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文檔簡介
1、1清華大學(xué)電子工程系清華大學(xué)電子工程系2004年春年春2 授課教師授課教師主講教師:馬洪兵主講教師:馬洪兵 輔導(dǎo)教師:李宇輔導(dǎo)教師:李宇 杭大明杭大明 馬桂林馬桂林 3課程性質(zhì)與教學(xué)目標(biāo)課程性質(zhì)與教學(xué)目標(biāo)!計算機硬件實驗計算機硬件實驗是與是與微機原理微機原理相配套的實相配套的實驗課程,主要實驗內(nèi)容為應(yīng)用典型可編程接口芯片和驗課程,主要實驗內(nèi)容為應(yīng)用典型可編程接口芯片和數(shù)字電子技術(shù)進(jìn)行數(shù)字電子技術(shù)進(jìn)行I/O接口設(shè)計。接口設(shè)計。!微機原理微機原理是電子工程系的主干技術(shù)基礎(chǔ)課之是電子工程系的主干技術(shù)基礎(chǔ)課之一,該課程的工程實踐性較強,有關(guān)基礎(chǔ)知識和基本一,該課程的工程實踐性較強,有關(guān)基礎(chǔ)知識和基本原
2、理單靠課堂教學(xué)是很難深刻理解的,實驗在整個教原理單靠課堂教學(xué)是很難深刻理解的,實驗在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中具有十分重要的地位和作用。學(xué)環(huán)節(jié)中具有十分重要的地位和作用。4!計算機硬件實驗計算機硬件實驗在一定程度上是對在一定程度上是對微機原微機原理理課堂教學(xué)內(nèi)容的補充、延伸和深化,希望通過本課堂教學(xué)內(nèi)容的補充、延伸和深化,希望通過本課程的實驗教學(xué)加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解,提高學(xué)課程的實驗教學(xué)加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解,提高學(xué)生實際動手能力,培養(yǎng)應(yīng)用理論知識獨立分析解決實生實際動手能力,培養(yǎng)應(yīng)用理論知識獨立分析解決實際工程問題的基本技能。際工程問題的基本技能。!通過本課程的實驗教學(xué),學(xué)生應(yīng)掌握典型可編程接通過
3、本課程的實驗教學(xué),學(xué)生應(yīng)掌握典型可編程接口芯片在口芯片在I/O接口電路設(shè)計中的應(yīng)用,掌握設(shè)計與調(diào)試接口電路設(shè)計中的應(yīng)用,掌握設(shè)計與調(diào)試微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)的基本方法,養(yǎng)成利用計算機硬微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)的基本方法,養(yǎng)成利用計算機硬件技術(shù)和編程手段分析、解決實際工程問題的意識。件技術(shù)和編程手段分析、解決實際工程問題的意識。課程性質(zhì)與教學(xué)目標(biāo)課程性質(zhì)與教學(xué)目標(biāo)5教材仇玉章、馮一兵,仇玉章、馮一兵,32位微型計算機原理與位微型計算機原理與接口技術(shù)實驗指導(dǎo),清華大學(xué)出版社,接口技術(shù)實驗指導(dǎo),清華大學(xué)出版社,2000.7參考書任何一本任何一本微機原理微機原理教材教材6考核方式 考查四次實驗成績?nèi)∷阈g(shù)平均71
4、實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹1如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗1實驗須知實驗須知8實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹TPC-1型微機實驗系統(tǒng)是一個學(xué)習(xí)微型計算機接口技術(shù)的實驗培訓(xùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一塊PC總線驅(qū)動卡,一個實驗箱及一根本60芯扁平電纜構(gòu)成。實驗箱通過扁平電纜和PC總線驅(qū)動卡與IBM PC機相連。9實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹系微機教學(xué)實驗室有新型實驗箱和舊型實驗箱兩系微機教學(xué)實驗室有新型實驗箱和舊型實驗箱兩種,兩者的主要區(qū)別:種,兩者的主要區(qū)別:新型實驗箱上增設(shè)了一個電源控制開關(guān),用來控新型實驗箱上增設(shè)了一個電源控制開關(guān),用來控制實驗箱帶電與否制實驗箱帶電與否舊型的實驗箱上無電源開關(guān)舊型的實驗箱上
