。

（2）编程使扬声器发出 1，2，3，4，5，6，7，ⅰ，对应的频率分别为 262，294，330，347， 392，440，494，523HZ。

3．进一步设计要求能自动记录并回放所演奏乐曲。

实训七 猜数字游戏1．基本要求编制能产生 0～99 的两位随机数的子程序，随机产生被猜值（但不显示出来），然后可用 0～ 9 数字键输入 0～99内的两位数ｘｘ（显示在八段码上），若输入数ｘｘ大于随机数则显示红灯， 若小于则显示绿灯，两者均表示猜错从而猜次数增１(初始值为零)并继续猜下去；若猜中则红、 绿灯同时亮并将猜中的数字与猜的次数闪烁 5 次。

要求确保被猜数的随机性（即未知性）。

2．设计提示为确保被猜数的随机性，一开始的初始值可随机读取某 100 个 RAM 单元值求和获得或由裁判 手工输入不同的数字作为初始值，以后将上次被猜值作为初始值。

3．进一步设计要求。

将产生的被猜数及每次猜的值、猜的次数在 CRT上同步显示，以示“公正”实训八 微秒计时器1．基本要求有一输入的正脉冲信号且有一个 1MHz 的时钟信号，要求测量出高电平的时间，计时单位为 us，四位数码显示结果。

2．设计提示：读取 8253 的计数值，通过两片 8255显示计数结果。

实训九 参数可调波形发生器1．基本要求编制 1 个参数在线可调的波形发生程序，由 D／A 输出，构成参数在线可调的波形发生器， 并用示波器观察波形。

函数波形可选 f(t)=asin(bt)，其中ａ、ｂ参数在线可调（亦可自己选择， 但要求至少2 个参数可调且调节很明显）。

参数调节采用如下两种方式之一：（1）两个可调电位器输出通过 A／D 转换后作为可调参数；（2）参数通过实验装置上的键盘实时修改（调整）。

2．设计提示（1）当用电位器调节参数时，输出零不能对应相应的参数值就为零。

（2）当通过键盘修改参数时，先键入参数名如“ａ” ，显示当前参数值，修改后再键入参数 名，则修改参数完成，随后输出波形发生变化。