[工学]微机及接口实验任务书09通信.doc
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1、微机汇编及接口技术实验指导书(07通信工程专业)目 录实验须知2第一部分:实验环境介绍3第一章 TPC-USB实验系统介绍31.1概述31.2 TPC-USB实验系统构成及特点3第二章 TPC-USB实验系统硬件环境32.1 USB接口模块介绍32.1.1 USB接口模块结构及功能32.1.2 USB模块的对外接口42.1.4 USB模块的安装42.1.5 USB模块连接测试52.2 扩展实验台结构及主要电路52.2.1 扩展实验台结构图52.2.2 实验台上包括的主要电路:52.2.3 用户扩展实验区92.2.4 实验台跳线开关92.2.5 20芯双排插座92.2.6 直流稳压电源10第三章
2、 TPC-USB集成软件开发环境103.1 TPC-USB集成开发环境软件包103.2 集成开发环境软件的安装103.2.1 用户程序的编辑和编译113.2.2 编译源程序143.2.3 用户程序的调试和运行143.2.4 常用调试命令173.2.5 实验项目的查看和演示193.2.6 实验项目的添加和删除193.2.7 集成开发环境帮助菜单19第二部分:汇编语言程序设计20实验、汇编语言开发环境建立;数据寻址20实验二、数据表达20实验三、数据处理 (实验一、二、三完成后提交实验报告1)20实验四、位操作20实验五、分支程序设计20实验六、循环程序设计(实验四、五、六完成后提交报告2)20实
3、验七、子程序设计(实验七完成后提交实验报告3)21第三部分:微机原理及接口技术21实验、存储器读写21实验二、中断 (实验一、二完成后提交实验报告4)23实验三、可编程定时器计数器(8253)(实验三完成提交实验报告5)25实验四、可编程并行接口(一)(8255方式0)(实验四完成后提交实验报告6)27实验五、可编程并行接口(二)(8255方式(选作)28实验须知为了维护正常的教学实验秩序,提高实验课的质量,顺序地完成各项实验任务,确保人身设备安全,请同学们仔细阅读并遵守以下规定。 实验课是理论课的延续和补充,要求每个同学在实验前必须掌握有关理论内容,认真做好预习和准备,包括设计实验方案、明确
4、连线位置和操作步骤、编好相应程序。 进入实验室后,应按老师要求在指定机位上进行实验。对硬件实验更要细心谨慎,注意人身和设备的安全,避免事故发生。实验中要认真观察、做好记录。 实验完成应经教师验收,然后拆除实验线路,并上交有关物品。实验报告要求在规定的时间内完成并上交,否则该次实验将无成绩。 爱护实验设备和实验室财物。应认真学习有关设备和装置的用法,了解实验的注意事项。实验中不要乱扳、乱拧、乱连,不要擅自修改设备的原有设置,不经教师允许,不得擅用他人的设备和物品。 保持实验室的安静、整洁。不得在实验室内吃东西、抽烟、吐痰和乱扔纸屑,实验后应由值日学生进行打扫。 凡有以下情况者,教师有权拒绝学生进
5、行实验,其成绩将按零分处理: 事先未进行预习和准备; 迟到15分钟以上; 实验验收前用计算机做其它事情; 不爱护实验设备、不遵守实验室规定; 无故旷课。 请特别注意以下安全事项: 不得带电插拔器件和进行连线。这些工作一般应在断电的情况下进行,接线后应认真检查,确认无误后再打开电源。 不得私自拔下设备中的芯片器件和携走实验室的工具物品。 实验中不要随便开关主机,如确有必要,应在关机1分钟后再开。 发现芯片或设备损坏应及时报告,认真检查原因,汲取经验教训。凡不按操作规程鲁莽从事导致芯片或相关设备损坏(如USB连线插头按断,将连线插头断入自锁孔中等)或责任心不强导致器件工具丢失,严重影响他人实验者,
