TPC-2003A通用32位微机接口实验系统

TPC 2003A通用32位微机接口实验系统 北京邮电大学计算机科学与技术学院系统结构实验室2010年6月 计算机科学与技术学院系统结构实验室 2 目录 实验一I O地址译码实验二可编程并行接口 8255方式0 1 实验三可编程串行接口 8251 实验四D A转换 DAC0832 实验五A D转换 AD0809 计算机科学与技术学院系统结构实验室 3 概述 该系统由一块PCI总线扩展卡和一个扩展实验台组成 PCI总线卡插在机箱内任一PCI插槽上 提供PCI ISA总线的转换与驱动 PCI卡与实验台之间由一条50芯扁平电缆连接 实验台上包括通用实验电路和常用微机接口电路 能满足微机原理和微机接口的各种实验 计算机科学与技术学院系统结构实验室 4 概述 主要特点如下 1 PCI总线结构设计 通过PCI总线扩展卡将PCI总线信号转换成ISA总线信号引入实验台 供接口实验使用 2 实验台设有I O地址译码电路 总线插孔 常用集成电路 外围电路及通用IC插座 外围电路包括逻辑开关电路 LED电路 时钟电路 单脉冲电路 逻辑笔 复位电路 七段数码管显示电路 基本门电路 继电器及步进电机 小直流电机的驱动电路 温度检测电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 5 概述 随机附带有TPC 2003A集成实验开发环境软件 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 自动识别汇编语言还是C语言源程序 可以对汇编程序和C语言程序进行调试 实验台自备电源 具有电源短路保护确保系统安全 计算机科学与技术学院系统结构实验室 6 计算机科学与技术学院系统结构实验室 7 实验台结构图 计算机科学与技术学院系统结构实验室 8 计算机科学与技术学院系统结构实验室 9 PLX9054PCI总线扩展卡结构图 计算机科学与技术学院系统结构实验室 10 PCI卡在总线中位置图 计算机科学与技术学院系统结构实验室 11 PCI总线的特征 PCI PeripheralComponentInterconnect 总线 即外部设备互连总线 是一种高性能的 地址数据线复用的总线 它分别支持32位或64位下的3 3V和5V信号 PCI总线的特征如下 1 最高操作时钟频率为33MHz2 拥有32位和64位2种数据通道3 支持总线主控方式 准许多处理机系统中的任何一个微处理机都可以成为总线主控设备 对总线操作进行控制 计算机科学与技术学院系统结构实验室 12 PCI总线的特征 4 与ISA EISA 微通道等多种总线兼容 5 提供了自动配置能力 用户可以安装一个新的添加卡 而不用设置DIP开关 跳线和选择的中断 6 合理的管脚安排 PCI总线在设计信号引脚时 在每两个信号线之间都安排了一个地线 减少了信号之间的相互干扰 计算机科学与技术学院系统结构实验室 13 PCI系统图 计算机科学与技术学院系统结构实验室 14 50芯总线插座信号 计算机科学与技术学院系统结构实验室 15 TPC 2003A集成开发环境 计算机科学与技术学院系统结构实验室 16 TDS 1001数字存储示波器 计算机科学与技术学院系统结构实验室 17 实验一I O地址译码 计算机科学与技术学院系统结构实验室 18 一实验目的 了解和熟悉TPC 2003A实验系统的结构功能及使用方法 掌握I O地址译码电路的工作原理和设计方法 计算机科学与技术学院系统结构实验室 19 二实验电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 20 三实验设备 微机 Windows98 EDIT TASM TLINK DEBUG TPC 2003A微机接口实验系统 TDS 100140MHz数字存储示波器 UT 60A数字万用表 计算机科学与技术学院系统结构实验室 21 四实验任务 完成I O口地址译码的设计 利用相关器件连接设计电路 调试实现 Y0为280H 287H Y1为288H 28FH Y2为290H 297H Y3为298H 29FH Y7为2B8H 2BFH 利用译码负脉冲控制L7闪烁发光 亮 灭 亮 灭 时间间隔通过软件延时实现 计算机科学与技术学院系统结构实验室 22 五参考接线 计算机科学与技术学院系统结构实验室 23 六关键提示 不要带电插拔50芯扁平电缆 连接总线电缆时 请先关闭实验台电源 双手拿住电缆插头左右两侧 注意电缆插头与电缆插座配合 插头垂直向下插入插座 拆卸总线电缆时 请先关闭实验台电源 双手拿住电缆插头左右两侧 垂直向上取出电缆插头 不要用力拉拽电缆 计算机科学与技术学院系统结构实验室 24 六关键提示 