目录
第一部分综述 (1)
第一章QTH-8086B16位微机原理教学内容及参考 (1)
1.1 16位微机接口技术教学内容 (1)
1.2 16位微机接口技术教学参考 (2)
第二章QTH—8086B教学实验仪简要介绍 (3)
2.1 系统构成及特点 (3)
2.2 16位微机原理教学实验环境 (4)
2.3 16位微机实验系统硬件电路简介 (4)
2.4 软件的安装 (6)
2.5 实验仪的使用 (6)
第二部分 16位微机接口技术 (7)
第三章基本接口技术实验 (7)
3.1 基本IO口扩展实验 (7)
3.2 8259A中断应用实验 (9)
3.3 可编程定时器/计数器8254实验 (12)
3.4 可编程并行接口8255实验 (14)
3.7 A/D转换实验 (18)
3.9 扩展存储器读写实验 (21)
3.15 直流电机实验 (22)
附录B 常用芯片引脚图 (51)
第一部分综述
第一章QTH-8086B 16位微机原理教学内容及参考
QTH 16位微机教学从两个方面来开展：一方面以微机原理为主，旨在让学生掌握16位微处理器在各种工作模式下的工作原理；另一方面以微机接口技术应用为主，旨在让学生掌握各种基本的微机应用技术。
1.1 16位微机接口技术教学内容
微机接口技术是把由处理器、存储器等组成的基本系统与外部设备连接起来，从而实现计算机与外部设备通信的一门技术。学习微机接口技术对微机在工业控制、数据采集和系统控制等领域的应用具有非常重要的作用。
微机接口技术教学围绕PC机内部构成原理及常用接口芯片的使用来开展。学习内容包括对PC 机资源的基本操作和常用接口芯片的编程操作，如8253/8254定时/计数控制器，8259中断控制器，
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DMA直接存储器访问控制器，8250/16550串行接口芯片，8255并行接口芯片，键盘、鼠标接口芯片、AD/DA模数/数模转换、液晶显示板、点阵LED等等都是学习的对象。
1.2 16位微机接口技术教学参考
16位微机接口技术的教学内容适合非电类专业以微机应用普及课、电类专业以专业基础课的形式来开展。
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第二章QTH—8086B 教学实验仪简要介绍
QTH-8086B实验系统是为满足各大专院校进行“16位微机原理与接口技术”课程的开放式实验教学而精心设计的，其功能强大，为16位微机原理和16位微机接口技术分别提供了实验平台。
2.1 系统构成及特点
2.1.1系统构成
16位微机原理部分的实验平台由一组支持在80386及其以上PC微机上的编程、调试软件构成。用户可以通过该平台进行16位微机实验程序编制、运行及调试。16位微机接口应用部分的平台用于支持基本接口应用学习，用户可以基于该接口学习常用接口芯片的编程及应用，用户可以参考这些实例快速掌握接口应用的实现方法。QTH-8086B提供下列实验内容：
表2-1 QTH-8086B 实验系统硬件内容
2.1.2 系统功能及特点
1．先进的16位微机原理实验教学平台
系统提供了80386、奔腾及其以上微机上的调试操作软件，允许用户调试并运行实验程序，为
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4 用户提供了一个窥探80x86微处理器运行机制的窗口，使用户可以迅速了解16位微机的工作机制和过程，并掌握其编程方法，为学习16位微机接口技术和应用打下基础。 2．完善的基本微机接口技术实验教学平台
在接口实验单元中，系统提供了各种常用外围接口及其控制应用部件，从而全面支持“微机接口技术”及“微机控制应用”的各项实验内容。
3．对实验设计具有良好的开放性，增强学生综合设计能力
实验系统所具有的硬软件结构对用户的实验设计具有良好的开放特性，系统总线及各种外围接口器件都可由用户来操作连接，从而极大地提高了学生的实际和操作能力，避免了单纯验证式实验方式的弊病。
4．采用模块式组合方式，用户可以根据需要选择组件
硬件实验采用模块组合方式，用户可以根据自己的需要任意选择组件，极大地提高了实验的灵活性和实用性。连线采用排线与单线插孔相结合的连接方式，极大地提高了实验效率和直观必，使学生可把注意力集中在硬软件设计和调试过程中。 5．高性能稳压开关电源
系统采用了具有抗短路、过流的高性能稳压开关电源，从而可以避免学生实验过程中因接线失误而导致的芯片或整机损坏情况。
2.2 16位微机原理教学实验环境
QTH-8086B 集成调试软件,为用户提供了完整的16位微机原理实验调试平台。该软件具有下列一些特征：
● 全新的WINDOWS 界面版本，支持WIN98/ME/2000/XP/NT 操作系统 ● 可在线修改、编辑、编译、连接 ● 十分强大的智能书签功能
● 符合编程语言语法的彩色文本显示，用户可根据个人爱好修改特定和着色功能 ●
先进的错误定位，可直接进入错误位置，无需查找错误信息。
2.3 16位微机实验系统硬件电路简介
1、 电位器输出0～5V 电压
2、 配有带驱动的16个LED 发光管电路，用于观察简单的实验结果
图2-3-1 电位器输出电压 图2-3-2 16个发光管电路
3、 8路手动电平控制电路，给实验提供简单的高低电平
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图2-3-3 8路手动电平控制电路
4、 2路手动单脉冲输出电路，给实验提供单脉冲信号
图2-3-4 2路手动单脉冲输出电路
5、 1路分频器电路，给实验提供不同频率的振荡信号，输入频率为CLOK ，则输出频率为CLOK/2，
CLOK/4，CLOK/8，CLOK/16 4组选择。
图2-3-5 分频电路
6、 2路振荡方波信号源：1HZ ，32HZ ，1024HZ ，32.768KHZ ，262.14KHZ ，1.5MHZ ，6MHZ ，
24MHZ 八组选择， 给实验提供不同频率的振荡信号
图2-3-6 振荡电路
2.4 软件的安装
（1）插入QTH-8086B安装盘，一直点“下一步”进行默认安装。
（2）自动在C盘下生成QTH8086B文件夹，在该文件夹中含有各种实验的源程序。
（3）在桌面上生成QTH-8086B软件图标。
2.5 实验仪的使用
（1）用实验仪所配的串口线把微机串口和实验仪的主控模块MCU8088/8086H的串口连起来。
（2）按照实验指导书连好所做实验的连线。
（3）连好电源线，并打开电源。
（4）双击桌面上的QTH-8086B软件图标，启动调试软件。
（5）打开所做实验的源程序，进行编译连接、调试、运行。
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第二部分16位微机接口技术
第三章基本接口技术实验
本章提供的实验以达到掌握微型计算机基本接口技术的目的。操作本章的实验，要求用户已经学习了PC微机的基本原理和基本结构，并能够熟练的使用汇编语言编写实验程序。另外，本章共提供了各类实验，用户可以根据专业需要及学时情况选做其中的若干个。
3.1 基本IO口扩展实验
3.1.1实验目的
了解TTL芯片扩展简单I/O口的方法，掌握数据输入输出程序编制的方法。
3.1.2实验设备
(1)PC机一台
(2)QTH-8086B 16位微机教学实验仪一套
3.1.3 实验说明
74LS244是一种三态输出的8总线缓冲驱动器，无锁存功能，当G为低电平时，Ai信号传送到Yi，当为高电平时，Yi处于禁止高阻状态。
74LS273是一种8D触发器，当CLR为高电平且CLK端电平正跳变时，D0——D7端数据被锁存到8D触发器中。
3.1.4实验原理图
图3-1-1 74LS244与74LS273扩展I/O口原理图
3.1.5 实验内容
本实验利用74LS244作为输入口，读取开关状态，并将此状态通过74LS273驱动发光二极管显
示出来。
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3.1.6 实验步骤
图3-1-2 扩展I/O口连线图
(1)实验连线：
244的CS——MCU主模块的地址A15，Y7—Y0——开关K01—K08。
273的CS——MCU主模块的地址A14，Q7—Q0——发光二极管L1—L8。
该模块的WR、RD分别连到MCU主模块的WR、RD。
该模块的数据（AD0～AD7）连到MCU主模块的数据（AD0～AD7）。
(2)运行程序：IO.ASM
(3)拨动开关，观察发光二极管的变化。
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3.2 8259A 中断应用实验
3.2.1 实验目的
1．掌握8259A 中断控制器的工作原理；
2．掌握8259A 可编程中断控制器的应用编程。
3.2.2 实验设备
(1) PC 微机一台。
(2) QTH-8086B 实验装置一套。
3.2.3 实验内容
本实验用脉冲作为中断源，编写一实验程序，完成按键中断的响应，每产生一次按键中断，数码管高位显示中断号，低位显示中断次数，拨动开关KN09观察数码管的变化。
3.2.4 实验说明