6、相应人员不仅要受到批评,还应负赔偿责任。 注意220V电源的使用,一旦发生事故,应即刻切断电源。 第一部分:实验环境介绍第一章 TPC-USB实验系统介绍1.1 概述TPC-USB微机接口实验系统在原TPC-2003A微机接口实验系统上配置了USB接口模块,直接与主机(PC)的USB接口连接,形成了一套完整的USB接口的微机接口实验系统。1.2 TPC-USB实验系统构成及特点1.USB总线接口使用ISP1581 USB2.0高速接口芯片,完全符合USB2.0规范。提供了高速USB下的通信能力,即插即用。2.满足微机原理及接口技术课程教学实验要求。实验台接口集成电路包括:可编程定时器/计数器(
7、8253)、可编程并行接口(8255)、数/模转换器(DAC0832)、模/数转换器(ADC0809)等。外围电路包括:逻辑电平开关、LED显示、七段数码管显示、8X8双色发光二极管点阵及驱动电路、直流电机步进电机及驱动电路、电机测速用光耦合电路、数字测温传感器及接口电路、继电器及驱动电路、喇叭及驱动电路。8279键盘显示控制电路。3.在USB接口模块上扩展有DMA控制器8237及存储器,可以完成微机DMA传送以及USB的DMA传送等实验。4.开放式结构,模块化设计支持开放实验。实验台上除固定电路外还设有用户扩展实验区。有五个通用集成电路插座,每个插座引脚都有对应的“自锁紧”插孔,利用这些插孔
8、可以搭建更多自己设计的实验,以方便进行综合实验和课程设计等。5.功能强大的软件集成开发环境,支持Win98; Win2000;WinXP 等操作系统。可以方便的对程序进行编辑、编译、连接、调试和运行,也可以查看实验原理图,实验接线,实验程序并进行实验演示。可以增加和删除实验项目。6.实验程序可以使用8086汇编和C语言编程。7.系统还提供:字符、图形液晶显示实验模块;红外收发实验模块;无线通信实验模块;键盘显示实验模块等多种扩展实验模块(自选)。8.实验台自备电源,具有电源短路保护确保系统安全。9.使用USB接口与PC机相连,省去了打开主机箱安装接口卡的麻烦,提高了安全性。第二章 TPC-US
9、B实验系统硬件环境2.1 USB接口模块介绍2.1.1 USB接口模块结构及功能1.实验系统中的USB模块使用PHILIHPS的ISP1581 USB2.0高速接口芯片,符合USB2.0接口规范,提供了高速USB下的通信能力。2.支持ISP下载,通过模块上的RS-232接口,可以对模块内部的MCU进行在线编程,对软件进行修改或在线升级。也可以通过RS-232接口下载实验程序到USB模块,进行实验。3.模块内扩展有DMA控制器8237及存储器,可以完成微机DMA传送和USB的DMA传送实验。4.该模块提供一个50线扁平电缆,通过该电缆将模块产生的仿ISA总线信号连到实验台上。2.1.2 USB模
10、块的对外接口1.在该模块的右侧提供四个对外接口:9芯通用RS-232接口,需要时可连到主机的COM1或COM2,对内部的MCU在线编程,对软件升级或修改。USB接口,连接到主机,实验时用于信息和数据的通信。清零按钮(RESET),用于对模块内部电路的初始化。实验方式转换按钮(SW),有些实验需要将实验程序下载到USB模块运行,需要时按一下该按钮以转换实验方式。(一般情况下,用户不要按此按钮,如果需要,在实验说明中会指出)。2.在模块的左侧提供二个对外接口:50线扁平电缆接口,为实验台提供仿ISA总线信号。信号安排与实验台上50芯信号插座信号一一对应。(见表十四 50芯总线插座信号)外接电源插孔
