微机接口实验系统及手册.docx
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1、微机接口试验系统及手册学生2023 年 5 月第 3 章 微机接口教学试验系统3.1 微机接口试验系统简介微机接口试验系统是以 I386EX CPU 为核心的独立 32 位微机系统,I386EX 是一款嵌入式微处理器,其在 Intel 386SX 微处理器的根底上集成了丰富的外围接口如 8259、8254、16C450 和 8237 等,内部为 32 位总线,外部为16 位数据总线,具有64MB 的寻址力量,保持与标准的 32 位 80386CPU 一样的指令系统,可完全支持 80X86 微机原理及接口技术课程的教学。微机接口试验教学系统由I386EX 系统板和接口试验平台两局部组合而成,出厂
2、时已将两局部连接好。该系统通过USB 口与 PC 微机相连,构成开放式的微机原理及接口技术试验教学系统。微机接口试验平台上供给丰富的试验单元,如中断掌握器 8259、DMA 掌握器 8237、定时/计数器 8254、并行接口 8255、串行通信接口 8251、SRAM、FLASH ROM、ADC0809、DAC0832、单次脉冲、键盘扫描及数码管显示、开关输入及发光管显示、电子发声器、点阵 LED 显示、图形LCD 显示、步进电机、直流电机及温度掌握单元电路。3.1.1 微机接口试验系统硬件构造微机接口试验系统的硬件构造如图 3-1 所示。PC微机8259掌握器8259中断信号RS-232C接
3、口I386EXCPU内核数据总线隔离地址总线隔离掌握总线隔离复位晶振FLASH监控SRAM内存扩展接口试验单元:8254、8255、8259、8237、8251、ADC080、9 DAC083、2 SRAM、FLASH、图形LCD、LED点阵、电 子音响、键盘及数码管显示、步进电机、直流电机、温度掌握等。图 3-1 微机接口试验系统的硬件构造1、系统配置微机试验系统的配置如表 3-1 所示。表 3-1 微机试验系统的主要配置工程内容数量工程内容数量最小系统I386EX板系 统151 系统板可选11082541键盘44 键阵182551数码显示共阴极数码管482371电子音响扬声器182511单
4、次脉冲微动开关274LS2456驱动接口ULN2803174LS5731步进电机(可选)35BYJ46 型162256SRA2直流电机DC12V,1.1W1掌握存储器MFLASH1串行通讯接口DB9 插座116 16LED 点点阵1机内电源5V、12V1阵液晶可选图形液晶1通讯电缆RS-2321面包板 可选试验用连线连接用排线一套1箱体1根本接口芯片DAC08321 规律开关拨动开关16ADC08091显示灯LED162、系统总线微机试验装置承受组合式构造,即 I386EX 系统板加试验接口平台的形式。I386EX 系统板承受PC-104 总线标准, 将 I386EX 系统板扣在试验接口平台上
5、便构成80X86 微机原理及接口技术教学试验系统,系统总线以排针的形式引出,试验时,与试验单元相连可完成相应的试验。系统引出信号线说明见表3-2。表 3-2 80X86 微机系统信号线说明信号线说明信号线说明XD0XD15系统数据线输入/输出MIR6、MIR7主 8259 中断恳求信号输入XA1XA20系统地址线输出SIR1从 8259 中断恳求信号输入BHE、BLE字节使能信号输出W/R写/读信号输出ADS地址状态信号输出MWR、MRD存储器读、写信号输出MY0、MY1存储器待扩展信号输出IOW、IORI/O 读、写信号输出IOY0IOY3I/O 接口待扩展信号输出RST、RST复位信号输出
6、HOLD总线保持恳求输入CLK1MHz 时钟输出HLDA总线保持应答输出PCLKCLK 12MHZ1.8432MHz 时钟输出12MHZ 时钟输出注:号表示该信号低电平有效3、Intel386TM EX 嵌入式处理器系统Intel386TM EX 嵌入式处理器系统框图如图 3-2所示。数据地址总线接口单元芯片选择单元JTAG单元数据时钟和电源治理单元Intel386 CX内核内核增加A20 门控CPU复位SMMDRAM刷掌握单元地址看门狗定时器单元总线监控异步串行I/O,2通道兼容16450同步串行I/O 1通道,全双工定时/计数器单元3通道兼容82C54I/O单元INTR中断掌握器单元DMA
7、掌握器2通道兼容8237A 及总线仲裁器图 3-2 Intel386TMEX 嵌入式处理器框图4、系统电源介绍系统电源安装于电路板下方机箱内,电源开关在电路板左上角,电源输出在供系统使用的同时还可以导线方式引出。微机试验系统承受自行研发生产的SP-15 型三路高效开关电源作为系统工作和试验的电源。(1) 主要技术指标为:输入电压:AC165-265V。输出电压/电流:+5V/2A,12V/0.2A。输出功率:15W。效率:75%。稳压性能:电压调整率 0.2%,负载调整率0.5%。纹波系数0.5%,工作环境温度:-540。(2) 留意事项当关闭电源后,不能马上重开启,关闭到重开启需要至少30
8、秒钟的间隔。3.1.2 微机试验系统内存及编址1. 系统内存安排系统内存安排状况如图 3-3 所示。系统内存分为程序存储器和数据存储器,程序存储器为一片 128KB 的 FLASH ROM,数据存储器为一片 128KB 的 SRAM。程序存储器可以扩展到 256KB,数据存储器可以扩展到 512KB图 3-3 系统内存安排2. 系统编址承受内存与I/O 独立编址形式,内存地址空间和外设地址空间是相对独立的。内存地址是连续的 1M 字节,从 00000HFFFFFH。外设地址范围从 0000HFFFFH,总共 64K 字节。(1) 存储器地址范围存储器地址范围,见表 3-3。表 3-3 存储器编
9、址信号线系统程序存储器系统数据存储器扩展存储器MY0MY1编址空间E0000HFFFFFH 00000H1FFFFH80000H9FFFFHA0000HBFFFFH(2) 输入/输出接口编址输入/输出接口编址见下表 3-4。表 3-4 输入/输出接口编址信号线主片 8259从片 8259扩展I/O 接口IOY0IOY18255IOY2编址空间20H、21H A0H、A1H 0600H063FH0640H067FH0680H06BFHIOY3825406C0H06FFH3.1.3 INT 10 功能说明INT 10 功能使用说明如表 3-5 所示。表 3-5 INT 10 功能使用说明入口:AH
10、00H,AL01H 功能:清屏入口:AH01H,AL数据功能:将 AL 中的数据显示在屏幕上入口:AH06H,DS:BX字符串首地址,且字符串尾用 00H 填充功能:显示一字符串,直到遇到 00H 为止3.1.4 程序固化及脱机运行1. 程序固化TD-PITE 可以将试验程序固化到系统存储器中,以实现脱机运行。将试验程序编译、链接无误后进展加载,加载完成便可以进展程序固化。点击调试菜单,如图 3-4 所示,点击“固化程序”便可以将程序固化到系统存储器中。图 3-4 调试菜单2. 脱机运行假设系统存储器中固化有试验程序,可以实现脱机运行程序。试验箱右侧有一个短路块 JDBG,假设将短路块短接在D
11、BG 端,可以与PC 端软件Wmd86 联机进展调试;假设将短路块短接在RUN 端,可以实现程序的脱机运行。假设将 i386EX 系统板嵌入 其它应用 中,为实现脱 机运行程 序,可以将信 号P3.6/PWRDOWN 连接到GND。见附录 2 中的附图,JP2 的 20 引脚就是信号P3.6/PWRDOWN。3.2 微机试验系统操作按图 3-5 所示,将PC 微机的串口与系统试验平台串口通过RS-232C 通讯电缆连在一起。完成系统试验平台与PC 机的硬件连接。试验设备RS-232电缆串口唐都仪器PC微机图 3-5 试验系统与 PC 机相连3.2.1 系统联机软件的安装微机试验教学平台使用Wm
12、d86 联机操作软件,供给可视化源语言调试界面,具有单步、跳过、断点、连续、变量跟踪等调试功能,并具有汇编语言和 C 语言源语言级调试跟踪界面。1. Wmd86 的运行环境(1) 操作系统:Windows98/2023/XP(2) 运行Wmd86 要求最低配置:CPU:奔腾 166 以上,内存:16MB 以上,显示器:800600,硬盘:15MB 以上。2. Wmd86 的安装在光盘中本软件安装名目下找到安装Wmd86.exe,双击执行,消灭安装界面如以下图 3-6所示:图 3-6软件的安装方法与通常的软件安装方法一样,按界面提示完成安装过程。Wmd86 安装完成后会在“开头全部程序TANGD
13、U”菜单中创立“Wmd86”的程序组,点击该程序组中的“Wmd86”便可启动程序。软件在安装完成后会在桌面创立快捷方式。3.2.2 联机软件主窗口界面Wmd86 联机软件具有汇编语言和C 语言源语言级调试跟踪界面,操作简洁,可视化效果好。也可以点击输出区的调试标签对源程序进展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; 存放器/变量/堆栈区能够对下位机的存放器、变量和堆栈实现实时监视,使存放器/变量/ 堆栈区的数据永久是下位机中数据的真实反映;在存放器/变量/堆栈区改写存放器和变量 的值,即可转变下位机中存放器和变量的值。主界面窗口主要分为三局
