微型计算机原理及应用实验指导书(部分供参考).doc

微型计算机原理及应用实验指导书（部分供参考）
机械电子系
目录第一章 硬件实验系统介绍 1
1.1 系统概述 1
1.2 EL微机实验教学系统结构 2
1.3 通用接口板实验电路介绍 2
1.4 8051CPU板的结构 5
1.5 实验系统电源 6
第二章 软件操作说明 6
一、软件的运行环境及安装启动 6
二、实验程序开发的基本步骤 7
三、常见故障及其解决措施 7
四、硬件安装 8
五、源程序的编辑 8
六、编译 11
七、连接与定位 12
八、调试 13
九、软件的详细说明 13
第三章 键盘操作说明 17
一、键盘布局及键盘定义 17
二、键盘功能号 18
三、LED 数码显示及键盘操作约定 18
四、重要说明 19
五、键盘操作详述 20
六、键盘扫描码 23
七、演示程序的运行 23
第四章 硬件及接口实验 24
实验一 P1口实验一 24
实验二 简单I/0目扩展实验一 26
实验三 中断实验 28
实验四 定时器实验 30
实验五 8255A可编程并行接口实验一 32
实验六 综合性、设计性实验D/A和A/D转换实验 33
实验七 串行口实验 37
实验八 综合性、设计性实验炉温控制实验 39
第一章 硬件实验系统介绍
EL型微机教学时验系统的最大特点是采用摸块化组合式设计,容8051、808680C198/80C196三位于一体,而且可用功能齐全,硬件实验系统介绍如下:
1.1系统概述
主要技术特性:
微处理器:INTEL8051,8086,80C198/80C196可换.
时钟频率:6MHZ
存储器: 程序存储器,数据存储器统一编址.最多达64K,EL-Ⅰ型RAM48K供用户使用:EL—II型的RAM32K供用户使用,可扩展至48K.用户存储器的起始地址为4000H;8051原有中断入口均须定为在偏移4000H之后的相应地址,如外部中断0入口在原程序中应为:
CSEG AT 4003H
LJMP INTO(中断服务程序入口标号)
8255A可编程并行接口芯片一个
串行接口两个:(1)8250芯片一个,与主机通讯用.
单片机串行接口一个供用户使用.
6*5键盘一个:除CNTL键和SHIFT键外,其余28键可用户自定义.
8279键盘、显示接口芯片一个.
六LED位数码显示.
ADC0809 A/D转换芯片一个.
DAC0832 D/A转换芯片一个.
8位简单输入接口74 LS244一个;EL—I型简单输出接口74 LS273两个,EL—II 型简单输出接口74 LS273一个.
配有逻辑电平开关:发光二极管显示电路.
三路0~5V连续可调模拟量输入.
一个可产生正,负脉冲的脉冲触发器.
8253可编程定时器一个计数器一个,74 LS161计数器一个,输出4路时钟信号.
实验箱电源为正5 V,正负12 V,也可采用 PC机电源或外接电源.
EL— II型配有一个20针EEPROM写入器接线插座,结合EEPROM8951系列写入器(可选件),可写EEPROM2864,28256,89C 1051,89 C2051,89C51,89 C52等芯片,实验箱上有J1 EPROM字样的标记.
EL— II型配有一个20针作微控制实验的接线插座,可进行步进电机,炉温控制,小直流电机调速等实验,实验箱上有J2 CONTR字样的标记.三种控制对象为可选件.
(2)提供对8051的基本实验
为了提高微机教学实验质量,提高实验效率,减轻主讲教师和实验教师的劳动强度,在该系统板上,除微处理器,EPROM,RAM外,扩充了8255并行接口;8250串行接口;8279键盘显示控制器,8253定时器;A/D、D/A转换、脉冲发生器及键盘LED显示等各种外围电路,各部分电路即相互独立,又可灵活组合,能满足各类学校,不同层次微机实验和培训需要.本系统提供对8051的基本实验如下:
P1口实验
定时器实验
简单 IO口扩展实验
开关量输入实验
发光二极管显示实验
LED数码显示管实验
小键盘扫描实验
8255可编程并行口试验
8279键盘,显示接口实验
串行口通讯实验
DAC0832数模转换实验
ADC0809模数转换实验
存储器扩展实验
外部中断实验
交通灯控制实验
步进电机控制实验
小直流调速实验
炉温控制实验
其中,实验16,17,18需与响应的控制对象相连,为选作实验.
1.2 EL微机实验教学系统结构
EL型微机实验学系统由通用接口电路板,可选的CPU板,两块小面包板组成,可安装在45*30*10 CM的实验箱内. EL--I 型的结构框图见图1—1:EL--Ⅱ型的结构框图见图1—2.
1.3 通用接口板实验电路介绍
1.3.1输出显示电路
数码显示电路
该电路由6位共阴极数码管,3片75452,2片74 LS07组成, 74LS07为段驱动器,EL--I型相应输入插孔为CZ4(A~Dp);
EL--II型相应输入插孔为ZP9(A~Dp),75452为驱动器,EL--I型相应输入插孔为CZ3(LD1~LD6).
