微实验报告

本科生实验报告

实验课程 微机原理与接口技术

学院名称 信息科学与技术学院 专业名称 电子信息工程

学生姓名 干娜 学生学号 ************

指导教师 李志鹏

实验地点 6B610 实验成绩

二〇一六年十月 二〇一六年十二月

实验一、动态调试程序DEBUG

一、 实验目的

1.动态调试程序DEBUG环境的搭建； 2. 掌握各种汇编指令的作用； 3. 掌握磁盘文件操作命令的使用；

4.掌握查找、比较、填充和移动内存命令的使用。

二、 实验内容

1.搭建汇编调试环境，安装DOS系统； 2.进行DEBUG动态调试程序的启动与退出； 3.进行汇编、执行、跟踪与反汇编命令的编写与运行； 4.进行显示、修改内存和寄存器命令的编写与运行；

5.进行查找、比较、填充和移动内存命令的编写与运行。

三、DEBUG的启动与退出

DEBUG的启动：首先选择一个磁盘，建立一个名为“TEST”的文件，文件名可以任意，然后挂载DOS系统在任意磁盘上，执行代码界面为：

出现“-”表示执行成功，进入DEBUG调试环境，此后可以进行代码的编译与执行。

DEBUG的退出命令：-Q

四、汇编、执行、跟踪与反汇编

1.A命令：逐行汇编命令，主要用于小段程序的汇编和修改目标程序。使用逐行汇编命令的格式为：

A[地址]

实验内容：汇编一小段程序，DOS运行界面为：

2

该段程序完成了对AX，BX，CX，DX寄存器写入规定的数据。 2.G命令：启动运行一个程序或程序的一段，编写格式为：

G[=<起始地址>][<断点地址>…]

执行A命令的代码后，运用G命令查看各个寄存器状态：

结果分析：从运行结果可以看出，BX、CX、DX已经写入了输入值，但AX中的值并不是输入值，可能是AX寄存器的值写入后又被改变。 3.T命令

T命令用来逐条跟踪程序的运行，编写格式如下：

T[=<地址>][<跟踪条数>]

每条指令执行后，都要暂停并显示各寄存器的内容，跟踪执行实际上是单步执行，执行结果如下：

从地址100开始，跟踪三条指令，从执行细节可以看出AX、BX、CX、DX都写入了程序给定的值，IP指针的值也是逐条递增。

4.U命令：用来对二进制代码程序进行反汇编，常用于分析和调试目标程序，引用格式如下：

U[<地址>]

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对前面那段程序进行反汇编，运行界面如下：

结果分析：上述反汇编程序增加了二进制机器码，右侧两列是反汇编出的原来的程序，可以看出与之前输入的程序一致，同时增加了入栈出栈等信息。

五、显示、修改内存和寄存器命令

1.D命令

该命令是将调入内存的程序以十六进制形式以及对应的ASCII码字符形式显示出来，格式为：

D[<地址>]

显示内存地址从100H到200H这一段内容的程序执行为：

从结果可以看出从100H到110H这段地址中写入数据，其他地址写入数据都为0。 2.R命令

R命令的作用是显示寄存器内容，格式如下： R （显示所有寄存器和标志） R寄存器 （显示指定寄存器） RF （显示所有标志）

显示寄存器内容时，首先显示13个16位寄存器的内容，随后是标志寄存器的内容，最后一行是下一条要执行指令的地址及指令内容。

显示CX寄存器中的内容，并修改为0F，运行界面如下所示：

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然后利用T命令跟踪，可以看到显示结果，CX寄存器的内容确实被修改为0F

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实验二、DEBUG命令及8086指令使用

一、实验目的

通过实验复习和掌握下列知识:

