计算机控制技术实验指导书11版(修)(共39页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录第一部分 i386EX 系统板介绍第一章 i386EX 系统板概述1.1 系统简介“TD-ACC+”教学实验系统,其基本配置就含有一个开放式的模拟实验平台和一组先进的虚拟仪器,可以高水平地支持自动控制原理的实验教学,若再选配“i386EX 系统板”,就还可以开展“80X86 的计算机控制技术”的实验教学。i386EX 系统板是一种基于intel386EX嵌入式微处理器的控制机,它以嵌入式应用为中心,可以满足大多数技术领域的需要,是当今微机应用及嵌入式技术发展的主流。配置了“i386EX 系统板”的“TD-ACC+自动控制原理/计算机控制技术”教学实验系统其构成主
2、要包括:i386EX 系统、开放式的模拟实验平台、一组先进的虚拟仪器以及新编的自动控制原理实验教程和80X86 计算机控制技术实验教程。整个实验系统的结构框图如下页所示。1.2 i386EX 系统板的特点1. 采用先进的嵌入式微处理器采用INTEL公司新推出的32位嵌入式处理器i386EX,使该嵌入式控制计算机功能达到了最优化。它功耗小,将许多经常使用的外围接口如8259、8254、8250和8237等集成到芯片内部,内部为32位总线,外部为16位数据总线,保持与标准的32位80386CPU相同的指令系统,具有64MB的寻址能力。2. 总线标准和工业PC104-ISA标准兼容该控制计算机具有2
3、4MHz的工作频率,128KB的程序存储器和128KB的数据存储器,满足复杂计算机控制和嵌入式应用的要求。采用控制计算机加模拟实验平台的结构设计,将i386EX的总线和接口资源以PC104-ISA的总线标准引出。3. 功能强大的源码级调试环境控制计算机通过串口与PC微机相连,并配备了C语言及汇编语言的源码级调试开发环境,功能强大。具有单步、跳过、断点、连续、变量跟踪等调试功能,可多方位、动态地调试实验程序。第二章 i386EX 系统板的硬件操作环境系统的部分总线以排针的形式引出,与实验单元相连可完成相应的实验。系统引出信号线说明及相关的端口地址见表2.1-1。表2.1-1 控制计算机系统信号线
4、说明信号线说 明相关的端口地址D0D7系统的低八位数据线A0A3系统地址线低四位(输出)/IOR、 /IOW I/O读、写信号(输出)IRQ5、IRQ6、IRQ7内部主片8259 中断请求信号(输入)P3CFG 扩展I/O 地址为:F824HINTCFG 扩展I/O 地址为:F832HICW1、IRR、ISR、OCW2 和OCW3 地址为:20HICW2、ICW3、ICW4、OCW1 和POLL 地址均为:21HOUT1内部1定时器输出信号(输出)TMRCFG 扩展I/O 地址为:F834HTMR1 扩展I/O 地址为:F041HTMRCON 扩展I/O 地址为:F043H/IOY0I/O 接
5、口待扩展信号(输出)0600H063FH/IOY1 0640H067FH/IOY2 0680H06BFHDIN0DIN34 位数字量输入信号(输入)P1 口的低四位对应P1.0 P1.3P1CFG 扩展I/O 地址为:F820HP1DIR 扩展I/O 地址为:F864HP1PIN 扩展I/O 地址为:F860HDOUT0 DOUT34 位数字量输出信号(输出)P2 口的低四位对应P2.0 P2.3P2CFG 扩展I/O 地址为:F822HP2DIR 扩展I/O 地址为:F86CHP2LTC 扩展I/O 地址为:F86AH注:1.“/”号表示该信号低电平有效2. 扩展I/O 地址使能操作:_as
6、m MOV AX,8000HOUT 23H,ALXCHG AL,AHOUT 22H,ALOUT 22H,AX 扩展I/O 地址无效操作:_asm MOV AL,00HOUT 23H,AL第三章 联机软件说明3.1 联机软件系统概述该联机软件集成了源码级调试软件和虚拟仪器软件。该软件具有汇编语言和C 语言源语言级调试跟踪界面,有别于传统的DEBUG 调试,操作更简单,视觉效果更直接。如果用户习惯于DEBUG 调试,点击输出区的调试标签亦可对源程序进行DEBUG 调试。用户可以选择是否监控堆栈,也可以通过“变量监控”对话框选择监控哪些全局变量;寄存器/变量/堆栈区能够对下位机的寄存器、变量和堆栈实
