微机原理 与接口技术实验　全套讲义.doc

微机原理与接口技术实验讲义 主编 卫迎辉 2013年9月5日  目录 前言 1 预备实验 PCI设备查询和配置空间的读取实验 3 实验一 I/O地址译码实验 6 实验二 中断控制器实验 8 实验三 可编程定时器／计数器（8253）实验 12 实验四 可编程并行接口（8255）实验 14 实验五 可编程串行接口（8251）实验 16 实验六 数/模转换和模/数转换实验 18 附录一 IO方式读PCI配置空间的参考程序 22 附录二 中断方式读PCI配置空间的参考程序 25 前言 一、实验系统的组成 TPC-2003A通用32位微机接口实验系统的硬件件部分主要由一块PCI总线接口卡、实验台（箱）两部分组成，两者之间通过50线扁平电缆相连。 PCI总线接口卡可以插入PC系列微机中任意一个PCI扩展插槽，该卡的主要功能是使用PLX9054和CPLD把PCI总线时序转换成50芯ISA总线时序，并将与实验有关的总线信号加以驱动后引到实验台上提供给实验台使用，同时引出信号还有与“中断”和“DMA”实验操作有关的信号及+5V、+12V、-12V电源。 二、实验台的实验电路结构 实验台上设有I/O地址译码电路、总线插孔、接口实验常用集成电路、外围电路及通用IC插座等部分组成。外围电路包括逻辑电平开关电路、LED显示电路、时钟电路、单脉冲电路、逻辑笔、复位电路、七段数码管显示电路、基本门电路、继电器及步进电机、小直流电机的驱动电路。下面是我们做实验涉及到的且在实验中不再说明的电路： 1、总线插孔 采用“自锁紧”插座在标有“总线”区引出数据总线D7～D0；地址总线A9～A0；读、写信号IOR、IOW；中断请求信号IRQ；DMA请求信号DRQ1；DMA响应信号、DACK1；及AEN信号，供学生搭试各种接口实验电路使用。 2、时钟电路 可以输出1MHZ、2MHZ两种信号，供A/D转换器、定时器/计数器、串行接口实验使用。 3、逻辑电平开关电路 如图-5所示，实验台右下方设有8个开关K7～K0，开关拨到“1”位置时开关断开，输出高电平，向下打到“0”位置时开关接通输出低电平，电路中串接了保护电阻，使接口电路不直接同+5V、GND相连，可有效地防止学生因误操作、误编程损坏集成电路现象。 4、LED显示电路 实验台上设有8个发光二极管及相关驱动电路（输入端L7～L0），当输入信号为“1”时发光，为“0”时灭。 5、单脉冲电路 采用RS触发器产生，实验者每按一次开关即可以从两个插座上分别输出一个正脉冲及负脉冲，供“中断”、“DMA”、“定时器/计数器”等实验使用。 6、接口集成电路 实验台上有微机原理硬件实验最常用接口电路芯片，包括：可编程定时器/计数器（8253）、可编程并行接口（8255）、数/模转换器（DAC0832）、模/数转换器（ADC0809），这里芯片与CPU相连的引线除片选信号CS外都已连好，与外界连接的关键引脚在芯片周围用“自锁紧”插座引出，供学生实验时使用。其中数/模转换器附有双极性输出，模/数转换器附有双极性输入插座。具体电路可见相应实验中的说明。 7、通用集成电路插座 实验台上设有4个通用数字集成电路插座，其中插座A、B为20P，插座D为40P，插座D可以插入一个24～40脚的集成电路芯片或者2个8～20脚的集成电路芯片。每个插座引脚附近都有相应的“自锁紧”插座，部分实验（如串行通讯）电路是利用这些插座搭试的。自锁紧插座插入导线时，应稍加力并延顺时针方向旋转一下，才能保证接触良好，拔出时，应先逆时针方向旋转待插头完全松开后，再向上拔出。 8、七段数码管显示电路 实验台上设有两个共阴极七段数码管及驱动电路，段码为同相驱动器，输入端加高电平选中的数码管亮，位码加反相驱动器，位码输入端高电平选中，从段码与位码的驱动器输入端（段码输入端：a、b、c、d、e、f、g、dp，位码输入端：s1、s2）输入不同的代码即可显示不同数字或符号。 七段数码管的字型代码表如下表： 9、数字电路实验区 实验台上有一块数字电路实验区，设有三种基本门电路（与、或、非）及D触发器，供学生在接口实验或数字电路实验时直接使用。 *在此约定：在实验电路图连线在图中均用虚线表示，实线为已连好电路。 三、实验用的软件系统 在实验中所有的程序用汇编语言编写。为了能够汇编386以上的代码，我们使用的汇编软件是Borland公司的TASM4.1，其他的软件和和操作与学习汇编语言时一样，请同学们事先复习一下汇编语言的相关知识。具体操作在实验时由指导老师告知。 四、实验预习要求 在每次实验前要尽最大努力预习实验，有参考程序的一定要理解透，没有参考程序的一定要事先编写好，如出现来实验室不知做什么的情况，要扣除相应的实验成绩，由此产生的一切后果，由实验者自负！！