1.8086汇编指令：MOV、ADD、ADC、SUB、SBB、DAA、XCHG；

2.DEBUG命令：A、D、E、F、H、R、T、U；

3.BCD码、ASCLL码以及用十六进制数表示二进制数的方法； 4.寄存器：AX、BX、CX、DX、F、IP。

二、实验内容

1.DEBUG命令的使用实验； 2.常用8086汇编指令练习。

三、DEBUG命令的使用

实验步骤：

1. 输入“DEBUG”进入DEBUG控制状态，显示提示符“-”； 2. 用命令F 1001 0F“A”将“A”的ASCLL码填入内存；

3. 用命令D 1001 0F观察内存中的十六进制码以及屏幕右边的ASCLL字符；

4. 用命令F 1101 1F 41重复上两项实验，观察结果并比较；

5. 用命令E 100 303132…将30H-3FH写入地址为100H开始的内存单元，再用命令D观察结果，看输入的十六进制是什么字符的ASCLL码； 6. 用H命令检查下列各组十六进制数加减结果并和手算结果比较： 34H、22H 56H、78H A5H、79H 1284H、5678H 3A758H、347FH 7. 用R命令检查个寄存器内容，注意AX、BX、CX、DX、IP及标志ZF、CF和AF的内容；

8. 用R命令将AX、BX内容改为1050H及22A8H。 执行步骤1，2，3得到的结果为：

从运行结果可以看出A字符被写入内存，同时写入的内容是其ASCLL码

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41。

执行步骤4，得到的结果为：

从运行结果可以看出写入ASCLL码和直接写入字符，得到的效果是一样的，屏幕右边的ASCLL码字符都被写入和显示。

执行步骤5，运行结果为：

可以看出30H-3FH对应的ASCLL字符“01234567：；<=？. ”被写入，将其ASCLL码对应的字符显示在了屏幕右侧。

执行步骤6，用H命令实现两个数的加减，“和”显示在前面，“差”显示在后面，运行的结果为：

经过手算，可以看出计算结果与运行结果一致，在进行减法运算时，应当用操作数的补码。

执行步骤7，结果为：

由运行结果可以看出标志位ZF的值为0，CF的值为0，AF的值为0，AX、BX、CX、DX寄存器的都为0，IP指针指向地址0100H。

四、常用8086汇编指令练习

1.传送指令

用A指令在内存100H处输入下列内容：

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用U命令检查输入的程序并记录，如下所示：

左侧是机器码，右侧是反汇编出来的代码。

用T命令逐条运行这些指令，每运行一条检查并记录有关寄存器及IP的变化情况，运行结果为：

结果分析：以上是运行4条指令，寄存器内的值的情况，可以看出首先将AX写入1234，再向BX写入5678，然后交换AX，BX的值，接着将AX的高4位改写为35，运行结果与程序相符。

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再运行后三条指令，检查寄存器变化情况，如下：

结果分析：从运行结果可以看出，达到了程序编写的目的，将AX的低4位改写成48，DX写入75AB，接着讲AX与DX中存储的内容交换。 2.加减法指令

用A命令在内存100H处输入下列语句：

用U命令查看输入的程序及对应的机器码，可以看出，程序成功写入，并且生成对应的机器码。

用T命令逐条运行这些指令，检查并记录相关寄存器及ZF的情况：

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结果分析：运行4条指令后的结果如上所示，可以看到AX的低4位和高4位分别被写入了22和34，DX，BX寄存器还保存着上次运行的值，然后将AX低4位与高4位相加，结果存入低4位，再将低4位减去78H，得到的结果为DEH，因为结果为负，所以用的是反码。

