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微型计算机原理及应用实验指导书(部分供参考)

由天下分享时间：2025/1/20 21:23:26 加入收藏我要投稿点赞

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 1 1.1 系统概述 1

1.2 EL微机实验教学系统结构 2 1.3 通用接口板实验电路介绍 2 1.4 8051CPU板的结构 5 1.5 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 4003H

LJMP 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.

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 LS244一个;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0~5V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 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--Ⅱ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(A~Dp);

EL--II型相应输入插孔为ZP9(A~Dp),75452为驱动器,EL--I型相应输入插孔为CZ3(LD1~LD6). (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(LI1~LI12) ;EL--II型相应输入插孔为ZP3(L1~L8) 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SHIFT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 CS8253,,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\\). EL—II型相应输出插孔为:ZP5(RL0—RL7),ZP13(KS0—KS5). 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--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. 1.3.7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. 1.3.8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(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. 1.3.10八位双缓冲D/A转换电路

该电路由一片DAC0832,一片74LOO,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,DAC0832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(EL—II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的数据与程序存储区多统一编址为64K.其中0~16K被系统使用,后48K(EL—II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,4000~7FFFH,8000~BFFFH,C000~FFFFH,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4000~7FFFH段,中2控制8000-BFFFH,左1控制C000H~FFFH.跳为SYS时,分配给系统,跳为USER时,分配给用户板. EL—II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---CFA7H 实验程序、芯片可用的通用片选 CS1: CFA8H---CFAFH 实验程序、芯片可用的通用片选 CS2: CFB0H---CFB7H 实验程序、芯片可用的通用片选 CS3: CFB8H---CFBFH 实验程序、芯片可用的通用片选 CS4: CFC0H---CFC7H 实验程序、芯片可用的通用片选 CS5: CFC8H---CFCFH 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---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,DOS3.3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:本系统不能在一些仿真DOS下运行,如WIN95自带的MS-DOS方式,推荐在DOS6.22下运行.

系统安装:

将标有DB51的软盘拷入已建好的DB51子目录中. 系统的启动

在DOS提示符*:\\DB51>下,运行DB51即可. 软件的组成:

DB51.EXE 集成开发程序即ASM语言调试环境 ASM51.EXE 8051汇编程序

RL51.EXE 8051连接程序 0H.EXE 十六进制转换文件 CCLIB.DAT 文本处理文件 SYMBLE.EXE 符号化程序系统运行结果: