微型计算机原理及应用实验指导书(部分供参考)

1、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 11.1 系统概述 11.2 EL 微机实验教学系统结构 21.3 通用接口板实验电路介绍 21.4 8051CPU 板的结构 51.5 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

2、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、8086 、80C198/80C196三位于一体 ,而且可用功能齐全 ,硬件实验系统介绍如下 :1.1 系统概

3、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 4003HLJMP 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

4、.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 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 05V 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

5、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

6、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

7、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- H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(ADp);EL-II型相 应输入 插孔为ZP

8、9(ADp),75452 为驱动器,EL-I型相应输入 插孔为 CZ3(LD1LD6).(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(LI1LI12) ;EL-II 型相应输入插孔为 ZP3(L1L8)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

9、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SHIF

10、T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 C

11、S8253,，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

12、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).ELII 型相应输出插孔为 :ZP5(RL0RL7),ZP13(KS0KS5).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

13、-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.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 .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

14、(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. 1 0八位双缓冲 D/A 转换电路该电路由一片DAC0832, 一片74LOO,

15、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 QAC0832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(ELII 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

16、储区多统一编址为64K.其中016K被系统使用，后48K(ELII 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

17、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,40007FFFH,8000BFFFH,C000FFFFH, 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 40007FFFH 段 ,中 2 控制8000-BFFFH,左1控制COOOHFFFH.跳为SYS时，分配给系统，跳为USER时,分配给用户板.ELII 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

18、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-CFA7HCS1: CFA8H-CFAFHCS2: CFB0H-CFB7HCS3: CFB8H-CFBFH实验程序、芯片可用的通用片选 实验程序、芯片可用的通用片选 实验程序、芯片可用的通用片选 实验程序、芯片可用的通用片选CS4: CFC0H-CFC7HCS5: CFC8H-CFCFH实验程序、芯片可用的通用片选 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-

19、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QOS3.3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: