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《微机接口与通信》实验手册第一章 TD-PIT实验系统简介TD-PIT实验系统为32位微机原理与接口技术提供了实验平台系统通过PCI总线扩展卡及转换逻辑为用户提供了一个仿真ISA总线接口，接口实验所需的总线信号均取自这个ISA总线接口同时实验系统还提供了许多电路单元，为做相关实验搭建了硬件平台这里主要介绍和实验相关的电路单元硬件构成、信号关系及工具软件平台一 仿真ISA总线信号关系在TD-PIT实验箱上引接出来的仿真ISA总线信号关系见表1信号名称含义XD0—XD3132位数据总线信号XA2---XA2322位地址总线信号XMER、XMEW、XIOR、XIOW存储器读写信号、I/O读写信号IOY0、IOY1、IOY2、IOY3I/O空间段片选信号MY0、MY1、MY2、MY3存储器空间段片选信号BE0、BE1、BE2、BE332位数据字节使能信号HOLD、HLDA总线请求与总线应答信号M/IO存储器/输入输出总线周期指示信号，IO周期时信号为低电平INTR中断请求信号（上升沿有效）CLK系统时钟信号=1.041667MHzPCLK扩展时钟信号=1.8432MHzRST、RST#系统复位信号表1 总线信号关系说明 其中，PC机分配给用户的I/O口的实际地址值是I/O片选空间段（IOY0—IOY3）的起始地址值与译码单元偏移量地址值之和。

二 基本输入输出单元电路该电路由A组和B组两组完全相同的电路构成，其中A组电路结构见图1电路由8路3态缓冲器74LS245用于I/O输入和8路锁存器74LS374用于I/O输出三 地址译码单元电路电路结构见图2，逻辑关系见表2C B A Y 0 0 0 Y0=0 0 0 1 Y1=0 … … 1 1 0 Y6=0 1 1 1 Y7=0表2 74LS138输入输出逻辑关系图1 基本输入输出电路图2地址译码单元电路三 键盘及数码管显示单元电路（显示部分） 电路结构见图3LED为共阴极显示管，即X1接地时最左边的数码管工作 图3键盘及数码管显示单元电路（显示部分） 四 TD-PIT工具软件为了能方便用户在Windows XP下编辑、编译和运行用户的应用软件，实验系统还提供了PIT工具软件操作平台，图4是PIT软件启动后的界面图图4 PIT运行窗口 PIT工具软件允许用户使用汇编语言和C语言来实施编程在编制用户应用程序前需先选定语种（见图5）不管使用何种语言，应用软件均需经过编辑、编译、连接、运行这4个过程的处理（见图6）。

在Windows XP（即CPU处于保护模式）下，PC机的硬件资源均被操作系统统一管理，用户不能直接控制机内接口，而汇编语言和C语言又都要求运行在实地址模式下直接控制机内接口，因此，在应用程序运行时，PIT将会把此时的CPU工作模式从保护模式下转换到实地址模式，待应用程序运行完毕后又将CPU工作模式从实地址模式转换到保护模式在转换期间，屏幕上会出现实地址模式的显示窗口由于实验系统使用了PCI扩展卡，为此PC机分配给用户的I/O口地址应该是I/O端口片选的起始地址加上电路译码的偏移地址其中片选起始地址可以用PIT端口资源工具去获取（见图7），而电路译码的偏移地址和ISA总线地址分配关系一致，即由用户自己设计决定图5 选择编程语言图6 编译菜单图7 查看片选起始地址第2章 实验一 基本I/O接口电路设计1． 实验目的(1).掌握基本I/O接口电路的设计方法，学习译码电路的设计及显示驱动电路的设计应用 (2).掌握应用C语言进行I/O操作的程序设计的方法步骤2. 实验设备PC微机一台、TD-PIT+实验系统一套3. 实验内容用译码器设计译码电路，使I/O口偏移地址为04H利用锁存器连接系统总线，扩接LED数码显示电路。

