计算机硬件实验

目录

第一章TD-PIT++实验系统简介.............................................2

概述................................................................2

二.系统总线电路单元....................................................3

三.实验电路单元........................................................4

第二章32位微机原理软件实验............................................14

实验一四则运算........................................................14

实验二均值滤波........................................................16

实验三代码转换........................................................18

实验四字符串冒泡排序.................................................20

实验五描述符和描述符表实验............................错误!未定义书签。

实验六局部描述符表实验................................错误!未定义书签。

第三章32位微机接口硬件实验............................................21

实验一地址译码电路与I/O接口..........................................21

实验二8254定时/计数器................................................27

实验三8259中断控制器.................................................33

实验四8255并口控制器.................................................40

实验五A/D与D/A转换实验.............................................50

第四章32位微机接口课程设计............................................56

课程设计一数据采集系统一.............................................56

课程设计二数据采集系统二（查询法）...................................60

课程设计三数据采集系统三（中断法）...................................65

课程设计四信号发生器.................................................70

课程设计五交通灯实时控制系统设计.....................................78

课程设计六步进电机控制系统设计.......................................83

附录1常用DOS系统功能（INT21H）............................................................................88

第一章TD-PIT++实验系统简介

一.概述

TD-PIT++实验系统主要由PCI总线扩展卡和TD-PIT++实验平台构成，其电原理与

微机系统的硬件如图17所示。

图1T硬件系统与微机硬件的连接

1PCI总线扩展卡

PCI总线扩展卡包括PCI总线接口电路和系统配置电路以及扩展总线插座。主

要实现PCI总线接口以及将32位高速总线从PC机引出。PCI总线扩展卡结构

如图1TA所示。

图1-1APCI总线扩展卡结构

2TD-PIT++实验平台

在TD-PIT++实验平台上，电路结构主要分两部分：系统总线单元电路和实验单元

电路，图厂2是32位微机接口实验的主要操作平台。

PWL借换

直流电机单元

电路

55系统总线单元

II时钟源温控单元

步进电机电子发声

FLASHROM单元单元

位"。接口单元8259单元8237单元

单元32

点阵LED单元

8255单元16550单元8254单元以人转换单元

42位存储翳单元

A“港换单元

地址译自单元串行接口电位器

扩展单元

键盘及数码首

开关及显示单元单次

LED显示单元

脉冲

单元面包板

图1-2实验平台结构

二.系统总线电路单元

总线单元实现了面向80x86微机系统的32位系统总线，符合80x86总线时序标

的接口电路均可以直接连接到该总线上。总线信号说明如表1T所示。

表1T总线信号

信号名称含义

XD[31:0]32位数据总线

XA[31:2]32位地址总线

XMER>XMEW、XIOR、XIOW存储器读写信号、I/O读写信号

IOYO、IOY1>I0Y2、I0Y3I/O空间片选信号

MYO、MY1、MY2、MY3存储器空间片选信号

BEO、BEl、BE2、BE332位数据字节使能信号

HOLD、HLDA总线保持请求和总线保持响应信号

INTR中断请求信号（上升沿有效）

CLK系统时钟CLK=1.041667MHz

RST、RST#系统复位信号

注：#号表示该信号低电平有效

实验系统向PC机申请了接口实验所需的配置资源。其中包括16MB的存储地址空

间、255字节的I/O地址空间和一个中断请求线•中断请求线是映射到PC机内15个

中断线中的一个。系统总线单元将地址空间进行了译码，各提供4个片选信号，片

选信号同偏移地址空间对应关系如表『2所示。

表1-2片选信号同偏移地址空间对应关系

片选信号偏移地址范围片选信号偏移地址范围

IOYO3000-303FHMY0000000-3FFFFFH

I0Y13040〜307FHMY1400000〜7FFFFFH

I0Y23080〜30BFHMY2800000〜BFFFFFH

I0Y330co〜30FFHMY3C00000〜FFFFFFH

用PC机分配的I/O或存储器空间始地址加上这个偏移地址，就是实验系统中端

口占用的实际地址，I/O和或存储器地址电原理如图1-2A所示。PC机分配的起始地

址可以在Tdpit软件中查看或由实验系统附带的配置资源检查程序CHECK.EXE获

得。

三.实验电路单元

1.地址译码单元

该单元提供一片开放的译码器74LS138,用于学习地址译码方法。其线路连接

如图1-3所示。

图1-3地址译码单元

2.32位I/O接口单元

该单元通过4片三态缓冲器和4片锁存器组成32位的I/O接口，并根据32位总

线时序设计了译码电路，可以8/16/32位不同字节宽度来访问该接口。用于学习8位

和32位I/O接口设计及编程。其线路连接如图1-4所示。

系统总线XD0-XD3I

74LS24574LS574

10218XDO/、XDO21900c

、XD13nEn?0An?18Ol〜

113AlBl17XD1/

12416XD2/\XD24A；1702

、XD35昔4幅1603

135A3B315XD3/

14614XD4/\XD46立次15。4

A4B4'XD57晨黑1405

15713XD5/

16812XD6/\XD68笈言1306

A6B6\XD79第祷1207,><

179A7B711XD7/

19GOE/-------

1

」r-DIRCLK—L-~~(

74LS574

、(祁c

AOB0XD8/XD8219

AlBIXD9/xXD931809

XDI0/、XDI04D2Q217OIO

A2B2、

A3B3XDI1zXDI15D3Q316Ol1

A4B4XD12/\XD126D4Q415012;

