计算机硬件技术基础实验报告.doc

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计算机硬件技术基础实验 实验报告 学 校：__________________ 院 系：__________________ 学 号：__________________ 姓 名：__________________ 同组人员：__________________ 实验一 电子发声设计实验 一，实验目的 学习用8254定时/计数器使扬声器发声的编程方法。 二，实验设备 PC微机一台、TD-PIT+ 实验系统一套。 三，实验内容 根据实验提供的音乐频率表和时间表，编写程序控制8254，使其输出连接到扬声器上能发出相应的乐曲。 四，实验说明及步骤 一个音符对应一个频率，将对应一个音符频率的方波通到扬声器上，就可以发出这个音符的声音。音符与频率对照关系如表1所示。将一段乐曲的音符对应频率的方波依次送到扬声器，就可以发出这段乐曲的声音。 表1 音符与频率对照表 (单位：Hz) 利用8254的方式3—“方波发生器”，将相应一种频率的计数初值写入计数器，就可产生对应频率的方波。计数初值的计算如下： 计数初值 ＝ 输入时钟 输出频率 例如输入时钟采用系统总线上CLK(1.041667MHz)，要得到800Hz的频率，计数初值即为1041667/800。对于每一个音符的演奏时间，可以通过软件延时来处理。首先确定单位延时时间程序（这个要根据PC机的CPU频率做相应的调整）。然后确定每个音符演奏需要几个单位时间，将这个值送入DL中，调用DALLY子程序即可。 单位延时时间 DALLY PROC D0: MOV CX,200H D1: MOV AX,0FFFFH D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1 RET DALLY ENDP N个单位延时时间 (N送至DL) DALLY PROC D0: MOV CX,200H D1: MOV AX,0FFFFH D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1 DEC DL JNZ D0 RET DALLY ENDP 下面提供了乐曲《友谊地久天长》的频率表和时间表。频率表是将曲谱中的音符对应的频率值依次记录下来（B调、四分之二拍），时间表是将各个音符发音的相对时间记录下来（由曲谱中节拍得出）。 频率表： FREQ_LIST DW 371,495,495,495,624,556,495,556,624 ; DW 495,495,624,742,833,833,833,742,624 DW 624,495,556,495,556,624,495,416,416,371 DW 495,833,742,624,624,495,556,495,556,833 DW 742,624,624,742,833,990,742,624,624,495 DW 556,495,556,624,495,416,416,371,495,0 时间表： TIME_LIST DB 4, 6, 2, 4, 4, 6, 2, 4, 4 ; DB 6, 2, 4, 4, 12, 1, 3, 6, 2 DB 4, 4, 6, 2, 4, 4, 6, 2, 4, 4 DB 12, 4, 6, 2, 4, 4, 6, 2, 4, 4 DB 6, 2, 4, 4, 12, 4, 6, 2, 4, 4 DB 6, 2, 4, 4, 6, 2, 4, 4, 12 频率表和时间表是一、一对应的，频率表的最后一项为0，作为重复的标志。根据频率表中的频率算出对应的计数初值，然后依次写入8254的计数器。将时间表中相对时间值带入延时程序来得到音符演奏时间。实验参考程序流程如图1所示。 五，实验步骤： (1) 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。 (2) 首先运行CHECK程序，查看I/O空间始地址。 (3) 利用查出的地址参考流程图编写程序，然后编译链接。 (4) 参考图2所示连接实验线路。 (5) 运行程序，听电子发声单元的扬声器发出的音乐是否正确。 图1 电子发声设计实验参考程序流程图 图2 电子发声设计实验参考接线图 ;Sound.asm ;电子发声设计实验 ;****************根据查看端口资源修改下列符号值******************* IOY0 EQU 9C00H ;***************************************************************** MY8254_COUNT0 EQU IOY0+00H*4 ;8254计数器0端口地址 MY8254_COUNT1 EQU IOY0+01H*4 ;8254计数器1端口地址 MY8254_COUNT2 EQU IOY0+02H*4 ;8254计数器2端口地址 MY8254_MODE EQU IOY0+03H*4 ;8254控制寄存器端口地址 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS DATA SEGMENT FREQ_LIST DW 371,495,495,495,624,556,495,556,624 ;频率表 DW 495,495,624,742,833,833,833,742,624 DW 624,495,556,495,556,624,495,416,416,371 DW 495,833,742,624,624,495,556,495,556,833 DW 742,624,624,742,833,990,742,624,624,495 DW 556,495,556,624,495,416,416,371,495,0 TIME_LIST DB 4, 6, 2, 4, 4, 6, 2, 4, 4 ;时间表 DB 6, 2, 4, 4, 12, 1, 3, 6, 2 DB 4, 4, 6, 2, 4, 4, 6, 2, 4, 4 DB 12, 4, 6, 2, 4, 4, 6, 2, 4, 4 DB 6, 2, 4, 4, 12, 4, 6, 2, 4, 4 DB 6, 2, 4, 4, 6, 2, 4, 4, 12 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,MY8254_MODE ;初始化8254工作方式 MOV AL,36H ;定时器0、方式3 OUT DX,AL BEGIN:MOV SI,OFFSET FREQ_LIST ;装入频率表起始地址 MOV DI,OFFSET TIME_LIST ;装入时间表起始地址 PLAY: MOV DX,0FH ;输入时钟为1.0416667MHz，1.0416667M = 0FE502H MOV AX,0E502H DIV WORD PTR [SI] ;取出频率值计算计数初值，0F4240H / 输出频率 MOV DX,MY8254_COUNT0 OUT DX,AL ;装入计数初值 MOV AL,AH OUT DX,AL MOV DL,[DI] ;取出演奏相对时间，调用延时子程序 CALL DALLY ADD SI,2 INC DI CMP WORD PTR [SI],0 ;判断是否到曲末？ JE BEGIN MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？ INT 16H JZ PLAY QUIT: MOV DX,MY8254_MODE ;退出时设置8254为方式2，OUT0置0 MOV AL,10H OUT DX,AL MOV AX,4C00H ;结束程序退出 INT 21H DALLY PROC ;延时子程序 D0: MOV CX,200H D1: MOV AX,0FFFFH D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1 DEC DL JNZ D0 RET DALLY ENDP CODE ENDS END START 初始效果： 播放了《友谊天长地久》 修改点： FREQ_LIST 和 TIME_LIST 重新编排了了频率表和时间表的内容 修改效果： 发出了音乐《两只老虎》 修改后代码： ;Sound.asm ;电子发声设计实验 ;****************根据查看端口资源修改下列符号值******************* IOY0 EQU 0d800H ;***************************************************************** MY8254_COUNT0 EQU IOY0+00H*4 ;8254计数器0端口地址 MY8254_COUNT1 EQU IOY0+01H*4 ;8254计数器1端口地址 MY8254_COUNT2 EQU IOY0+02H*4 ;8254计数器2端口地址 MY8254_MODE EQU IOY0+03H*4 ;8254控制寄存器端口地址 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS DATA SEGMENT FREQ_LIST DW 262,294,330,262,262,294,330,262,330,350,393,330,350,393 ;频率表 DW 393,441,393,350,330,262,393,441,393,350,330,262 DW 294,196,262,294,196,262 TIME_LIST DB 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 4, 4, 8 ;时间表 DB 2, 2, 2, 2, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 4, 4 DB 4, 4, 8, 4, 4, 8 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,MY8254_MODE ;初始化8254工作方式 MOV AL,36H ;定时器0、方式3 OUT DX,AL BEGIN:MOV SI,OFFSET FREQ_LIST ;装入频率表起始地址 MOV DI,OFFSET TIME_LIST ;装入时间表起始地址 PLAY: MOV DX,0FH ;输入时钟为1.0416667MHz，1.0416667M = 0FE502H MOV AX,0E502H DIV WORD PTR [SI] ;取出频率值计算计数初值，0F4240H / 输出频率 MOV DX,MY8254_COUNT0 OUT DX,AL ;装入计数初值 MOV AL,AH OUT DX,AL MOV DL,[DI] ;取出演奏相对时间，调用延时子程序 CALL DALLY ADD SI,2 INC DI CMP WORD PTR [SI],0 ;判断是否到曲末？ JE BEGIN MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？ INT 16H JZ PLAY QUIT: MOV DX,MY8254_MODE ;退出时设置8254为方式2，OUT0置0 MOV AL,10H OUT DX,AL MOV AX,4C00H ;结束程序退出 INT 21H DALLY PROC ;延时子程序 D0: MOV CX,0A00H D1: MOV AX,0FFFFH D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1 DEC DL JNZ D0 RET DALLY ENDP CODE ENDS END START 六，实验心得 这是我们第一次接触硬件实验，第一次接触TD-PIT+实验系统，以前都只是在书本上看过有关方面的内容，这次终于见到真的了！我们怀着好奇和激动的心情完成了这次实验，但总体来说效果没有想象中的那样美好，我们不懂的东西太多了。虽然实验倒是圆满完成了，但我们只是像个技工一样按照讲义按部就班地把线接好，把程序改好，至于线路为什么要这样连接，具体的程序语言是什么意思却并不是很清楚，整体的认识和把握还是比较模糊的。不过这个实验还是极大地激发了我们的好奇心，在课后我们查阅了一些文献，大致了解一些关于电子发生器的原理以及运用，我们了解到它很重要的一个作用就是用作有源消声器，就是一种在风道内，用电脑控制电子发声器产生一种与需消噪声的频率、强度相合，但相位相反的干涉声波来消除噪声的消声装置。有源消声器基本原理是在原来的声场中，利用电子设备再产生一个与原来的声压大小相等、相位相反的声波，使其在一定范围内与原来的声场相抵消。有源消声器被广泛使用于发电、化工、冶金、纺织等工业厂矿中用于各种型号锅炉、汽机排汽；风机；安全门等设备的消声降音。 实验二 点阵LED显示设计实验 一，实验目的 学习点阵LED的操作方法。 二，实验设备 PC微机一台、TD-PIT+ 实验系统一套。 三，实验内容 使用基本输入输出单元中的两路输出OA[7:0]和OB[7:0]分别控制点阵LED的行控制R[7:0]和列控制L[7:0]。编写程序，使点阵LED的每一行和每一列依次循环显示。 四，实验说明 88点阵LED相当于88个发光管组成的阵列，其中每一行共用一个阳极（行控制），每一列共用一个阴极（列控制）。行控制和列控制满足正确的电平就可使相应行列的发光管点亮。实验平台上点阵LED的管脚及相应的行、列控制位如图1所示。 (a) (b) 图1 88点阵LED管脚图 本实验利用基本输入输出单元的两路输出分别控制点阵LED的行和列，编写一个简单的程序，使每一行和每一列依次循环显示。参考程序流程如图2所示。 五，实验步骤 (1) 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。 (2) 首先运行Tdpit集成操作软件，检查端口资源分配情况。记录与所使用片选信号对应的I/O端口始地址。 (3) 利用查出的地址编写程序，然后编译链接。 (4) 实验参考接线如图4所示连接实验线路。 (5) 运行程序，观察LED显示是否正确。 图2 点阵LED显示实验参考程序流程图 图3 88点阵LED显示实验参考接线图 图4 1616点阵LED显示实验参考接线图 源代码： ;Led-HZ.asm ;32位LED点阵汉字显示实验 INCLUDE LED-HZ.inc .386P ;****************根据查看端口资源修改下列符号值******************* IOY0 EQU 0DC00H ;片选IOY0对应的端口始地址 ;***************************************************************** STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS DATA SEGMENT USE16 ADDR DW ? DATA ENDS CODE SEGMENT USE16 ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX A2: MOV ADDR,OFFSET HZDOT ;取汉字数组始地址 MOV SI,ADDR A1: MOV CX,20H ;控制1屏显示时间 LOOP2: CALL DISPHZ SUB SI,32 LOOP LOOP2 KEY: MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？ INT 16H JNZ QUIT ADD SI,2 MOV AX,SI SUB AX,ADDR CMP AX,352 ;比较文字是否显示完毕 JNB A2 JMP A1 QUIT: MOV EAX,0 ;灭灯 MOV DX,IOY0 OUT DX,EAX MOV AX,4C00H ;结束程序退出 INT 21H DISPHZ PROC NEAR ;显示1屏汉字子程序 PUSH CX MOV CX,16 MOV BX,0FFFEH LOOP1: MOV AL,BYTE PTR[SI] MOV AH,BYTE PTR[SI+1] ROL EAX,16 MOV AX,BX ADD SI,2 ROL BX,1 NOT EAX MOV DX,IOY0 OUT DX,EAX CALL DALLY LOOP LOOP1 POP CX RET DISPHZ ENDP DALLY PROC NEAR ;软件延时子程序 MOV AX,0FFFFH D1: DEC AX JNZ D1 RET DALLY ENDP CODE ENDS END START DATA SEGMENT HZDOT: ;空白 DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H ;西 CCEF7 DB 000H,000H,0FFH,0FFH,060H,006H,060H,006H DB 0FEH,07FH,066H,066H,066H,066H,066H,066H DB 066H,066H,036H,07CH,01EH,060H,00EH,060H DB 006H,060H,0FEH,07FH,006H,060H,000H,000H ;安 CB0B2 DB 0C0H,000H,080H,001H,0FCH,0FFH,00CH,060H DB 066H,030H,0E0H,000H,060H,000H,0FFH,0FFH DB 030H,00CH,030H,00CH,030H,006H,0E0H,003H DB 080H,001H,0E0H,007H,038H,03CH,00FH,018H ;唐 CCCC6 DB 080H,001H,000H,003H,0FCH,07FH,00CH,003H DB 0FCH,01FH,00CH,01BH,0FCH,07FH,00CH,01BH DB 0FCH,01FH,00CH,003H,0FCH,01FH,03CH,018H DB 036H,018H,0F6H,01FH,033H,018H,000H,000H ;都 CB6BC DB 030H,000H,030H,0FCH,0FEH,0CFH,0B0H,06DH DB 0F0H,03CH,0FFH,01FH,030H,03CH,018H,06CH DB 0FCH,0CDH,08EH,0CDH,0FFH,0CDH,08CH,0FDH DB 08CH,06DH,0FCH,00DH,08CH,00DH,000H,00CH ;科 CBFC6 DB 0E0H,030H,03EH,033H,030H,036H,030H,036H DB 0FFH,030H,038H,033H,078H,036H,0FCH,036H DB 03CH,0F0H,036H,03EH,0F3H,033H,030H,030H DB 030H,030H,030H,030H,030H,030H,030H,030H ;教 CBDCC DB 030H,00CH,030H,00CH,0FEH,00DH,0F0H,0FEH DB 0FFH,067H,030H,066H,018H,067H,0FCH,036H DB 067H,03CH,030H,03CH,0F0H,019H,03FH,018H DB 030H,03CH,030H,037H,0FCH,0E1H,018H,060H ;仪 CD2C7 DB 030H,003H,030H,006H,018H,03EH,0D8H,036H DB 0CCH,030H,0CEH,018H,08FH,019H,08CH,019H DB 00CH,00FH,00CH,00FH,00CH,006H,00CH,00FH DB 08CH,019H,0CCH,0F0H,07CH,060H,00CH,000H ;器 CC6F7 DB 0FCH,07EH,0CCH,066H,0CCH,066H,0FCH,07EH DB 080H,019H,080H,031H,0FFH,07FH,0E0H,007H DB 038H,01CH,00FH,0F0H,0FCH,07FH,0CCH,033H DB 0CCH,033H,0CCH,033H,0FCH,03FH,000H,000H ;公 CB9AB DB 000H,000H,060H,006H,0E0H,006H,060H,006H DB 030H,00CH,030H,018H,018H,038H,0CCH,0F0H DB 0C6H,061H,0C0H,000H,060H,00CH,030H,018H DB 098H,03FH,0FCH,039H,018H,018H,000H,000H ;司 CCBBE DB 000H,000H,0FCH,07FH,000H,060H,000H,060H DB 0FEH,06FH,000H,060H,000H,060H,0FCH,067H DB 00CH,066H,00CH,066H,0FCH,067H,00CH,066H DB 