(2)LED灯显示电路
该电路由2片74 LS07,EL--I 型12支EL--II型8支二极管组成. EL--I型相应输入插孔为CZ2(LI1~LI12) ;EL--II型相应输入插孔为ZP3(L1~L8)
1.3.2信号发生器
开关量输入电路
该电路由8路开关组成,每个开关有两个位置,分别代表高电平和低电平.EL—I型相应插孔为CZ1(K4—L8);EL--II型相应输入插孔为K1-K8.
(2)时钟输入电路
该电路由1片74LS161组成
当CPU为8051,80C198,80C196时,CLK的输入时钟为晶振频率
当CPU为8086时,CLK的输入时钟为2MHZ.
输出时钟为该CLK的2分频(CLK0),4分频(CLK1),8分频(CLK2),16分频(CLK3),相应输出插口为(CLK0—CLK3).
(3)单脉冲发生器电路
该电路由一个按纽,一片74LS04,74LS132组成,具有消颤功能,正反相脉冲,相应插孔为P0.P1.
(4)模拟量输入电路
该电路由3只可变电位器组成,输出为0—5V连续可调.EL--I型相应输出插孔为CZ27,CZ28,CZ29(KB1—KB3);EL--II型相应输出插孔为ZP10(KB1—KB3).
(5)键盘输入电路
该电路由28只通用键1只SHIFT键1只CTRL组成,28只通用键采用8根列扫线,4根行扫线,无外部信号输入时均为高电平,有外部信号输入时,电平状态由外部输入信号决定,作键盘实验时,一般行,列扫线分别定义为输入,输出,即4根行扫线为输入,8根列扫线为输出.EL--I型相应输出插孔为CZ5(KB0—KB3),CZ6(KA0—KA7);EL--II型相应输出插孔为ZP1(KB0—KB3),RS3(KA0—KA7).
(6)复位电路
按动复位键,将对8255,8279,8250复位,以及对CPU板起复位作用.
1.3.3可编程定时器8253电路
该电路由1片8253组成,8253的片选输入端插孔为 CS8253,,数据口,地址,读写线均已接好,T0,T1的时钟为 74LS161的输出CLK3,T2的时钟用户可自己接.定时器输出, 控制孔对应为:
注:GATE信号无输入时钟时为高电平,EL--I型T2的时钟为 CLK3.
1.3.4可编程并行口8255电路
该电路由1片8255组成,8255数据口,地址,读写线,复位控制线均已接好,片选输入端插孔为CS8255,A.B.C三端口的插孔为:
EL--I型:A:CZ16(PA0—PA7);B:CZ15(PB0—PB7);C:CZ17(PC0—PC7).

EL--II型:A:PA0—PA7;B:PB0—PB7;C:PC0—PC7.
1.3.5可编程键盘显示控制器电路
该电路由一片8279,74LS138组成,8279的数据口,地址,读写线,复位,时钟,片选控制线均已接好,显示输出,键盘行列扫描线军有插孔输出.
EL--I型相应输出插孔为:CZ21,CZ25,相应标号均为KS0—KS7.另外该电路在进行实验时还要用到一组反向器,其输入插孔为 CZ24(S0—S5),输出插孔为CZ33(S0\--S5\).
EL—II型相应输出插孔为:ZP5(RL0—RL7),ZP13(KS0—KS5).
1.3.6可编程串行口8250电路
该电路由1片8250,1片1488,1片1489组成,该电路中8250的控制线均已接好,EL--I型串行口输入插座为J1,T为发送,R为接收;EL—II型的串行口被用作与PC机通讯用.
1.3.7简单数字量输出缓存电路
该电路EL--I型由2片74LS273组成,其片选信号分别为CSU8\,CSU9\,输出插孔为CZ10(SO0—SO7)和CZ7(SO8—SO15) ; EL—II型由1片74LS273组成,输出插孔为ZP17(SO0—SO7),其片选信号为CSU8\,该电路中74LS273的输入均已接好数据线.
1.3.8简单数字量输入缓冲电路
该电路由1片DAC0832,1片74 LS 00,1片LM324组成,其输入均以接在数据线上,EL-I型输入插孔为cz9(S10-S17),片选信号为 CSU10/ ; EL-II 型输入插空为ZP18(S10-S17),片选信号为CSU10/.
1. 3. 9八路八位A/D转换电路该电路
由一片DAC0832,一片74LS02组成,该电路中,ADC0809的参考电压,数据总线输出,通道控制线均以接好,其它信号线由插孔接入,ADC0809的片选信号为CS0809,转换结束标志输出插孔为VOUT 和OUT,模拟量输入通道插孔为INO-INT.通过调接KB6可调节参考电压Vref.
1.3.10八位双缓冲D/A转换电路
该电路由一片DAC0832,一片74LOO,一片LM324组成.该电路中除0832的片选未接好外,其他信号均以接好,DAC0832的片选信号为CS0832,输入插孔为AOUT(EL_I)和OUT(EL—II型).该电路为非偏移二进制D/A 转换电路,通过调节KB4(EL—II),可调节转换器的满偏值,调节KB5(FL—II型为PT2),可调节转换器的零偏值.
