微型计算机原理与接口技术实验指导书.pdf
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1、目录目 录.1第 一 章 简 介.11.1 实验仪介绍.11.2 功能特点.11.2.1 软件.11.2.2 硬件.2第 二 章 硬 件 结 构 42.1 电路外观.42.2 A1区:12864液晶显示模块电路.52.3 A2 区:16X16 LED 实验电路.62.4 A3区:CPU总线、片选区.62.5 A4区:控制区.62.6 B1区:语音模块IS D1420电路.72.7 B2区:逻辑笔、单脉冲、频率发生器.72.8 B3 区:8259 电路.82.9 B4 区:8155、8255 电路.92.10 B5、C6区:扩展区.92.11 C1区:电源区.102.12 C2 区:93C46.
2、102.13 C3 区:138 译码器.102.14 C4 区:X5045.102.15 C5 区:8253、8251.112.16 D1区:蜂鸣器.112.17 D2区:0 5V电压输出.112.18 D3区:光敏电阻、压力测量.122.19 D4区:并串转换.132.20 D5区:串并转换.132.21 E1区:步进电机.132.22 E2区:PWM电压转换.132.23 E3区:继电器.142.24 E4 区:12c 总线(包括 24co2A,PCF8563P,ZLG7290).142.25 E5区:8279键盘/LED控制器.152.26 E6 区:8250.162.27 E7 区:R
3、S 232.162.28 E8 区:RS 485.162.29 F1区:直流电机转速测量/控制.172.30 F2 区:串行 AD.172.31 F3 区:DAC0832 数模转换.182.32 G1区:温度测量/控制.182.33 G2区:红外通讯.182.34 G3 区:串行 DA.192.3 5 G 4 区:A D C 0 8 0 9 模数转换.1 92.3 6 G 5 区:键盘&L E D.2 02.3 7 G 6 区:发光管、按键、开 关.2 02.3 8 G 7 区:接触式I C 卡.2 1第三章实验集成环境软件.错误!未定义书签。23.1 软件安装.错误!未定义书签。23.1.1
4、 安装实验集成环境软件.错误!未定义书签。23.1.2 软件卸载.错误!未定义书签。23.1.3 U S B 驱动程序.2 23.1.3 软件启动.错误!未定义书签。33.1.4编译器.错误!未定义书签。43.1.5 R E A D M E 文 件.错误!未定义书签。43.2 如何使用星研集成环境软件.错误!未定义书签。53.2.1 数据传送程序(A S M).错误!未定义书签。53.2.2 数据传送程序(C).错误!未定义书签。8第四章汇编语言实验.4 5 5实验一熟悉汇编语言程序上机过程和调试汇编程序的方法.4 5 5实验二进制转换实验.4 6 6实 验 三 分 支 实 验.4 7 7实验
5、四循环控制实验.4 9实验五子程序调用实验.5 0 0第 五 章 接 口 实 验.错误!未定义书签。1实验一 8 2 3 7 D M A 传输实验.错误!未定义书签。2实 验 二 8 2 5 9 A 中断控制器实验.错误!未定义书签。5实 验 三 8 2 5 3 方波实验.错误!未定义书签。8实 验 四 8 2 5 5 控制交通灯实验.错误!未定义书签。0实 验 五 8 2 5 1 可编程通信实验(与微机).错误!未定义书签。3实验六 并行A D 实验(数字电压表实验).错误!未定义书签。7实验七 并行D A 实验.错误!未定义书签。0第六章保护模式下的存储器管理实验.7 2实验一全局描述符表
6、实验.7 2实验二页目录表实验.7 4第七章实验报告要求.7 6附录A星研集成环境软件支持的软中断.7 7 7附录B D E B U G 主要指令.7 9附录C A S C I I 码字符表.8 3附录D D O S 功能调用.8 4第一章简介1.1 实验仪介绍S TAR ES 598PCI实验仪提供了几乎所有最实用、新颖的接口实验,提供详尽的C、汇编例子程序、使用说明,不但可以满足各大专院校进行单片机、微机原理课程的开放式实验教学,也可以让参加电子竞赛的学生熟悉各种类型的接口芯片,做各种实时控制实验,轻松面对电子竞赛;也可以让刚参加工作的电子工程师迅速成为高手。S TAR ES 598PCI
7、提供实验仪与微机同步演示功能,方便实验室老师的教学、演示。提供一个库文件,如果学生上机时间有限,只需编写最主要的程序,其它调用库文件即可。它布局合理,清晰明了;模块化设计,可以无限升级,让您的选择永不落伍;兼容性强,可以轻松升级,减少设备投资;使用方便,易于维护。1.2 实验仪配置方案S TAR ES 8688有二种配置方案:1、实验仪主机、ES 8688模块、仿真模块(不含逻辑分析功能仪、实时跟踪仪功能)。2、实验仪主机、ES 8688模块、仿真模块(带有逻辑分析功能仪、实时跟踪仪功能)。逻辑分析功能:通过观察采样到的波形,可以让学生了解CPU执行指令的完整过程,加深对教科书上波形图的认识。
8、实时跟踪仪:记录程序运行轨迹。1.3 功能特点1.3.1 软件1、提供我公司自主版权的星研集成环境软件,2004年它已被认定为上海市高新技术成果转化项目O集编辑器、项目管理、启动编译、连接、错误定位、下载、调试于一体,多种实验仪、仿真器、多类型CPU仿真全部集成在一个环境下,操作方法完全一样。O完 全VC+风格。支 持C、PL/M、宏汇编:同时支持K e il公 司C51、F ra n k lin公司C5K IAR/Archimedes 公司的 C51、In te l C96s Tasking 的 C196、Borland 公司的 TAS M、TurboCoO支持AS M(汇编)、C、PLM语
9、言,多种语言多模块混合调试,文件长度无限制。支持BIN、HEX、OMF、AUBROF等文件格式。可以直接转载ABS、OMF文件。O支持所有数据类型观察和修改。自动收集变量于变量窗(自动、局部、模块、全局)。O无须点击的感应式鼠标提示功能。功能强大的项目管理功能,含有调试该项目有关的仿真器、所有相关文件、编译软件、编译连接控制项等所有的硬软件信息,下次打开该项目,无须设置,即可调试 支持US B、并口、串口通信。提供模拟调试器。O 符合编程语言语法的彩色文本显示,所有窗U的字体、大小、颜色可以随意设置。3、提供几十个实验的汇编、C版本的源文件。提供一个库文件,如果学生上机时间有限,只需编写最主要
10、的程序,其它调用库文件即可。实验仪可提供以下软件实验:十进制数加法,十进制数减法,四字节二进制数转十进制数,数据传送,冒泡排序,二分查找法,散转等。逻辑分析图i实时跟踪图1.3.2硬件1、传统实验7 4 H C 2 4 4、7 4 H C 2 7 3 扩展简单的I/O 口;蜂鸣器驱动电路;7 4 H C 1 3 8 译码;8 2 5 0 串行通讯实验;8 2 5 1 串行通讯实验;R S 2 3 2 和 R S 4 8 5 接口电路;8 1 5 5、8 2 5 5 扩展实验;8 2 5 3 定时、分频实验;1 2 8*6 4 液晶点阵显示模块;1 6 X 1 6 L E D 点阵显示模块;键盘
11、L E D 控制器8 2 7 9,并配置了 8 位 L E D、4 *4键盘;3 2 K 数据R A M 读写,使用C编制较大实验成为可能;并行A I)实验;并行D A 实验;光电耦合实验;直流电机控制;步进电机控制;继电器控制实验;逻辑笔;打印机实验;电子琴实验;7 4 H C 4 0 4 0 分频得到十多种频率;另外提供8个拨码盘、8个发光二极管、8个独立按键;单脉冲输出。2、新颖实验录音、放音模块实验;光敏电阻、压力传感器实验:串行接口实验1)一线 D A L L A S 公司的D S 1 8 B 2 0 测温实验2)红外通信实验 3)C A N C A N 2.0(扩展模块)4)U S
12、 B U S B 1.h U S B 2.0 (扩展模块)5)以太网 1 0 M 以太网模块(扩展模块)6)蓝牙(扩展模块)3、闭环控制1)门禁系统实验 2)光敏电阻、压力传感器实验3)旋转图形展现实验4)直流电机转速测量,使用光电开关测量电机转速5)直流电机转速测量,使用霍尔器件测量电机转速6)直流电机转速控制,使用霍尔器件、光电开关精确控制电机转速7)数字式温度控制,通过该实验可较好认识控制在实际中的应用4、实验扩展区,提供扩展实验接口,用户可自行设计实验可以提供US B L 1、US B 2.O、US B 主控、1 0 M 以太网接口的TC P/I P 实验模块、C A N 总线、N A
13、 N D F L A S H 模块、F V_ VF 模块、触摸屏、非接触式I C 卡、双通道虚拟示波器、虚拟仪器、读写优盘、C P L D、F P G A 模块。其它模块正在陆续推出中,例如:超声波测距、测速:G P S;G P R S;蓝牙。5、E D A C P L D、F P G A 可编程逻辑实验逻辑门电路:与门、或门、非门、异或门、锁存器、触发器、缓冲器等;半加器、全加器、比较器、二、十进制计数器、分频器、移位寄存器、译码器;常用的74系列芯片、接口芯片实验:8段数码块显示实验;1 6 x 1 6 点阵式L E D 显示实验;串行通信收发;1 2 c 总线等提供A B E L、VH