7、现实时监视,使寄存器/变量/堆栈区的数据永远是下位机中数据的真实反映;在寄存器/变量/堆栈区改写寄存器和变量的值,即可改变下位机中寄存器和变量的值。软件集成了一组功能强大的数字化虚拟仪器界面,用于时域曲线的实时测量和分析、频率特性分析、X_Y 测量、阻容/电压值测量等。联机软件具有特点如下:(1) 支持汇编语言和C 语言两种编译环境(2) 高度可视化的源语言级调试跟踪界面(3) 实时监视寄存器,能够即时对寄存器中的值进行修改(4) 可以选择要监视的全局变量,进行实时监视和即时修改(5) 可以选择是否要实时监视堆栈寄存器(6) 集成虚拟仪器:具有双踪超低频数字存贮示波器、频率特性分析仪、X_Y
8、测量和数字万用表。3.2 软件使用说明3.2.1 主界面窗口主要分为三部分:程序编辑区、变量区和输出区。1程序编辑区位于界面右上部,用户可在程序编辑区用“新建”命令打开一个新文档或用“打开”命令打开一个已存在的文档,在文档中用户可编辑程序。用户可在程序编辑区打开多个文档,点击文档标签可激活任一文档。编译、链接、加载以及调试命令只针对当前活动文档。用户调试程序时,程序运行的轨迹亦在当前活动文档中指示。2变量区位于界面左上部,包括三个部分:寄存器区、变量区和堆栈区。寄存器区和变量区用于实时监视、修改寄存器和变量的值,堆栈区主要用于实时监视用户堆栈区。点击寄存器区标签可观察和修改寄存器,点击变量区标
9、签可观察和修改变量,点击堆栈区标签可观察用户堆栈区。执行各种调试操作后,寄存器、变量和堆栈区的值会自动刷新,如果寄存器区刷新后的值和刷新前的值相同,则显示为蓝色,如果不同,则显示为红色。变量区和堆栈区刷新前和刷新后都为蓝色。想修改寄存器或变量,用鼠标左键单击某寄存器或变量,当寄存器或变量值的区域变为蓝色后输入修改后的值,然后回车。如果修改的是寄存器,输入值的长度应与寄存器的长度相同,回车后修改正确,如果输入值的长度和寄存器的长度不相同,寄存器的值不会被修改,保持原来的值且可以继续修改该寄存器的值。如果修改的是变量,输入值的长度与变量的长度相同,回车后修改正确,如果输入值的长度小于变量的长度,回
10、车后输入值的前面自动添零,如果输入值的长度大于变量的长度,回车后输入值的后面的多余部分自动删除。堆栈区只用于监视,不能够被修改。3输出区位于界面下部,输出区包含三个部分:编译区、调试区和结果区。编译区显示编译和链接的结果,如果编译时有错误或警告,双击错误或警告信息,错误标识符会指示到相应的有错误或警告的行。调试区主要用于DEBUG 调试。结果区主要用于显示程序加载结果、程序运行输出结果和复位结果。结果区中有“加载中,请稍候.”的字样表示联机软件正在把可执行文件加载到下位机中,用户此时应等待直到加载完成,“加载成功”表示加载完成且成功,“加载失败”表示加载完成且失败,此时应重新加载。程序中用“I
11、NT 10H”输出的结果亦显示在此区。软复位或硬件复位成功后,结果区显示“复位成功!”。如果复位不成功则不显示此句。3.2.2 菜单功能1文件菜单项(略)2编辑菜单项(略)3查看菜单项(略)4端口菜单项(略)5编译菜单项该项提供了以下命令:(1) 编译 (C):编译当前活动文档中的源程序,在源文件目录下生成目标文件。如果有错误或警告生成,则在输出区显示错误或警告信息,双击错误或警告信息,可定位到有错误或警告的行,修改有错误或警告的行后应重新“编译”。如果编译没有错误生成 (即使有警告生成) 使能“链接”菜单项和工具栏中的“链接”按钮,以便进行链接。编译时自动保存源文件中所做的修改。(2) 链接
12、 (L):链接编译生成的目标文件,在源文件目录下生成可执行文件。如果有错误或警告生成,则在输出区显示错误或警告信息,查看错误或警告信息修改源程序,修改后应重新“编译”和“链接”。如果链接没有错误生成 (即使有警告生成),使能“加载”菜单项和工具栏中的“加载”按钮,以便进行加载。(3) 加载 (D):把链接生成的可执行文件加载到下位机。在加载过程中输出区有“加载中,请稍候.”的字样,用户此时应该等待直到加载完成。加载完成后,如果加载成功,输出区显示“加载成功!”,使能“调试”菜单中的菜单项和调试工具栏中的按钮,此时CS 和IP 指向程序的开始执行行并在此行设置执行标记。如果加载失败,输出区显示“
13、加载失败!”,不使能“调试”菜单中的菜单项和调试工具栏中的按钮,此时应重新进行“加载”。(4) 编译链接并加载 (T):依次执行编译、链接和加载。中间各环节“成功”或“失败”提示的信息及操作同上。6设置菜单项 (1) 语言:设置语言环境汇编语言:设置编译环境为汇编语言环境。此时可编辑、编译和链接IBM-PC 汇编语言源程序。C 语言:设置编译环境为C 语言环境。此时可编辑、编译和链接TURBO C 语言源程序。(2) 变量监控:加载成功后才可用此按钮。点击此按钮,出现如下对话框:选择要监视的全局变量,左边的列表框为程序中的全局变量,系统只能监视全局变量,右边的列表框为系统正在监视的全局变量。如
14、果想监视左边列表框的某一变量A,用鼠标左键单击变量A,使之成为选择项,如上图所示,此时点击“加入监视”按钮,右边的列表框出现变量A,点击“结束”按钮后变量A 会出现在变量区。如果想从变量区去掉某一正在监视的变量B,点击“变量监控”按钮,出现如上图所示对话框,在右边的列表框中用鼠标左键单击变量B,使之成为选择项,如上图所示,此时点击“停止监视”按钮,此变量从右边的列表框消失,点击“结束”按钮后,变量B 从变量区消失。在汇编语言源文件中,数据段定义的变量并不是全局变量,因此数据段定义的变量并不出现在上图所示的对话框的左边列表,要想监视这些变量,必须使它们成为全局变量,使一个变量成为全局变量的方法是
15、用关键字PUBLIC 在源程序的最前面声明之,格式是:PUBLIC symbol,.,范例如下:数据段DATA1 中的数据 mus_time,mus_freq 经过PUBLIC 声明后成为全局变量,编译、链接、加载完成后,点击“变量监控”按钮,此时对话框左边的列表框出现 mus_time 和mus_freq变量,可对这两个变量进行监控。在C 语言源文件的调试中,系统也只能监视全局变量。要想监视某一变量,应该把他定义为全局变量。(3) 堆栈监控:选择是否要监视用户堆栈区,点击此按钮出现如下对话框:选择“不监控堆栈”单选按钮,确定后不监视堆栈区,选择“监控堆栈”单选按钮,确定后监视堆栈区。默认选项
16、为“不监控堆栈”。7调试菜单项(1) 设置断点/删除断点 (B)设置或删除一个断点,当前光标所在的行为当前行,用鼠标左键单击程序可任意改变当前行。如果当前行无断点则在当前行设置断点,如果当前行有断点则删除当前行的断点。设置断点的行如上图所示。并不是源程序的所有行都可以设置断点,如伪操作行和空行不能设置断点。源程序设置的断点数不能超过8 个。(2) 清除所有断点 (D):清除所有设置的断点,清除源程序中设置的所有断点,只有当设置的断点数大于零时,该菜单才使能。(3) 设置起点 (T)设置程序开始运行的起点,当前光标所在的行为当前行,用鼠标左键单击程序可任意改变当前行。此命令把当前行设置为程序的起
17、点,即程序从此行开始运行,寄存器区的CS 和IP 的值刷新后指向此行,设置程序起点的行如上图所示。并不是源程序的所有行都可以设置起点,如伪操作行和空行不能设置起点。(4) 单步 (T):执行一条语句,点击此命令使程序执行一条语句,如果是函数则进入函数内部,执行后刷新所有的变量和寄存器的值。如下图,“ADD WANG1,01H”为当前执行行。点击“单步”指令后,执行界面如下图,此时“ADD WANG2,01H”变成当前执行行。如果当前执行行的下一行有断点,如下图所示。那么,单步后的当前执行行有断点,执行界面就如下图所示。如果当前执行行为函数调用,如下图所示,点击“单步”指令后,当前执行行进入函数
18、内部,执行界面如下图所示,并不是所有行的语句都适用单步,对于那些试图改变控制计算机和PC 微机通讯电路设置的语句,使用单步命令会导致下位机死机,从而不响应上位机的命令。出现单步死机情况后应先软件复位,如果软件复位成功,则不需要硬件复位,如果软件复位不成功,系统会提示您硬件复位,硬件复位成功后会使能调试工具栏的按钮。(5) 跳过 (O):跳过一个函数。点击此命令使程序执行一个函数,执行后刷新所有变量和寄存器的值。只有当当前执行行为函数调用,如下图所示,才用此命令,此时当前执行行为“call WW31”,点击“跳过”指令后,执行界面如下图所示,此时当前执行行为“mov al,05h”。如果当前执行
19、行为函数调用且下一行有断点,如下图所示,点击“跳过”指令后的当前执行行有断点,执行界面就如下图所示。如果函数内部有断点,点击“跳过”指令后,程序会停在函数内部有断点的行,如下图所示。(6) 运行/运行到断点:从当前执行行开始向后运行,如果没有断点,则运行直到程序结束。如果有断点,则运行到断点后停止。(7) 停止:停止运行,发送此命令使程序停止运行,程序停止后刷新所有寄存器和变量的值。8虚拟仪器菜单项(略)具体各项说明详见“虚拟仪器”部分。9窗口菜单项窗口菜单提供了以下命令,这些命令使您能在应用程序窗口中安排多个文档的多个视图:(1) 新建窗口 (N):建立一个查看同样文档的新窗口,用此命令来打
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