14、部:程序编辑区、存放器/变量/堆栈区和输出区,见图3-7 所示。1. 程序编辑区位于界面右上部,用户可在程序编辑区用建命令创立一个文档或用翻开 命令翻开一个已存在的文档,在文档中用户可编辑程序。2. 存放器/变量/堆栈区位于界面左上部,包括三个局部:存放器区、变量区和堆栈区。存放器区和变量区用于实时监视存放器和变量,也能够修改存放器和变量的值,堆栈区主要用于实时监视堆栈存放器。点击存放器区标签可观看和修改存放器,点击变量区标签可观看和修转变量,点 击堆栈区标签可观看堆栈存放器。执行相关操作后存放器、变量和堆栈存放器的值自动刷,假设存放器区刷后的值和刷前的值一样,则显示为蓝色,假设不同,则显示为
15、红色。变量区和堆栈区刷前和刷后都为蓝色。想修改存放器或变量,用鼠标左键单击某 存放器或变量,当存放器或变量值的区域变为蓝色后输入修改后的值,然后回车。假设修 改的是存放器,输入的值的长度与存放器的长度一样,回车后修改正确,假设输入的值的 长度和存放器的长度不一样,存放器的值没有被修改,保持原来的值且可以连续修改该寄存器的值。假设修改的是变量,输入的值的长度与变量的长度一样,回车后修改正确,假设输入的值的长度小于变量的长度,回车后输入值的前面自动添零,假设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局部自动删除。堆栈区只用于监视,不能够被修改。图 3-7 Wmd86 主窗口界面3. 输出
16、区位于界面下部,输出区包含三个局部:编译区、调试区和结果区。编译区显示编译和 链接的结果,假设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,此时应重加载。程序中用INT 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!。假设复 位不成功则不显示此句。3.2.3 菜单功
17、能1. 文件菜单项文件菜单如图 3-8 所示。用于建、翻开、关闭、保存、打印、退出等文件操作功能。图 3-8 文件菜单2. 编辑菜单项编辑菜单如图 3-9 所示。编辑菜单项用于复制、粘贴、查找、重复、撤销等文本的编辑操作。图 3-9 编辑菜单3. 查看菜单项查看菜单如图 3-10 所示。图 3-10查看菜单 (1变量区W:用此命令可显示和隐蔽存放器/变量/堆栈区。 (2输出区O:用此命令可显示和隐蔽输出区。 (3编译工具栏B:用此命令可显示和隐蔽编译工具栏。(4调试工具栏D:用此命令可显示和隐蔽调试工具栏。4. 端口菜单项端口菜单如图 3-11 所示。图 3-11 端口菜单。(1) 端口 1/
18、端口 2:此命令用来选择串口 1 串口 2 进展联机通讯,该命令会对相应的端口进展初始化操作,并进展联机测试,报告测试结果。(2) 端口测试:此命令用来对当前选择的串口进展联机通讯测试,并报告测试结果。5. 编译菜单项编译菜单如图 3-12 所示。图 3-12 编译菜单(1) 编译C:编译当前活动文档中的源程序,在源文件名目下生成目标文件。假设有错误或警告生成,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“编译”。假设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,以便进展链接。编译时自动保存源文件中所做的修改
19、。(2) 链接L:链接编译生成的目标文件,在源文件名目下生成可执行文件。假设有错误或警告生成,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“编译”和“链接”。假设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,以便进展加载。(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,用户此时应当等待直到加载完成。加载完成后,假设加载成 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 指向程序的开头执行行并在此行设置执行标记。假设加载失败,输出区显
20、示“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,此时应重进 行“加载”。(4) 编译链接并加载T:依次执行编译、链接和加载。6. 调试菜单项调试菜单如图 3-13 所示。图 3-13调试菜单(1) 设置断点/删除断点B:当前光标所在的行为当前行,假设当前行无断点则在当前行设置断点,假设当前行有断点则删除当前行的断点。设置断点的行如右图所示。并不是源程序的全部行都可以设置断点,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) 去除全部断点D:去除源程序中设置的全部断点,只有当设置的断点数大于零时,该菜单才使能。图 3-14(3) 设置起点J:当前光标所在
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