再运行后面的指令，可以看到IP指针每次自动加2，实验结果与程序指令作用一致。

带进位加减法

用A命令在内存200H处输入系列内容：

用T命令逐条运行这些指令，运行结果为：

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结果分析：

SUB指令只和两个操作数有关，SBB指令不仅与SUB有关还与标志位CF的值有关，从倒数第二次状态查看可知CF的值为1，因此DH与34之差还需要减个1。

BCD码加减法，运行界面如下所示：

逐条跟踪指令的运行可以看出，AL的值从写入的58变为25，执行BCD码加法的结果为CD。

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实验三、内存操作数及寻址方法

一、实验目的

1.掌握DEBUG命令：G、N、W、L、Q；

2.了解8086系统中数据在内存中的存放方式和内存操作数的几种寻址方式；

3.掌握8086指令：INC、DEC、LOOP、INT 3、INT 20H，寄存 器SI；

4.掌握8086汇编语言伪操作：BYTE PTR，WORD PTR； 5.求累加和程序和多字节加减法操作。

二、实验内容

1.通过编程掌握内存操作数及各种寻址方式的使用； 2.编写求累加和程序； 3.编写多字节加法程序。

三、实验步骤和结果

1.内存操作数及各种寻址方式使用

程序的编写及每步寄存器状态查看运行界面如下：

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结果分析：通过T命令逐条跟踪寄存器的情况，可以看出随着每一步程序的执行，寄存器按照要求被修改，同时D命令将写入的程序以十六进制的形式以及对应的ASCLL码形式显示出来。

2.求累加和程序 输入下列程序：

用T命令逐条跟踪的结果为：

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由运行结果可以看出，当程序运行到跳转指令处，指针跳到对应的地址，再接着往下执行程序，寄存器的值也随程序的执行改变。该程序完成了AL和BX中存储数据的加和，并且BX不断累加。

3.多字节加法程序 实验内容步骤：

1）输入指导书上的程序；

2）用E命令在1000H开始处输入一个8B被加数，在2000H开始处输入一

个8B加数，均为低字节在前面； 3）运行此程序，并用D命令检查其结果。 运行结果截图：

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在运行G命令运行程序时，DOS系统会出现崩溃的情况，因此不能用G命令运行该段程序，用D命令查看寄存器状态结果为：

结果分析：从以上实验结果可以看出1000H和2000H两个地址处分别被写入了12，34，然后两数相加，是带进位的加法，结果存入地址[DI]， 之后两地址中的数自加，然后再相加，同时加上低字节相加的进位CF，不断循环，直到CX中的数减为0，退出循环，程序实现多字节加法。

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实验四、汇编语言程序上机过程

一、实验目的

1.掌握常用工具软件EDIT、MASM、LINK的使用； 2.掌握伪指令：SEGMENT、ENDS、ASSUME、END、OFFSET、DUP的使用；

3.利用INT 21H的1号功能实现键盘输入的方法；

4.了解.exe文件和.com文件的区别及用INT 21H 4C号功能返回系统的方法。

二、实验内容

1.用伪指令编写完整的汇编源程序；

2.用LINK命令产生exe文件，完成代码功能。

三、实验步骤与结果

1.用文字编辑工具（EDIT或记事本）将源程序输入，其扩展名为.asm；代码如下：

DATA SEGMENT

MESSAGE DB '1THIS IS A SAMPLE PROGRAM OF KEYBOARD AND DISPLAY'

DB 0DH,0AH,'PLEASE STRIKE THE KEY!',0DH,0AH,'$' DATA ENDS

STACK SEGMENT PARA STACK'STACK' DB 50 DUP(?) STACK ENDS CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK START: MOV AX,DATA MOV DS,AX

MOV DX,OFFSET MESSAGE MOV AH,9 INT 21H AGAIN: MOV AH,1

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INT 21H CMP AL,1BH JE EXIT CMP AL,61H JC ND CMP AL,74H JA ND

AND AL,11011111B ND: MOV DL,AL MOV AH,2 INT 21H JMP AGAIN EXIT: MOV AH,4CH INT 21H CODE ENDS

END START

2.用MASM对源程序进行汇编，产生.obj文件和.lst文件，若汇编时提示有错，则用文字编辑工具修改源程序后重新汇编，直至通过；

3.同TYPE命令产生.lst文件；

4.用LINK命令将.obj文件连接成可执行的.exe文件；

5.在DOS状态下运行LINK产生的.exe文件。即在屏幕上显示标题并提示按键。每按一键则在屏幕上显示两个相同的字符，但小写字母被改成大写。按ESC键可返回DOS。实验结果如下所示：

