微机原理及接口技术实验指导书

微机原理及接口技术实验指导书

目录

第一章实验平台的硬件............................................................................................... I 第一节硬件结构及其特点 (1)

第二节硬件电路原理与资源配置 (2)

第二章实验平台的软件 (11)

第一节实验程序开发集成环境 (11)

第二节实验程序开发工具 (12)

第三节硬件故障诊断软件 (12)

第四节接口演示实验程序 (13)

第五节硬件系统的安装与使用 (14)

第三章DOS环境下的汇编语言上机过程 (15)

第四章基本接口实验 (19)

第一节并行接口实验(8255芯片实验) (19)

实验一步进电机控制接口实验 (19)

实验二声-光报警器接口实验 (23)

第二节定时/计数实验(8253芯片实验) (26)

实验三音乐发生器接口实验 (27)

实验四波特率时钟发生器实验 (30)

第三节串行通信接口实验(8251芯片实验) (33)

实验五RS-232标准全双工查询方式异步串行通信实验 (33)

实验六RS-485标准半双工中断方式异步串行通信实验 (36)

第四节A/D,D/A转换器接口实验 (36)

实验七A/D转换器接口实验 (38)

实验八D/A转换器接口实验 (41)

实验九8259应用实验—中断方式控制彩灯闪亮 (42)

第五节DMA接口实验 (46)

实验十8237A DMAC应用实验 (47)

第一章实验平台的硬件

第一节硬件结构及其特点

一、硬件结构

图1.1.1显示了MFID多功能接口实验平台（简称MFID）在PCI多总线微机系统中的位置。MFID由MFID PCI驱动板、平台板实验区和可以添加的面包板实验区三大部分构成。

图1.1.1 MFID在PCI总线中的位置

二、硬件特点

MFID总的特征有两个，其一，适用于PCI总线；其二，采用模块化开放式结构，整个平台的硬件资源全部向用户开放。除了可以作为多门微机课程的实验平台外，还是基于微机应用系统的开发平台。

1．MFID PCI驱动板特点

⏹兼容PCI规范2.1版/2.2版

⏹在Local Bus侧提供了16/32位地址线，32位数据线以及存储器读写、I/O读写等

控制信号线

⏹在板CPLD使系统的逻辑更为灵活

⏹在板提供32Kb×8 SRAM

⏹提供PCI总线模式下Local Bus侧多路中断源的识别方法

2．MFID平台板特点

⏹实验内容丰富，提供并、串、ADA、定时计数和SRAM五大类接口

⏹先进的短路隔离保护系统，确保实验系统安全可靠和“零等待恢复”

⏹提供PCI和可选的USB两种总线与主机连接

⏹平台板采用整体（排线）与分散（单线）两种接线方式，实验组态灵活

⏹平台板元件采用分区定位，便于查找所需接线孔的位置

⏹开放式模块化设计，允许任意添加实验功能模块，可扩展性好

⏹模块功能独立，可以任意组合各模块进行综合性实验

3．MFID面包板特点

⏹可以任意搭建实验模块,与平台板的资源一起，构成一个硬件设计的操作平台，以便

进行开放性实验，尤其适合设计与制作型实验

第二节硬件电路原理与资源配置

一、MFID PCI总线驱动板

1．MFID PCI总线驱动板的逻辑结构

MFID PCI总线驱动板逻辑结构如图1.2.1所示。

图1.2.1 PCI9054驱动板逻辑结构框图

图1－2 PCI9054驱动板逻辑结构框图

可以看出，MFID PCI总线驱动板主要作为PCI总线与Local Bus之间的桥接器，并且是通过一块南桥芯片PCI9052/9054和一片CPLD（复杂可编程逻辑器件）完成这个功能的。

2．MFID PCI总线驱动板硬件结构图

MFID PCI总线驱动板硬件结构如图1.2.2所示。

MFID PCI总线驱动板插在主机箱内系统PCI总线插槽中。它将主机的PCI总线信号（包括数据线、地址线和主要的控制线）变换成Local Bus侧总线信号（同样包括数据线、地址线和主要的控制线），并将Local Bus侧地址线和控制线驱动后，用扁平电缆引到主机机箱外面的实验平台板上。

图1.2.2 PCI总线驱动板硬件结构

3．MFID PCI总线驱动板的器件分布

MFID PCI总线驱动板器件分布如图1.2.3所示。

图1.2.3 PCI驱动板器件分布图

4．MFID PCI总线驱动板设置

MFID PCI总线驱动板默认设置由表1.2.4所示。

5．MFID PCI总线驱动板插座Local Bus 50P

Local Bus50P是MFID PCI总线驱动板的Local Bus侧的扩展总线信号插座，共有50个引脚。它通过50芯扁平电缆连接到了平台板上的50芯插座J1，其信号的排列如图1.2.5所示。这50根信号线已包括了接口电路所需的全部信号。

二、平台板实验区

（一）平台板

实验平台板置于机箱外，它是用户进行实验和开发的舞台。在平台板上，利用从主机引出来的系统总线，设计了并行接口、串行接口、定时/计数接口、A/D、D/A接口、扩展存储器接口以及相应的端口地址。在平台板上，有两种连线方式，一种是排线连接方式，用于演示实验，帮助指导教师快速备课。一种是单线连接方式，提供了所有接口芯片的引脚资源，由用户任意连接每一根信号线。

图1.2.6 平台板布局图