3-1 实验装置的简介
3-2 接口装置的检测
3-3 硬件设计安装及调试
3-4 硬件实验的注意事项片头 目录第三章 软件设计基础
本章主要学习硬件实验环境及硬件实验的基本调试方法。
3-1 TD-PIT实验装置简介实验装置的作用：为 32位微机原理和微机接口技术应用分别提供了 实验平台,同时为防止因实验装置和调试引起的故障而损坏主机,起 保护隔离 作用 。
一,装置的构成及特点装置分两个部分,● 32位微机原理实验部分
● 微机接口技术应用部分
1,32位微机原理实验部分 实验平台由一组支持在
80386,奔腾及其以上 PC微机上的编程及调试工具组成 。 用户可以通过该调试工具进行 32位微机保护模式下的 80x86实验程序的编制,运行及调试 。
2,微机接口技术应用部分分为 基本接口 和高级接口两部分
（ 1）基本接口实验平台实验装置经 PCI总线扩展卡及转接逻辑 为用户提供了一个仿真 ISA接口,用户可以应用该接口学习常用接口芯片的编程及应用,在基本接口单元中,
装置提供了各种常用外围接口及其控制应用部件,
如 定时 /计数器 8254,并口 8255,串口 16550,静态存储器 6264,闪存 29256,AD574,DA0832,键盘输入及 LEO显示,二进制开关输入及发光管显示,
电机及温控单元电路 。
（ 2）高级接口实验平台实验装置提供了全开放的简化 PCI总线接口,ADD
－ ON总线接口及 CPLD实验单元,使用户可以直接针对 PCI总线完成特定应用需要的接口设计 。
二,装置的结构实验装置上的电路单元主要分两部分：
● 系统总线单元电路 和 扩展接口电路,实验装置结构图如图 2－ 1所示：
图 2－ 1 TD－ PIT硬件实验装置结构图
1．系统总线单元电路
（ 1） ADD－ ON总线接口单元此单元位于实验装置最上方 。 提供实验用 PCI总线扩展卡与 TD－ PIT实验装置的连接接口 。 装置提供的
ADD－ ON总线信号如表 2－ 1所示 。
（ 2） ADD－ ON总线单元提供所有的 ADD－ ON总线信号 。
（ 3） 仿真 ISA接口单元该单元提供的 仿真 ISA接口信号如表 2－ 2所示 。
表 2－ 1 装置提供的 ADD－ ON总线接口信号表 2－ 2（ a） 装置提供仿真 ISA接口信号表 2－ 2（ b） 片选信号选择范围
获取实验用 PCI总线扩展卡分配的 地址空间
(查询资源分配 ):
进入 WIN DOWS→,我的电脑,右击 → 选,资源管理器,→ 双击,控制面版,→ 双击,系统,→ 选,设备管理,→ 双击,唐都仪器,→ 双击,TD-PIT实验系统,→ 选,资源,→ 显示资源列表,中断请求 09
内存范围 E9000000～ E900FFFF
输入 /输出范围 B000～ B03F 中断实验使用的 I/O空间输入 /输出范围 B400 ～ B43F
输入 /输出范围 B800 ～ B8FF 实验使用的 I/O空间输入 /输出范围 BC00 ～ BC3F
本系统 I/O实验使用 PCI板卡申请的第三个 I/O空间,即,B800 ～ B8FF
PCI中断实验使用 PCI板卡申请的第一个
I/O空间,即,B000～ B03F
中断请求,IRQ9
2．基本接口实验单元电路三、基本接口实验单元电路下面重点介绍基本实验单元电路 。
1,8254定时 /计数器实验单元
8254定时 /计数器实验单元由 8254芯片组成,其线路图如图 3－ 2－ 1示 。
2,8255并行接口实验单元
8255并行接口实验单元由 8255芯片组成,其线路图如图 3－ 2－ 2示 。
3,16550串行接口实验单元该单元由一片 16550构成,并配有标准 RS－ 232C
串行通讯接口 。 其线路图如图 3－ 2－ 3示 。
4,574A/D转换实验单元
A/D转换实验单元由 ADC574芯片及电位器电路组成,其线路如图 3－ 2－ 4所示 。
5,0832D/A转换实验单元
D/A转换实验单元由 DAC0832芯片和 LM324芯片构成,其线路如图 3－ 2－ 5所示 。
6,存储器扩展实验单元该单元由 SRAM6264芯片和 FLASH ROM芯片构成,其电路原理图如图 3－ 2－ 6示 。
7,键盘及 LED显示实验单元电路该单元由 4个共阴数码块,2行 4列键盘和 LED驱动器电路构成,其线路图如图 3－ 2－ 7所示 。
8．电子发声实验单元电子发声实验单元由一只蜂鸣器和驱动电路构成,
其线路如图 3－ 2－ 8所示 。
9,电机控制实验单元电机控制实验单元由 ULN2803电机接口芯片,一台四相八拍步进电机,一台 DC12V直流电机及霍尔测速电路构成,其线路如图 3－ 2－ 9所示 。
10,微型温度控制单元由 7810芯片产生＋ 10V的稳定电压和一个 51欧的电阻构成回路 。 其线路图如图 3－ 2－ 10所示 。
11,CPLD单元（ PLD UNIT）
此单元位于实验板左中部,单元中装有一片大规模可编程逻辑器件 （ Lattice公司的 isplsi1032） 其管脚全部由排针引出 。
12,CPLD下载单元 （ PC DRIVER）
此单元位于实验板左部,芯片编程时,用专用电缆将 PC机并口连至 PC－ PORT排针,而将 E－ PLD排针连至 PLD UNIT单元的 EPLD单元相应排针即可 。
13,开关及发光二极管显示灯单元 （ SW－ LED UNI)
此单元位于实验板左下部,包括十六组拨动开关及
14．单脉冲触发单元（ KK UNIT）
显示灯,用来指示逻辑电平,其电路原理如图
3－ 2－ 11示 。 注意：当显示灯亮时表示逻辑低电平,灭时表示逻辑高电平 。
15,包括两个单脉冲触发器,由 74LS00芯片和微动开关等构成两路 R－ S触发器 。 单脉冲输出分上跳和下跳,分别以,＋,和,－,表示,其输出
KK1’和
KK2’是未经过消抖电路的输出端 。
电路如图 3－ 2－ 12示 。
16．信号源单元（ SIGNAL UNIT）
信号源单元位于实验线路板左下方,其电路原理如图 3－ 2－ 13示 。
17,转接母线此单元由 10组排针引线,圆孔单股导线插座组成,
用于将排针形式的电路引脚和单股导线形式的引脚相互转换 。 从而为各实验单元的相互配合使用提供方便 。
回章首
3-2 接口装置的检测一．测工具及环境,
l 示波器 ——运行检测程序后，测试各点信号。
l 万用表 (凭学生证可借万用表 )——静态测量通与
断。
l 实 DOS环境 —只有在 实 DOS环境下测试的波形才
是正确的,若发现波形不正常,则应 重新启动系统,
二．检测程序 (只有输入指令；参见 P101)：
主程序段,
agn,mov dx,0b860h
in al,dx
loop $
mov ah,0bh ; 11号功能调用
int 21h ; 检查键盘有无键入
cmp al,0 ;AL=FFH,有键入； AL=00,无键入
jz agn
ret说明：
1．在示波器上要能观察到插件板上各点信号的波形,必须执行循环程序 。
2．执行无控制的循环程序，无法退出循环（,死循环,）。
3,采用系统 11号功能调用以控制退出循环 （ 11号功能调用：检查键盘有无键入 AL=FFH 有键入；
AL=00 无键入）。
4．可以使用上述,EXE形式 ;也可以使用,COM形式 ;,COM文件必需以 INT 20H结束。,COM文件的形成参考 P19.