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结果分析：由以上运行结果截图可以看出，运行.EXE文件达到了将小写字母转换为大写字母。

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实验五、单片机流水灯实验

一、实验目的

1.掌握KEIL工程的建立和软件的开发；

2.掌握C-51的编程方法，注意其与C语言的区别； 3.编程实现向单片机I/O口写入数据； 4.掌握KEIL中软件仿真的基方法； 5.编程实现流水灯。

二、实验内容

1.用KEIL软件建立工程，并用其进行软件仿真DEBUG； 2.用C-51进行编程，实现向I/O写入数据，并用DEBUG查看I/O口状态，检查数据是否写入I/O口；

3.编程实现流水灯，并用软件仿真查看I/O状态，验证是否实现流水灯效果。

三、实验步骤与结果

实验1.向单片机的P1口先写入0XAA，延迟一段时间再写入0X55，用KEIL软件仿真查看I/O口状态，观察数据是否被写入。 程序如下： #include void main() { int i,j;

while(1) {

for(i=0;i<2000;i++)

for(j=0;j<1000;j++) ; P1=0X55; for(j=0;j<1000;j++)

for(i=0;i<2000;i++) ; }; }

P1=0XAA;

设置断点仿真查看P1口的状态如下所示：

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结果分析：从以上仿真结果可以看出0XAA和0X55被先后写入了P1

口。

实验2.依次向单片机的I/O口写入0XFF、0X00、0X55，用软件仿真观察P1口状态。 程序如下： #include void main() {

P1=0xFF;

P1=0x00; P1=0x55; }

设置断点仿真查看P1口的状态如下所示：

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结果分析：从以上软件仿真结果可知，实现了依次向P1口写入0XFF、0X00、0X55。

实验3.编程在P1口实现流水灯，并用软件仿真查看I/O口状态。 程序如下：

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#include void delay() { }

void main() { int i,j;

for(i=0;i<2000;i++) for(j=0;j<1000;j++)

;

char aa; aa=0x01; while(1) {

if(aa==0x00) aa=0x01; P1=aa; aa<<=1; delay();}}

设置断点仿真查看P1口的状态如下所示：

结果分析：本程序将延时函数封装起来，使主函数更加简洁。从仿真结果可以看出，程序实现了流水灯效果。

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实验六、方波产生实验

一、实验目的

1.掌握KEIL工程的建立和软件的开发； 2.掌握定时器工作方式的配置以及初值的计算； 3.掌握用中断方式和查询方式产生方波； 4.学会编程产生占空比为1:4的方波。

二、实验内容

1.配置定时器的工作方式，计算并设置初值；

2.完成定时器中断实验，设置相关的中断控制标志位，编写中断服务程序；

3.用查询方式产生1:1占空比的方波； 4.编程产生1:4占空比的方波。

三、实验步骤与结果

实验1.用中断方式在P1.0口产生1HZ方波，并用KEIL软件仿真查看I/O口状态，大致观察P1.0口高低电平的反转时间（假设时钟频率为12M）。实验步骤为：

▪ 对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式，本次实验选用的是定时器0的工作方式1，因此TMOD=0x01；计算初值，并将其写入TH0和TL0，由于方波的频率的1HZ，因此周期为1s，由于时钟周期是1us，因此本实验的设计为：定时器定时50ms进入一次中断，TH0=(65536-50000)/256，TL0=(65536-50000)%256，进入10次后定时时间为500ms此时翻转P1.0的状态，由此产生了1HZ的方波； ▪ 写interrup函数；

▪ 使TR0置位，启动定时器定时。 程序如下： #include sbit LED=P1^0; int count=0; void main() {

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TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TMOD=0x01; EA=1; ET0=1;