中断控制是微机系统的主要管理方式之一，也是处理器与外设之间通信的最有效方法之一。它可以减少系统为反复查询外部设备状态而消耗的时间，提高了系统的整体运行效率。在现代16位微机系统中，系统的中断有两类：软件中断和硬件中断。硬件中断可以实现微机系统对外设的管理，由8259中断控制器来完成。
1、8259控制器的介绍
中断控制器8259A 是Intel 公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中，因此无需附加任何电路，只需对8259A 进行编程，就可以管理8级中断，并选择优先模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。同时，在不需增加其它电路的情况下，通过多片8259A 的级连，能构成多达64级的矢量中断系统。它的管理功能包括：①记录各级中断源请求，②判别优先级，确定是否响应和响应哪一级中断，③响应中断时，向CPU 传送中断类型号。8259A 的内部结构和引脚如图3-2-1所示。
8259A 的命令共有7个，一类是初始化命令字，另一类是操作命令。8259A 的编程就是根据应用需要将初始化命令字ICW1-ICW4和操作命令字OCW1-OCW3分别写入初始化命令寄存器组和操作命令寄存器组。ICW1-ICW4各命令字格式如图3-2-2所示，OCW1-OCW3各命令字格式如图3-2-3所示,其中OCW1用于设置中断屏蔽操作字，OCW2用语设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字，OCW3用语设置和撤消特殊屏蔽方式，设置中断查询方式以及设置对8259内部寄存器的读出命令。
图3-2-1 8259 内部结构和引脚图
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图3-2-2 （a ） ICW1格式
图3-2-2 （b ） ICW2格式
主片
从片
图3-2-2 （c ） ICW3格式
图3-2-2 （d ） ICW4格式
图3-2-3 OCW 命令字格式
2、8259寄存器及命令的控制访问
在硬件系统中，8259仅占用两个外设接口地址，在片选有效的情况下，利用A0来寻址不同的寄存器和命令字。对寄存器和命令字的访问控制如表3-2-1所示。
表3-2-1 8259寄存器及命令的访问控制
3、PC微机系统中8259A的应用
在现代PC微机系统中，系统中包含了两片8259A中断控制器，经级连可以管理16级硬件中断，其中部分中断源已经被系统硬件占用，具体使用情况如表3-2-2示。两片8259A的端口地址为：主片在020H-03FH，实际使用020H和021H两个端口；从片在0A0H-0BFH范围，实际使用0A0H和0A1H两个端口。
表3-2-2 PC微机系统中的硬件中断
3.2.5实验步骤
（1）实验连线：
8259模块选通线CS连到MCU主模块的地址A14。
8259模块的WR、RD分别连到MCU主模块的WR、RD。
8259模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
8259模块的INTA接MCU主模块的的INTA，INT接MCU主模块的INTR，IRx（指IR0～IR7中的任一个）接信号源模块的1H。
8255模块的WR、RD分别连到MCU主模块的WR、RD。
8255模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
8255模块选通线CE连到MCU主模块的地址A15。
8255模块的PC0接串并转换电路的CLK，PC1接DIN。
（2）运行程序：INTR.ASM。
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3.3 可编程定时器/计数器8254实验
3.3.1 实验目的
了解计数器的硬件连接方法及时序关系，掌握8254的各种模式的编程及其原理，用示波器观察各信号之间的时序关系。
3.3.2 实验设备
(1)PC机一台；
(2)QTH-8086B 16位微机教学实验仪一套。
3.3.3实验说明
8254是一种可编程的定时器/计数器芯片，它具有3个独立的16位计数器通道，每个计数器都可以按照二进制或二-十进制计数，每个计数器都有6种工作方式，计数频率可高达24MHz，芯片所有的输入输出都与TTL兼容。
