實驗指導書
山東英才學院
計算機電子資訊工程學院
第一部分系統介紹 (1
一、整機介紹 (1
二、系統特點 (1
三、8051單元概述 (2
第二部分 8051除錯軟體的使用 (5
一、主視窗簡介 (5
二、編輯程式 (6
三、編譯除錯 (6
第三部分基本試驗 (7
實驗一 p1口實驗 (7
實驗(一p1口實驗一 (7
實驗(二p1口實驗二 (10
實驗二簡單i/o口擴充套件實驗 (13
實驗(一簡單i/o口擴充套件實驗一 (13
實驗(二簡單i/o口擴充套件實驗二 (16
實驗三中斷實驗 (18
實驗四定時器實驗 (22
*實驗五 8255a可程式設計並行介面實驗 (25
*實驗(一8255a可程式設計並行介面實驗一 (25
*實驗(二8255a可程式設計並行介面實驗二 (27
實驗六數碼顯示實驗 (33
實驗七 d/a轉換實驗 (39
實驗八 a/d轉換實驗 (44
實驗九儲存器擴充套件實驗 (48
實驗十 lcd顯示實驗 (50
第一部分系統介紹
一、整機介紹
1、el型微機教學實驗系統結構
el-mut-iii 型微機教學實驗系統由電源、系統板、cpu板、可擴充套件的實驗模板、微機串列埠通訊線、jtag通訊線及通用連線線組成。系統板的結構簡圖見
下圖。二、系統特點
el-mut-iii 型微機/微控制器教學實驗系統是北京精儀達盛科技****根據廣大學者和許多高等院校實驗需求,結合電子發展情況而研製的具有開發、應用、實驗相結合的高科技實驗裝置。旨在盡快提高我國電子科技發展水平,提高實驗者的動手能力、分析解決問題能力。系統具有以下特點:
1、cpu可選用80c31、8086、80c196中任一種cpu,系統功能齊全,涵蓋了微機/單片
機教學實驗課程的大部分內容。
2、系統採用開放式模組化結構設計,通過兩組相對獨立的匯流排最多可同時擴充套件2塊應
用實驗板,使用者可根據需要購置相應實驗板,降低了成本,提高了靈活性,便於公升級換代。
3、配有兩塊可程式設計器件:epm7128被系統占用。另一塊epm7032供使用者實驗用。兩塊
器件皆可通過jtag介面**程式設計。使用十分方便。
4、靈活的電源介面:配有pc機電源插座,可由pc提供電源。另外還配有外接開關電
源,提供所需的+5v,±12v,其輸入為220v的交流電。
5、系統的聯機執行模式:配有系統除錯軟體,系統除錯軟體分dos版和windows版兩
種,均為中文多視窗介面。除錯程式時可以同時開啟暫存器視窗、記憶體視窗、變數視窗、反彙編視窗、波形顯示視窗等等,極大地方便了使用者的程式除錯。該軟體集源程式編輯、編譯、鏈結、除錯與一體,每項功能均為中文下拉列表,簡明易學。
經常使用的功能均備有熱鍵,這樣可以提高程式的除錯效率。8051除錯軟體不僅支援組合語言,而且還支援c語言編輯除錯。
6、系統的單機執行模式:系統在沒有與計算機連線的情況下,自動執行在單機模式,
在此模式下,使用者可通過鍵盤輸入執行程式(機器碼,和操作指令,同時將輸入資訊及操作的結果在led數碼管上顯示出來。
7、系統功能齊全,可擴充套件性強。本實驗系統不僅完全能滿足教學大綱規定的基本介面
晶元實驗,其靈活性和可擴充套件性(資料匯流排、位址匯流排、控制匯流排為使用者開放亦
能輕鬆滿足其課程設計、畢業設計使用等。
三、8051單元概述
1、微處理器:i80c31,它的p1口、p3口皆對使用者開放,供使用者使用。
2、時鐘頻率:6.0mhz