1. 3. 11存储器扩展电路
该电路由1片62256和1片6264(EL—II型为2片6264)组成,该电路的所有信号线均接好,可直接进行存储器读写实验,对8051和8098实验来说,62256的起始地址为4000H,长度为32K.8051和8098的数据与程序存储区多统一编址为64K.其中0~16K被系统使用,后48K(EL—II型为32K) 供用户作仿真或实验用.
1.4 8051CPU板的结构
EL--I型8051CPU板含1片8031CPU ,1片地址锁存器 74LS373 ,两片GALI6V8地址译码器 ,一个时钟发生电路产生6 MHZ 脉冲.该CPU板有用于系统扩展和更改配置的跳线、插孔,详述如下:
J2为8051方真头插座,它可以通过仿真电缆与目标相连,用于仿真调试.
J3为8051全部引脚的引出孔,可用来做面包板实验或与其他实验相连接.
J4为8051通过地址锁存器锁存后的低八位地址.
CLOCK 跳线用来设置仿真时用用户时钟还是用CPU板上的时钟,跳为 SYSTEM时,使用系统时钟,跳为 USER 时使用用户时钟.
BNAK跳线用来确定64k,4000~7FFFH,8000~BFFFH,C000~FFFFH,这三段空间是分配给系统还是用户板,着主要是为避免访问出现总线冲兔,右1控制4000~7FFFH段,中2控制8000-BFFFH,左1控制C000H~FFFH.跳为SYS时,分配给系统,跳为USER时,分配给用户板.
EL—II型8051CPU板有一个仿真头插座,和全部引脚的引出孔,以及CLOCK跳线,功能和EL—I的一样.
8051的实验系统将PSEN与RD信号统一使用,系统内所有存储器都统一编址,既可以作数据存储器,也可作程序存储器,所有地址译码均采用全地址译码.通用片选地址见下述:
CS0: CFA0H---CFA7H 实验程序、芯片可用的通用片选
CS1: CFA8H---CFAFH 实验程序、芯片可用的通用片选
CS2: CFB0H---CFB7H 实验程序、芯片可用的通用片选
CS3: CFB8H---CFBFH 实验程序、芯片可用的通用片选
CS4: CFC0H---CFC7H 实验程序、芯片可用的通用片选
CS5: CFC8H---CFCFH 实验程序、芯片可用的通用片选
CS6: CFD0H---CFD7H 实验程序、芯片可用的通用片选

CS7: CFD8H---CFDFH 实验程序、芯片可用的通用片选
CS8250:CFE0H—CFE7H 实验程序、芯片可用的通用片选
CS8279:CFE8H—CFEFH 实验程序、芯片可用的通用片选
1.5 实验系统电源
该系统的电源提供了两种解决方案:
利用PC机电源,从系统的+5V、+12V、-12V电源插座中引入.该电路具有短路保护.
外接开关电源,内置在实验箱里.
第二章 软件操作说明
CIDE8051集成开发环境是为开发8051程序而开发的多窗口源程序级开发调试软件,它的多窗口技术为用户提供了一个极为友好方便的人机界面.它集编辑、编译、连接、调试于一体,极大地提高了程序开发的效率.
一、软件的运行环境及安装启动
运行环境要求:
本系统提供两套菜单完全相同,功能完全相同的调试环境,一套是中
文界面系统,一套是西文界面系统.
中文界面系统要求运行环境:PC系列微机,640K内存,VGA显卡,DOS3.3以上操作系统,2M以上硬盘.
西文界面系统要求运行环境:PC系列微机,512K内存,双频单显或CGA或EGA显示器,DOS3.3以上操作系统,2M以上硬盘.
注:本系统不能在一些仿真DOS下运行,如WIN95自带的MS-DOS方式,推荐在DOS6.22下运行.
系统安装:
将标有DB51的软盘拷入已建好的DB51子目录中.
系统的启动

在DOS提示符*:\DB51>下,运行DB51即可.
软件的组成:
DB51.EXE 集成开发程序即ASM语言调试环境
ASM51.EXE 8051汇编程序
RL51.EXE 8051连接程序
0H.EXE 十六进制转换文件
CCLIB.DAT 文本处理文件
SYMBLE.EXE 符号化程序
系统运行结果:
运行DB51,对源程序进行编译、连接后,如果没有错误,系统将产生几个具有以下后缀的文件:
源文件前缀.OBJ 编译后生成的目标文件
源文件前缀.LST 机器代码与源文件对照的列表文件,如果编译时有错误,可打开此文件查看错误信息
源文件前缀.EPR 烧写EPROM的烧录文件
工程文件前缀.M51 连接后的符号对应表及连接后的错误报告
工程文件前缀.EOB 实验系统调试的下载文件
二、实验程序开发的基本步骤
首先用EDIT或其他编辑软件,编好源程序(假设文件名为:TLASM).
启动DB51,选择正确的串行口、合适的波特率并回车确认,复位实验系统进行通讯连接.
3、激活"工程文件"菜单,选中 ""打开"菜单项,键入工程文件名(假设为TT1.prj),回车确认.工程文件名不能与原文件名重名.
4、用"INSET"键