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微機原理實驗指導書-硬件部分(2013).doc

'微機原理實驗指導書-硬件部分(2013).doc'
?微機原理實驗指導書硬件實驗部分東華大學信息學院2013.12關于微機原理硬件部分實驗的說明l 硬件實驗主要分為基礎實驗和綜合設計實驗兩部分?;A實驗部分每個實驗需完成各自的實驗報告。報告內容以每項實驗的思考題內容為主,不需要抄錄實驗指導書提供的范例程序。報告內容具體要求為:1、 實驗名稱、所需設備、實驗要求;2、 實驗步驟簡述3、 思考題解答;4、 有關思考題的程序的流程框圖及源程序代碼,源程序需加上必要的注釋;5、 思考題的程序在調試中出現的問題及解決過程。綜合設計實驗須按照設計要求,利用實驗設備提供的軟硬件條件設計一個簡單的紅綠燈模擬系統。要求每小組完成硬件連線設計、連接,軟件編程及調試,并提交相關的設計和調試報告。系統運行情況需進行實際運行檢查。l 基礎實驗必須完成,綜合實驗部分根據自身能力選做。l 實驗中先完成基礎實驗部分,再做綜合設計實驗。l 硬件實驗成績按考勤情況(5%)、基本實驗情況(85%)和綜合設計實驗情況(10%)綜合評定。一、實驗設備及軟件介紹第1部分 硬件系統介紹1. CPU單元及外圍芯片1)、微處理器:80862)、時鐘頻率:6MHz3)、存儲器6264 系統RAM,地址范圍 0~3FFFH,奇地址有效6264 系統RAM,地址范圍0~3FFFH,偶地址有效27C64 系統ROM,地址范圍 FC000~FFFFFH,奇地址有效27C256 系統ROM,地址范圍 FC000~FFFFFH,偶地址有效4)、可提供的對8086的基本實驗(1).簡單I/O擴展實驗(2).存儲器擴展實驗(3).CPLD地址譯碼實驗(4).8255可編程并口實驗(5).8253定時/計數器實驗(6).A/D0809實驗(7).D/A0832實驗(8).8250可編程串口實驗(9).8279顯示器接口實驗(10).8279鍵盤擴展實驗(11).8259可編程中斷控制器實驗(12).8237DMA控制器實驗5)、系統資源分配本系統采用可編程邏輯器件(CPLD)EPM7128做地址的編譯碼工作,可通過芯片的JTAG接口與PC機相連,對芯片進行編程,可完成系統器件,如監控程序存儲器、用戶程序存儲器、數據存儲器、系統顯示控制器、系統串行通訊控制器等的地址譯碼功能,同時也由部分地址單元經譯碼后輸出(插孔CS0---CS5)給用戶使用,他們的地址固定,用戶不可改變。2.地址資源分配本系統采用可編程邏輯器件(CPLD)EPM7128作為地址譯碼器,完成系統器件如存儲器、系統顯示控制器、系統串行通訊控制器的地址譯碼功能,同時將部分地址譯碼后輸出片選信號(插孔CS0~CS7)給用戶使用。它們的地址固定,用戶不可改變。詳細信息如下所示。CS0 片選信號 地址04A0~04AF 偶地址有效CS1 片選信號 地址04B0~04BF 偶地址有效CS2 片選信號 地址04C0~04CF 偶地址有效CS3 片選信號 地址04D0~04DF 偶地址有效CS4 片選信號 地址04E0~04EF 偶地址有效CS5 片選信號 地址04F0~04FF 偶地址有效CS6 片選信號 地址0000~01FF 偶地址有效CS7 片選信號 地址0200~03FF 偶地址有效8250芯片 片選信號 地址0480~048F 偶地址有效8279芯片 片選信號 地址0490~049F 偶地址有效3. 內存使用說明所有實驗程序的起始地址為01100H,CS=0100H,IP=0100H,代碼段、數據段、堆棧段在同一個64K的地址空間中。4.六位LED數碼管驅動顯示電路(1)、電路原理該電路由六位LED數碼管、位驅動電路、端輸入電路組成,數碼管采用動態掃描的方式顯示。具體見原理圖,圖中用75251作數碼管的位驅動。跳線開關用于選擇數碼管的顯示源,可外接,也可選擇8279芯片。(2)、電路測試:去除短路線,系統加電,將插孔LED-1與GND短接,用電源的VCC端依次碰觸插孔LED-A-----LED-DP,觀察最左邊的數碼管的顯示段依次發亮,則可斷定此位數碼管顯示正常,否則檢查芯片75451、及連線。依次檢查其他各位數碼管電路。5.LCD顯示電路點陣式LCD顯示電路是在系統板上外掛電正式液晶顯示模塊,模塊的數據線、狀態、控制線都通過插孔引出??芍苯优c系統相連。 1、OCM2×8液晶模塊介紹及使用說明OCMJ中文模塊系列液晶顯示器內含 GB 2312 16*16點陣國標一級簡體漢字和 ASCII8*8(半高)及8*16(全高)點陣英文字庫,用戶輸入區位碼或 ASCII 碼即可實現文本顯示。也可用作一般的點陣圖形顯示器之用。提供位點陣和字節點陣兩種圖形顯示功能,用戶可在指定的屏幕位置上以點為單位或以字節為單位進行圖形顯示。完全兼容一般的點陣模塊。OCMJ中文模塊系列液晶顯示器可以實現漢字、ASCII 碼、點陣圖形和變化曲線的同屏顯示,并可通過字節點陣圖形方式造字。本系列模塊具有上/下/左/右移動當前顯示屏幕及清除屏幕的命令。一改傳統的使用大量的設置命令進行初始 化的方法,OCMJ 中文模塊所有的設置初始化工作都是在上電時自動完成的,實現了“即插即用”。同時保留了一條專用的復位線供用戶選擇使用,可對工作中的模塊進行軟件或硬件強制復位。規劃整齊的10個用戶接口命令代碼,非常容易記憶。標準用戶硬件接口采用REQ/BUSY 握手協議,簡單可靠。引腳名稱方向說明引腳名稱方向說明1VLED+I背光源正極(LED+5V)8DB1I數據12VLED-I背光源負極(LED-OV)9DB2I數據23VSSI地10DB3I數據34VDDI(+5V)11DB4I數據45REQI請求信號,高電平有效12DB5I數據56BUSYO應答信號=1:已收到數據并正在處理中 =0:模塊空閑,可接收數據13DB6I數據67DB0I數據014DB7I數據7表1—1:OCMJ2X8(128X32)引腳說明2、OCM2×8液晶模塊外部連接原理圖及接口說明圖3 –47 8051與OCMJ4X8模塊連接圖模塊上DB0~DB7插孔對應于位數據線;BUSY、REQ插孔分別對應于圖中相應的引腳。Pules按鍵PRESET按鍵LED數碼管片選信號插口8086CPU模塊8255接線插口8253接線插口LED和開關接線插口74LS244/74LS273接線插口8259接線插口實驗箱面板布局第2部分、工具軟件工具按鈕寄存器狀態內存狀態程。省略部分。D1閃爍周期的理論值是0.2秒?在范例程序設置LED2的最大閃爍周期是多少?請分析說明。2、 修改片選信號接線使CS1和CS8253連接,并要求LED1的閃爍周期變為4秒(亮2秒,滅2秒),修改程序實現功能。實驗5  8259中斷控制器實驗一、實驗目的1、掌握8259A的工作原理。2、掌握編寫中斷服務程序方法。3、掌握初始化中斷向量的方法。二、實驗設備 微機實驗箱、8086CPU模塊。三、實驗內容了解中斷處理的原理,掌握利用中斷控制器進行中斷申請和中斷操作的方法。四、實驗原理介紹本實驗用到三部分電路:電平開關電路、簡單I/O口擴展電路和8259中斷控制器電路。五、實驗步驟1、實驗接線CS0 ?CS8259 CS3 ?CS273 O0~O3?LED1~LED4 K1~K4?IR0~IR3 INT?INT( 8086CPU板) INTA?INTA(8086CPU板)2、編譯調試程序3、全速運行程序,撥動某一電平開關,觀察LED的亮滅情況。六、實驗提示1、 8259的使用說明請詳細閱讀教科書。2、8086的中斷系統是向量中斷方式。內存中特定位置有一中斷向量表,表內存有不同中斷類型的中斷向量(中斷入口地址)。不同中斷類型的中斷向量在表內有對應的偏移地址,其計算方法是:中斷類型*4。3、中斷類型由8259通過數據總線送給8086,8086內部電路會將該類型值自動乘4,而后賦給指令指針,從而轉向中斷向量表的相應單元取得中斷入口地址,之后就進入中斷服務程序。請仔細研讀8259的工作時序。