计数器都有6种工作方式：方式0—计数过程结束时中断；方式1—可编程的单拍脉冲；方式2—频率发生器；方式3—方波发生器；方式4—软件触发；方式5—硬件触发。6种工作方式主要有5点不同：一是启动计数器的触发方式和时刻不同；二是计数过程中门控信号GATE对计数操作的影响不同；三是OUT输出的波形不同；四是在计数过程中重新写入计数初值对计数过程的影响不同；五是计数过程结束，减法计数器是否恢复计数初值并自动重复计数过程的不同。
3.3.4实验内容
将32Hz的晶振频率作为8254 的时钟输入，利用定时器8254 产生1Hz 的方波，发光二极管不停闪烁，用示波器可看到输出的方波。
3.3.5实验原理图
图3-3-1 可编程定时器/计数器8254原理图
3.3.6实验步骤
（1）实验连线：
信号源模块短路32.0Hz，CLK连到8254模块的CLK0。
8254模块选通线CS连到MCU主模块的地址A14。
8254模块GA TE0接电源+5V；OUT0接发光二极管L1。
该模块的WR、RD分别连到MCU主模块的WR、RD。
该模块该模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
（2）运行程序：8254.ASM。
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（3）观察发光二极管，用示波器可看到输出的方波。
图3-3-2 8254定时器/计数器实验
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3.4 可编程并行接口8255实验
3.4.1实验目的
了解可编程并行接口芯片8255的内部结构、工作方式、初始化编程及应用。
3.4.2 实验设备
(1)PC机一台；
(2)QTH-8086B 16位微机教学实验仪一套。
3.4.3实验说明
1、8255A的内部结构：
（1）数据总线缓冲器：这是一个双向三态的8位数据缓冲器，它是8255A与微机系统数据总线的接口。输入输的数据、CPU输出的控制字以及CPU输入的状态信息都是通过这个缓冲器传送的。
（2）三个端口A，B和C：A端口包含一个8位数据输出锁存器和缓冲器，一个8位数据输入锁存器。B端口包含一个8位数据输入/输出锁存器和缓冲器，一个8位数据输入缓冲器。C端口包含一个8位数据输出锁存器及缓冲器，一个8位数据输入缓冲器（输入没有锁存器）。
（3）A组和B组控制电路：这是两组根据CPU输出的控制字控制8255工作方式的电路，它们对于CPU而言，共用一个端口地址相同的控制字寄存器，接收CPU输出的一字节方式控制字或对C口按位复位字命令。方式控制字的高5位决定A组工作方式，低3位决定B组的工作方式。对C口按位复位命令字可对C口的每一位实现置位或复位。A组控制电路控制A口和C口上半部，B组控制电路控制B口和C口下半部。
（4）读写控制逻辑：用来控制把CPU输出的控制字或数据送至相应端口，也由它来控制把状态信息或输入数据通过相应的端口送到CPU。
2、8255A的工作方式：
方式0—基本输入输出方式；方式1—选通输入输出方式；方式2—双向选通输入输出方式。
3、8255A的状态字：
图3-4-1 8255方式1的状态字
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图3-4-2 8255 方式2的状态字
图3-4-3 8255A 方式控制字
图3-4-4 C 口按位置位/复位控制字
3.4.4 实验原理图
图3-4-5 可编程并行接口8255电路
3.4.5 实验内容
(1) 流水灯实验：利用8255的A 口循环点亮发光二极管。 (2) 交通灯实验：利用8255的A 口模拟交通信号灯。
(3) I/O 输入输出实验：利用8255的A 口读取开关状态，8255的B 口把状态送发光二极管显
示。
3.4.6 实验步骤
1、流水灯实验： (1) 实验连线
该模块的WR 、RD 分别连到MCU 主模块的WR 、RD 。
该模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
8255模块选通线CE连到MCU主模块的地址A15。
8255的PA0～PA7连到发光二极管的L0～L7。
(2)运行程序：
(3)XunHuan.ASM，观察发光二极管。
图3-4-6 流水灯实验图3-4-7 交通灯实验
2、交通灯实验：
(1)实验连线：
该模块的WR、RD分别连到MCU主模块的WR、RD。
该模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
8255模块选通线CE连到MCU主模块的地址A15。
8255的PA0-L7、PA1-L6、PA2-L5、PA3-L3、PA4-L2、PA5-L1。
(2)运行程序：Trac.ASM，观察发光二极管。
3、I/O输入输出实验：
(1)实验连线
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该模块的WR、RD分别连到MCU主模块的WR、RD。
该模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
8255模块选通线CE连到MCU主模块的地址A15。
8255的PA0～PA7接开关K0～K7，8255的PB0～PB7接发光二极管L0～L7。
(2)运行程序：Kaiguan.ASM；拨动开关,观察发光二极管。
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3.7 A/D转换实验
3.7.1 实验目的
掌握0809A/D转换芯片的硬件电路和软件编程。
3.7.2 实验设备
(1)PC机一台；
(2)QTH-8086B 16位微机教学实验仪一套。
3.7.3 实验说明
ADC0809的主要性能：
(1)8位逐次逼近型A/D转换器，所有引脚的逻辑电平与TTL电平兼容。
(2)带有锁存功能的8路模拟量转换开关，可对8路0～5V模拟量进行分时切换。
(3)输出具有三态锁存功能。
(4)分辨率：8位，转换时间：100μs。
(5)不可调误差：±1LBS，功耗：15mW。
(6)工作电压：+5V，参考电压标准值+5V。
(7)片内无时钟，一般需外加640KHz以下且不低于100KHz的时钟信号。
ADC0809的内部结构：
ADC0809是CMOS的8位模/数转换器，采用逐次逼近原理进行A/D转换，芯片内有模拟多路转换开关和A/D转换两大部分，可对8路0～5V的输入模拟电压信号分时进行转换。模拟多路开关由8路模拟开关和3位地址锁存译码器组成，可选通8路模拟输入中的任何一路，地址锁存信号ALE 将3位地址信号ADDA、ADDB、ADDC进行锁存，然后由译码电路选通其中的一路，被选中的通道进行A/D转换。A/D转换部分包括比较器、逐次逼近寄存器（SAR）、256R电阻网络、树状电子开关、控制与时序电路等。另外ADC0809输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连到CPU数据总线上。
ADC0809的多路转换：
在实时控制与实时检测系统中，被控制与被测量的电路往往是几路或几十路，对这些电路的参数进行模/数、数/模转换时，常采用公共的模数、数模转换电路。因此，对各路进行转换是分时进行的。此时，必须轮流切换各被测电路与模数、数模转换电路之间的通道，以达到分时切换的功能。ADC0809转换时序：
首先输入地址选择信号，在ALE信号作用下，地址信号被锁存，产生译码信号，选中一路模拟量输入。然后输入启动转换控制信号START（不小于100ns ），启动A/D转换。转换结束，数据送三态门锁存，同时发出EOC信号，在允许输出信号控制下，再将转换结果输出到外部数据总线。
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图3-7-1 ADC0809转换时序图
3.7.4 实验原理图
图3-7-2 ADC0809电路
3.7.5 实验内容
本实验利用实验板上的ADC0809做A/D 转换实验，将模拟信号转换成数字信号并在数码管上显示，调节电位器观察数码管上数据的变化。
3.7.6 实验步骤
(1) 实验连线：
AD0809模块的时钟输入端ADCLK 连到MCU 主模块的ALE 。 AD0809模块的ADWR 、ADRD 连到分别连到MCU 主模块的WR 、RD 。
AD0809模块的数据（D0～D7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU 主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
AD0809模块选通线ADCS 连到MCU 主模块的地址A14。 AD0809模块IN0接到电位器的DCOUT 。
8255模块的WR 、RD 分别连到MCU 主模块的WR 、RD 。
8255模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）分别连到MCU 主模块的数据（AD0～AD7）、地址线（A0～A7）。
8255模块选通线CE 连到MCU 主模块的地址A15。
20 8255模块的PC0接串并转换电路的CLK ，PC1接DIN 。 (2) 运行程序：0809.ASM ，调节电位器观察数码管的变化。
图3-7-3 A/D 转换实验连线