QTH-8086B-16位微机原理说明书-2.doc
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1、QTH-8086B 16位微机原理说明书 2 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途目 录第一部分 综述1第一章 QTH8086B 16位微机原理教学内容及参考11。1 16位微机接口技术教学内容11。2 16位微机接口技术教学参考1第二章 QTH8086B 教学实验仪简要介绍22.1 系统构成及特点22。2 16位微机原理教学实验环境32。3 16位微机实验系统硬件电路简介32.4 软件的安装52。5 实验仪的使用5第二部分 16位微机接口技术6第三章 基本接口技术实验63.1 基本IO口扩展实验63.2 8259A中断应用实验83。3 可编程定时器/计数器8254实验113.4 可编
2、程并行接口8255实验133。5 通用微型打印机实验163.6 16C550通用串行通信实验173.7 A/D转换实验213.8 D/A转换实验243.9 扩展存储器读写实验263.10 ISD1420语音实验273。11 键盘显示实验323.12 1616 LED中文字幕移动实验343。13 12864点阵式LCD实验363.14 IC卡读写实验383.15 直流电机实验413.16 步进电机实验423。17 电子音乐实验433。18 串并转换实验443。19 开关继电器实验453.20 光磁控制风扇实验46附录A QTH8086B 集成操作软件使用说明 47附录B 常用芯片引脚图 50 4
3、第一部分 综述第一章 QTH-8086B 16位微机原理教学内容及参考QTH 16位微机教学从两个方面来开展:一方面以微机原理为主,旨在让学生掌握16位微处理器在各种工作模式下的工作原理;另一方面以微机接口技术应用为主,旨在让学生掌握各种基本的微机应用技术.1。1 16位微机接口技术教学内容微机接口技术是把由处理器、存储器等组成的基本系统与外部设备连接起来,从而实现计算机与外部设备通信的一门技术.学习微机接口技术对微机在工业控制、数据采集和系统控制等领域的应用具有非常重要的作用。微机接口技术教学围绕PC机内部构成原理及常用接口芯片的使用来开展.学习内容包括对PC机资源的基本操作和常用接口芯片的
4、编程操作,如8253/8254定时/计数控制器,8259中断控制器,DMA直接存储器访问控制器,8250/16550串行接口芯片,8255并行接口芯片,键盘、鼠标接口芯片、AD/DA模数/数模转换、液晶显示板、点阵LED等等都是学习的对象。1。2 16位微机接口技术教学参考16位微机接口技术的教学内容适合非电类专业以微机应用普及课、电类专业以专业基础课的形式来开展。 第二章 QTH8086B 教学实验仪简要介绍QTH-8086B实验系统是为满足各大专院校进行“16位微机原理与接口技术”课程的开放式实验教学而精心设计的,其功能强大,为16位微机原理和16位微机接口技术分别提供了实验平台。2。1
5、系统构成及特点2。1。1 系统构成16位微机原理部分的实验平台由一组支持在80386及其以上PC微机上的编程、调试软件构成。用户可以通过该平台进行16位微机实验程序编制、运行及调试。16位微机接口应用部分的平台用于支持基本接口应用学习,用户可以基于该接口学习常用接口芯片的编程及应用,用户可以参考这些实例快速掌握接口应用的实现方法。QTH8086B提供下列实验内容:表2-1 QTH8086B 实验系统硬件内容基 本 单 元实 验 内 容主控模块MCU8088/8086H1、 系统电源输出接口2、 提供16位地址总线,8位数据总线接口3、 各种16位机的控制信号常用I/O实验模块1、74LS244
6、与74LS273基本输入/输出实验2、8259中断实验3、8254定时器与计数器和分频器实验4、8255通用I/O接口实验、打印机实验5、16C550通用串行口接口实验,RS232实验,与PC机通讯实验AD/DA,16位 DRAM,语音综合实验模块1、 ADC0809 8位AD实验2、 DAC0832 8位DA实验3、 ISD1420语音实验4、 RAM实验键盘LED显示模块1、4*4键盘与4位LED八段显示实验2、1616 LED中文字幕移动实验LCD与IC卡实验模块1、128*64点阵式LCD显示实验2、IC卡实验电机、光磁控、音频实验模块1、直流电机实验2、步进电机实验3、光磁控制风扇实
7、验4、串并转换实验5、音频实验6、继电器实验通用实验模块两组40个引脚的锁紧插座,每个引脚都以插孔形式引出,用户可随意扩展电路控制与信号源模块1、 配有带驱动的16个LED显示器2、 8路手动电平控制,2路手动单脉冲输出3、 2路振荡方波信号源:1HZ,32HZ,1024HZ,32.768KHZ,262。14KHZ,1.5MHZ,6MHZ,24MHZ八组选择4、 1路分频器:CLOCK/2,CLOCK/4,CLOCK/8,CLOCK/16 4组选择系统电源+5V/3A、12V/0。5A2。1。2 系统功能及特点1先进的16位微机原理实验教学平台系统提供了80386、奔腾及其以上微机上的调试操作