TR0=1; while(1); }

void timer() interrupt 1 using 1 {

Count++;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256; If(count==10) { LED=!LED; Count=0; } }

设置断点仿真查看P1口的状态如下所示：

结果分析：在DEBUG环境下仿真，观察右下方的运行时间记录，可以看出P1.0高低电平反转的时间为500ms左右。

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实验2.用查询方式在P1.0口产生100HZ方波，并用KEIL软件仿真查看I/O口状态，大致观察P1.0口高低电平的反转时间（假设时钟频率为12M）。

分析：定时器的方式设置与实验1一致，用查询方式时，需要不断检测标志位TF0，若IF=1，则表明定时器溢出了，此时定时时间到达，IF需要手动清0。同时初值的设置为：TH0=(65536-5000)/256，TL0=(65536-5000)%256，翻转时间为5ms。

程序如下： #include sbit LED=P1^0; void main() {

TMOD=0x01;

TH0=(65536-5000)/256; TL0=(65536-5000)%256; TR0=1; while(1)

实验结果与结果分析：通过与仿真，本实验的实验结果与实验1类似，P1.0口以5ms的周期翻转，产生100HZ的方波。

实验3. P1.0产生1HZ占空比1:4的方波，用KEIL软件仿真查看I/O口状态，大致观察P1.0口高低电平的反转时间（假设时钟频率为12M）。

分析：本实验选用中断方式，方波周期为1HZ，因此定时器中断的设置与实验1相同，由于占空比为1:4，因此反转的时间有变化，设置定时器的定时时间为20ms，，每20ms进入一次中断，进入次数小于10次时，P1.0输出高电平，进入次数大于10次时输出低电平，次数大于50时，将次数清0。

程序如下： #include sbit LED=P1^0; int count=0; void main() {

TMOD=0x01;

TH0=(65536-20000)/256; TL0=(65536-20000)%256;

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{

if(TF0==1) { }

LED=!LED;

TH0=(65536-5000)/256;

TL0=(65536-5000)%256;

TF0=0; }

TR0=1; EA=1; ET0=1; while(1); }

void timer() interrupt 1 using 1 {

TH0=(65536-20000)/256; TL0=(65536-20000)%256; count++; if(count<10) { }

if(count>=10)

LED=1;

{ }

if(count==50) { } }

count=0; LED=0;

实验结果与结果分析：本实验的实验结果与上述两个实验类似，P1.0的电平不断翻转，高电平的时间明显小于低电平的时间。

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实验七、串口收发实验

一、实验目的

1.了解串口的实现原理； 2.掌握串口波特率的计算；

3.掌握与串口收发有关的寄存器设置； 4.利用波特率计算定时器1的初值。

二、实验内容

1.采用中断方式，以4800bps波特率，编写串口收发程序； 2.采用查询方式，以4800bps波特率，编写串口收发程序。

三、实验步骤与结果

实验1. 采用中断方式，以4800bps波特率，编写串口收发程序。 分析：串口有四种工作方式，方式0和方式2的波特率是固定的，本实验不能采用，本实验可选用方式1和方式3。此时波特率的计算为：波特率 =（2SMOD/32）·（T1溢出率），由此，还需要设置T1定时器，定时器1采用方式2，8位自动重装，T1 溢出率 = fosc /{12×[256 －（TH1）]}，由于波特率为4800bps，可计算出定时器初值为250。注意TI和RI都需要软件清0。

程序如下： #include char temp;

void send_char(char p) {

SBUF=p; while(TI==0); TI=0; }

void main() {

SCON=0x50;

PCON&=0x7f; //SMOD=0 TMOD=0x20;//定时器1自动

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重装

TH1=250; TL1=250; TR1=1; ES=1; EA=1; while(1) {

send_char('a'); } }

void uart_rec() interrupt 4 {

temp=SBUF; //接收到的数据读出来，放进temp中

实验结果：

RI=0; }

结果分析：从以上的结果可以看出，串口以ASCLL码发送了字符‘a’，数值为0X61。

实验2.采用查询方式，以4800bps波特率，编写串口收发程序。 分析：查询方式是通过不断查询TI和RI是否被置位来判断是否有数据发送或接收，若被置位，就执行相应的接收和发送操作。