11、,外接79V直流电源。平时USB模块与实验台相连时,使用实验台提供的电源,当USB模块单独使用或调试时,使用外接电源。2.1.4 USB模块的安装安装步骤如下:1.关上实验台电源。2.50线扁平电缆一端接USB模块的50芯插座,另一端接实验台50线插座。3.USB电缆的一端接模块的USB口,另一端接主机USB口。4.打开实验台电源。5.系统将自行检测到模块的接入,选择用户光盘上的USB驱动程序完成驱动的安装。安装驱动过程如下:USB电缆接入主机,连接USB模块并加载电源后,系统将自行检测到模块的接入,提示用户发现新硬件并要求安装设备驱动;找到新硬件,需为此硬件指定设备驱动程序;选择驱动所在位置
12、:(CD-ROM中driver目录下或指定驱动所在位置),浏览驱动所在位置并选定驱动安装信息文件TPCA.inf,选定TPCA.inf安装信息文件,并打开;点击下一步,系统将自动为TPC设备安装其驱动。驱动安装完毕后可对设备安装检测,其方法是:右键单键“我的电脑”,选择“属性”,选择硬件选项中的“设备管理器”,即可在通用串行总线控制器中找到已安装的TPC Adapter设备。至此安装完毕。2.1.5 USB模块连接测试驱动程序安装完成后,打开TPC-USB集成开发环境(集成开发环境的安装请参看3.2节集成开发环境的安装),选定其菜单“选项”中的“硬件检测”,集成开发环境会检测到“硬件已连接”,
13、如果连接不正确,将会有错误提示“硬件没连接”。2.2 扩展实验台结构及主要电路2.2.1 扩展实验台结构图图2-14 扩展实验台结构2.2.2 实验台上包括的主要电路:1、50芯总线信号插座及总线信号插孔50芯总线信号插座在实验台左上方,总线插座信号安排如表(一):表(一)1 +5V11 E24521 A731 A141 ALE2 D712 IOR22 A632 GND42 T/C3 D613 IOW23 A533 A043 A164 D514 AEN24 +12V34 GND44 A175 D415 DACK25 A435 MEMW45 A156 D316 DRQ126 GND36 MEMR
14、46 A147 D217 IRQ27 A337 CLK47 A138 D118 +5V28 -12V38 RST48 A129 D0 19 A929 A239 A1949 A1010 +5V20 A830 GND40 A1850 A11各总线信号采用“自锁紧”插孔在标有“总线”的区域引出,有数据线D0-D7、地址线A19-A0、I/O读写信号IOR,IOW、存储器读写信号 MEMR,MEMW、中断请求 IRQ、DMA申请DRQ、DMA回答DACK、AEN 等。2、微机接口I/O地址译码电路实验台上I/O地址选用280H2BFH 64个,分8组输出:Y0-Y7,其地址分别为 280H287H;2
15、88H28FH;290H-297H;298H-29FH;2A0H-2A7H;2A8H-2AFH;2B0H-2B7H;2B8H-2BFH,8根输出线在实验台“I/O地址”处分别由自锁紧插孔引出。见图2-15图2-15 I/O地址译码电路3、时钟电路如图2-16所示,输出1MHZ、2MHZ两种信号,供定时器/计数器、A/D转换器、串行接口实验使用。图2-16 时钟电路4、逻辑电平开关电路如图2-17所示,实验台右方有8个开关K0-K7,开关拨到“1”位置时开关断开,输出高电平。拨到“0”位置时开关接通输出低电平。电路中串接了保护电阻,接口电路不直接同5V、GND相连,有效的防止因误操作损坏集成电路
16、现象。图2-17 逻辑电平开关电路 图2-18 发光二极管及驱动电路5、LED显示电路如图2-18所示,实验台上设有8个发光二极管及相关驱动电路(输入端L7L0),当输入信号为“1”时发光,为“0”时灭。6、七段数码管显示电路实验台设有两个共阴极数码管及驱动电路,电路图如图2-19。段码输入端:a、b、c、d、e、f、g、dp,位码输入端:S0、S1。图2-19 数码管显示电路7、单脉冲电路如图2-20所示,采用RS触发器产生,实验者每按一次开关即可以从两个插座上分别输出一个正脉冲及负脉冲,供“中断”、“DMA”、“定时器/计数器”等实验使用。图2-20 单脉冲电路图 图2-21 逻辑笔电路8
