微机原理实验硬件部分.doc

微机原理实验硬件部分硬件实验一共为4次，从13周到16周。测仪两个班在周二的下午6-7节课，自动化班改在周四下午的8、9节课。以下是4个实验的内容，但后期可能会根据大家的实验情况，对实验内容进行调整或更改。本文档的第一部分介绍硬件实验用的仪器，请大家保护好仪器，保护好导线，谢谢。第二部分介绍和这个实验仪器配套的软件。第三部分是实验的要求等硬件实验原则上要求演示成果。第一部分 微机原理与接口实验仪简介 超想微机原理与接口实验系统（超想3000tc），如图1所示，是由武汉恒科电子教学仪器有限公司研制的产品，采用了超大规模定制芯片的通用仿真器，usb通讯模式，具有硬件自动检测功能、万用硬件扩展功能。主实验箱电路板为国标2.0mm，结构设计合理。图1 超想-3000tc综合实验仪实验仪提供的主要资源，如图2所示，有模拟量、开关量、led彩灯、led点阵区、led八段数码管区、脉冲源、ad/da实验区、i/o口扩展实验、8155、8255、8279、8253、8251串行通讯、8237dma、8259中断、键盘显示、红外线、语音功放区、压力传感区、直流/步进电机区、按键开关区、万用实验扩展区等。实验仪提供的万用扩展模块有cpld/usb2.0扩展模块，可做cpld、usb2.0扩展实验；ic卡、语音、温度扩展模块，可做ic卡、语音录放、数字温度实验。随实验仪提供的系统仿真开发软件界面功能丰富，使用者可以在此环境下完成汇编程序的编辑、汇编、链接、调试工作。图2 超想-3000tc型实验仪结构分配图- 7 -第二部分 硬件安装与硬件实验操作步骤一、微机原理与接口工作模式选择做8086微机接口实验时，要将八段数码管右上角的三个小拨动开关同时拨向左边（即拨向88），将8279芯片左上方的小拨动开关拨向上边（即拨向88），将8279芯片右下方的红色拨动开关中，1、2、4拨向下边，3拨向上边。二、实验箱与计算机的连接实验箱与计算机用usb线直接相连即可。连接后，右键单击“我的电脑”，打开“属性”窗口，选择“硬件”标签，单击“设备管理器”，查看实验箱连接到哪一个串口，并记录备用。要求只能使用com1至com4；若是com5或com6，重新连接usb线。三、硬件实验操作步骤1、按上述要求安装好实验箱；2、根据不同的实验要求，设计好实验电路，用导线进行连线；3、打开实验箱电源；4、启动hk88te调试软件；5、设置通讯口：在hk88te软件下，单击“设置”菜单，选择“通讯口”，打开如图3的对话框。如在“设备管理器”中查看到实验箱连接到com1，则在对话框中选择com1；波特率选择9600，将延时因子调节到比较大的位置，点击“测试串口”按钮，当跳出“测试通过”对话框时，方可进入下一步； 图3 设置通讯口 图4 编译和调试6、编写源程序：在hk88te软件下，单击“文件”菜单，选择“新建”，打开程序编辑窗口，写入代码，保存至c:hk88te88asm；注意：利用实验仪提供的实验环境调试程序时，不使用数据段，伪指令放在代码段中。参考使用方法如下： code segmentassume cs:code,ds:codestart:push cs pop ds mess db ？ ；以下为数据定义 code ends end start7、编译和连接：如图4，单击“编译”菜单，选择“编译当前文件”，若有语法错误，窗口下方会有相应提示，更改后源程序后重新编译，直至编译通过；随后选择“连接”，若连接有错误，根据提示更改源程序后重新编译连接，直至连接通过。也可以直接选择图3 所示的“编译并连接”，将上述两步合并一步来完成。8、将程序下载到实验箱并运行：单击“调试”菜单，选择“加载调试”（也可以用功能键f10），随后单击“调试”菜单，选择“全速运行”（也可以用功能键f9）9、若实验结果与预期不一致，单击“调试”菜单，选择“退出调试”，在实验箱的键盘上按“复位键（ret）”，随后修改源程序，重复执行7-8步骤。注意：每次重新“加载调试”前必须在实验箱的键盘上按“复位键（rst）”。第三部分 微机原理实验硬件部分实验5 简单i/o接口实验一、实验目的1. 熟悉超想-3000tc单片机/微机原理与接口综合仿真实验仪。2掌握利用缓冲器、锁存器构成的简单io接口的原理及应用。二、实验原理及电路说明本次实验要利用简单接口74ls245和74ls273实现用开关控制led灯的开关状态。其原理是通过74ls245缓冲器构成的输入端口读取按钮或开关的状态，通过74ls273锁存器构成的输出端口控制8个led发光管的亮或暗。如图5所示，二极管是led灯， lo-l7输入低电平时，led灯亮。图6为74ls273模块，d0-d7已和系统总线的数据总线相连，q0-q7为输出端。74ls273的控制端cs273接地址译码，地址可以任意选择。图7是开关量模块，开关向下扳为低电平，向上扳为高电平。图8为74ls245模块，数据传送方向：ba。a0-a7已和系统总线的数据总线相连，b0-b7为输入端。74ls245的控制端cs245接地址译码，地址可以任意选择。参考实验电路如图9所示。 输入：开关k0-k7对应74ls245的b0-b7对应连接，74ls245的cs245接地址译码输出，如200h； 输出：led灯l0-l7对应74ls273的q0-q7对应连接，74ls273的cs273接地址译码，如220h。图5 单色led灯模块 图6 74ls273模块图7 开关量模块 图8 74ls245模块图9 参考实验电路图三、实验内容及要求本实验要求完成流水灯的编程控制。1、验证性要求利用273和245，自行设计程序，使开关控制led灯（如上课的举例）。2、基本要求控制发光管以7亮1暗和1亮7暗两种模式工作。亮点或暗点以一定的时间间隔按照向左或向右的方式移动。l k1 控制左移 k2 控制右移 k3 7亮1暗模式 k4 1亮7暗模式l 同时按下两个及以上按钮或开关退出程序。3、提高要求根据本实验电路，参考基本要求，自行设计流水灯变换方式，制定设计方案，并编程实现。本实验中1必须完成，2和3可以根据自身情况选作一个。实验2 8255可编程并行接口实验一、实验目的1掌握8255并行口芯片的工作原理及应用。2掌握扫描式键盘的工作原理。3掌握扫描式led数码管显示的工作原理。二、实验原理及电路说明1.扫描式键盘利用8255实现对键盘的控制。如下图10所示，检测键盘输入的过程如下：y3y0送全“0”，再读取x3x0。若全为“1”，则表示无键闭合；否则有键闭合，接着进行键扫描。键扫描方法是逐列使y3y0为“0”，读取x3x0，如果是全“1”，表示该列无键闭合；否则闭合键在该列上。然后，再进一步判断读取的数据中哪一位为“0”，从而确定闭合键。（这是行扫描法，仅仅是参考，在实际设计时，可选用更简便的行翻转法。）图10 键盘模块电路图2.扫描式led数码管显示led（light emitting diode）数码管的主要部分是发光二极管，如图11所示。这七段发光管按顺时针分别称为a、b、c、d、e、f、g，有的产品还附带小数点h。通过7个发光段的不同组合，可显示09和af以及某些特殊字符。led数码管有共阴极和共阳极两种结构。本实验中数码管采用共阴极接法。图11 led数码管点亮数码管有静态和动态两种方法。所谓静态显示，就是当数码管显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止。这种显示方式每一个数码管都需要有一个8位输出口控制，而当系统中数码管较多时，用静态显示所需的i/o口太多，一般采用动态显示方法。所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位数码管（扫描），对于每一位数码管来说，每隔一段时间点亮一次。数码管的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。这种显示方法需有两类控制端口，即位控制端口和段控制端口。位控制端口控制哪个数码管显示，段控制端口决定显示代码。段控制端口所有数码管公用，因此，当cpu输出一个显示代码时，各数码管的输入端都收到此代码。但是，只有位控制码中选中的数码管才能导通而显示。本次实验涉及电路模块如图10，图11，图12，图13，图14所示。图10是键盘模块电路原理图，图11是led数码管电路图，图12是8255模块电路图，图13所示的是实验箱布局图，图14是led数码管显示接口电路原理图。图13所示的是实验箱布局图，插孔x0x3分别对应每一行（如x0对应7 8 9 a行）；插孔y0y5分别对应每一列（但注意顺序相反，y0对应最左边一列， y5对应最右边一列）。实际实验时，可自行选择连线。例如，x0接pc3, x1接pc2, x2接pc1, x3接pc0, y0接pc4, y1接pc5, y2接pc6, y3接pc7。三、实验内容及要求本实验要求编程实现扫描式键盘输入，读取按键键值（键值为0f），并在pc机显示器及led上显示相应键值。四、实验注意事项 1. 试验箱上右侧插头拔掉。 2. 软件延时时间不要太长。图12 8255模块电路原理图数码管y0y5x0x3lalh键盘图13 实验箱布局图图14 led数码管显示接口电路原理图实验3 8253定时器实验一、实验目的1掌握8253定时器的工作原理及应用。2掌握8253定时器的编程方法。二、实验原理及电路说明如图15所示是实验箱提供的定时器电路原理图。8253的工作频率为02mhz，所以，输入频率要在2mhz以下。图15 8253定时器电路原理图三、实验内容及要求利用实验箱提供的开关模块、8255模块、8253定时器模块、led指示灯、led七段数码管及其他相关模块，设计一数字式秒表。要求各实验小组研究设计方案，完成实验电路的设计，画出电路原理图，完成控制程序的编程设计与调试并记录实验结果。实验4 模/数转换实验一、实验目的1掌握逐次逼近a/d转换器的工作原理。2掌握adc0809的工作原理及应用。3. 完成a/d转换的编程实验。二、实验原理及电路说明如图16所示是实验仪提供的模拟量发生器及adc0809模块电路原理图。模拟量发生器的电位器两边的插孔已经分别接好电源+5v和地，adc08