编程在显示器上显示数字（0-9），且每个数字显示1秒左右验证控制程序的控制结果4. 实验原理 图8是显示数字的实验电路参考图图中使用74LS138译码器进行口地址译码，当G2A=0，G2B=0，G1=1时译码器被选通，其中IO/M在PC机I/O读写周期时为低电平；且在C，B，A为0，0，1时Y1被选中，其中（XA4，XA3，XA2）与C，B，A相接，即当PC机向端口（IOY0+04H）输出数据时Y1有效且XIOW也有效，使锁存器74LS374从系统总线的数据线（XD0-XD7）上锁存PC机送来的数据并输出至数码显示器图8 基本I/O接口电路实验参考图显示‘1’数字并保持1秒的参考程序如下：#include //包含outp()函数定义的头文件void delay(int time);#define IOY0 0xc800 //通过PIT的端口资源工具查得的片选起始地址值#define port IOY0+0x04void main() { int i; outp(port,0x06); //显示‘1’的输出数据 delay(100);outp(port,0x00); //清除显示}void delay(int time) { int i; long j; for(i=0;i<=time;++i) { for(j=0;j<=0x400000;j++) { } }return;}5. 实验步骤(1) 确认实验系统与PC机的连线已接通。

2) 连接实验电路（见图8）3) 运用PIT端口资源工具（CHECK程序），查看I/O片选端口始地址4) 编程并编译、链接5) 运行程序，观察LED显示是否正确第3章 实验二 电子发声系统设计1. 实验目的(1). 掌握8254接口电路的连接方法，懂得分频数据对发生频率的影响 (2). 掌握应用C语言控制8254使扬声器发声的程序设计的方法步骤2. 实验设备PC微机一台、TD-PIT+实验系统一套3. 实验内容连接电子发声电路，根据实验提供的音乐频率表和时间表，编程控制8254，使其输出并驱动扬声器发出相应的乐曲编程演奏《友谊地久天长》4. 实验说明一个音符对应一个频率, 音符与频率的对照关系见表3将一段乐曲的音符的对应频率方波依次送到扬声器就可发出该乐曲的声音利用8254的方式3（方波发生器），产生对应频率的方波，计算8254初始化初值为： 初值=输入时钟÷输出频率 若输入时钟为CLK信号，则其时钟为1.041667MHz对于每个音符的演奏时间，可以用软件延时来处理通常首先确定单位延时时间，然后确定每个音符需要演奏几个延时时间下面给出了乐曲《友谊地久天长》的频率和延时时间数据（见附1）。

频率表是将曲中的音符所对应的频率初值依次记录下来的（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的（由曲中节拍得出）图9是电子发声系统硬件连接图表3-1 音符与频率的对照关系（低8度） （单位：Hz）音符-》1234567音调A221248278294330371416B248278312330371416467表3-2 音符与频率的对照关系（中8度） （单位：Hz）音符-》1234567音调A441495556589661742833B495556624661742833935表3-3 音符与频率的对照关系（高8度） （单位：Hz）音符-》1234567音调A88299011121178132214841665B990111212481322148416651869附1 《友谊地久天长》的频率和延时时间数据int FREQ[]={371,495,495,495,624,556,495,556,624,495,495,624,742,833,833,833,742,624,624,495,556,495,556,624,495,416,416,371,495,833,742,624,624,495,556,495,556,833,742,624,624,742,833,990,742,624,624,495,556,495,556,624,495,416,416,371,495};int TIME[]={4,6,2,4,4,6,2,4,4,6,2,4,4,12,1,3,6,2,4,4,6,2,4,4,6,2,4,4,12,4,6,2,4,4,6,2,4,4,6,2,4,4,12,4,6,2,4,4,6,2,4,4,6,2,4,4,12};图9电子发声系统硬件连接图5. 实验步骤(1) 确认实验系统与PC机的连线已接通。

2) 连接实验电路（见图9）6) 运用PIT端口资源工具（CHECK程序），查看I/O片选端口始地址7) 编程并编译、链接8) 运行程序，听扬声器发音是否正确第8页 共9页。