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1、微机接口与通信实验手册第 1 页 共 9 页第一章第一章 TD-PITTD-PIT 实验系统简介实验系统简介TD-PIT 实验系统为 32 位微机原理与接口技术提供了实验平台。系统通过 PCI 总线扩展卡及转换逻辑为用户提供了一个仿真 ISA 总线接口，接口实验所 需的总线信号均取自这个 ISA 总线接口。同时实验系统还提供了许多电路单元， 为做相关实验搭建了硬件平台。这里主要介绍和实验相关的电路单元硬件构成、 信号关系及工具软件平台。一一 仿真仿真 ISAISA 总线信号关系总线信号关系 在TD-PIT 实验箱上引接出来的仿真 ISA 总线信号关系见表 1。信号名称信号名称含义含义XD0XD
2、3132 位数据总线信号XA2-XA2322 位地址总线信号XMER、XMEW、XIOR、XIOW存储器读写信号、I/O 读写信号IOY0、IOY1、IOY2、IOY3I/O 空间段片选信号MY0、MY1、MY2、MY3存储器空间段片选信号BE0、BE1、BE2、BE332 位数据字节使能信号HOLD、HLDA总线请求与总线应答信号M/IO存储器/输入输出总线周期指示信号，IO 周期时信号为低电平INTR中断请求信号（上升沿有效）CLK系统时钟信号=1.041667MHzPCLK扩展时钟信号=1.8432MHzRST、RST#系统复位信号 表 1 总线信号关系说明其中，PC 机分配给用户的 I
3、/O 口的实际地址值是 I/O 片选空间段（IOY0IOY3）的起 始地址值与译码单元偏移量地址值之和。二二 基本输入输出单元电路基本输入输出单元电路 该电路由 A 组和 B 组两组完全相同的电路构成，其中 A 组电路结构见图 1。电路由 8 路 3 态缓冲器 74LS245 用于 I/O 输入和 8 路锁存器 74LS374 用于 I/O 输出。三三 地址译码单元电路地址译码单元电路 电路结构见图 2，逻辑关系见表 2 C B A Y0 0 0 Y0=00 0 1 Y1=0 1 1 0 Y6=01 1 1 Y7=0 表 2 74LS138 输入输出逻辑关系微机接口与通信实验手册第 2 页 共
4、 9 页图 1 基本输入输出电路图 2 地址译码单元电路三三 键盘及数码管显示单元电路（显示部分）键盘及数码管显示单元电路（显示部分）电路结构见图 3。LED 为共阴极显示管，即 X1 接地时最左边的数码 管工作。图 3 键盘及数码管显示单元电路（显示部分）微机接口与通信实验手册第 3 页 共 9 页四四 TD-PITTD-PIT 工具软件工具软件 为了能方便用户在 Windows XP 下编辑、编译和运行用户的应用软件，实验 系统还提供了 PIT 工具软件操作平台，图 4 是 PIT 软件启动后的界面图。图 4 PIT 运行窗口PIT工具软件允许用户使用汇编语言和 C 语言来实施编程。在编制
5、用户应用 程序前需先选定语种（见图 5） 。不管使用何种语言，应用软件均需经过编辑、 编译、连接、运行这 4 个过程的处理（见图 6） 。 在 Windows XP（即 CPU 处于保护模式）下，PC 机的硬件资源均被操作系统 统一管理，用户不能直接控制机内接口，而汇编语言和 C 语言又都要求运行在 实地址模式下直接控制机内接口，因此，在应用程序运行时，PIT 将会把此时 的 CPU 工作模式从保护模式下转换到实地址模式，待应用程序运行完毕后又将 CPU 工作模式从实地址模式转换到保护模式。在转换期间，屏幕上会出现实地 址模式的显示窗口。 由于实验系统使用了 PCI 扩展卡，为此 PC 机分配
6、给用户的 I/O 口地址应该 是 I/O 端口片选的起始地址加上电路译码的偏移地址。其中片选起始地址可以 用 PIT 端口资源工具去获取（见图 7） ，而电路译码的偏移地址和 ISA 总线地址 分配关系一致，即由用户自己设计决定。微机接口与通信实验手册第 4 页 共 9 页图 5 选择编程语言图 6 编译菜单微机接口与通信实验手册第 5 页 共 9 页图 7 查看片选起始地址第第 2 2 章章 实验一实验一 基本基本 I/OI/O 接口电路设计接口电路设计1 1实验目的实验目的 (1).掌握基本 I/O 接口电路的设计方法，学习译码电路的设计及显示驱动电 路的设计应用。(2).掌握应用 C 语
7、言进行 I/O 操作的程序设计的方法步骤。2.2. 实验设备实验设备 PC 微机一台、TD-PIT+实验系统一套。3.3.实验内容实验内容 用译码器设计译码电路，使 I/O 口偏移地址为 04H。利用锁存器连接 系统总线，扩接 LED 数码显示电路。编程在显示器上显示数字（0-9） ，且 每个数字显示 1 秒左右。验证控制程序的控制结果。4.4.实验原理实验原理图 8 是显示数字的实验电路参考图。图中使用 74LS138 译码器进行口 地址译码，当 G2A=0，G2B=0，G1=1 时译码器被选通，其中 IO/M 在 PC 机 I/O 读 写周期时为低电平；且在 C，B，A 为 0，0，1 时