00CH,060H,000H,078H,000H,030H,000H,000H ;空白 DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DATA ENDS 初始效果： LED屏上滚动显示“西安唐都科教仪器公司” 修改点： DATA SEGMENT A1: MOV CX,20H 原文为“西安唐都科教仪器”，现改编为实验小组两成员的名字和学院“材料的刘昊阳和冯恩科”，并且控制显示时间，使字幕滚动速度变慢 修改效果： LED屏上以较慢速度滚动显示“材料学院的刘昊阳和冯恩科” 修改后代码： ;Led-HZ.asm ;32位LED点阵汉字显示实验 INCLUDE LED-HZ.inc .386P ;****************根据查看端口资源修改下列符号值******************* IOY0 EQU 0DC00H ;片选IOY0对应的端口始地址 ;***************************************************************** STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS DATA SEGMENT USE16 ADDR DW ? DATA ENDS CODE SEGMENT USE16 ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX A2: MOV ADDR,OFFSET HZDOT ;取汉字数组始地址 MOV SI,ADDR A1: MOV CX,100H ;控制1屏显示时间 LOOP2: CALL DISPHZ SUB SI,32 LOOP LOOP2 KEY: MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？ INT 16H JNZ QUIT ADD SI,2 MOV AX,SI SUB AX,ADDR CMP AX,352 ;比较文字是否显示完毕 JNB A2 JMP A1 QUIT: MOV EAX,0 ;灭灯 MOV DX,IOY0 OUT DX,EAX MOV AX,4C00H ;结束程序退出 INT 21H DISPHZ PROC NEAR ;显示1屏汉字子程序 PUSH CX MOV CX,16 MOV BX,0FFFEH LOOP1: MOV AL,BYTE PTR[SI] MOV AH,BYTE PTR[SI+1] ROL EAX,16 MOV AX,BX ADD SI,2 ROL BX,1 NOT EAX MOV DX,IOY0 OUT DX,EAX CALL DALLY LOOP LOOP1 POP CX RET DISPHZ ENDP DALLY PROC NEAR ;软件延时子程序 MOV AX,0FFFFH D1: DEC AX JNZ D1 RET DALLY ENDP CODE ENDS END START DATA SEGMENT HZDOT: ;空白 DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H ;材 CB2C4 DB 000H,000H,008H,008H,008H,008H,008H,008H DB 0BFH,07FH,008H,008H,01CH,00CH,02CH,00CH DB 02CH,00AH,00AH,00AH,00AH,009H,089H,008H DB 048H,008H,008H,008H,008H,00AH,008H,004H ;料 CC1CF DB 010H,010H,010H,011H,052H,012H,034H,012H DB 018H,010H,0FFH,010H,038H,011H,054H,012H DB 054H,072H,092H,01FH,012H,010H,011H,010H DB 010H,010H,010H,010H,010H,010H,010H,010H ;的 CB5C4 DB 008H,001H,008H,001H,004H,001H,03EH,03FH DB 0A2H,020H,0A2H,020H,062H,020H,03EH,021H DB 022H,022H,022H,026H,022H,024H,022H,020H DB 03EH,020H,022H,014H,002H,008H,000H,000H ;刘 CC1F5 DB 008H,020H,010H,020H,020H,020H,0FEH,025H DB 080H,024H,084H,024H,048H,024H,050H,024H DB 020H,024H,060H,024H,050H,024H,088H,020H DB 084H,021H,082H,028H,001H,010H,000H,000H ;昊 CEABB DB 000H,000H,0F8H,01FH,008H,010H,0F8H,01FH DB 008H,010H,0F8H,01FH,000H,000H,0FCH,03FH DB 080H,000H,080H,000H,0FFH,07FH,040H,001H DB 020H,002H,018H,00CH,007H,070H,000H,020H ;阳 CD1F4 DB 000H,000H,0BEH,03FH,0A2H,020H,092H,020H DB 092H,020H,08AH,020H,092H,03FH,0A2H,020H DB 0A2H,020H,0A2H,020H,096H,020H,08AH,020H DB 082H,03FH,082H,020H,002H,000H,002H,000H ;和 CBACD DB 000H,000H,0E0H,000H,01EH,000H,010H,03EH DB 010H,022H,0FEH,022H,010H,022H,018H,022H DB 038H,022H,054H,022H,0D4H,022H,052H,022H DB 011H,03EH,010H,022H,010H,000H,010H,000H ;冯 CB7EB DB 000H,000H,0E2H,01FH,004H,010H,094H,010H DB 090H,008H,090H,008H,088H,008H,0C8H,03FH DB 084H,020H,007H,020H,0F4H,02FH,004H,020H DB 004H,020H,004H,020H,004H,014H,004H,008H ;恩 CB6F7 DB 0F8H,01FH,008H,011H,008H,011H,0E8H,01FH DB 008H,011H,088H,012H,048H,014H,0F8H,01FH DB 000H,000H,080H,000H,014H,011H,014H,021H DB 012H,068H,012H,028H,0E0H,00FH,000H,000H ;科 CBFC6 DB 060H,010H,01EH,011H,010H,012H,010H,012H DB 07FH,010H,018H,011H,038H,012H,054H,012H DB 014H,070H,012H,01EH,0D1H,011H,010H,010H DB 010H,010H,010H,010H,010H,010H,010H,010H ;空白 DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H DATA ENDS 六，实验心得 无论你在火车站，还是在医院，或是在商场，你都随时可以发现LED的身影，它已经融入了人们的生产生活当中，用它那单调的颜色给我们传递了丰富的信息。今天有幸在硬件实验课上碰到这位老朋友，心里十分激动，终于可以一探究竟了。在一番操作之下，看到LED上闪烁着自己的名字，很是自豪。这个实验操作比较简单，我们小组很快就完成了这个实验，其间基本上没有遇到什么困难。课后大家搜集了一些有关LED的资料，汇总如下; LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。 上个世纪60年代，科技工作者利用半导体PN结发光的原理，研制成了LED发光二极管。当时研制的LED，所用的材料是GaASP，其发光颜色为红色。经过近30年的发展，现在大家十分熟悉的LED，已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用的白色光LED仅在近年才发展起来。 1. 可见光的光谱和LED白光的关系。 众所周之，可见光光谱的波长范围为380nm～760nm，是人眼可感受到的七色光——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但这七种颜色的光都各自是一种单色光。例如LED发的红光的峰值波长为565nm。在可见光的光谱中是没有白色光的，因为白光不是单色光，而是由多种单色光合成的复合光，正如太阳光是由七种单色光合成的白色光，而彩色电视机中的白色光也是由三基色黄、绿、蓝合成。由此可见，要使LED发出白光，它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。但要制造这种性能的LED，在目前的工艺条件下是不可能的。根据人们对可见光的研究，人眼睛所能见的白光，至少需两种光的混合，即二波长发光（蓝色光＋黄色光）或三波长发光（蓝色光＋绿色光＋红色光）的模式。上述两种模式的白光，都需要蓝色光，所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术，即当前各大LED制造公司追逐的“蓝光技术”。目前国际上掌握“蓝光技术”的厂商仅有少数几家，所以白光LED的推广应用，尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程。 2． 白光LED的工艺结构和白色光源。 对于一般照明，在工艺结构上，白光LED通常采用两种方法形成，第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白光器件。第一种方法产生白光的系统如图1所示，图中LED GaM芯片发蓝光（λp＝465nm），它和YAG（钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光，结果，蓝光和黄光混合形成白光（构成LED的结构如图2所示）。第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起，通过各色光混合而产生白光。 3．白光LED照明新光源的应用前景。 为了说明白光LED的特点，先看看目前所用的照明灯光源的状况。白炽灯和卤钨灯，其光效为12～24流明／瓦；荧光灯和HID灯的光效为50～120流明／瓦。对白光LED：在1998年，白光LED的光效只有5流明／瓦，到了1999年已达到15流明／瓦，这一指标与一般家用白炽灯相近，而在2000年时，白光LED的光效已达25流明／瓦，这一指标与卤钨灯相近。有公司预测，到2005年，LED的光效可达50流明／瓦，到2015年时，LED的光效可望达到150～200流明／瓦。那时的白光LED的工作电流便可达安培级。由此可见开发白光LED作家用照明光源，将成可能的现实。 LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点，虽然价格较现有照明器材昂贵，仍被认为是它将不可避免地现有照明器件。 实验三 步进电机控制实验 一，实验目的 (1) 学习步进电机的控制方法。 (2) 学会用8255控制步进电机。 二，实验设备 PC微机一台、TD-PIT+ 实验系统一套、选配四项八拍步进电机一个。 三，实验内容 学习步进电机的控制方法，编写程序，利用8255的B口来控制步进电机的运转。 四，实验说明及步骤 使用开环控制方式能对步进电机的转动方向、速度、角度进行调节。所谓步进，就是指每给步进电机一个递进脉冲，步进电机各绕组的通电顺序就改变一次，即电机转动一次。根据步进电机控制绕组的多少可以将电机分为三相、四相和五相。实验平台可连接的步进电机为四项八拍电机，电压为DC12V，其励磁线圈及其励磁顺序如图1及表1所示。 表1 单次脉冲励磁顺序 图1 四项八拍电机励磁线圈 实验中PB端口各线的电平在各步中的情况如表2所示。实验电路如图2所示。 表2 PB端口各线的电平在各步中的情况 图2 步进电机控制实验参考接线图 五，实验步骤： (1) 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。 (2) 首先运行CHECK程序，查看I/O空间始地址。 (3) 利用查出的地址编写程序，然后编译链接。 (4) 参考图4-1-3所示连接实验线路。 (5) 运行程序，观察步进电机的转动情况。 注意：步进电机不使用时请断开连接器，以免误操作使电机过分发热。 ;Bujin.asm ;步进电机控制实验 ;****************根据查看端口资源修改下列符号值******************* IOY0 EQU 9C00H ;片选IOY0对应的端口始地址 ;***************************************************************** MY8255_A EQU IOY0+00H*4 ;8255的A口地址 MY8255_B EQU IOY0+01H*4 ;8255的B口地址 MY8255_C EQU IOY0+02H*4 ;8255的C口地址 MY8255_MODE EQU IOY0+03H*4 ;8255的控制寄存器地址 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS DATA SEGMENT TTABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MAIN: MOV DX,MY8255_MODE ;定义8255工作方式 MOV AL,80H ;工作方式0，A口和B口为输出 OUT DX,AL A1: MOV BX,OFFSET TTABLE MOV CX,0008H A2: MOV AL,[BX] MOV DX,MY8255_B OUT DX,AL CALL DALLY INC BX LOOP A2 MOV AH,1 ;判断是否有按键按下 INT 16H JZ A1 ;无按键则跳回继续循环，有则退出 QUIT: MOV AX,4C00H ;结束程序退出 INT 21H DALLY PROC NEAR ;软件延时子程序 PUSH CX PUSH AX MOV CX,0FFFH D1: MOV AX,5000H D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1 POP AX POP CX RET DALLY ENDP CODE ENDS END START 初始效果： 步进电机运转正常，指针顺时针转动，速率平稳，每转4.45 S 修改点： TTABLE DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H D1: MOV AX,5000H 修改效果： 指针逆时针转动，并且转速变快 修改后代码： ;Bujin.asm ;步进电机控制实验 ;****************根据查看端口资源修改下列符号值******************* IOY0 EQU 9C00H ;片选IOY0对应的端口始地址 ;***************************************************************** MY8255_A