《微机原理与接口技术》实验教程.docx

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《微机原理与接口技术》实验教程

微机原理与接口技术

实验教程

浙江工商大学信电学院

第一章TD-PIT+实验系统构成及特点3

第二章TD-PIT+教学实验环境5

第三章汇编程序的基本结构17

第四章数据显示程序实验（实验一）19

第五章数据传送实验（实验二）22

第六章分支程序设计实验（实验三）23

第七章基本I/O接口电路设计（实验四）25

第八章电子发声系统设计（实验五）27

附录实验报告参考格式29

参考文献29

第一章TD-PIT+实验系统构成及特点

80系列CPU已从8086的16位机发展到现在80586的32/64位机，各大专院校对80系列微机原理与接口技术实验设备性能的要求也在不断提高。

为适应教学实验的发展需要，本

书选用了由西安唐都科教仪器公司开发的32位微机原理与接口技术教学实验系统，该系统

功能强大，为教学实验提供了完善的微机原理的软件实验调试平台和微机接口技术的硬件实验开发平台。

本章将就该实验系统的构成、特点与使用进行介绍。

1.1系统构成

TD—PIT+实验系统由PC主机、实验箱及实验环境工具软件构成，如图1-1所示。

其中，

PC主机箱中安装了一块PCI实验扩展卡，用于连接微机原理与接口技术实验箱，并为实验用户提供一个仿真ISA总线接口；微机原理与接口技术实验箱中备放了许多单元电路，这些

单元电路用于接口技术的各种实验，单元电路的构成和工作原理将在第二章中详细介绍；TD-PIT+实验环境工具软件为用户提供了实验的软件操作平台，通过该平台，用户可以进行实模式和保护模式下的实验程序的编制、运行及调试。

图1-1TD—PIT+实验系统构成图

TD-PIT+实验环境工具软件包括TD-PIT应用平台、TDDEBU调试平台和Windows的WDM开发平台。

其中TD-PIT应用平台可支持基本接口实验和高级接口实验。

通常，基本接口是用实验箱中的仿真ISA总线与实验箱中的常用芯片组成的接口电路，在TD-PIT应用平台上

用户可学习编程控制这个基本接口；高级接口则是用实验箱中开放的用户总线接口ADD-ON

及CPLD实验单元设计接口电路和时序逻辑，通过TD-PIT应用平台的高级应用来实现对接口

的控制。

对于微机原理方面的实验，不用使用实验箱，直接使用TD-PIT应用平台编程就能

进行。

TDDEBU调试平台提供了另一种对实验程序的编制、运行及调试的环境，在该环境下可让用户观察和探测到CPU内的各种资源数据，有利于对用户程序的深入调试。

而Windows

的WDM开发平台则给用户提供了基于保护模式下的接口电路的驱动程序及应用程序的开发环境。

1.2系统功能及特点

1.先进的32位微机原理实验教学平台

系统提供了80x86系列微机的集成操作软件，该操作软件支持对32位微机指令的处理。

可在实模式和保护模式下调试、运行实验程序，通过实验系统的使用，用户可以迅速了解PC机的工作原理和工作过程，迅速掌握基于PC机的编程方法，为微机接口控制程序和

Windows应用程序的开发打下基础。

2.完善的微机接口技术实验教学平台

系统利用PC机上配备的PCI总线控制卡，将总线信号经逻辑转换后生成仿真ISA总线

信号，供基本接口实验使用。

微机原理与接口技术实验箱提供了诸如8259中断控制器、8237DMA控制器、8237定时

/计数器等程控器件，还提供了如74LS374、74LS138、LED数码显示器、直流电机等常用数

字逻辑器件和外围器件，从而全面支持“微机接口技术”和“微机控制技术”的各类实验。

3.提供支持微机高级接口技术实验教学平台

系统选配了PCI总线应用开发平台及CPLD应用开发单元，使用户可以进行各种硬件接口逻辑的设计，从而进行PCI总线扩展和应用开发。

系统选配了USB总线应用开发平台，使用户能迅速掌握USB接口设备的的应用开发。

系统还提供了WindowsVxD和Windows的WD瞅件开发平台及开发示例，使用户能迅

速掌握Windows的设备驱动程序的设计。

4.对实验设计具有良好的开放性，增强学生综合设计能力

实验系统所具有的软件和硬件结构对用户的实验设计具有良好的开放性，大部分实验

的软件设计都可在Windows风格界面下进行，系统总线及各种外围电子器件都能由用户来直接连接操作，从而极大地提高了学生的实际操作能力，避免了单纯验证式实验的弊端。

5.采用排线连接方式，提高了实验效率

在硬件实验中，所有器件的电源均已加载，用户不必考虑器件电源的连接而采用排线

连接方式，连接有关信号线，极大地提高了实验效率和成功率，可把学生的注意力集中到硬

软件设计和调试过程中。

6.高性能稳压开关电源

系统采用了具有抗短路、抗过流的高性能稳压开关电源，使得实验平台和PC机电源隔

离，从而可以避免学生在实验过程中因连线失误而导致的芯片或整机设备的损坏。

第二章

TD-PIT+教学实验环境

在现代PC机系统教学中，多数实验软件教学平台只能支持实模式下的程序设计和程序调试，而不能支持32位微机在保护模式下的程序调试。

TD-PIT+系统提供了保护模式下的

Windows风格的微机原理与接口技术工具软件TD-PIT及在保护模式下支持实模式实验程序

调试与运行的工具软件Tddebug。

这使得用户在实验时的效率大为提高，也给用户带来了方

便。

本章将就TD-PIT+实验系统的软件环境及硬件资源的使用作深入介绍。

2.1TD-PIT+的软件环境及使用

TD-PIT+系统的工具软件主要包括微机原理与接口技术实验工具软件TD-PIT和调试工

具软件Tddebug。

其中，工具软件TD-PIT支持实模式及保护模式下的微机原理实验，也支持基本I/O接口技术和高级I/O接口技术实验；调试工具软件Tddebug支持实模式实验程序的编辑、编译、连接及调试功能，通过它用户可全面窥探80x86微处理器的运行机制。

2.1.1TD-PIT工具软件的使用

1.启动TD-PIT工具软件

在PC主机的桌面上有个TD-PIT的图标，点击该图标就可启动这个工具软件,

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图2-1PIT启动窗口图

工具软件启动后的窗口如图2-1所示。

TD-PIT工具软件提供了“文件”、“查看”、“语言选

择”、“WINDOW应用实验”、和“帮助”菜单。

TD-PIT工具软件支持C语言和汇编语言两种语言来编程。

用户在编程前需通过“语言选择”菜单里的选项事先确定所用语言，如图2-2所示。

编程语言被确定后系统会显示出如

图2-3所示编程操作窗口。

程序设计可在该窗口下进行。

图2-2语言选择菜单图

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图2-3编程操作窗口图

2.编程的基本操作

编程操作窗口包含两个工作区，即位于窗口上半部分的编辑区和位于窗口底部的调试信

息栏区。

在编辑区中用户可以对程序进行编辑和修改。

相关的操作与WOR软件的编辑操作

方法相同。

对于初次创建程序的用户需使用“文件”菜单中的“新建”项，将新建程序文件创建在TD-PIT系统默认的当前文件夹中，如C:

\TangDu\PitP\C。

当用户处于编辑程序操作时软件

窗口上会自动添加一个“编译”菜单（见图2-3）。

在完成对程序的编辑处理后，还要对程

序进行“编译”，“链接”的操作。

如果源程序中有错误，在编译程序时系统会在调试区中提示错误，必须将所有错误更正完毕才能进行“链接”的操作。

当用户完成了程序的编辑、编译、链接操作后，再点击“编译”菜单的“运行”项，即

可观察当前程序执行后的效果。

如果此时系统出现短暂黑屏现象，属正常情况。

因为，TD-PIT

系统工具软件是在保护模式下运行的，当用户运行的是实模式程序时，系统会将PC机从保

护模式状态转换到实模式状态，才会出现短暂的黑屏。

3.TD-PIT其它功能介绍

Windows应用实验菜单项

S255输入输出雜盘扫描及显示龙位存储器读写

FIA5H存储器读冨8259中斷应用

16利串口逋讯信号发生器设计温度闭环揑制

图2-4Windows应用实验菜单项图

验例程的快捷方式，其中：

8255输入输出

键盘扫描及显示

32位存储器读写

FLASH存储器读写

8259中断应用

16550串口通讯

信号发生器设计温度闭环控制

图2-4给出了Windows应用实验菜单项的基本功能，菜单提供了运行Windows应用实

I/O操作设计实验

（1）8255基本输入输出

I/O操作设计实验

（2）键盘扫描及显示

存储器操作设计实验

（1）32位存储器读写存储器操作设计实验

（2）FLASH存储器读写

中断处理设计实验

（1）8259中断应用中断处理设计实验

（2）16550串口通讯

综合应用设计实验

（1）信号发生器设计综合应用设计实验

（2）温度闭环控制

这些实验均为硬件实验，运行每个实验之前确认实验系统是否已经连接正常，相应实

验的实验线路是否已经连接完毕，并将实验平台电源打开。

这些硬件实验的设备驱动程序系

统已提供。

•编译工具栏

图2-5编译工具栏图

图2-5给出了快捷编译工具栏的六个命令钮的图标，自左而右它们分别是“编译”钮、

“连接”钮、“运行”钮、“调试”钮、“查看端口资源”钮和“进入DOS环境”钮，这些按

钮的功能分别是：

1.编译

编译当前活动文档中的源程序，在源文件目录下生成目标文件。

如果有错误或警告生成，

则在输出区显示错误或警告信息，双击错误或警告信息，可定位到有错误或警告的行，修改

有错误或警告的行后应重新“编译”。

如果编译没有错误生成（即使有警告生成）使能“链

接”菜单项和工具栏中的“链接”按钮，以便进行链接。

编译时自动保存源文件中所做的修

改。

2•链接

链接编译生成的目标文件，在源文件目录下生成可执行文件。

如果有错误或警告生成，则在输出区显示错误或警告信息，查看错误或警告信息修改源程序，修改后应重新“编译”

和“链接”。

如果链接没有错误生成（即使有警告生成），使能“加载”菜单项和工具栏中

的“加载”按钮，以便进行加载。

3•运行

执行当前连接成功的可执行程序。

当前激活的程序编译连接成功或者该程序已经编译过，可执行程序已经存在，这时就可运行该程序。

如果该程序没有连接成功，或者没有被连

接过，可执行程序不存在，则不可以执行“运行”。

所有实验例程均设计为按任意键退出运行状态。

4•调试

打开调试环境进行当前程序的调试。

每次打开或者新建一个新的程序，都必须先进行编

译连接，然后才可以执行改操作，进入调试环境。

调试完毕