14、D L 语言编写的实验范例洋棚送渤今淤於第忘W求今反感漪若,孟品3箱酉,眦来舞竦击 S思春出手。喇叭16X16点阵液晶显示器L.单脉冲逻辑笔ISD1420语音模块卜T,1频率输出电源93C46138译码器螺鸣器0-5V电压压力测量并串转换步进电机PVM电压*帙功放继电器直流电机串行AD并行DA温度测控红外通信串行DA并行ADCPLD8位 LED发光管 IC卡16键盘 开关按键液utt淘泰麻酉21珥器与酒2.2 A 1 区:1 2 8 64 液晶显示模块电路CS 1CS 2RS TVOUTLED+LED-V S SV D DV OR SR WED B O鼠盟黑函CS:片选信号,低有效。CS 1/
15、2:左右半屏使能选择,H:左半屏,L:右半屏。RS:选择读写的是指令或数据,L:指令,H:为数据。RW:读写控制端,L:写操作,H:读操作。2.3 A2区:16X16 LED实验电路U48r,n-JP33dQZCSN74LS24ONo o r-v c v.T fm c M AXAAAA8 r 9sp G Cl一M IC VOC JP22弋8 9 T 1川4;IJP23OEl VCCOE2VGC2(T7U48SN74LS24ON2三王ZETT亘H1718j T Tj T三工宜T-R IR 2卬R 4R 5R 6R 7同-C 1 G pS 9 h 0 0uooouuouIJG7088BH11R I
16、R 2阳R 4R 5R 6R 7R 8一c im 寸”9 2-8uuooi JuouIJG7O88BHJP24L9LIOL ilL12L13L14L15L16 GN DSN74LS244N192至TTI TI T1 7io丁 SN74LS244Nv c cY IY 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7Y 8s r而A IA 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8G N Dvcc18区亘T T工3Zy-ci 寸 1/1 9 1 8UOOOUOOUIXF7O88BH Cl E 寸 n 9 r8o o o u Uu o uli7O88BH12TTR IR 22R 4184JP23、JP24组 成16根行
17、扫描线;JP33、JP34组 成16根列扫描线。2.4 A3区:CPU总线、片选区JP45:地址线 A0.A7;JP48、JP5O:低位地址/数据总线;JP51、JP55:MCS 51 的 P1 口;JP59:高位地址线A8.A15;JP61、JP64:MCS 51 的 P3 口,P3.7、P3.6 作读、写信号线用;JP66:相当于一个MCS 51类CPU座,使 用4 0芯扁线与用户板相连,可 仿 真P0、P2口作地址/数据使用的MCS 51类CPU。片选区片选地址范围片选地址范围CS 10F000H-0FFFFHCS 50B000H-0BFFFHCS 20E000H-0EFFFHCS 60
18、A000H 0AFFFHCS 30D000H 0DFFFHCS 709000H-09FFFHCS 40C000H 0CFFFHCS 808000H 08FFFH2.5 A4区:控制区主控部分。2.6 B1区:语音模块ISD1420电路R5470R10DS 747026U4XCLKNCNCNCC8R27R25 5.1KpeakerCl 2 I|4.7uF苏R26IIII+470K ciollojuF10KR340 IniO.IUFIT22;NCK _4 -RECLED*AGCANA INANA OUT照一MIC REFMIC8w+S P-片12VS S DVS S A1S DI420RECPLA
19、YEPLAYLJP14JP15PLAYLPLAYLVOCVCCDVCCAJP130.001UF272423U2PLAYE1王王王62王7o2mTTT?K617J P 1 3、J P 1 4、J P 1 5:设置操作模式,M C U:C P U 控制方式;M A N UA L:手动(R E C、P L A Y L、P L A Y E)控制方式。R E C:录音按键,低电平有效;P L A Y E:电平放音按键,低电平有效,直到放音内容结束停止放音PLAYL:边沿放音按键,下降沿有效,并在下一个上升沿停止放音2.7 B2区:逻辑笔、单脉冲、频率发生器逻辑笔:测试接口,输入测量信号绿灯(D S1 3
20、):高电平点亮红灯(D S1 4):低电平点亮两灯同时亮:频率信号逻辑笔电路原理图S4:脉冲发生开关正脉冲:上凸符号端口输出正脉冲负脉冲:卜凹符号端口输出负脉冲U2 5SN7 4 HC 4 0 4 0 N9工72T王王亘jT亘4 M2 M1 M5 0 0 K2 5 0 K1 2 5 K6 2.5 K3 1 2 5 01 5 6 2 57 8 1 23 9 0 61 9 5 3频率发生器电路原理图4 M:输出4 MHz频率信号其他端口输出的信号频率与端口下标识的数值一致2.8 B3 区:8259 电路C S:效;A 0:片选信号,低电平有地址信号区 -W R 2R D 3D 7 4D 6 5D
21、5 6I 乂 7INR 0.INR 7:中断输入INTA:中断响应D 3运D?D O23U2 8R 7R 6R 5R 4R 3R 2R 1R OV C C2 8 T2 7 A 02 62 52 42 3 ,2 2 2 1 ,2 01 97 S-17 6 弗 演-1 58 2 5 92.9 B4 区:8155、8255 电路CS:片选信号,低电平有效;AO、A l:地址信号。JP52:PC 口;JP53:PB 口;JP56:PA 口 o量墨看f f l53J P123-4-5-6 7-8123-4-5-67-81 2-3-4 5,67-84一3一2一40P A()P A IP A 2P A 3P
22、 A 4P A 5P A 6P A 7P B OP B IP B 2P B 3P B 4P B 5儒P O OP C 1P C 2P C 3P C 4P C 5P 06P C 7CS:片选信号,低电平有效。IO/M:高电平,选择I/O 口;低电平,选择数据RAM。JP75:PB;JP76:PA 口;JP79:PC 口。R E SE T4 R STTMR JN:3辆语NT M R O U T,6 TMROUT 1MROUT1 1 A L EA LEIC VMW R1()W R 6网R DC E9 R DA D 7A D 6A D 5湍猾A D O9 D 7O LO7 D 5A IM5 D 34
23、UZ3 D I2 D O8255B 7A 6A 4A 2A 0ppppP24681012146913J p13579111J N DC DA 7A 5A 3A 1GppppP口印打2.10 B5、C6区:扩展区实验仪提供了二个扩展区,用来扩展US B1.1、US B2.0、以太网、CAN总线、非接触式IC卡、双通道虚拟示波器、CPLD、FPGA等扩展模块,其它模块正在陆续推出中。如果扩展模块较大,可以同时使用二个扩展区。2.1 1 C 1区:电源区C l区为用户提供了 5V(2A)、+12V(300mA)、12V(300mA)等几种电源接口。2.1 2 C 2 区:9 3 C 4 6片选,高有
24、效时钟数据输入数据输出2.1 3 C 3区:1 3 8译码器JP32A亘2C7345678G2BABCG1G2AG2BJ_ T 1A、B、C:3位数据输入口Y0-Y7:8位译码数据输出口Gk G2A G2B:译码控制口S N74LS 138N2.1 4 C 4 区:X50 4 5CS:片选,低有效SCK:时钟S I:数据输入SO:数据输出RESET:复位信号输出端,高电平有效2.15 C5 区:8253、8251U35DO 8D17D26D35 1D44D53 1D62D7 1|825321RD22 二WR231920rx)D lD 2D 3mD 5D 6D 7C SR DW RA OA 1O
25、UT1GATE1CLK1OUTOGATEOCLKO10 TX D:串行收发。TxRDYC LK:时钟。2.16 D1区:蜂鸣器C trl:控制接口,0 蜂鸣2.17 D2区:。5V电压输出VOCI W10-5V-HT 10K0-5 V:电压输出端2.18 D3区:光敏电阻、光敏电路压力测量3U 15A 寸2TLM 324NARITnuI 10K1OOK-EZ3R64 同3 8IOKU I5 B 寸LM 324N=iR135R 4 1、R 5 7 是光敏电阻;OUT:模拟电压信号输出端。测压电路R137 1(X)K压力测量:R 4 1:电阻应变片,阻 值 1 K;OUT:压力模拟电压信号输出端;
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