17、、逻辑笔如图2-21所示,当输入端Ui接高电平时红灯(H)亮,接低电平时绿灯(L)亮。9、继电器及驱动电路图2-22为直流继电器及相应驱动电路,当其开关量输入端“Ik”输入数字量“1”时,继电器动作,常开触点闭合红色发光二极管点亮。输入“0”时继电器常开触点断开发光二极灭。图2-22 继电器及驱动电路图 图2-23 复位电路10、复位电路图2-23为复位电路,实验台上有一复位电路,能在上电时,或按下复位开关RESET后,产生一个高电平的复位信号。11、步进电机驱动电路图14-1为步进电机的驱动电路,实验台上使用的步进电机驱动方式为二相励磁方式,BA、BB、BC、BD分别为四个线圈的驱动输入端,
18、输入高电平时,相应线圈通电。DJ端为直流电机控制输入端。12、接口集成电路实验台上有微机原理及接口实验最常用接口电路芯片,包括:可编程定时器/计数器(8253)、可编程并行接口(8255)、数/模转换器(DAC0832)、 模/数转换器(ADC0809),这里芯片与CPU相连的引线除去片选(CS)信号外都已连好,与外界连接的关键引脚在芯片周围用“自锁紧”插座引出,供实验使用。13、逻辑门电路实验台上设有几个逻辑门电路,包括“与门”、“或门”、“非门”、“触发器”供实验时选择使用。2.2.3 用户扩展实验区实验台上设有5个通用数字集成电路插座,其中“通用插座A”“通用插座B”为20芯, “通用插
19、座D”为40芯活动插座以方便插拔器件。其余为14芯。插座的每个引脚都用自锁紧插孔引出。实验指导书中所列出的部分实验(简单并行接口、串行通信、集成电路测试等)电路就是利用这些插座搭试的。利用这些插座可以进行数字电路实验,也可以设计开发新的接口实验或让学生做课程设计、毕业设计等项目。2.2.4 实验台跳线开关为了方便实验,实验台上设有跳线开关,分以下几种:1.实验类型选择开关JB、JC:这两个跳线开关在在实验台的左上角,50线总线插座的左下方。在TPC-USB实验系统中不起作用,用户无须设置。2.模拟量输入选择开关JP2、JP3:在实验台ADC0809的左上角,分别用于模/数转换模拟量的输入极性选
20、择,JP2的1、2两点短路时ADC0809的IN2可输入双极性电压(5V5V),2、3两点短路时输入单极性电压(05V)。JP3用于选择IN1的输入极性,选择方法与JP19相同。3.5V电源插针:为减轻5 V电源负载和各主要芯片的安全,在各主要实验电路附近都有相应的电源连接插针(标记为5V),当实验需要该部分电路时,用短路子短接插针即可接通5V电源.对用不到的电路可将短路片拔掉确保芯片安全。2.2.5 20芯双排插座实验台上有一个20芯双排插座J7,用于外接附加的键盘显示实验板和其它用户开发的实验板。J7各引脚信号安排如下:19 17 15 13 11 9 7 5 3 1D0D1D2D3D4D
21、5D6D7IRQCSRES+5V+5VIORIOWA0A1CLKGNDGND20 18 16 14 12 10 8 6 4 2在J7的附近有两个短路插针标有“CS”和 “IRQ”。当“CS”的两点短接后,译码器的280H287H连接到J7的CS端。当你扩展板上的实验需要中断信号时将“IRQ”的两端短接,不需要时应将其断开。2.2.6 直流稳压电源实验箱自备电源,安装在实验大板的下面,交流电源插座固定在实验箱的后测板上,交流电源开关在实验箱的右侧,交流电源开关自带指示灯,当开关打开时指示灯亮。在实验板右上角有一个直流电源开关,交流电源打开后再把直流开关拨到“ON”的位置,直流+5V +12V 1
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