三．各种信号的波形,
* 一般使用示波器的 ch1接译码输出,ch2接其他信号，使用同步方法便于观察。 观察选通时刻电平正确与否,
* 检查 +5V和 GND是否接通。
1,译码输出 IOY3(60H-7FH)的信号,
执行 IN指令，由 I/O时序可知,地址信号有效，经译码产生该信号。
2,地址 XA0--XA4的信号,
低 5位地址为 0。
3,读 XIOR的信号,
执行 IN指令，由 I/O时序可知,IOR信号有效。
4,数据线 XD0――XD7 的信号,
对应选通状态时，数据为 0。
四．若检测程序修改为,(只有输出指令 )
6,写 XIOW的信号,
未执行 OUT指令，所以无写信号。
主程序段,
agn,mov al,0fh
mov dx,0b867h
out dx,al
Loop $
mov ah,0bh
int 21h
cmp al,0
jz agn
五．各种信号的波形：
1,译码输出 IOY3的信号,
执行 OUT指令，地址信号有效，经译码产生该信号。
2,XA0—XA2的信号：
低 3位地址 为 1。
3,XA3—XA4的信号：
XA3—XA4二 位地址 为 0。
4,数据线 XD4――XD7 的信号,
对应选通状态时，高 4位数据 为 0。
数据线 XD0――XD 的信号,
对应选通状态时，低 4位数据 为 1。
5,写 XIOW的信号,
执行 OUT指令,IOW信号有效。
6,读 XIOR的信号,
未执行 IN指令，所以无读信号。
注意,一定要在程序结束后,关装置电源,否则出现不正常结束,使接口装置处于不正常状态 (总线信号不正常 )。
回章首
3-3 硬件设计、安装、调试一．设计电路及控制程序 —— 图中需标注引脚 。
二．安装 电路 ——和数字电路要求相似。
三．电路调试：
静态测试 ——检测 +5V和 GND是否接通，特别注意是否短路。
动态测试 ——运行程序，检测主要检测点波形。如,244
的 G端是否有选通信号。
四．测试结果 ——观察输入／输出是否与设置一致。
五．总结撰写实验报告。
3-4 硬件实验注意事项
1．高电平与低电平输入 ——低电平输入可直接接地；而高电平应由 ＋ 5V加限流电阻方能输入。
因为超大规模电路为 CMOS,应防止静电感应太大而损坏器件。
2．微机中悬空并非为高电平 ——对 TTL是正确的，对 CMOS
不正确（因为感应而使得状态不确定） ——所有输入引脚都应有确定状态,可用示波器监视其状态。
3,对应选通状态时，测试的所有信号应为 0或 1——
若非 0非 1，则为不确定状态，是错误的。
4.二极管 LED的正确使用 ——检测好坏时，也应加限流电阻。
5.其他和数字电路相同，如所有 输出端不能直接接地或接＋ 5V。
6.实验中必须注意安全,硬件实验时千万别将裸导线落入实验装置中,以免烧坏实验装置,若计算机或仪器 异常,应立即 关机 或切断室内总电源,并及时报告值班人员和指导教师，并将故障记录在登记本上，经指导教师检查后，方能更换（一组）仪器 。
7．每个大实验完成后应请指导教师检查登记，每次实验后注意 关断电源，整理好所用仪器及联接导线
(12根 )，归还万用表,清理好桌面,并登记仪器使用情况后方能离开实验室 。
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3-2 接口装置的检测
3-3 硬件设计安装及调试
3-4 硬件实验的注意事项片头 目录第三章 软件设计基础
本章主要学习硬件实验环境及硬件实验的基本调试方法。
3-1 TD-PIT实验装置简介实验装置的作用：为 32位微机原理和微机接口技术应用分别提供了 实验平台,同时为防止因实验装置和调试引起的故障而损坏主机,起 保护隔离 作用 。
一,装置的构成及特点装置分两个部分,● 32位微机原理实验部分
● 微机接口技术应用部分
1,32位微机原理实验部分 实验平台由一组支持在
80386,奔腾及其以上 PC微机上的编程及调试工具组成 。 用户可以通过该调试工具进行 32位微机保护模式下的 80x86实验程序的编制,运行及调试 。
2,微机接口技术应用部分分为 基本接口 和高级接口两部分
（ 1）基本接口实验平台实验装置经 PCI总线扩展卡及转接逻辑 为用户提供了一个仿真 ISA接口,用户可以应用该接口学习常用接口芯片的编程及应用,在基本接口单元中,
装置提供了各种常用外围接口及其控制应用部件,
如 定时 /计数器 8254,并口 8255,串口 16550,静态存储器 6264,闪存 29256,AD574,DA0832,键盘输入及 LEO显示,二进制开关输入及发光管显示,
电机及温控单元电路 。
（ 2）高级接口实验平台实验装置提供了全开放的简化 PCI总线接口,ADD
－ ON总线接口及 CPLD实验单元,使用户可以直接针对 PCI总线完成特定应用需要的接口设计 。
二,装置的结构实验装置上的电路单元主要分两部分：
● 系统总线单元电路 和 扩展接口电路,实验装置结构图如图 2－ 1所示：
图 2－ 1 TD－ PIT硬件实验装置结构图
1．系统总线单元电路
（ 1） ADD－ ON总线接口单元此单元位于实验装置最上方 。 提供实验用 PCI总线扩展卡与 TD－ PIT实验装置的连接接口 。 装置提供的
ADD－ ON总线信号如表 2－ 1所示 。