程序如下： #include char temp;

void send_char(char p) {

SBUF=p; while(TI==0); TI=0; }

void main() {

SCON=0x50;

PCON&=0x7f; //SMOD=0 TMOD=0x20;//定时器1自动重装

} 运行结果：

TH1=250; TL1=250; TR1=1;

while(1) //查询方式接受串口数据

{

send_char('a'); send_char('b'); send_char('c');

while(RI==0); temp=SBUF; RI=0;

//接收到的

数据读出来，存进temp中

结果分析：从运行结果可以看到，串口成功发送了‘a’、‘b’、‘c’三个字符，由于接收部分要与发送配合实现，在DEBUG环境下无法实现，因此只查

看了发送状态。

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实验八、定时器综合实验

一、实验目的

1.掌握定时器测量外部引脚输入的脉冲时间的原理； 2.掌握频率计设计原理；

3.设计和实现测量外部脉冲时间和频率计程序。

二、实验内容

1. 测量外部引脚输入的脉冲时间；

2. 设计频率计测量外部频率为1HZ~1KHZ，占空比1:1的方波的频率。

三、实验步骤与结果

实验1. 测量外部引脚输入的脉冲时间（时间为50ms-50s）。

分析：本实验选用的是定时器0，需要将GATA设置为1，利用外部中断引脚INT0控制定时器的开始与停止。定时器在开始到停止这段时间一直定时，停止时定时的总时间就为脉冲时间。

程序如下： #include sbit op=P3^2;

int count=0,timecount=0; void main() {

TH0=(65536-50000)/256; //50ms计数器

TL0=(65536-50000)%256; TMOD=0x09; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(op);

timecount=count*50+(TH0*256+TL0)/1000; //总时间，单位为ms

}

void timer0() interrupt 1 using 1 {

count++;

TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; if(count>=1000) count=0; }

实验2.设计频率计测量外部频率为1HZ~1KHZ，占空比1:1的方波的频率。

分析：本实验需要用到两个定时器，一个定时器用于定一段时间，另一个定时器用于计数外部脉冲，选用的是定时器1定时1s的时间，在这段时间内，定时器0记录了多少个脉冲，频率就为多少HZ。定时器0计数外部脉冲是通过其对应的引脚P3.4将外部脉冲作为时钟源（计数器模式），计数外部脉冲的个数。由此定时器0的TMOD设置为0101。

程序如下： #include int count=0,puls=0; void main() {

TH1=(65536-50000)/256; //50ms定时器 TL1=(65536-50000)%256; TH0=0; //50ms定时器 TL0=0;

TMOD=0x15; //定时器1定时1s，定时器0通过外部引脚P3.4计数外部脉冲

EA=1; ET1=1; TR1=1; TR0=1; while(1) { }

void timer1() interrupt 3 using 1

if(count==20) count=0;

{

TH0=0; TL0=0; }

puls=TH0*256+TL0;

}

{

count++;

TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; }

运行结果及结果分析：将程序下载到单片机上进行调试，在DEBUG调试环境下，查看count的数值，可以测量P3.4输入脉冲的频率。

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通过微控制器接口与技术实验和单片机实验，我学会了利用DOS进入动态调试程序DEBUG进行汇编程序的编写与编译，同时对汇编语言指令系统有了一定的了解，理解了各个寄存器的作用。 学生实验 心得 通过单片机实验，我掌握了C-51的编程方法，对I/O口读写操作、定时器操作、串口操作有了一定的理解，巩固了课堂知识，通过最后一次单片机的综合实验，学会了定时器的高级应用。 学生（签名）： 年 月 日 指导 教师 评语 成绩评定： 指导教师（签名）： 年 月 日

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