【74LS273扩展I/O口实验】—— 微机原理实验

一、实验要求

1. LED灯控制：以74LS273作为I/O口，编写程序控制8个单色LED灯，I/O端口号为168H。
2. 数码管显示：设计一七段LED数码管显示电路，编写程序，实现在数码管从0-9的循环显示（间隔1秒）。（可使用74LS47作为LED的显示译码）思考：如果要求循环速度可调，即显示间隔可变，系统设计应做什么样的变化。

二、实验目的

1. 学习简单I/O接口的方法。
2. 学习74LS273的使用方法。
3. 学习编制数据向外设输出的程序。
4. 学习LED数码管的显示方法。

三、实验电路

实验1

（1）原理分析：

• 74LS273为锁存器，可以作为I/O数据寄存器保存CPU与外设之间的传送数据。D0-D7是数据输入端口，Q0-Q7是数据输出端口，8个数据输出可以分别连接8个单色LED灯。CPU通过控制D0-D7从而达到控制锁存数据Q0-Q7输出的目的。CPU输出与8个LED状态的关系见下表，8个LED的编号见下图：
  
  
• I/O端口号为0168H，当地址线A15-A0为0000 0001 0110 1000时选中74LS273，此时D0-D7数据线上数据便可以输出。译码电路的作用就是当A15-A0这16根地址线中的A3,A5,A6,A8为1，其余为0时，允许数据输出。
• 8个LED灯采用共阳极接法，阳极通过电阻后接电源，阴极需要给低电平才能够导通，这就对应了上表中的数据Q0-Q7输出。LED灯接法见上图：
• 对于延时问题，采用程序循环方式实现:
               MOV CX,0E000H
               LOOP $
    LOOP $ 的作用是一直执行当前指令（即LOOP指令），可以用来延时。每执行一次LOOP指令，CX自动减1。

（2）电路连接图：

实验2

（1）原理分析：

• 同第一部分，采用74LS273做I/O接口数据锁存器，默认I/O接口地址为0168H。
• 74LS47的功能是将BCD码数字直接转化成七段数码块中的数字。74LS47引脚见图2，七段数码管见图3。向74LS47的DCBA四个端口输入0-9的二进制数，QA-QG对应的输出见表2，默认LT和BI为无效状态。
• 数码管采用共阳极接法，当a-g对应输入端口输入低电平时，对应的数码管亮。反之，输入为高电平时，对应的数码管熄灭。
  
• 将74LS273的Q3-Q0分别连接到74LS47的DCBA，将74LS47的QA-QG分别连接数码管。Q3-Q0从0000B到1001B变化，数码管上就可以显示0-9的数字。那么，通过控制AL的值，从而控制D0-D7从00H到09H变化，即可完成题目要求。
• 显示间隔采用控制程序循环次数实现，即通过改变CX的值，从而改变显示间隔:
     MOV CX,0E000H
     LOOP $
  

（2）电路连接图：

四、实验代码及实验结果

实验1

（1）实验代码：

IO0 EQU 8000H
CODE SEGMENT
    ASSUME CS:CODE
START:  MOV DX,IO0
        MOV AL,0FEH
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,0FDH
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,0FBH
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,0F7H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,0EFH
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,0DFH
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,0BFH
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,07FH
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        JMP START
ENDLESS:
        JMP ENDLESS
CODE    ENDS
        END START

（2）实验结果：

实验2

（1）实验代码：

IO0 EQU 8000H
CODE SEGMENT
    ASSUME CS:CODE
START:  MOV DX,IO0
        MOV AL,00H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,01H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,02H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,03H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,04H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,05H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,06H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,07H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,08H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        MOV AL,09H
        OUT DX,AL
        MOV CX,0E000H
        LOOP $
        
        JMP START
ENDLESS:
        JMP ENDLESS
CODE    ENDS
        END START

（2）实验结果：

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五、实验总结

参考资料：74LS47中文资料汇总； Proteus电路仿真及应用
这是第六次线上实验，是74LS273扩展I/O实验，通过本次实验，我学会了简单I/O接口的方法和74LS273的使用方法。除此之外，我还学会了LED数码管的显示方法，实验过程中，我还简单的学习了编程数据向外设输出的程序。