（ 2） ADD－ ON总线单元提供所有的 ADD－ ON总线信号 。
（ 3） 仿真 ISA接口单元该单元提供的 仿真 ISA接口信号如表 2－ 2所示 。
表 2－ 1 装置提供的 ADD－ ON总线接口信号表 2－ 2（ a） 装置提供仿真 ISA接口信号表 2－ 2（ b） 片选信号选择范围
获取实验用 PCI总线扩展卡分配的 地址空间
(查询资源分配 ):
进入 WIN DOWS→,我的电脑,右击 → 选,资源管理器,→ 双击,控制面版,→ 双击,系统,→ 选,设备管理,→ 双击,唐都仪器,→ 双击,TD-PIT实验系统,→ 选,资源,→ 显示资源列表,中断请求 09
内存范围 E9000000～ E900FFFF
输入 /输出范围 B000～ B03F 中断实验使用的 I/O空间输入 /输出范围 B400 ～ B43F
输入 /输出范围 B800 ～ B8FF 实验使用的 I/O空间输入 /输出范围 BC00 ～ BC3F
本系统 I/O实验使用 PCI板卡申请的第三个 I/O空间,即,B800 ～ B8FF
PCI中断实验使用 PCI板卡申请的第一个
I/O空间,即,B000～ B03F
中断请求,IRQ9
2．基本接口实验单元电路三、基本接口实验单元电路下面重点介绍基本实验单元电路 。
1,8254定时 /计数器实验单元
8254定时 /计数器实验单元由 8254芯片组成,其线路图如图 3－ 2－ 1示 。
2,8255并行接口实验单元
8255并行接口实验单元由 8255芯片组成,其线路图如图 3－ 2－ 2示 。
3,16550串行接口实验单元该单元由一片 16550构成,并配有标准 RS－ 232C
串行通讯接口 。 其线路图如图 3－ 2－ 3示 。
4,574A/D转换实验单元
A/D转换实验单元由 ADC574芯片及电位器电路组成,其线路如图 3－ 2－ 4所示 。
5,0832D/A转换实验单元
D/A转换实验单元由 DAC0832芯片和 LM324芯片构成,其线路如图 3－ 2－ 5所示 。
6,存储器扩展实验单元该单元由 SRAM6264芯片和 FLASH ROM芯片构成,其电路原理图如图 3－ 2－ 6示 。
7,键盘及 LED显示实验单元电路该单元由 4个共阴数码块,2行 4列键盘和 LED驱动器电路构成,其线路图如图 3－ 2－ 7所示 。
8．电子发声实验单元电子发声实验单元由一只蜂鸣器和驱动电路构成,
其线路如图 3－ 2－ 8所示 。
9,电机控制实验单元电机控制实验单元由 ULN2803电机接口芯片,一台四相八拍步进电机,一台 DC12V直流电机及霍尔测速电路构成,其线路如图 3－ 2－ 9所示 。
10,微型温度控制单元由 7810芯片产生＋ 10V的稳定电压和一个 51欧的电阻构成回路 。 其线路图如图 3－ 2－ 10所示 。
11,CPLD单元（ PLD UNIT）
此单元位于实验板左中部,单元中装有一片大规模可编程逻辑器件 （ Lattice公司的 isplsi1032） 其管脚全部由排针引出 。
12,CPLD下载单元 （ PC DRIVER）
此单元位于实验板左部,芯片编程时,用专用电缆将 PC机并口连至 PC－ PORT排针,而将 E－ PLD排针连至 PLD UNIT单元的 EPLD单元相应排针即可 。
13,开关及发光二极管显示灯单元 （ SW－ LED UNI)
此单元位于实验板左下部,包括十六组拨动开关及
14．单脉冲触发单元（ KK UNIT）
显示灯,用来指示逻辑电平,其电路原理如图
3－ 2－ 11示 。 注意：当显示灯亮时表示逻辑低电平,灭时表示逻辑高电平 。
15,包括两个单脉冲触发器,由 74LS00芯片和微动开关等构成两路 R－ S触发器 。 单脉冲输出分上跳和下跳,分别以,＋,和,－,表示,其输出
KK1’和
KK2’是未经过消抖电路的输出端 。
电路如图 3－ 2－ 12示 。
16．信号源单元（ SIGNAL UNIT）
信号源单元位于实验线路板左下方,其电路原理如图 3－ 2－ 13示 。
17,转接母线此单元由 10组排针引线,圆孔单股导线插座组成,
用于将排针形式的电路引脚和单股导线形式的引脚相互转换 。 从而为各实验单元的相互配合使用提供方便 。
回章首
3-2 接口装置的检测一．测工具及环境,
l 示波器 ——运行检测程序后，测试各点信号。
l 万用表 (凭学生证可借万用表 )——静态测量通与
断。
l 实 DOS环境 —只有在 实 DOS环境下测试的波形才
是正确的,若发现波形不正常,则应 重新启动系统,
二．检测程序 (只有输入指令；参见 P101)：
主程序段,
agn,mov dx,0b860h
in al,dx
loop $
mov ah,0bh ; 11号功能调用
int 21h ; 检查键盘有无键入
cmp al,0 ;AL=FFH,有键入； AL=00,无键入
jz agn
ret说明：
1．在示波器上要能观察到插件板上各点信号的波形,必须执行循环程序 。
2．执行无控制的循环程序，无法退出循环（,死循环,）。
3,采用系统 11号功能调用以控制退出循环 （ 11号功能调用：检查键盘有无键入 AL=FFH 有键入；
AL=00 无键入）。
4．可以使用上述,EXE形式 ;也可以使用,COM形式 ;,COM文件必需以 INT 20H结束。,COM文件的形成参考 P19.
