微机原理与接口技术、单片机原理及应用实验指导书
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实验箱使用说明

使用实验箱之前要对系统的资源分配有一定了解,所以在使用本实验箱前一定要了解微机系统和单片机系统的资源分配,以便更好地理解和掌握各个实验。

一、8086单元

1. 微处理器:8086。

2. 时钟频率:6MHz。

3. 存储器:

6264 系统RAM,地址范围0~3FFFH,奇地址有效

6264 系统RAM,地址范围0~3FFFH,偶地址有效

27C64 系统ROM,地址范围FC000~FFFFFH,奇地址有效

27C256 系统ROM,地址范围FC000~FFFFFH,偶地址有效

4. 系统资源分配。

系统采用可编程逻辑器件(CPLD)EPM7128做地址的编译码工作,可通过芯片的JTAG接口与PC机相连,对芯片进行编程可完成系统器件,如监控程序存储器、用户程序存储器、数据存储器、系统显示控制器、系统串行通讯通信控制器等的地址译码功能,同时也由部分地址单元经译码后输出(插孔CS0~CS5)给用户使用,它们的地址固定,用户不可改变。具体的对应关系见下表。

(1)地址分配表:

CS0 片选信号,地址04A0~04AF 偶地址有效

CS1 片选信号,地址04B0~04BF 偶地址有效

CS2 片选信号,地址04C0~04CF 偶地址有效CS3 片选信号,地址04D0~04DF 偶地址有效

CS4 片选信号,地址04E0~04EF 偶地址有效CS5 片选信号,地址04F0~04FF 偶地址有效

CS6 片选信号,地址0000~01FF 偶地址有效

CS7 片选信号,地址0200~03FF 偶地址有效

8250 片选信号,地址:0480~048F,偶地址有效

8279 片选信号,地址:0490~049F,偶地址有效

(2)硬件实验说明:所有实验程序的起始地址为01100H,CS=0100H,IP=0100H,代码段、数据段、堆栈段在同一个64K的地址空间中。

二、单片机单元

1. 微处理器:i80c31,它的P1口、P3口皆对用户开放,供用户使用。

2. 时钟频率:6.0MHz。

3. 存储器:程序存储器与数据存储器统一编址,最多可达64KB,板载ROM(监控程序27C256)12KB;RAM1(程序存储器6264)8KB供用户下载实验程序,可扩展达32KB;RAM2(数据存储器6264)8KB供用户程序使用,可扩展达32KB(RAM程序存储器与数据存储器不可同时扩至32KB,具体与厂家联系)。在程序存储器中,0000H~2FFFH为监控程序存储器区,用户不可用,4000H~5FFFH为用户实验程序存储区,供用户下载实验程序。数据存储器的范围为:6000H~7FFFH,供用户实验程序使用。

注意

因用户实验程序区位于4000H~5FFFH,用户在编写实验程序时要注意,程序的起始地址应为4000H,所用的中断入口地址均应在原地址的基础上,再加上4000H。例如:外部中断0的原中断入口为0003H,用户实验程序的外部中断0的中断程序入口为4003H,其他类推,中断程序及响应程序入口如表0-1所示。

表0-1 中断程序入口地址及响应程序入口地址

4. 资源分配:系统采用可编程逻辑器件(CPLD)EPM7128做地址的编译码工作,可通过芯片的JTAG接口与PC机相连,对芯片进行编程,可完成系统器件,如监控程序存储器、用户程序存储器、数据存储器、系统显示控制器、系统串行通讯通信控制器等的地址译码功能。插孔(CS0~CS5)给用户使用,他们的地址固定,用户不可改变。具体的对应关系见表0-2。

表0-2 系统资源分配表

注:性质栏中,带“*”的系统地址用户既不可用,也不可改;其他系统地址用户可用,但不可改。

三、系统电源

系统的电源提供了以下两种解决方案。

1. 利用PC的电源,可省去电源的费用,只需从PC内引出一组电源线,从CPU板的+5V、+12V、-12V电源插座中引入。电源具有短路保护的功能。

2. 外接开关电源,内置在实验箱里。

四、整机测试

当系统上电后,数码管显示,TX发光二极管闪烁,若没有运行系统,软件与上位机(PC)连接3秒后数码管显示P_,若与上位机连接则显示C_。此时系统监控单元(27C256),通讯单元(8250、MAX232)、显示单元(8279、75451、74LS244)、系统总线、系统CPLD正常。若异常按以下步骤排除。

1. 按复位按键使系统复位,测试各芯片是否复位。

2. 断电检查单片机及实验箱上各单元电路芯片是否正确且接触良好。

3. 上电用示波器观察芯片片选及数据总线信号是否正常。

4. 在联机状态下,若复位后RX、TX发光二极管闪烁,则显示不正常,检查8279时钟信号,断电调换显示芯片;若复位后TX、RX发光二极管不闪烁,但显示正常,检查8250晶振信号,断电调换通讯单元芯片。若故障还没排除与厂家联系。

五、CPU模块及模块测试

1. 8086CPU模块

8086CPU模块为自带监控程序的CPU模块,使用配套开发软件即可实现开发功能,无需另外配置仿真器。此时CPU挂箱上的IC4(27C256)和模块上的2764为系统的监控程序,不对用户开放。

8086的复位信号由8284提供,受8284的RES输入脚的控制。该输入脚与挂箱上的RESET电路相连。8086的HOLD、HOLDA、INTA、NMI、INT引脚分别对应于模块上相应的插孔。8086CPU部分的原理图如图0-1所示。

图0-1 8086CPU部分原理图

8086CPU模块的监控程序由两部分组成。挂箱上的2764为监控程序的奇地址单元,27C256为监控程序的偶地址单元。数据存储器RAM也与此相类似,6264为奇地址单元,62256为偶地址单元。

模块的测试方法:将8086CPU模块正确地放在CPU挂箱上的CPU插槽中,系统上电后按下RESET键,几秒钟之后如显示“P_”,说明系统复位及监控运行正常。在PC上打开8086调试程序,同时按下RESET键,几秒种后如显示“C_”,说明与PC通讯正常。

2. 80C31CPU模块

80C31CPU模块为自带监控程序的CPU模块,使用配套开发软件即可实现开发功能,无需另外配置仿真器。此时CPU挂箱上的27C256为系统的监控程序,不对用户开放。

80C31模块的P1口和P3口对用户开放,P1口对应于模块上的P10~P17插孔,P3口对应于RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1、WR、RD插孔(注意:由于监控程序必须使用RD、WR信号,故这两个引脚不能作为第一功能使用)。

模块的测试方法:将8031CPU模块正确地放在CPU挂箱上的CPUC槽内,系统上电后按下挂箱上的RESET键,几秒钟之后如显示“P_”,说明系统复位及监控运行正常。在PC上打开MCS51调试程序,同时按下RESET键,几秒种后如显示“C_”,说明与PC通讯正常。