电路连接完毕 请将印刷电路板上遗留的未用导线清理干净 请认真检查电路 注意参与译码的地址线信号在总线插座上的引出位置 不要与印刷电路板上标注的丝印位号混淆 特别注意所用器件的工作电源的接线是否正确 计算机科学与技术学院系统结构实验室 25 六关键提示 电路检查完毕 可打开实验台电源 同时请注意观察实验台的电源指示灯是否正常点亮 指示灯正常点亮即可进行实验 指示灯不亮 应立即关闭实验台电源排查故障 如电缆插头未插紧 所用器件的工作电源接线连接错误或短路 器件故障等 计算机科学与技术学院系统结构实验室 26 六关键提示 实验结果不正确 请认真检查参与译码的相关信号状态 对照器件功能逐级分析故障原因并排除故障 排查故障的过程中 请注意测量仪器的使用 注意测量仪器与被测量设备之间的共地 测量总线信号时 测量仪器的表笔或探头不要在总线插座上滑动 以免打火或短路造成更大的主机或电路故障 计算机科学与技术学院系统结构实验室 27 六关键提示 记录I O基址方法一 设备管理器中查到 微机原理教学实验装置 的输入输出范围 方法二 利用集成开发环境的硬件检测功能 方法三 运行C tmp4TPC下的PORTR EXE例如 查出PCI接口芯片输入输出范围是C000 C0FF 基址为C000 TPC设备的输入输出范围是C400 C47F 基址为C400 即I O端口0 x280的基址 计算机科学与技术学院系统结构实验室 28 七程序流程图 参考 执行下面两条指令MOVDX 2A0H C400 2A0 280 HOUTDX AL 或INAL DX Y4输出一个负脉冲 执行下面两条指令MOVDX 2A8 C400 2A8 280 HOUTDX AL 或INAL DX Y5输出一个负脉冲 计算机科学与技术学院系统结构实验室 29 七程序流程图 参考 微机PCI卡的基址可能不同 需要事先查找出来 计算公式如下 计算出的地址 查找出的PCI卡的基址 偏移量 其中 偏移量 2A0H 280H或2A8H 280H 计算机科学与技术学院系统结构实验室 30 七程序流程图 参考 实验电路中D触发器CLK端输入脉冲时 上升沿使Q端输出高电平L7发光 CD端加低电平L7灭 计算机科学与技术学院系统结构实验室 31 八实验要求 做好实验预习 实验报告内容 实验目的 原理 画出实验接线图 实验设备 记录实验任务的数据 波形 检测结果 分析实验结果 实验程序流程图及程序清单 计算机科学与技术学院系统结构实验室 32 实验二可编程并行接口 计算机科学与技术学院系统结构实验室 33 一实验目的 掌握8255方式0的工作原理及使用方法 掌握8255工作方式 时的使用及编程 进一步掌握中断处理程序的编写 计算机科学与技术学院系统结构实验室 34 二实验电路 8255方式0电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 35 二实验电路 8255方式1电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 36 三实验设备 微机 Windows98 EDIT TASM TLINK DEBUG TPC 2003A微机接口实验系统 TDS 100140MHz数字存储示波器 UT 60A数字万用表 计算机科学与技术学院系统结构实验室 37 四实验任务 方式0实验电路 8255C口接逻辑电平开关K0 K7 A口接LED显示电路L0 L7 编程从8255C口输入数据 再从A口输出 方式1输入实验电路 每按一次单脉冲按钮产生一个正脉冲使8255产生一次中断请求 让CPU进行一次中断服务 读取逻辑电平开关预置的ASCII码 在屏幕上显示其对应的字符 中断 次结束 计算机科学与技术学院系统结构实验室 38 四实验任务 方式1的输出实验电路 每按一次单脉冲按钮产生一个正脉冲使8255产生一次中断请求 让CPU进行一次中断服务 依次输出01H 02H 04H 08H 10H 20H 40H 80H使L0 L7依次发光 中断 次结束 计算机科学与技术学院系统结构实验室 39 五参考接线 同实验电路 8255方式0电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 40 五参考接线 8255方式1电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 41 六关键提示 8255控制寄存器端口地址28BHA口的地址288HC口的地址28AH请注意检查8255A的电源短路跳线应当短接 8255A的CS信号是否正常 8255A控制字设置是否正确 计算机科学与技术学院系统结构实验室 42 六关键提示 输入K开关工作状态是否正常 上为 