微機原理及應用
實驗指導書
安陽工學院
電子資訊與電氣工程學院
目錄第一章 tpc-usb實驗系統介紹 3
第二章 tpc-usb實驗系統硬體環境 4
2.1 usb模組介紹 4
2.1.1 usb模組結構 4
2.1.2 usb模組功能 4
2.1.3 usb模組的對外介面 4
2.1.4 usb模組的安裝 5
2.1.5 usb模組連線測試 5
2.2 擴充套件實驗台結構及主要電路 5
2.2.1 擴充套件實驗台結構圖 5
2.2.2 實驗台上包括的主要電路： 6
2.2.3 使用者擴充套件實驗區 10
2.2.4 實驗台跳線開關 10
2.2.5 20芯雙排插座 10
2.2.6 直流穩壓電源 10
第三章 tpc-usb整合軟體開發環境 11
3.1 tpc-usb整合開發環境軟體包 11
3.2 tpc-usb整合開發環境使用 11
3.2.1 使用者程式的編輯和編譯 11
3.2.2 編譯源程式 13
3.2.3 使用者程式的除錯和執行 13
3.2.4 常用除錯命令 15
3.2.5 實驗專案的檢視和演示 17
3.2.6 實驗專案的新增和刪除 17
3.2.7 整合開發環境幫助選單 18
第四章實驗部分 19
實驗一簡單程式執行除錯實驗 19
實驗二組合語言程式除錯實驗 21
實驗三簡單並行介面實驗（綜合性實驗） 23
實驗四可程式設計定時器／計數器（8253）實驗 26
實驗五可程式設計並行介面（一）（8255方式0）實驗 29
實驗六七段數碼管實驗 31
實驗七繼電器控制實驗 37
實驗八競賽搶答器實驗 40
實驗九中斷實驗 43
實驗十可程式設計並行介面（二）（8255方式１）實驗 46
實驗十一數/模轉換器實驗 50
實驗十二模/數轉換器實驗 53
實驗十三 dma傳送實驗 58
實驗十四儲存器讀寫實驗 65
實驗十五雙色點陣發光二極體顯示實驗 68
第一章 tpc-usb實驗系統介紹
該系統由一塊usb匯流排介面模組、乙個擴充套件實驗台及軟體整合實驗環境組成。usb匯流排介面模組通過usb匯流排電纜與pc機相連，模組與實驗台之間由一條50芯扁平電纜連線。其主要特點如下：
匯流排介面使用isp1581 usb2.0高速介面晶元，完全符合usb2.0規範。提供了高速usb下的通訊能力，即插即用。
2.滿足《微機原理與接**術》課程教學實驗要求。實驗台介面積體電路包括：
可程式設計定時器/計數器（8253）、可程式設計並行介面（8255）、數/模轉換器(dac0832)、模/數轉換器(adc0809)等。外圍電路包括：邏輯電平開關、led顯示、七段數碼管顯示、8x8雙色發光二極體點陣及驅動電路、直流電機步進電機及驅動電路、電機測速用光藕電路、數字測溫感測器及介面電路、繼電器及驅動電路、喇叭及驅動電路。
8279鍵盤顯示控制電路。
3.在usb介面模組上擴充套件有dma控制器8237及儲存器，可以完成微機dma傳送以及usb的dma傳送等實驗。
4.開放式結構，模組化設計支援開放實驗。實驗台上除固定電路外還設有使用者擴充套件實驗區。
有五個通用積體電路插座，每個插座引腳都有對應的「自鎖緊」插孔，利用這些插孔可以搭試更多的自己設計的實驗，方便的進行課程設計。
5.功能強大的軟體整合開發環境，支援win98; win2000;winxp 等作業系統。可以方便的對程式進行編輯、編譯、鏈結和除錯，可以檢視實驗原理圖，實驗接線，實驗程式並進行實驗演示。
可以增加和刪除實驗專案。
6.實驗程式可以使8086彙編和c語言程式設計實驗。可以對匯程式設計序和c語言程式進行除錯.
7.系統可配置：字元、圖形液晶顯示實驗模組；紅外收發實驗模組；無線通訊實驗模組；鍵盤顯示實驗模組等多種擴充套件實驗模組等。
8.實驗台自備電源，具有電源短路保護確保系統安全。
9.使用usb介面與pc機相連，省卻了開啟主機箱安裝介面卡的麻煩。
圖2-1 usb模組結構圖
1.實驗系統中的usb模組使用philihps的isp1581 usb2.0高速介面晶元，符合usb2.0介面規範，提供了高速usb下的通訊能力。
2.支援isp**，通過模組上的rs-232介面，可以對模組內部的mcu進行**程式設計，對軟體進行修改或**公升級。也可以通過rs-232介面**實驗程式到usb模組，進行實驗。
3.模組內擴充套件有dma控制器8237及儲存器，可以完成微機dma傳送和usb的dma傳送實驗。
4.該模組提供乙個50線扁平電纜，通過該電纜將模組產生的仿isa匯流排訊號連到實驗台上。
1.在該模組的右側提供四個對外介面：
①9芯通用rs-232介面，需要時可連到主機的com1或com2，對內部的mcu**程式設計，對軟體公升級或修改。
②usb介面，連線到主機，實驗時用於資訊和資料的通訊。
③清零按鈕（reset），用於對模組內部電路的初始化。
實驗方式轉換按鈕（sw），有些實驗需要將實驗程式**到usb模組執行，需要時按一下該按鈕以轉換實驗方式。（一般情況下，使用者不要按此按鈕，如果需要，在實驗說明中會指出）。
2.在模組的左側提供二個對外介面：
①50線扁平電纜介面，為實驗台提供仿isa匯流排訊號。訊號安排與實驗台上50芯訊號插座訊號一一對應。（見表十四 50芯匯流排插座訊號）
②外接電源插孔，外接7～9v直流電源。平時usb模組與實驗台相連時，使用實驗台提供的電源，當usb模組單獨使用或除錯時，使用外接電源。
安裝步驟如下：
1.關上實驗台電源。
2.50線扁平電纜一端接usb模組的50芯插座，另一端接實驗台50線插座。
電纜的一端接模組的usb口，另一端接主機usb口。
4.開啟實驗台電源。
5.系統將自行檢測到模組的接入，選擇使用者光碟上的usb驅動程式完成驅動的安裝。
驅動安裝完成後，開啟tpc-usb整合開發環境，選定其選單「選項」中的「硬體檢測」，整合開發環境會檢測到裝置已連線，如果連線不正確，將會有錯誤提示。
圖2-11 硬體檢測選單
圖2-12 正確連線提示圖2-13 硬體未連線
圖2-14 擴充套件實驗台結構
1、50芯匯流排訊號插座及匯流排訊號插孔
50芯匯流排訊號插座在實驗台左上方，匯流排插座訊號安排如表：
各匯流排訊號採用「自鎖緊」插孔在標有「匯流排」的區域引出，有資料線d0-d7、位址線a19-a0、i/o讀寫訊號ior iow、儲存器讀寫訊號 memr memw、中斷請求 irq、dma申請drq、dma回答dack、aen 等。
2、微機介面i/o位址解碼電路
實驗台上i/o位址選用280h－2bfh 64個，分8組輸出：y0-y7，其位址分別為 280h－287h；288h－28fh；290h-297h；298h-29fh；2a0h-2a7h；2a8h-2afh；2b0h-2b7h；2b8h-2bfh，8根輸出線在實驗台「i/o位址」處分別由自鎖緊插孔引出。見圖2-15
圖2-15 i/o位址解碼電路
3、時鐘電路
如圖2-16所示，輸出1mhz、2mhz兩種訊號，供定時器/計數器、a/d轉換器、序列介面實驗使用。
圖2-16 時鐘電路
4、邏輯電平開關電路
如圖2-17所示，實驗台右方有8個開關k0-k7,開關撥到「1」位置時開關斷開，輸出高電平。撥到「0」位置時開關接通輸出低電平。電路中串接了保護電阻，介面電路不直接同＋5v、gnd相連，有效的防止因誤操作損壞積體電路現象。
圖2-17 邏輯電平開關電路圖2-18 發光二極體及驅動電路
5、led顯示電路
如圖2-18所示，實驗台上設有8個發光二極體及相關驅動電路(輸入端l7～l0)，當輸入訊號為「1」時發光，為「0」時滅。
6、七段數碼管顯示電路
實驗台設有兩個共陰極數碼管及驅動電路，電路圖如圖2-19。段碼輸入端：a、b
、c、d、e、f、g、dp，位碼輸入端：s0、s1。
圖2-19 數碼管顯示電路
7、單脈衝電路
如圖2-20所示，採用rs觸發器產生，實驗者每按一次開關即可以從兩個插座上分別輸出乙個正脈衝及負脈衝，供「中斷」、「dma」、「定時器/計數器」等實驗使用。
圖2-20 單脈衝電路圖圖22-21 邏輯筆電路
8、邏輯筆
如圖2-21所示，當輸入端ui接高電平時紅燈(h)亮，接低電平時綠燈(l)亮。
9、繼電器及驅動電路
圖2-22為直流繼電器及相應驅動電路，當其開關量輸入端「ik」輸入數字量「1」時，繼電器動作，常開觸點閉合紅色發光二極體點亮。輸入「0」時繼電器常開觸點斷開發光二極滅。
微機原理實驗指導書
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