微机原理实验指导书(09-10-1)

伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®微机原理与接口实验指导书广州大学实验中心物理与电子工程学院伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®目录一．伟福实验系统组成和结构1.1实验系统主机的硬件组成1.2实验系统的EX88B仿真板简介1.3实验系统的使用方法二．8088/86CPU系列实验说明2.1系统的启动2.28088/8086CPU系列实验软件设置三．实验项目实验一熟悉Lab6000实验系统，初级程序的编写与调试实验二简单程序的编写与调试实验三分支程序设计实验四循环程序设计实验五子程序设计实验六8255输入、输出实验实验七8251A串行通讯实验实验八8253计数器实验实验九8259外部中断实验实验十8237DMA实验实验十一D/A转换与A/D转换实验实验十二多功能I/O接口扩充设计实验十三电子时钟设计实验十四数据采集系统设计四.附录4.1八段数码管显示4.2键盘扫描显示实验4.3电子时钟4.4DMA控制器Intel8237伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®一．伟福实验系统组成和结构Lab6000实验系统可根据教学实践的需要实现MCS51/MCS196单片机原理与接口、8088/8086微机原理与接口的一系列实验，并在硬件上预留了自主开发实验的空间。对基本实验仅需连少量连接线就可完成，减轻学生工作量。同时也提供了需较多连线的扩展性实验，以进一步锻炼学生的实践开发能力。此外，系统还为学生提供了强大的软、硬件调试手段。1.1实验系统主机的硬件组成本实验系统主机上有丰富的实验电路模块和灵活的组成方法，既可以和MCS51、MCS96CPU也可以和8088／8086CPU组合完成各种实验。本实验箱拥有高档通用仿真器所具有的逻辑分析仪、波形发生器和程序跟踪器等强大的分析功能，让学生在做实验时不仅能了解程序的执行过程，更能直观地看到程序运行时的时序或者电路上的信号。1、逻辑电平开关电路实验箱上有8只开关K0―K7,并有与之相对应的K0―K7引线孔为逻辑电平输出端。开关向上拨相应插孔输出高电平“1”,向下拨相应插孔输出低电平“0”。2、LED电平显示电路图2：LED电平显示电路图1：逻辑电平开关电路伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®实验箱上装有8只发光二极管及相应驱动电路。见图2，L0-L7为相应发光二极管驱动信号输入端，该输入端为高电压电平“1”时发光二极管点亮。我们可以通过P1口对其直接进行控制，点亮或者熄灭发光二极管。3、单脉冲电路单脉冲电路由按键(PULSE)和去抖动电路组成，每按一次(PULSE)键产生一个单脉冲。板上有单脉冲的输出信号插孔，图为“”和“”，分别为正脉冲和负脉冲。伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®4、逻辑门电路本实验箱提供系列门电路：非门，或门，与门，D触发器。逻辑门电路由7400和7404组合实现。5、逻辑测量（逻辑笔）电路本实验箱上有逻辑测量电路，如图5。可用于测量各种电平，其中红灯亮表示高电平，绿灯亮表示低电平。如果两灯同时闪动，表示有脉冲信号；两灯都不亮时，表示浮空（高阻态）。图5：逻辑笔电路6、4MHz脉冲信号源和多级分频电路下图是4MHz脉冲信号输出电路。可将4MHz脉冲信号接到分频电路上，图3：单脉冲发生电路或门与门非门图4：逻辑门电路伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®经过分频后，能得到2M、1M、500K、250K、125K、62.5KHz多种频率的脉冲信号。7、可调模拟量输入电路电位器电路用于产生可变的模拟量（0-5V）。8、串口通信程序实验插孔做串行通信实验时，如果不需要将TTL电平转到RS232电平，可直接将POD51/96仿真板或POD8086仿真板上的TXD、RXD与通信对方交叉对接，并且共地即可。单片机与标准的串行设备通信，需要将TTL电平转到RS232电平或将RS232电平转成TTL电平。本实验箱提供用户串行通信接口，可以用这两个插孔进行RS232通信程序实验，经电平转换后，再通过实验箱的“用户串口”接到PC机或其它RS232设备，实现数据互传。9、六位LED数码显示器和4×6键盘电路本实验箱的LED显示电路和键盘电路如图8。显示控制的位码由74HC374输出，经ULN2003反向驱动后，做LED的位选通信号。位选通信号也可做为键盘列扫描码，键盘扫描的行数据从74HC245读回，374输出的列扫描码经245读入后，用来判断是否有键被按下，以及按下的是什么键。如果没有键按下，由于上拉电阻的作用，经245读回的值为高，如果有键按下，374输出的低电平经过按键被接到245的端口上，这样从245读回的数据就会有低位，根据374输出的列信号和245读回的行信号，就可以判断哪个键被按下。LED显示的段码由另一个74HC374输出。键盘和LED显示电路的地址译码见图8，做键盘和LED实验时，需将KEY/LEDCS接到相应的地址译码上。位码输出地址为0X002H，段码输出地址为0X004H，键盘行码读回地址为0X001H，此处X是由KEY/LEDCS决定。例图6-2：脉冲分频电路图6-1：4MHz脉冲产生电路图7：电位器伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®如将KEY/LEDCS接到地址译码的CS0上，那么位码输出地址就为08002H，段码输出地址就是08004H，键盘行码读回地址为08001H。图8：键盘及LED显示电路伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®10、存储器电路本实验箱上有一片32K存储器61256。提供给学生做存储器实验，由于地址译码为4K一段，所以只能提供4K容量使用，地址从0000H～0FFFH。用RAMCS来选择不同的地址段，以适应不同的应用电路。11、8255端口扩展电路12、A/D转换电路实验箱上有一个0～5V的可调电位器，将可变电压输出端接入A/D转换电路的输入端，通过CPU软件处理，读进A/D转换值，再将转换值送数码管显示。