三．各种信号的波形,
* 一般使用示波器的 ch1接译码输出,ch2接其他信号，使用同步方法便于观察。 观察选通时刻电平正确与否,
* 检查 +5V和 GND是否接通。
1,译码输出 IOY3(60H-7FH)的信号,
执行 IN指令，由 I/O时序可知,地址信号有效，经译码产生该信号。
2,地址 XA0--XA4的信号,
低 5位地址为 0。
3,读 XIOR的信号,
执行 IN指令，由 I/O时序可知,IOR信号有效。
4,数据线 XD0――XD7 的信号,
对应选通状态时，数据为 0。
四．若检测程序修改为,(只有输出指令 )
6,写 XIOW的信号,
未执行 OUT指令，所以无写信号。
主程序段,
agn,mov al,0fh
mov dx,0b867h
out dx,al
Loop $
mov ah,0bh
int 21h
cmp al,0
jz agn
五．各种信号的波形：
1,译码输出 IOY3的信号,
执行 OUT指令，地址信号有效，经译码产生该信号。
2,XA0—XA2的信号：
低 3位地址 为 1。
3,XA3—XA4的信号：
XA3—XA4二 位地址 为 0。
4,数据线 XD4――XD7 的信号,
对应选通状态时，高 4位数据 为 0。
数据线 XD0――XD 的信号,
对应选通状态时，低 4位数据 为 1。
5,写 XIOW的信号,
执行 OUT指令,IOW信号有效。
6,读 XIOR的信号,
未执行 IN指令，所以无读信号。
注意,一定要在程序结束后,关装置电源,否则出现不正常结束,使接口装置处于不正常状态 (总线信号不正常 )。
回章首
3-3 硬件设计、安装、调试一．设计电路及控制程序 —— 图中需标注引脚 。
二．安装 电路 ——和数字电路要求相似。
三．电路调试：
静态测试 ——检测 +5V和 GND是否接通，特别注意是否短路。
动态测试 ——运行程序，检测主要检测点波形。如,244
的 G端是否有选通信号。
四．测试结果 ——观察输入／输出是否与设置一致。
五．总结撰写实验报告。
3-4 硬件实验注意事项
1．高电平与低电平输入 ——低电平输入可直接接地；而高电平应由 ＋ 5V加限流电阻方能输入。
因为超大规模电路为 CMOS,应防止静电感应太大而损坏器件。
2．微机中悬空并非为高电平 ——对 TTL是正确的，对 CMOS
不正确（因为感应而使得状态不确定） ——所有输入引脚都应有确定状态,可用示波器监视其状态。
3,对应选通状态时，测试的所有信号应为 0或 1——
若非 0非 1，则为不确定状态，是错误的。
4.二极管 LED的正确使用 ——检测好坏时，也应加限流电阻。
5.其他和数字电路相同，如所有 输出端不能直接接地或接＋ 5V。
6.实验中必须注意安全,硬件实验时千万别将裸导线落入实验装置中,以免烧坏实验装置,若计算机或仪器 异常,应立即 关机 或切断室内总电源,并及时报告值班人员和指导教师，并将故障记录在登记本上，经指导教师检查后，方能更换（一组）仪器 。
7．每个大实验完成后应请指导教师检查登记，每次实验后注意 关断电源，整理好所用仪器及联接导线
(12根 )，归还万用表,清理好桌面,并登记仪器使用情况后方能离开实验室 。
回章首目录本章结束
