微机原理Proteus实验——IO 口读写实验

题目：

讲解部分：

一、连接思路

程序开始后，先定位到开关接口的地址，从连接开关的接口读入开关的输入数据。

接下来，定位到LED灯的接口地址，传出数据使相应的LED灯点亮。

其中，接口的位置与数据锁存使用74HC245芯片，CPU指令锁存采用74HC373芯片，译码器采用74LS138芯片，并利用或非门来构建连接逻辑关系。

二、芯片与原理讲解

先放一张全图~ 

 输入：RP1用来提供高电势，配合DSW1实现开关信号的产生。我们发现开关打开时，该路接地，则向外输出低电平。如图中例，输出的信号为01010001。

 74HC245：作为锁存器和接口，当芯片的19号引脚为高电平时数据传递方向为A-B，为低电平时数据传递方向为B-A。如将A连接CPU部分，B连接外设，则在作为输入接口时，19应该出0，作为输出接口时，19应该出1。

输入接口74HC245：观察发现，当CE输入低电平时，芯片被触发，将开关信号数据从B端传入A端连接的数据指令线。

 74HC373：与74HC245类似，1号引脚输入低电平时，数据由D侧输入，向Q侧传出。

输出接口74HC373：当OE输入低电平时，芯片被触发，将数据从D端连接的数据指令线传入Q端。这里我们发现，芯片的输出端口是对着LED的阴极的，因此需要输出低电平点亮LED。结合输入端口的逻辑，我们只需将输入的数据信号传给输出即可实现——开关打开，LED亮，开关关闭——LED灭。

CPU指令锁存74HC373：当OE输入低电平时，CPU指令线上的信号从D端传到Q端，通过Q端连接的片选器来寻找输入输出接口。

片选器74LS138：E1高电平，E2和E3低电平时有效，输入的ABC为二进制对应Y0到Y7，如CBA为 110时，对应十进制为6，即触发Y6引脚出低电平。片选器通过输入的ABC信号来选取对应的接口地址。

由于READ的片选地址Y5为101，WRITE的片选地址为110，我们可以确认输入端D4到D7的数据，并将其余位补0，作为接口地址信号（为之后汇编代码用）。 

我们再看一遍全图，这次从CPU开始，CPU想先读取开关信号，于是他传指令，通过指令锁存器和译码器选择输入接口，Y5出0后经过上方逻辑门使得U3（输入接口）的10号引脚为0，传入数据开关信号。接下来，传入的数据被存在CPU寄存器里，CPU再去传出指令去给LED写入数据，于是他又传指令，选择输出接口并通过低位数据线传出寄存器内保存的开关信号数据，使LED点亮。为此，我们可以写出汇编指令。

三、汇编指令

.MODEL SMALL
.STACK
.DATA
INPUT EQU 0D000H
OUTPUT EQU 0E000H
.CODE
.STARTUP
START:MOV DX,INPUTIN AL,DXMOV DX,OUTPUTOUT DX,ALJMP START
.EXIT 0
END

这里采用了简化的汇编。我们先在数据段放上输入和输出的地址，即刚刚译码器Y5和Y6的地址，0D000H和0E000H。接下来我们先用IN指令传入输入信号（开关信号），并将开关信号数据存入AL，接下来我们读取LED地址，并将AL上的数据传出给LED，实现对灯的开闭。汇编核心代码就是输入和输出的4行。

效果图如上。

题源来自于南京农业大学汇编语言和微机原理实验题一。

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