A5B5XD13/\XD137D5Q514013

XDI4/、XD14RD6Q613014

A6B612()15

A7B7XD15/\XD159D7Q7

GOE

DIRCLK

A

74LS574

、

8XDI6/XD162DOQ019016

7XD17/、XD17318017

(■XD18/、XD18417018>\

XDI9/、XDI9516019K

4XD20/\XD206D4Q415020

3XD21/\XD2I7D5Q514021

2.XD22/\XD228D6Q613022

IXD23/xXD239D7Q712023

OE-4i~~li'z-^7-

DIRCLK-<------------------

74LS574

XD24z、XD2419024

DOQO

XD25、XD253niC118025

XD26/\_XD26Qi17()26A(

4D2Q，

XD27/XD275ca16027

0QC15028

XD28XD28Q4

XD29/XD297D514029

513

XD30/XD308D6030

XD31JXD31912031

u/Q/

OE1h,1BE3Q

11

------------------------1

OIOW

Ocs

图1-432位I/O接口单元

3.32位存储器单元

该单元提供32位存储器及其连接电路，并针对32位系统总线提供了存储器译码

电路，可以任意完成8位、16位及32位不同字节宽度的存储器操作。其线路连接

如图1-5所示。

A01011D24A01011D16

A0DO、Aftno

A1912D25Algu\)12DI7

A|D1AI1niJIi

\XA2813D26A2813DI8

A9D2AO

A37A'i15D27A37ni15DI9

A46八)UJ16D28A46A.'16D20

A4D4八AATD4

A5517D29A5517D21

AJ<UJAJA

A64181530A6418D22

\.AA。八AMOAAOAHMOA

A73UN4JU19D3IA73U4N.JU19D23

\.A7D7tA\7iUn71

A825(3)AS25(2)

八AOA8

A924、RDA924、RD

A9VC22A9HUJPC22c

A1()21WRAH)21；WR

A10WvvF[27AIOWP27

Al123匕"VAl123

2All2All

「:A12AI2vA12A12

“7-CSAI3/-----7CS

A1326A1320/o26A1彳20zo

CSICS

AI41A14BE3AI41A14BE2

AO1011D8A01011DO

\____AUnnuovAVnun\n>

Al912159Al912DI

\____rA\I1niAAI1nLfi1

A2813DIOA2813D2

\___A2D2A。D2

\____A3715DI1A3715D3

AaD&AR人，

A4616D12A46dJi16D4

\___A4D4AJna

A5517DI3AS5/AT17D5

\___A，M3AA?C

A64r\J18D14A64M318D6

\____A6D6VA6D6

A73OZZJO19blSA73U44JU19D7

\____A7D7A7/D7

\AX25(1)AX25(0)

A8AAoV

A924、RDA924、22RD

\___AQOE22AQOEc

AIO21;公WRAIO21:2亍WR

\____A10WEqAlt)WEc

\____All23AlIAll23Ali

22

\___A12AI2AP

Al2L/L4_3

、A1326AI?20/QAM26A1?20/-o

\___A141AI4CSLBE1cv.AI41A14CSLBLOc

图1-532位存储器单元

4.FLASHROM单元

该单元提供一片开放的FLASH存储器，用于学习FLASH存储器的编程操作方法。

其线路连接如图『6所示。

5.8259单元

该单元提供中断控制器8259的连接电路，用于学习中断控制器的操作方法。其

线路连接如图17所示。

D71R0

D6IR1

D51R2

D41R3

D31R4

D28259!R6

DI

DO1R7

AOINTA

WRSP/EN

RDCASO

CSCAS1

INTCAS2

图1-78259单元

6.8237单元

该单元提供DMA控制器8237的连接电路，用于学习DMA传送应用编程方法。其

线路连接如图1-8所示。

74LS373

3DoQ0

1

-1D1Q

D2

72Q6A10

D3Q3

89A11

D4Q4

1312A1?

D5Q5

1415A13

D6Q6

I716A

D7Q7

1819A16

§RI.0()OE

DREQOCSUCS

3ME：MRLE

0DREQ1MEMR

DREQ2MEMW

DREQ3l/OR

1/0W

8ACKO25

DACKOHRQ

ACK124

DACK1HLDA

8ACK214

DACK2READY

ACK315

DACK3EOP+5V

12CLK

AENCLK

13RST