1 下为 0 输出LED工作状态是否正常 0 亮 1 不亮 设置中断向量 允许IRQ中断 中断结束处理 8259EOI命令 外部中断请求信号 单次脉冲 是否正常 计算机科学与技术学院系统结构实验室 43 七程序流程图 参考 计算机科学与技术学院系统结构实验室 44 七程序流程图 参考 计算机科学与技术学院系统结构实验室 45 七程序流程图 参考 计算机科学与技术学院系统结构实验室 46 八实验要求 做好实验预习 实验报告内容 实验目的 原理 画出实验接线图 实验设备 记录实验任务的数据 波形 检测结果 分析实验结果 实验程序流程图及程序清单 计算机科学与技术学院系统结构实验室 47 实验三可编程串行接口 计算机科学与技术学院系统结构实验室 48 一实验目的 了解串行通讯的基本原理 掌握串行接口芯片8251的工作原理和编程方法 计算机科学与技术学院系统结构实验室 49 二实验电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 50 三实验设备 微机 Windows98 EDIT TASM TLINK DEBUG TPC 2003A微机接口实验系统 TDS 100140MHz数字存储示波器 UT 60A数字万用表 计算机科学与技术学院系统结构实验室 51 四实验任务 利用8251和8253芯片设计实验电路 其中8253计数器用于产生8251的发送和接收时钟 编程 从键盘输入一个字符 将其ASCII码加1后发送出去 再接收回来在屏幕上显示 实现自发自收 计算机科学与技术学院系统结构实验室 52 五参考接线 计算机科学与技术学院系统结构实验室 53 六关键提示 图示电路8251的控制口地址为2B9H 数据口地址为2B8H 8253计数器的计数初值 时钟频率 波特率 波特率因子 这里的时钟频率接1MHz 波特率若选1200 波特率因子若选16 则计数器初值为52 收发采用查询方式 计算机科学与技术学院系统结构实验室 54 七程序流程图 参考 计算机科学与技术学院系统结构实验室 55 八实验要求 做好实验预习 实验报告内容 实验目的 原理 画出实验接线图 实验设备 记录实验任务的数据 波形 检测结果 分析实验结果 实验程序流程图及程序清单 计算机科学与技术学院系统结构实验室 56 实验四D A转换 计算机科学与技术学院系统结构实验室 57 一实验目的 了解数 模转换器的基本原理 掌握DAC0832芯片的使用方法 计算机科学与技术学院系统结构实验室 58 二实验电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 59 三实验设备 微机 Windows98 EDIT TASM TLINK DEBUG TPC 2003A微机接口实验系统 TDS 100140MHz数字存储示波器 UT 60A数字万用表 计算机科学与技术学院系统结构实验室 60 四实验任务 1 实验电路如图 DAC0832采用单缓冲方式 具有单双极性输入端 图中的Ua Ub 利用debug输出命令 Out290数据 输出数据给DAC0832 用万用表测量单极性输出端 a及双极性输出端 b的电压 验证数字与电压之间的线性关系 2 编程产生以下波形 从Ub输出 用示波器观察 锯齿波 正弦波 计算机科学与技术学院系统结构实验室 61 五参考接线 计算机科学与技术学院系统结构实验室 62 六关键提示 1 8位D A转换器DAC0832的口地址为290H 输入数据与输出电压的关系为 Ua UREF 256 N Ub UREF 256 N 5 UREF表示参考电压 N表示数数据 这里的参考电压为 机的 电源 2 产生锯齿波只须将输出到DAC0832的数据由0循环递增 产生正弦波可根据正弦函数建一个正弦数字量表 取值范围为一个周期 表中数据个数在16个以上 计算机科学与技术学院系统结构实验室 63 七程序流程图 参考 计算机科学与技术学院系统结构实验室 64 八实验要求 做好实验预习 实验报告内容 实验目的 原理 画出实验接线图 实验设备 记录实验任务的数据 波形 检测结果 分析实验结果 实验程序流程图及程序清单 计算机科学与技术学院系统结构实验室 65 实验五A D转换 计算机科学与技术学院系统结构实验室 66 一实验目的 了解模 数转换的基本原理 掌握ADC0809的使用方法 计算机科学与技术学院系统结构实验室 67 二实验电路 计算机科学与技术学院系统结构实验室 68 三实验设备 微机 Windows98 EDIT TASM TLINK DEBUG TPC 2003A微机接口实验系统 TDS 100140MHz数字存储示波器 UT 60A数字万用表 计算机科学与技术学院系统结构实验室 69 四实验任务 实验电路如图