我们可以调节电位器，使之输出不同电压值，通过数码管的显示，检验A/D转换正确与否。图9：8255端口扩展电路伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®图10：A/D转换电路13、D/A转换电路我们可以通过软件编程控制D/A转换芯片DAC0832，输出相应电流值，经过采样电路取出模拟量电压值，用电压表测量电压输出端子，读出电压值。14、16×16LED点阵电路图11：D/A转换电路伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®15、8251A串行口扩展电路伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®16、8253定时器/计数器扩展电路17、8259中断扩展电路18、8237DMA扩展电路伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®19、4－16译码器20、实验电路插座本实验箱具有1个40芯通用电路插座，每个插座的全部引脚都被引出到相应的插孔，40芯通用插座可兼容28芯、24芯、16芯和14芯插座。利用这个插座，可对双列直插式的各种微机芯片进行实验。21、总线插孔本实验箱上有三排总线插座，用于引出各种总线信号，其中AD0～AD7为8根数据总线，A0～A15为16根地址总线。另外ALE，RD，WR为控制总线。与CPU相关的一些控制信号和I/O信号例如P1口、RXD、TXD等信号在相应的仿真板上。22、地址译码插孔伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®片选号地址范围CS008000H～08FFFHCS109000H～09FFFHCS20A000H～0AFFFHCS30B000H～0BFFFHCS40C000H～0CFFFHCS50D000H～0DFFFHCS60E000H～0EFFFHCS70F000H～0FFFFH1.2实验系统的EX88B仿真板简介进行8088/86的实验时，需将EX88B仿真板插在实验箱上，EX88B仿真板如图：IO/M：用于选择访问外设还是存储器1.3实验系统的使用方法本实验系统具有三种使用方法：1、无系统机，仅用实验箱的板上仿真器进行仿真和实验。2、有系统机，用系统机上的集成调试软件驱动板上仿真器进行仿真和实验。3、无实验箱、无仿真器，仅在系统机上采用软件模拟方式进行仿真。二．8088/86CPU系列实验说明伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®2.1系统的启动进行8088/86CPU实验时，并插上EX88B仿真板。将配套的串行通讯电缆的一端与实验台的RS2329芯D形插座相连，另一端与PC相的串行口相连。将实验台的电源线与220V电源相连。（实验结束后应拔下）打开实验台电源开关，红色电源指示灯亮。仿真开发器初始化成功后，会在LED上显示‘8088’。打开计算机电源，执行WAVE集成调试软件。注意：无论是集成电路的插拔、通讯电缆的连接、跳线器的设置还是实验线路的连接，都应确保在断电情况下进行，否则可能造成对设备的损坏。实验线路连接完成后，应仔细检查无误后再接通电源。2.28088/8086CPU系列实验软件设置WAVE集成调试环境应设置如下：仿真器型号：伟福Lab6000实验箱仿真头型号：8088/86实验（8088/86）语言设置对话框各命令行应设置如下：编译器路径：一般情况下为C:\COMP86,也可设为你自己的安装路径。ASM命令行：‘/zi/l’C命令行：‘-mt-v-y-c’LINK命令行：‘/m/l/v’三．实验项目伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®实验一熟悉Lab6000实验系统，初级程序的编写与调试一、实验目的1．掌握Lab6000实验系统的使用。2．练习初级程序的编写与调试。二、实验内容:指定存储器中某块的起始地址和长度，要求能将其内容清零。三、实验说明通过本实验，学生可以了解单片机读写存储器的读写方法，同时也可以了解单片机编程，调试方法。如何将存储器块的内容置成某固定值(例全填充为0FFH)？请学生修改程序，完成此操作。四、参考程序S1.asmdatasegmentBlockdb256dup(55h)dataendscodesegmentassumecs:code,ds:datastartprocnearmovax,datamovds,axmovbx,offsetBlock;起始地址movcx,256;清256字节Again:mov[bx],byteptr0incbx;地址+1LoopAgain;记数减一jmp$；死循环codeendsendstart五、实验步骤(1)进入Wave6000，输入程序并检查，保存程序。设置块长度设置块起始地址地址加1当前地址内容清零是否清除完结束是否伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®(2)“编译”程序。(3)“全速执行”程序。(4)“暂停”程序运行，在“数据窗口（MEMOREY）”查看0400H起始的单元内容，并记录。(5)在指令“jmp$”处设断点。“全速执行”程序。(6)在“数据窗口（MEMOREY）”查看0400H起始的单元内容，记录并分析实验结果。实验二简单程序的编写与调试一、实验目的1.掌握存储器读写方法2.了解存储器的块操作方法3.了解内存的移动方法。二．实验内容：1.将指定源地址和长度的存储块移到指定目标位置2.将给定的一个二进制数转换成二十进制（BCD）码。三、参考程序S2a.asmdatasegmentSourcedb256dup(055h)Targetdb256dup(0aah)dataendscodesegmentassumecs:code,ds:data,es:datastartprocnearmovax,datamovds,axmoves,axmovsi,offsetSourcemovdi,offsetTargetmovcx,256repmovsbjmp$codeendsendstartS2b.asm；将AX拆为三个BCD码,并存入Result开始的三个单元。设置块的源地址设置块的目标地址设置移动长度从源地址取数保存到目标地址中源地址加1目标地址加1是否移动完结束是否伟福Lab6000单片机仿真实验系统自动检测®dat