COM4188模块使用说明书.docx
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COM4188模块使用说明书
第一章基本系统的组成
1.1概述
COM4188CPU模块是基于AMD80188ERCPU研制的CPU模块。
COM4188CPU模块采用高速低功耗AMD80188ER作为CPU，板上包含了512K字节的SRAM、512K字节FlashA：
盘、并具有实时时钟功能，COM4188CPU模块为用户提供多种形式的存放非易失数据的存储器，可以可靠地进行数据的存取。
COM4188CPU模块具有两个三线制RS232总线通讯接口（其中一个串口用于调试串口，即模拟终端）、一个九线制RS232总线通讯接口、一个RS485通信接口。
COM4188CPU模块在硬件上和软件上与IBM-PC机完全兼容，这就可以在COM4188CPU模块系统中充分利用PC机丰富的软件和硬件资源编写应用程序，而不加修改地在本系统中运行。
同时，它还保留了工业控制系统灵活组合，抗干扰力强的特性。
1.2性能特点
·AMD80188ERCPU40M主频（最大可达50M）
·128KBFLASH，用于固化BIOS及DOS3K操作系统。
·512KBFlashA：
盘
·512KB内存
·实时时钟（DS12887）
·两个三线制RS232总线通讯接口（一个用于摸拟终端）、一个RS485通信接口（其收发方向是由硬件控制，用户不用去管理收发控制）和一个九线制RS232串行口。
·灵活的中断配置
·可以由用户自己下载各个版本的DOS操作系统到A：
盘。
·二级看门狗，刷新周期可选，一级看门狗溢出可产生NMI中断或复位，二级即看门狗溢出可使系统复位
COM4188CPU模块的原理框图：
1.3环境条件及电源要求
·工作温度：
-20~+65℃，工作湿度：
10~90%RH
·储存温度：
-40~+80℃，储存湿度：
5~95%RH
·电源要求：
10－30VDC
·电源功耗：
100mA@+24V
第二章COM4188CPU模块介绍
2.1COM4188CPU模块配置
2.1.1AMDCPU性能概要
AMD80188ER是一种16位微处理器芯片。
AMD80188ER集成了多种外围器件，且软件与8088系统兼容。
芯片内部集成了中央处理器（CPU）、时钟发生器（CG）、DMA控制单元（DMAU）、中断控制单元（ICU）、定时控制单元（TCU）、串行控制单元（SCU）、总线接口单元（BIU）和等待控制单元（WCU）等。
AMD80188内部还集成有总线逻辑控制单元（BAU），从硬件上协调片内各外设器件及CPU对总线的控制。
AMD80188ERCPU芯片内部有多个I/O寄存器，这些寄存器主要是用来配置以控制AMD80188ER复用的管脚，片内外围芯片的选择，片内外围芯片的地址设定，基频及刷新频率的设定，等待状态的插入的编程等。
这多个I/O寄存器的地址为FF10—FF7AH。
有关这些系统I/O寄存器的说明详见AMD80188ER的用户手册。
2.1.2COM4188CPU模块的内存分配
COM4188CPU模块系统板上的存储器在1MB内存地址空间上的映射与板上的器件对应关系见表2.1，每部分的具体内容将分别详细介绍。
地址范围
对应器件
存储器
类型
容量（B）
作用
00000H—7FFFFH
U11
SRAM
贴装
512K
内存
80000H—9FFFFH
U3
FLASH
512K
（开窗口128KB）
应用程序（A盘）
A0000H—DFFFFH
没有使用
E0000H—FFFFFH
U4
FLASH
128K
BIOS
及DOS3K
表2.1COM4188CPU模块板内存分配
2.1.2.1SRAM
COM4188CPU模块出厂时，板上配置一片512KBSRAM——628512作为标准内存。
当用户需临时存放某些信息时，可以利用虚盘方式在内存中开辟一块临时的信息存储区。
所谓虚盘就是指一片或一组半导体存储器芯片（而非软磁盘或硬盘），以文件系统方式存储信息。