8、软件,允许用户调试并运行实验程序,为用户提供了一个窥探80x86微处理器运行机制的窗口,使用户可以迅速了解16位微机的工作机制和过程,并掌握其编程方法,为学习16位微机接口技术和应用打下基础.2完善的基本微机接口技术实验教学平台 在接口实验单元中,系统提供了各种常用外围接口及其控制应用部件,从而全面支持“微机接口技术”及“微机控制应用”的各项实验内容.3对实验设计具有良好的开放性,增强学生综合设计能力 实验系统所具有的硬软件结构对用户的实验设计具有良好的开放特性,系统总线及各种外围接口器件都可由用户来操作连接,从而极大地提高了学生的实际和操作能力,避免了单纯验证式实验方式的弊病。4采用模块式组
9、合方式,用户可以根据需要选择组件 硬件实验采用模块组合方式,用户可以根据自己的需要任意选择组件,极大地提高了实验的灵活性和实用性。连线采用排线与单线插孔相结合的连接方式,极大地提高了实验效率和直观必,使学生可把注意力集中在硬软件设计和调试过程中。 5高性能稳压开关电源 系统采用了具有抗短路、过流的高性能稳压开关电源,从而可以避免学生实验过程中因接线失误而导致的芯片或整机损坏情况。2。2 16位微机原理教学实验环境QTH8086B集成调试软件,为用户提供了完整的16位微机原理实验调试平台.该软件具有下列一些特征:l 全新的WINDOWS界面版本,支持WIN98/ME/2000/XP/NT操作系统
10、l 可在线修改、编辑、编译、连接l 十分强大的智能书签功能l 符合编程语言语法的彩色文本显示,用户可根据个人爱好修改特定和着色功能l 先进的错误定位,可直接进入错误位置,无需查找错误信息.2.3 16位微机实验系统硬件电路简介1、 电位器输出05V电压2、 配有带驱动的16个LED发光管电路,用于观察简单的实验结果 图23-1 电位器输出电压图23-2 16个发光管电路3、 8路手动电平控制电路,给实验提供简单的高低电平图2-33 8路手动电平控制电路4、 2路手动单脉冲输出电路,给实验提供单脉冲信号图234 2路手动单脉冲输出电路5、 1路分频器电路,给实验提供不同频率的振荡信号,输入频率为
11、CLOK,则输出频率为CLOK/2,CLOK/4,CLOK/8,CLOK/16 4组选择。图235 分频电路6、 2路振荡方波信号源:1HZ,32HZ,1024HZ,32.768KHZ,262。14KHZ,1。5MHZ,6MHZ,24MHZ八组选择, 给实验提供不同频率的振荡信号图2-36 振荡电路2.4 软件的安装 (1) 插入QTH8086B安装盘,一直点“下一步”进行默认安装。(2) 自动在C盘下生成QTH8086B文件夹,在该文件夹中含有各种实验的源程序。(3) 在桌面上生成QTH-8086B软件图标。2.5 实验仪的使用(1) 用实验仪所配的串口线把微机串口和实验仪的主控模块MCU8
12、088/8086H的串口连起来。(2) 按照实验指导书连好所做实验的连线。(3) 连好电源线,并打开电源。(4) 双击桌面上的QTH-8086B软件图标,启动调试软件。(5) 打开所做实验的源程序,进行编译连接、调试、运行.第二部分 16位微机接口技术第三章 基本接口技术实验本章提供的实验以达到掌握微型计算机基本接口技术的目的。操作本章的实验,要求用户已经学习了PC微机的基本原理和基本结构,并能够熟练的使用汇编语言编写实验程序.另外,本章共提供了各类实验,用户可以根据专业需要及学时情况选做其中的若干个。3。1 基本IO口扩展实验3.1.1 实验目的了解TTL芯片扩展简单I/O口的方法,掌握数据
13、输入输出程序编制的方法。3。1.2 实验设备(1) PC机一台(2) QTH-8086B 16位微机教学实验仪一套3.1.3 实验说明74LS244是一种三态输出的8总线缓冲驱动器,无锁存功能,当G为低电平时,Ai信号传送到Yi,当为高电平时,Yi处于禁止高阻状态。74LS273是一种8D触发器,当CLR为高电平且CLK端电平正跳变时,D0-D7端数据被锁存到8D触发器中。3.1。4 实验原理图图3-1-1 74LS244与74LS273扩展I/O口原理图3.1.5 实验内容本实验利用74LS244作为输入口,读取开关状态,并将此状态通过74LS273驱动发光二极管显示出来.3。1。6 实验步
14、骤图312 扩展I/O口连线图(1) 实验连线: 244的CSMCU主模块的地址A15,Y7Y0开关K01K08. 273的CS-MCU主模块的地址A14,Q7Q0-发光二极管L1L8。 该模块的WR、RD分别连到MCU主模块的WR、RD。 该模块的数据(AD0AD7)连到MCU主模块的数据(AD0AD7)。(2) 运行程序:IO.ASM(3) 拨动开关,观察发光二极管的变化。503。2 8259A中断应用实验3。2。1 实验目的1掌握8259A中断控制器的工作原理;2掌握8259A可编程中断控制器的应用编程.3.2。2 实验设备(1) PC微机一台.(2) QTH-8086B实验装置一套.3
15、.2。3 实验内容本实验用脉冲作为中断源,编写一实验程序,完成按键中断的响应,每产生一次按键中断,数码管高位显示中断号,低位显示中断次数,拨动开关KN09观察数码管的变化。3.2。4 实验说明中断控制是微机系统的主要管理方式之一,也是处理器与外设之间通信的最有效方法之一.它可以减少系统为反复查询外部设备状态而消耗的时间,提高了系统的整体运行效率。在现代16位微机系统中,系统的中断有两类:软件中断和硬件中断。硬件中断可以实现微机系统对外设的管理,由8259中断控制器来完成。1、8259控制器的介绍 中断控制器8259A是Intel公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。它将中断源优先级排队、辨别
16、中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中,因此无需附加任何电路,只需对8259A进行编程,就可以管理8级中断,并选择优先模式和中断请求方式,即中断结构可以由用户编程来设定。同时,在不需增加其它电路的情况下,通过多片8259A的级连,能构成多达64级的矢量中断系统。它的管理功能包括:记录各级中断源请求,判别优先级,确定是否响应和响应哪一级中断,响应中断时,向CPU传送中断类型号。8259A的内部结构和引脚如图32-1所示. 8259A的命令共有7个,一类是初始化命令字,另一类是操作命令.8259A的编程就是根据应用需要将初始化命令字ICW1ICW4和操作命令字OCW1-OCW3分别写入初始化命令寄
17、存器组和操作命令寄存器组。ICW1ICW4各命令字格式如图322所示,OCW1OCW3各命令字格式如图32-3所示,其中OCW1用于设置中断屏蔽操作字,OCW2用语设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字,OCW3用语设置和撤消特殊屏蔽方式,设置中断查询方式以及设置对8259内部寄存器的读出命令。图3-21 8259 内部结构和引脚图A0D7D6D5D4D3D2D1D000001LTIMADISNGLIC48086/88不用8086/88不用特征位0:边沿触发1:电平触发无效0:单片使用1:多片级联0:不需要ICW4图3-22 (a) ICW1格式A0D7D6D5D4D3D2D1D01中断
18、类型高5位8086/88不用图3-2-2 (b) ICW2格式A0D7D6D5D4D3D2D1D01S7S6S5S4S3S2S1S0主片A0D7D6D5D4D3D2D1D01不可用ID2ID1ID0从片图3-2-2 (c) ICW3格式A0D7D6D5D4D3D2D1D01000SFNMBUFM/SAEOIUPM图32-2 (d) ICW4格式图3-23 OCW命令字格式2、8259寄存器及命令的控制访问在硬件系统中,8259仅占用两个外设接口地址,在片选有效的情况下,利用A0来寻址不同的寄存器和命令字。对寄存器和命令字的访问控制如表32-1所示。表321 8259寄存器及命令的访问控制A0D
19、4D3读信号写信号片 选操 作0010读出ISR,IRR的内容1010读出IMR的内容000100写入OCW2001100写入OCW301X100写入ICW11XX100写入OCW1,ICW2,ICW3,ICW43、PC微机系统中8259A的应用在现代PC微机系统中,系统中包含了两片8259A中断控制器,经级连可以管理16级硬件中断,其中部分中断源已经被系统硬件占用,具体使用情况如表322示.两片8259A的端口地址为:主片在020H-03FH,实际使用020H和021H两个端口;从片在0A0H-0BFH范围,实际使用0A0H和0A1H两个端口.表3-22 PC微机系统中的硬件中断中 断 源功
20、 能中断向量号中 断 源功 能中断向量号主8259A IRQ0定时中断08H主8259A IRQ8实时钟70H主8259A IRQ1键盘中断09H主8259A IRQ9保留71H主8259A IRQ2接从8259A0AH主8259A IRQ10保留72H主8259A IRQ3COM20BH主8259A IRQ11保留73H主8259A IRQ4COM10CH主8259A IRQ12保留74H主8259A IRQ5硬盘/并口2中断0DH主8259A IRQ13写处理中断75H主8259A IRQ6软盘0EH主8259A IRQ14硬盘控制器76H主8259A IRQ7打印机0FH主8259A I
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