4、中斷類型的高5位由8259寄存器ICW2決定,低3位由中斷源IRx的編碼自動填入。IR0~IR7的編碼分別為000,001,010,011,100,101,110,111。七、實驗結果全速運行程序,由上往下撥動開關時,相應位置的LED點亮,其余LED全滅。八、實驗范例程序框圖及源代碼(實驗程序名:t8259.asm) assume cs:code code segment public org 100hstart: mov cx,0start1: cli mov dx,04a0h mov ax,13h out dx,ax ;ICW1, ICW4 NEEDED mov dx,04a2h mov ax,80h out dx,ax ;ICW2 中斷類型80h mov ax,01h;01 out dx,ax ;ICW4 mov ax,00h out dx,ax ;OCW1, 開放所有中斷 nop ;以上為8259初始化 mov ax,0 mov ds,ax mov di,200h ;初始化中斷向量表 mov ax,offset int0 mov ds:[di],ax add di,2 mov ds:[di],100h add di,2 mov ax,offset int1 mov ds:[di],ax add di,2 mov ds:[di],100h add di,2 mov ax,offset int2 mov ds:[di],ax add di,2 mov ds:[di],100h add di,2 mov ax,offset int3 mov ds:[di],ax add di,2 ;上述程序為芯片8259的初始化程序 mov ds:[di],100h ;建議不熟練者不要修改。main: mov ax,0 sti ;開中斷。waiting: cmp ax,0h je waiting ;沒發生中斷,則等待 nop nopmov dx,04d0h out dx,ax ;對應LED燈亮 mov cx,0delay: loop delay ;數字濾波,按鍵去抖 jmp start1int0: cli ;關中斷。以下類推。 nop ;此兩行為IR0的中斷服務程序 mov ax,0feh ;用戶可修改。 iret ;中斷返回,以下類推。int1: cli nop ;此兩行為IR1的中斷服務程序, mov ax,0fdh ;用戶可修改。 iretint2: cli nop ;此兩行為IR2的中斷服務程序, mov ax,0fbh ;用戶可修改。 iretint3: cli nop ;此兩行為IR3的中斷服務程序, mov ax,0f7h ;用戶可修改。 iretcode endsend start九、思考題:1、 說明源代碼8259初始化所設置的所有中斷控制字的值和含義(按位說明)。2、 修改接線IR3?P+(實驗箱右下角),并修改源程序,使按實驗箱右下角“Pules”鍵時LED1~LED4全亮。三、綜合設計實驗部分一、設計要求參考基礎實驗的實驗1~實驗5所使用的硬件和范例程序,設計一個簡單的紅綠燈控制系統,用LED1~LED4表示兩組紅綠燈,每組紅燈、綠燈各1只。要求實現以下功能:(1) 紅綠燈的定時切換(每10秒切換一次)(2) 設置燈光測試開關K1,當K1打開(高電平)時,LED1~LED4全亮,關閉時恢復正常切換。提示:(1) 定時功能可利用8253實現,利用定時器輸出作為中斷申請,利用中斷處理切換LED的顯示;LED狀態可用內存保存或用I/O口讀取。(2) 測試功能運行可在主循環中通過I/O口讀取開關狀態后判定,或利用中斷處理方式運行。二、報告要求:1. 外圍芯片信號連接原理圖(與CPU連接部分可省略)2. 程序的流程圖、源代碼和源代碼行中必要的注釋3. 調試中遇到的問題和解決方法
關 鍵 詞:
硬件 實驗 指導 原理 部分 微機 2013
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