8、 Y1 被选中，其中 （XA4，XA3，XA2）与 C，B，A 相接，即当 PC 机向端口（IOY0+04H）输出数据 时 Y1 有效且 XIOW 也有效，使锁存器 74LS374 从系统总线的数据线（XD0-XD7） 上锁存 PC 机送来的数据并输出至数码显示器。微机接口与通信实验手册第 6 页 共 9 页图 8 基本 I/O 接口电路实验参考图显示1数字并保持 1 秒的参考程序如下： #include /包含 outp()函数定义的头文件 void delay(int time); #define IOY0 0xc800 /通过 PIT 的端口资源工具查得的片选起始地址 值 #define
9、 port IOY0+0x04 void main()int i;outp(port,0x06); /显示1的输出数据delay(100); outp(port,0x00); /清除显示 void delay(int time)int i;long j;for(i=0;i=time;+i)for(j=0;j=0x400000;j+) return; 微机接口与通信实验手册第 7 页 共 9 页5.5.实验步骤实验步骤 (1) 确认实验系统与 PC 机的连线已接通。 (2) 连接实验电路（见图 8） 。 (3) 运用 PIT 端口资源工具（CHECK 程序） ，查看 I/O 片选端口始地址。 (
10、4) 编程并编译、链接。 (5) 运行程序，观察 LED 显示是否正确。第第 3 3 章章 实验二实验二 电子发声系统设计电子发声系统设计1.1. 实验目的实验目的 (1). 掌握 8254 接口电路的连接方法，懂得分频数据对发生频率的影响。(2). 掌握应用 C 语言控制 8254 使扬声器发声的程序设计的方法步骤。2.2. 实验设备实验设备 PC 微机一台、TD-PIT+实验系统一套。3.3. 实验内容实验内容 连接电子发声电路，根据实验提供的音乐频率表和时间表，编程控制 8254，使其输出并驱动扬声器发出相应的乐曲。编程演奏友谊地久天长 。4.4. 实验说明实验说明 一个音符对应一个频率
11、, 音符与频率的对照关系见表 3。将一段乐曲的音 符的对应频率方波依次送到扬声器就可发出该乐曲的声音。利用 8254 的方式 3（方波发生器） ，产生对应频率的方波，计算 8254 初始化初值为：初值=输入时钟输出频率若输入时钟为 CLK 信号，则其时钟为 1.041667MHz。 对于每个音符的演奏时间，可以用软件延时来处理。通常首先确定单位延 时时间，然后确定每个音符需要演奏几个延时时间。下面给出了乐曲友谊地 久天长的频率和延时时间数据（见附 1） 。频率表是将曲中的音符所对应的频 率初值依次记录下来的（B 调、四分之二拍） ；时间表是将各个音符发音的相对 时间记录下来的（由曲中节拍得出）
12、 。 图 9 是电子发声系统硬件连接图。微机接口与通信实验手册第 8 页 共 9 页表 3-1 音符与频率的对照关系（低 8 度） （单位：Hz） 音符-1234567 音调 A221248278294330371416 B248278312330371416467表 3-2 音符与频率的对照关系（中 8 度） （单位：Hz） 音符-1234567 音调 A441495556589661742833 B495556624661742833935表 3-3 音符与频率的对照关系（高 8 度） （单位：Hz） 音符-1234567 音调 A88299011121178132214841665 B9
13、90111212481322148416651869附附 1 1 友谊地久天长友谊地久天长的频率和延时时间数据的频率和延时时间数据 int FREQ=371,495,495,495,624,556,495,556,624,495,495,624,742,833, 833,833,742,624,624,495,556,495,556,624,495,416,416,371, 495,833,742,624,624,495,556,495,556,833,742,624,624,742, 833,990,742,624,624,495,556,495,556,624,495,416,416,37
14、1, 495; int TIME=4,6,2,4,4,6,2,4,4,6,2,4,4,12,1,3,6,2,4,4,6,2,4,4,6,2,4,4, 12,4,6,2,4,4,6,2,4,4,6,2,4,4,12,4,6,2,4,4,6,2,4,4,6,2,4, 4,12;图 9 电子发声系统硬件连接图微机接口与通信实验手册第 9 页 共 9 页5.5. 实验步骤实验步骤 (1) 确认实验系统与 PC 机的连线已接通。 (2) 连接实验电路（见图 9） 。 (6) 运用 PIT 端口资源工具（CHECK 程序） ，查看 I/O 片选端口始地址。 (7) 编程并编译、链接。 (8) 运行程序，听扬声器发音是否正确。
