电子信息类专业“微机原理与接口实验”教学探讨

  本文关键词：电子信息类专业“微机原理与接口实验”教学探讨，由笔耕文化传播整理发布。

基于8253的C与汇编语言开发 投稿：陆菠菡

摘要微型计算机的原理与应用是电子信息类学生的一门重要的专业基础课，对其原理的掌握和扩展接口的使用显得尤其重要。本文以8253为例，采用汇编语言和C语言联合开发，并比较C语言和汇编语言的优劣势，为学生正确使用C语言开发奠定良好的基础。关键词微机原理与接…

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　　摘 要 微型计算机的原理与应用是电子信息类学生的一门重要的专业基础课，对其原理的掌握和扩展接口的使用显得尤其重要。本文以8253为例，采用汇编语言和C语言联合开发，并比较C语言和汇编语言的优劣势，为学生正确使用C语言开发奠定良好的基础。

　　关键词 微机原理与接口 汇编语言与C语言比较
　　中图分类号：TP368.1 文献标识码：A
　　0 引言
　　“微机原理与接口”是信息学科的一门必修课，主要介绍8086微处理器的原理及其扩展接口的应用。然而8253芯片是接口芯片中的一个重要组成部分，因此本文就从8253出发，阐述用汇编语言和C语言对其开发，让学生更好地用软件对硬件进行开发。
　　1 8253知识点进行描述
　　8253工作方式：
　　1.1 频率发生器
　　在该方式下，计数器装入初值，开始工作后，计数器的输出OUT将连续输出一个时钟周期宽的负脉冲。两负脉冲之间的时钟周期数就是计数器装入的初值。在这种初始方式下，门控信号GATE用作控制信号。当GATE为低电平时，强迫OUT输出高电平。当GATE为高电平时，分频开始。时序波形如图1所示。
　　1.2 方波产生器
　　当装入数值为N时，若N为偶数，则完成N/2计数时OUT为高电平，完成另外N/2计数时OUT低电平，一直进行下去。若N为奇数，则（N+1）/2计数时OUT保持高电平，而（N-1）/2计数期间OUT为低电平。在GATE为高电平的时，产生对称方波。时序波形如图2所示。
　　1.3 C语言的优点
　　C语言是一种计算机程序设计语言，它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上，它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。由于C语言的易可移植性，在嵌入式系统里面应用广泛。
　　1.4 汇编语言的优点
　　汇编语言是面向机器的程序设计语言。汇编语言是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。汇编语言的长处在于编写高效且需要对机器硬件精确控制的程序。
　　总之，虽然汇编语言执行起来速度比较快，但开发起来比较麻烦，尤其是8086架构里面只有有限的寄存器，在开发大型的软件时就会显得捉襟见肘，采用C语言开发就可以提高代码的质量，用一句C就可以代替好几句汇编语言，会让开发人员轻松很多，更会让很多初学者对嵌入式系统的开发产生兴趣。
　　2 实例：C语言方式下和汇编语言下控制8253
　　8253控制端口地址为 203H；计数器0地址为 200H；计数器1地址为 201H；计数器2地址为 202H。
　　outportb（0x203， 0x56）
　　//56H（01010110B）.选择计数器1，低八位读写，方式3（方波发生器），二进制计数.
　　outportb（0x201，， 8）； // 向计数器1写入低八位初值8H（00001000B）.
　　outportb（0x203， 0x94）； // 向8253控制端口写控制字94H（10010100B）。选择计数器2，低八位后读写，方式2（分频脉冲发生器），二进制计数。
　　outportb（0x202， 6）； // 向计数器2写入低八位初值6H（00000110B）.
　　如果使用汇编语言程序，则变成
　　MOV DX，203H；指向控制端口
　　MOV AL， 56H ；设置工作方式
　　OUT DX， AL；往端口送数据
　　MOV DX， 201H；指向计数器1
　　MOV AL， 8；给计数值
　　OUT DX， AL；往端口送数据
　　MOV DX，203H；指向控制端口
　　MOV AL，94H；设置工作方式
　　OUT DX，AL；往端口送数据
　　MOV DX，202H；指向计数器2
　　MOV AL，6；给计数值
　　OUT DX，AL；往端口送数据
　　从中可以直观地可以看出，如果使用汇编语言对8253写入控制字MOV DX，203H，MOV AL，36H，OUT DX，AL，需要三条语句完成，而且需要3个寄存器，并且寄存器本来就是很少的了，这样很浪费资源；用C语言只需调用outport函数：outport（0x203，0x36），C语言的代码长度短了很多，并且也方便学生们掌握，使学生在嵌入式软件开发上产生更多的兴趣，为大型嵌入式软件的开发奠定坚实的基础。
　　3 结束语
　　根据本文比较C语言和汇编语言对8253的开发，会让更多的学生明白C语言作为一种面向结构的语言对嵌入式系统开发的优胜性，希望越来越多的学生在微机原理和接口的实验课上，采用C语言进行开发，削减代码量，提高效率。由于目前我国正处于信息化高速建设的时代，对嵌入式系统的开发水平也决定着我国在世界上的影响力。因此，让更多的学生学会用更高效的语言进行嵌入式系统软件的开发显得尤其重要，本文就此发表自己的看法。
　　参考文献
　　[1] 马义德，张在峰，徐光柱，杜桂芳.微型计算机原理及应用（第二版）.北京：高等教育出版社，2001.
　　[2] 王永山，杨宏五.微型计算机原理与应 用（第二版）.西安：西安电子科技大学出版社，1999.5.
　　[3] 谭浩强.C程序设计（第三版）.北京：清华大学出版社，2005.
　　[4] 杨翠微，俞承芳，虞惠华，胡鸣华.电子信息类专业“微机原理与接口实验”教学探讨.电气电子教学学报，2005.

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