3、儲存器:程式儲存器與資料儲存器統一編址,最多可達64k,板載rom(監控程式27c25612k;ram1(程式儲存器62648k供使用者**實驗程式,可擴充套件達32k;ram2(資料儲存器62648k供使用者程式使用,可擴充套件達32k。(ram程式儲存器與資料儲存器不可同時擴至32k,具體與廠家聯絡。
(見圖1-1:儲存器組織圖。在程式儲存器中,0000h----2fffh 為監控程式儲存器區,使用者不可用,4000h----5fffh為使用者實驗程式儲存區,供使用者**實驗程式。
資料儲存器的範圍為:6000h----7fffh,供使用者實驗程式使用。
注意:因使用者實驗程式區位於4000h-----5fffh,使用者在編寫實驗程式時要注意,程式的起始位址應為4000h,所用的中斷入口位址均應在原位址的基礎上,加上4000h。例如:
外部中斷0的原中斷入口為0003h,使用者實驗程式的外部中斷0的中斷程式入口為4003h,其他類推,見表1-1。
4、可提供的對8051的基本實驗
為了提高微機教學實驗質量,提高實驗效率,減輕主講教師和實驗教師的勞動強度,在該系統的實驗板上,除微處理器外、程式儲存器、資料儲存器外,還增加了8255並行介面、8250序列控制器、8279鍵盤、顯示控制器、8253可程式設計定時器、a/d、d/a轉換、單脈衝、各種頻率的脈衝發生器、輸入、輸出電路等模組,各部分電路既相互獨立、又可靈活組合,能滿足各類學校,不同層次微機實驗與培訓要求。可提供的實驗如下:
(1、8051p1口輸入、輸出實驗
(2、簡單的擴充套件輸入、輸出實驗
(3、8051定時器/計數器實驗(4、8051外中斷實驗
(5、8279鍵盤掃瞄、led顯示實驗
(6、8255並行口輸入、輸出實驗
(7、交通燈控制實驗
(8、8259中斷實驗
(10、a/d轉換實驗
(11、d/a轉換實驗
(12、儲存器擴充套件實驗
ffffh
cfbfh
fffh
4fffh
2fffh
0000h
中斷名稱 8051原中斷程式入口使用者實驗程式響應程式入口
外中斷0 0003h 4003h
定時器0中斷 000bh 400bh
外中斷1 0013h 4013h
定時器1中斷 001bh 401bh
序列口中斷 0023h 4023h
表1-1:使用者中斷程式入口表
5、資源分配
本系統採用可程式設計邏輯器件(cpldepm7128做位址的編譯碼工作,可通過晶元的jtag 介面與pc機相連,對晶元進行程式設計。此單元也分兩部分:一部分為系統cpld,完成系統器件,如監控程式儲存器、使用者程式儲存器、資料儲存器、系統顯示控制器、系統序列通訊控制器等的位址解碼功能,同時也由部分位址單元經解碼後輸出(插孔cs0---cs5給使用者使用,他們的位址固定,使用者不可改變。
具體的對應關係見表1-2。另一部分為使用者cpld,它完全對使用者開放,使用者可在一定的位址範圍內,進行編譯碼,輸出為插孔lcs0----lcs7,
使用者可用的位址範圍見表1—2,注意,使用者的位址不能與系統相衝突,否則將導致錯誤。
位址範圍輸出孔/對映器件性質(系統/使用者
0000h---2fffh 監控程式儲存器系統*
3000h---3fffh 資料儲存器系統*
4000h---7fffh 使用者程式儲存器系統*
8000h---cfdfh lcs0---lcs7 使用者
cfe0h pc機序列通訊晶元8250 系統 *
cfe8h 顯示、鍵盤晶元8279 系統
cfa0h---cfa7h cs0 系統
cfa8h---cfafh cs1 系統
cfb0h---cfb7h cs2 系統
cfb8h---cfbfh cs3 系統
cfc0h---cfc7h cs4 系統
cfc8h---cfcfh cs5 系統
cfd0h---ffffh lcs0----lcs7 使用者
注:系統位址中,除帶「*」使用者既不可用,也不可改外,其他系統位址使用者可用但不可改。
表1—2:cpld位址分配表
第二部分 8051除錯軟體的使用
一、主視窗簡介
主視窗共有以下幾個區域組成:最上部為此整合開發環境的程式名稱及開啟的檔名稱(當沒有檔案開啟時,則無檔名稱顯示,一般為藍底白字。它的下部為主選單,主選單的專案與工作狀態有關:
當沒有檔案開啟或執行時,只有三項:檔案、檢視、幫助。
而當有檔案開啟時,則共有九項:檔案、編輯、檢視、編譯、除錯、控制物件、選項、視窗、幫助(主選單的功能見功能詳解。在主選單的下部為工具欄,自左至右為:
新建c 檔案(、新建彙編檔案(、開啟(檔案(、檔案儲存(存檔(、剪下(、複製(、貼上(、c程式編譯命令(ctrl+f7(、c程式連線命令(shift+f7(、
c程式編譯連線命令(f3(、彙編命令(f3(、開始除錯(f5(、停止除錯[shift+f5](、程式復位[ctrl+f2](、設定/清除斷點[ctrl+f8](、跟蹤除錯[f7](、單步執行[f8](、執行到游標行[f4](、執行[f9](、反彙編視窗[alt+5](、暫存器視窗[alt+2](、內部資料儲存器視窗[alt+3](、外部資料儲存器視窗[alt+4]、幫助(這些工具並不是同時有效。
在主介面的**的大面積區域為檔案的編輯區,可開啟彙編檔案、c檔案及其他形式的文字檔案。在主介面的下部為狀態列,最左邊為命令/提示欄,顯示當前正在執行的命令或工作狀態,當游標指向乙個按鈕時,此欄也顯示此按鈕的功能。第二欄為游標在編輯區域中所處的行、列位置,右邊的兩欄分別顯示當前鍵盤字母鍵的大/小寫狀態及小鍵盤的狀態(數字/命令
二、編輯程式
主視窗下。在「檔案」中選擇「新建」選單,可進行c語言編輯或組合語言編輯。也可以選擇「開啟」,開啟現有的實驗程式(選擇字尾.
asm或.c,可分別開啟組合語言程式和c 語言實驗程式。
三、編譯除錯
程式編輯完成後,即可進行編譯除錯。主選單中有「編譯」欄,可對當前檔案進行編譯。「除錯」欄可進行系統復位及其他除錯手段。
「選項」欄「通訊串列埠選項」可進行通訊口設定。「檢視」欄可開啟記憶體、外存、暫存器等視窗,通過修改儲存器位址可檢視不同位址區
的內容,也可以對其進行修改。
第三部分基本試驗
實驗一 p1口實驗
實驗(一p1口實驗一
一、實驗目的:
1.學習p1口的使用方法。
2.學習延時子程式的編寫和使用。
二、實驗裝置:
el-mut-iii型微控制器實驗箱、8051cpu模組
三、實驗內容:
口做輸出口,接八隻發光二極體,編寫程式,使發光二極體迴圈點亮。
口做輸入口,接八個按紐開關,以實驗箱上74ls273做輸出口,編寫程式讀取
開關狀態,在發光二極體上顯示出來。
四、實驗原理:
p1口為準雙向口,p1口的每一位都能獨立地定義為輸入位或輸出位。作為輸入位時,必須向鎖存器相應位寫入「1」,該位才能作為輸入。8031中所有口鎖存器在復位時均置為「1」,如果後來在口鎖存器寫過「0」,在需要時應寫入乙個「1」,使它成為乙個輸入。
可以用第二個實驗做一下實驗。先按要求編好程式並除錯成功後,可將p1口鎖存器中置「0」,此時將p1做輸入口,會有什麼結果。
再來看一下延時程式的實現。現常用的有兩種方法,一是用定時器中斷來實現,一是用指令迴圈來實現。在系統時間允許的情況下可以採用後一種方法。
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