微机原理及应用实验指导书.doc

微机原理及应用实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院目 录第一章 TPC-USB实验系统介绍 3第二章 TPC-USB实验系统硬件环境 42.1 USB模块介绍 42.1.1 USB模块结构 42.1.2 USB模块功能 42.1.3 USB模块的对外接口 42.1.4 USB模块的安装 52.1.5 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： 62.2.3 用户扩展实验区 102.2.4 实验台跳线开关 102.2.5 20芯双排插座 102.2.6 直流稳压电源 10第三章 TPC-USB集成软件开发环境 113.1 TPC-USB集成开发环境软件包 113.2 TPC-USB集成开发环境使用 113.2.1 用户程序的编辑和编译 113.2.2 编译源程序 133.2.3 用户程序的调试和运行 133.2.4 常用调试命令 153.2.5 实验项目的查看和演示 173.2.6 实验项目的添加和删除 173.2.7 集成开发环境帮助菜单 18第四章 实验部分 19实验一 简单程序运行调试实验 19实验二 汇编语言程序调试实验 21实验三 简单并行接口实验（综合性实验） 23实验四 可编程定时器／计数器（8253）实验 26实验五 可编程并行接口（一）（8255方式0）实验 29实验六 七段数码管实验 31实验七 继电器控制实验 37实验八 竞赛抢答器实验 40实验九 中断实验 43实验十 可编程并行接口（二）（8255方式１）实验 46实验十一 数/模转换器实验 50实验十二 模/数转换器实验 53实验十三 DMA传送实验 58实验十四 存储器读写实验 65实验十五 双色点阵发光二极管显示实验 68第一章 TPC-USB实验系统介绍该系统由一块USB总线接口模块、一个扩展实验台及软件集成实验环境组成。

USB总线接口模块通过USB总线电缆与PC机相连，模块与实验台之间由一条50芯扁平电缆连接其主要特点如下：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《微机原理与接口技术》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（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、电机测速用光藕电路、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，利用这些插孔可以搭试更多的自己设计的实验，方便的进行课程设计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、链接和调试，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8086汇编和C语言编程实验可以对汇编程序和C语言程序进行调试.7.系统可配置：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等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，省却了打开主机箱安装接口卡的麻烦第二章 TPC-USB实验系统硬件环境2.1 USB模块介绍2.1.1 USB模块结构图2-1 USB模块结构图2.1.2 USB模块功能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进行编程，对软件进行修改或升级也可以通过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。

2.1.3 USB模块的对外接口1.在该模块的右侧提供四个对外接口：①9芯通用RS-232接口，需要时可连到主机的COM1或COM2，对内部的MCU编程，对软件升级或修改②USB接口，连接到主机，实验时用于信息和数据的通信③清零按钮（RESET），用于对模块内部电路的初始化④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：①50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）②外接电源插孔，外接7～9V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。

2.1.5 USB模块连接测试驱动安装完成后，打开TPC-USB集成开发环境，选定其菜单“选项”中的“硬件检测”，集成开发环境会检测到设备已连接，如果连接不正确，将会有错误提示图2-11 硬件检测菜单 图2-12 正确连接提示 图2-13 硬件未连接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：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 MEMR46 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280H－2BFH 64个，分8组输出：Y0-Y7，其地址分别为 280H－287H；288H－28FH；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L7～L0)，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22-21 逻辑笔电路8、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2-24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，输入高电平时，相应线圈通电DJ端为直流电机控制输入端图2-24 步进电机驱动电路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。