微机接口实验讲义-第1章.doc

微机接口实验讲义 目录 TPC-1型十六位微机实验培训系统 接口电路实验 实验一 译码电路的设计和熟悉TPC-1型实验台 实验二 LED显示实验 实验三 8253计数器/定时器应用 实验四 8255并行接口应用 实验五 串行口8251A实验 实验六 D/A转换器0832和A/D转换器0809 综合性提高实验 附录 TPC-1型十六位微机实验培训系统 概述 TPC-1型十六位微机实验培训系统是清华同方教学仪器设备公司和清华大学计算机系微机教研组在总结了多年微型机原理教学经验的基础上联合研制的。 该系统由一块PC总线扩展卡和一个PC总线扩展实验台构成。这两部分由一根60芯 扁平电缆连接起来。总线扩展卡插在微机内部任一PC总线插槽内，将PC总线信号经驱动和隔离后由扁平电缆引到扩展实验台。在实验台上，总线信号经过再一次驱动和隔离引到各实验电路上。总线扩展卡将PC机与实验台结合成一个整体，使学生在实验时既能充分利用PC机强大的软、硬件资源，充分发挥他们的创造力并提高实验效率，同时又保证了主机的安全。 扩展实验台是单板式结构，固定在实验箱内。根据实验的需要，在实验台上设计了三类电路：第一类是公共控制电路，包括总线驱动和I/O地址译码；第二类是实验辅助电路，包括时钟发生器，单脉冲发生器，分频器等电路；第三类是接口实验电路，比如8253，8255，8251，A/D，D/A，存储器等微机常用借口电路。这些电路将在下面的章节中详细介绍。 为了使学生得到实验技能的训练，减少不必要的重复接线，各实验电路中的公共部分，比如数据线，I/O读写信号在实验台上都已经连好，而另外一些需要选择的信号，如片选，输入，输出等由学生根据实验需要自己去连接。这些信号在每一部分实验电路附近都留有信号插孔，实验时只要将信号插孔用单股导线相连即可。 电路中凡是用实心圆“· ”表示的端子，均表明该端线已经连接好；凡是用空心圆“o”表示的端子，均表明该端子需要接线。 各实验电路既可独立使用又能灵活组合，这样就能适应各类学校不同层次学生的需要。 1．2 公共控制电路 1．总线驱动电路 PC总线插槽有62个引脚，除电源和地线以外，信号线53根。这53根信号线分为三大类，第一类为输出型信号线，比如地址线，读写信号线等。第二类为输入型信号线，比如中断申请，DMA申请等。第三类为双向型信号线，即数据线。由于这几类信号线性质不同，扩展方法也不同，如图1.1所示。由于扩展总线两端增加了驱动电路和接收电路，总线信号经两次驱动后会有延迟，另外长约1m的电缆也会带来分布电容，使信号发生畸变，为了解决信号畸变，增加可靠性，扩展信号根据信号的种类，增加了始端或终端匹配电阻。图1.1为总线驱动电路。 2．PC总线信号说明 PC/XT及其兼容机的I/O通道上所有输入输出信号均与TTL兼容，信号分配如下： 总线信号说明： 信号 OSC 振荡信号：周期为70ns（14.31818MHZ）的高速时钟信号。 CLK 系统时钟：由振荡信号经三分频而得，周期210ns（4.77MHZ）。 RESET DVR 在上电或掉电恢复时，该线用于复位或初始化系统逻辑，高电平有效。 A0—A19 地址位0到19：用作存储器及外设地址，可寻址空间为1MB，A0为最低有效位（LSB），A19为最高有效位（MSB）。高电平有效。 D0---D7 数据总线0到7位： D0为最低有效位（LSB），D7为最高有效位（MSB）。高电平有效。 ALE 地址锁存允许：这个信号由8288总线控制器提供，用于锁存处理机上有效地址。地址用ALE信号的下降沿锁存。 I/O CH CK I/O通道检测：该信号向处理机提供I/O通道上的设备或存储器的奇偶校验信息。低电平有效，表示有奇偶错。 I/O CK RDY I/O通道就绪：此信号是存储器为外设提供的通道准备信号，高电平准备好，低电平未准备好。通常为高电平。该信号维持在低电平绝对不能超过10个时钟周期。 IRQ2—IRQ7 中断请求2―7：它们的优先次序是IRQ2最高，IRQ7最低。该信号高电平有效，并应保持在高电平，直到被处理器确认时为止。 IOR I/O读命令，低电平有效。 IOW I/O写命令，低电平有效。 MEMR 存储器读命令，低电平有效。 MEMW 存储器写命令，低电平有效。 DRQ1—DRQ3 DMA请求1―3：它们的优先级次序是：DRQ1最高，DRQ3最低。通过将某DRQ线变成高电平而产生请求，DRQ必需保持高电平，直到相应的DACK信号变为有效低电平为止。 DACK0—DACK3 DMA确认0到3：低电平有效。 AEN 允许地址：该信号用于禁止处理机与其它设备之间的I/O通道，以便进行DMA传送。此线为有效（高电平）时，DMA控制器控制地址，数据总线和读写命令。 T