当信息量不大时，用户可以直接利用COM4188CPU模块板上的内存空间制作虚盘，其逻辑盘符为D。
由于系统不配置硬盘，COM4188CPU模块上的128KBFLASH内除了固化系统BIOS外，还固化了我公司专有的操作系统DOS3K。
在上电后，作为电子C盘使用，为操作系统平台。
因此，用户可以有以下几种内存配置模式：
•512KB的内存
•384KB的内存+128KB的D盘
•256KB的内存+256KB的D盘
•128KB的内存+384KB的D盘
如何制作D盘呢？
就是通过我公司提供的上位机WINDOWS下的工具软件来配置。
此方法非常简单，只要选择盘的大小就可以了。
就是用菜单上的D盘（D）菜单进行D盘的建立和复制文件，所谓复制文件就是把台式机上的文件复制到模块的D盘中。
2.1.2.2非易失存储器Flash盘---28SF040
28SF040是512K字节的Flash盘，作为半导体盘A盘使用。
采用存储器映射开窗口方式，窗口大小为128KB，寻址范围为80000H-9FFFFH，通过IO地址82H来选择窗口。
A盘也是用我公司提供的上位机WINDOWS下的工具软件来配置。
此方法非常简单，只要格式化A盘，当然格式化时可以把操作系统传到A盘中，如果不传操作系统时，可以用C盘中固化好的DOS3.3。
也就是用菜单上的A盘（A）菜单进行A盘的格式化和复制文件，所谓复制文件就是把台式机上的文件复制到模块的A盘中。
如果用户在台式机上用BC或TC编好应用程序后，就可以用工具软件下载到4188模埠中，如果用户要求上电自动执行下到模埠中的应用程序，就在上位机建立AUTOEXEC.BAT文件，在此文件中执行用户程序就可，这样上电后系统会自动运行AUTOEXEC。
BAT，就会执行用户的应用程序了。
2.1.2.34M字节的大容量电子盘
本模埠不支持大容量的电子盘B。
所以在WINDOWS工具软件中的B盘功能就不能使用了。
2.1.3日时钟
本板采用DS12887作为实时时钟芯片，具有如下功能：
·提供时钟/日历
·在缺电情况下，能保持运行7年
·能提供年、月、日、时、分、秒和星期，且有闰年补偿
·BCD码计时
·24小时模式
DS12887的64字节RAM编址为0~63，如表2.2所示。
0
13
14BYTES
000
10D20E3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7F13
SECONDS
SECONDSALARM
MINUTES
14
127
MINUTESALARM
HOURS
HOURSALARM
DAYOFTHEWEEK
DAYOFTHEMONTH
MONTH
YEAR
REGISTERA
REGISTERB
REGISTERC
REGISTERD
表2.2DS12887片内RAM
系统对DS12887访问采用标准的PC访问方式，占有2个I/O端口：
70H，71H。
70H是地址索引，71H是数据口。
2.1.4看门狗
本板采用二级看门狗，其一级WDT采用AMDCPU内部的WDT，看门狗溢出时可产生NMI中断或复位。
复位时间见下表：
WDTCON各位的具体定义参见AMD手册。
WDTCON的COUNT值
看门狗溢出时间
10
25uS
20
26mS
21
52mS
22
104mS
23
209mS
24
419mS
25
838mS
26
1.67S
其二级看门狗采用DS1232来实现，其复位时间设置为150MS，看门狗溢出可以使系统复位。
2.1.5串行通信口
COM4188CPU模块上有四个串行通信接口，一个是9芯D型标准（九线制）RS232串行通信接口，其设备号为COM3；一个是三线制RS232串行通信接口，其设备号为COM1；一个是RS485，其设备号为COM2；一个是三线制RS232串行通信接口，这个串口是AMDCPU本身带有串口，用作调试用的模拟终端，设备号为COM4有关COM端口的定义见系统I/O配置表（附表2.11）。
COM1，COM2，COM3是由板上的串口控制芯片16C2550制，串口可以采用查询/中断两种工作方式，当使用中断方式时COM1，COM2，COM3分别对应INT1，INT2，INT3。
由于AMD80188ER芯片的片内串行控制单元SCU直接支持串行通信，并且由芯片上引出了TXD和RXD引脚，因此，COM4188CPU模块板上的非标准三线制RS232串行口是由SCU直接控制的，即CPU上RXD、TXD等引脚经电平转换直接接到COM4188CPU模块的10芯可插拔端子上，它的引脚定义见端子定义。
该系统初始化时，将COM4的传输波特率设为19200bps。
通过COM4的连接可以实现模拟终端方式。
2.1.8中断
中断是计算机系统的重要组成部分，不仅在硬件上提供了系统运行的灵活性，而且在软件上为用户提供了丰富的使用余地，可以说是用户与系统的关系最密切的接口。
在AMD80188ER系统中共有两类中断：
·非屏蔽中断
·可屏蔽中断
下面，我们分别介绍下述两种中断的特点。
一非屏蔽中断
非屏蔽中断是指在中断发生后，CPU必须马上作出响应的中断。
它是由连接于CPU上的NMI引脚实现的。
二可屏蔽中断
AMD80188ER芯片内部的中断控制单元ICU（InterruptControlUnit）支持8个可屏蔽的中断源，分别为IRQ0—IRQ7。
其中，IRQ0是CPU芯片内部的定时/计数器产生的，无引出脚。
而其他的7个中断在AMD80188ER芯片上都有中断接收的定义。
在COM4188CPU模块系统中，各中断线的使用情况如下：
中断线INT0和INT4本模块没有使用；
中断线INT1用于COM1的中断；
中断线INT2用于COM2的中断；
中断线INT3用于COM3的中断；
请注意，中断请求信号均为上升沿有效。
2.1.9定时器/计数器
AMD80188ERCPU芯片内部的时钟控制单元TCU（TimingControlUnit）是三个独立的16位定时/计数器，其结构与8254的定时/计数器不同，定时器0和定时器2联合产生55MS中断。
定时器1没有使用。
其55MS中断如果要变，请参阅其例程。
2.1.10系统的I/O配置
增强型AMD80188ER系统的I/O寻址空间为64KB，即16位I/O地址，但是用户至多可以使用9位I/O地址访问板外总线上的I/O端口，即512Byte的I/O空间。
有关系统的I/O配置请参阅本章附表2.11。
请用户注意，AMD80188ER片内的多个I/O寄存器是系统的I/O区，其地址为FFF10H—FFFEH，其他外围设备的口地址可以通过这些I/O寄存器用软件编程的方法来设置，但由于设置的关系重大，希望用户不要任意修改。
附表2.9连接器的用途
连接器编号
用途
规格
J1
串口引出（含电源及调试口）
10芯可插拔
J2
COM3
DB9针
附表2.11系统I/O配置表
外设
I/O地址（十六进制）
寄存器名
功能
计数器
0040H
计数通道1的计数值
0041H
计数通道2的计数值
0042H
计数通道3的计数值
0043H
方式寄存器
COM1口
50H-57H
COM2口
58H-5FH
COM3口
60H-67H
实时时钟
70H-71H
Flash页号设置
82H
PORT80口
80H
指示工作状态，诊断用
清看门狗
8FH
写此口用于清看门狗，与数据无关
打开看门狗
8EH
写此口用于打开看门狗，与数据无关
系统I/O
FF10H
SSS
同步串行口状态寄存器
FF12H
SSC
同步串行口使能寄存器
FF14H
SSD1
同步串行口发送寄存器1
FF16H
SSD0
同步串行口发送寄存器0
FF18H
SSR
同步串行口接收寄存器
FF20H
INTVEC
中断矢量寄存器
FF22H
EOI
中断结束寄存器
FF24H
POLL
轮询寄存器
FF26H
POLLST
轮询状态寄存器
FF28H
IMASK
中断屏蔽寄存器
FF2AH
PRIMSK
优先级屏蔽寄存器
FF2CH
INSERV
中断服务寄存器
FF2EH
REQST
中断请求寄存器
FF30
INTSTS
中断状态寄存器
FF32
TCUCON
定时器中断控制寄存器
FF34
DMA0CON
DMA0中断控制寄存器
FF36
DMA1CON
DMA1中断控制寄存器
FF38
I0CON
INT0控制寄存器
FF3A
I1CON
INT1控制寄存器
FF3C
I2CON
INT2控制寄存器
FF3E
I3CON
INT3控制寄存器
FF40
I4CON
INT4控制寄存器
FF42
WDCON
WDT定时器控制寄存器
FF44
SPICON
串行口中断控制寄存器
FF50
T0CNT
定时器0计数寄存器
FF52
T0CMPA
定时器0匹配A寄存器
FF54
T0CMPB
定时器0匹配B寄存器
FF56
TOCON
定时器0模式寄存器
FF58
T1CNT
定时器1计数寄存器
FF5A
T1CMPA
定时器1匹配A寄存器
FF5C
T1CMPB
定时器1匹配B寄存器
FF5E
T1CON
定时器1模式寄存器
FF60
T2CNT
定时器2计数寄存器
FF62
T2CMPA
定时器2匹配A寄存器
FF66
T2CON
定时器2模式
FF70
PIOMODE0
PIO模式寄存器0
FF72
PDIR0
PIO方向寄存器0
FF74
PDATA0
PIO数据寄存器0
FF76
PIOMODE1
PIO模式寄存器1
FF78
PDIR1
PIO方向寄存器1
FF7A
PDATA1
PIO数据寄存器1
FF80
SPCT
异步串行口控制寄存器
FF82
SPSTS
异步串行口状态寄存器
FF84
SPTD
异步串行口发送寄存器
FF86
SPRD
异步串行口接收
FF88
SPBAUD
异步串行口波特劣寄存器
FFA0
UMCS
UCS寄存器
FFA2
LMCS
LCS寄存器
FFA4
PACS
PCS寄存器
FFA6
MMCS
MMCS寄存器
FFA8
MPCS
MCS和PCS辅助寄存器
FFAC
IMCS
IMCS寄存器
FFC0
D0SRCL
DMA0源地址低位寄存器
FFC2
D0SRCH
DMA0源地址高位寄存器
FFC4
DODSTL
DMA0目标地址低位寄存器
FFC6
D0DSTH
DMA0目标地址高位寄存器
FFC8
DOTC
DMA0传送计数寄存器
FFCA
D0CON
DMA0控制寄存器
FFD0
D1SRCL
DMA1源地址低位寄存器
FFD2
D1SRCH
DMA1源地址高位寄存器
FFD4
D1DSTL
DMA1目标地址低位寄存器
FFD6
D1DSTH
DMA1目标地址高位寄存器
FFD8
D1TC
DMA1传送计数寄存器
FFDA
D1CON
DMA1控制寄存器
FFE0
MDRAM
存储器分区寄存器
FFE2
CDRAM
时钟标定寄存器
FFE4
EDRAM
RCU使能寄存器
FFE6
WDTCON
看门狗定时器
FFF0
PDCON
PDCON寄存器
FFF4
PRL
处理器版本寄存器
FFF6
RESCON
复位配置寄存器
FFFE
RELREG
PCB定位寄存器
第三章COM4188CPU模块运行模式
3.1模拟终端模式
我们曾在第二章介绍过COM4188CPU模块上的串行口时提到过非标准串口用于模拟终端方式。
所谓模拟终端方式，是指利用PC机的显示设备作为AMD80188ER系统的标准输出设备，而AMD80188ER系统本身无需显示设备。
在系统为黑模式运行方式时，这是一种非常方便和有效的程序联机调试手段。
它的原理是利用COM4188CPU模块系统板上的串行口COM4作为与PC机联机的通信端口，和PC机的串口1相连，而将AMD80188ER系统的标准输出设备重定向于COM4，此时在PC机上运行我公司提供的模拟终端程序，而后使COM4188CPU模块系统上电，PC机显示屏即作为AMD80188ER系统的模拟终端使用。
COM4188CPU模块板模拟终端模式时的系统配置如下：
·CPUCOM4188CPU模块系统
·标准PC机
·9芯RS232串口到PC机9芯COM1串口的连接电缆（一对一）
操作时，将连接电缆接好后，在PC机上运行我公司的WINDOWS程序，COM4188CPU模块上电后，进入模拟终端方式。
有关上位机的软件使用详见第四章。
3.2系统的运行模式
由于本系统不配置显示卡，因此现场只能使用黑模式运行方式。
这种运行方式无需人机接口设备，系统上电后完全独立运行而无需人为干扰，因而其硬件开销是最小的。
此外，实际黑模式运行的系统不可缺少地要连接各种I/O模块以构成完整的工业控制系统，用户可根据需要选择我公司生产的各种485通信接口IO模块，这样工业现场开关量，模拟量等都可以采集和输出。
如果用户需要进行GPRS或者MODEM通信可以通过此模块的RS232口和GPRS及MODEM模埠通信。
当然也可以通过RS232或RS485把采集到的数据发给显示设备进行显示。
第四章
利用系统资源
开发和调试应用程序
COM4188CPU模块为用户提供了丰富的软件和硬件资源，COM4188CPU模块测试的演示软件和用户开发硬件所需要调用函数的头文件。
如何充分利用这些系统资源开发出性能优良的用户应用程序，是每位用户都希望了解的。
为了说明这个问题，我们首先讨论一下什么是系统的开发环境和运行环境。
4.1系统的开发环境和运行环境
系统的开发环境应包括完整的人机接口，显示设备及大容量的内、外存储器，此外，还应包括应用程序的开发软件。
相对于开发环境而言，运行环境较为简单，一般视应用场合而定，针对所运行的实际目标环境配置必要的软硬件资源即可。
在很多情况下，系统不需要软、硬盘的配置，有时甚至不需要显示设备和键盘的支持，而处于独立的上电加载的黑模式。
COM4188CPU模块具备了支持开发模式和运行模式的全部条件，并且可以根据用户需要灵活配置系统。
有关系统的硬件配置在第二章中已经作了详细的介绍，本章主要讨论如何在开发环境中编写应用程序。
COM4188CPU模块系统的512KB标准内存，提供了将其作为PC机开发平台的硬件基础，而操作系统DOS3K与MSDOS3.0完全兼容，从而使其可以在DOS环境下开发应用程序。
因此，可以直接在COM4188CPU模块系统上的PC机环境下开发应用程序，这样的硬件开发环境是使用户有足够的软、硬盘空间进行程序的开发和调试，而且，在必要时可以方便地进行扩展的系统调试，如对I/O接口模块的操作等。
4.2系统BIOS的支持
与标准的PC机内存配置相同，内存最低端的1KB作为系统的中断向量表使用。
每个向量的入口占用4个字节，共有256个向量入口，这些中断分别被硬件、BIOS和DOS使用。
同时，还有一些保留空间。
用户可以查阅与之相关的各章节及PC机有关的资料。
可用空间DOS
A盘
DOS3.3
DOS5.0
DOS6.22
128K
46K
6K
256K
174K
134K
120K
384K
302K
262K
248K
512K
430K
390K
376K
表4.1用户可用空间表
第五章终端软件使用说明
（一）终端程序的使用与文件下载
打开SuperTerminal，会出现如下提示界面，你可以对串口号，以及波特率做出选择：
串口端口号从COM1到COM9，波特率可以选择19200，115200，做好选择以后，点击OK，打开应用程序。
或者您也可以在应用程序启动以后，在连接选卡下的串口设置菜单下更改设置。
系统上电运行后，自动执行C盘中的DOS文件系统，应用程序会显示出相关的信息。
通过该应用程序，可以格式化A盘，复制文件系统到A盘中。
操作如下：
点击格式化可以将A盘的内容擦除。
格式化成功会出现提示。
通过A盘菜单下的复制文件可以复制文件到A盘。
点击复制文件，找到需要复制的文件，选中，点击打开，即可完成文件的复制。
文件传送过程中有进度条可以反映复制的进度。
成功复制以后，进入A盘，可以看到刚复制进去的文件。
可以直接在运行A盘内的可执行文件。
附录110芯可插拔端子的定义
引脚
定义
1
DTXD（调试口发送端）
2
DRXD（调试口接收端）
3
GND（地）
4
TXD1
5
RXD1
6
GND（地）
7
485＋
8
485－
9
+24V
10
GND
附录2DB9芯针的定义
引脚
定义
1
DCD3
2
RXD3
3
TXD3
4
DTR3
5
GND
6
DSR3
7
RTS3
8
CTS3
9
RI3
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