5、無電源開關(guān),舊型實驗箱的帶電舊型實驗箱的帶電與否由與之相連的計算機電源開關(guān)控制與否由與之相連的計算機電源開關(guān)控制計算計算機帶電機帶電,舊型實驗箱即帶電舊型實驗箱即帶電,計算機斷電計算機斷電,舊型實驗舊型實驗箱即斷電箱即斷電.10實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹實驗箱上由公共控制電路、輔助電路和接口實驗電路三部實驗箱上由公共控制電路、輔助電路和接口實驗電路三部分組成分組成接口實驗電路接口實驗電路8255、8253、8251、DAC0832、ADC0809等微等微機常用外圍電路接口芯片機常用外圍電路接口芯片電平開關(guān)、數(shù)碼顯示管、發(fā)光二極管等輸入輸電平開關(guān)、數(shù)碼顯示管、發(fā)光二極管等輸入輸出備出備輔助電路輔助
6、電路24鍵小鍵盤、鍵小鍵盤、 8MHz方波發(fā)生器、分頻方波發(fā)生器、分頻器、面包板等器、面包板等公共控制電路公共控制電路I/O片選譯碼、總線驅(qū)動電路片選譯碼、總線驅(qū)動電路各部分電路可單獨使用,也可靈活組合各部分電路可單獨使用,也可靈活組合11實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹總線驅(qū)動電路:總線驅(qū)動電路:P.19將將ISA總線信號加以驅(qū)動后經(jīng)扁平電纜引到實驗箱總線信號加以驅(qū)動后經(jīng)扁平電纜引到實驗箱上,同時將實驗箱上產(chǎn)生的信號經(jīng)驅(qū)動后接入上,同時將實驗箱上產(chǎn)生的信號經(jīng)驅(qū)動后接入ISA總線總線12實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹總線驅(qū)動電路總線驅(qū)動電路13實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹I/O片選譯碼電路片選譯碼電路P.211
7、4實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹8MHz方波發(fā)生器方波發(fā)生器P.2215實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹分頻器電路分頻器電路P.2216實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹電平開關(guān)電平開關(guān)P.2317實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹發(fā)光二極管發(fā)光二極管P.2418實驗設(shè)備介紹實驗設(shè)備介紹實驗箱中,大部分的實驗電路在出廠時均已固定,每片實驗箱中,大部分的實驗電路在出廠時均已固定,每片實驗用的芯片只在其附近留出少量的信號插孔供實驗時實驗用的芯片只在其附近留出少量的信號插孔供實驗時用,實驗時只要將相應(yīng)插孔用單股導(dǎo)線相連即可。用,實驗時只要將相應(yīng)插孔用單股導(dǎo)線相連即可。19如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗1. 重視方案設(shè)計重視方案
8、設(shè)計2. 完成硬件連線完成硬件連線3. 編制實驗程序編制實驗程序4. 軟、硬件聯(lián)調(diào)軟、硬件聯(lián)調(diào)5. 按規(guī)范撰寫實驗報告按規(guī)范撰寫實驗報告20如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗實驗任務(wù)實驗任務(wù)在在 TPC-1 微機實驗箱上設(shè)計電路完成如下功能:微機實驗箱上設(shè)計電路完成如下功能:以電平開關(guān)控制發(fā)光二極管的顯示,使其與開關(guān)以電平開關(guān)控制發(fā)光二極管的顯示,使其與開關(guān)電平狀態(tài)一致,即開關(guān)閉合時對應(yīng)的二極管亮,電平狀態(tài)一致,即開關(guān)閉合時對應(yīng)的二極管亮,開關(guān)斷開時,二極管滅。開關(guān)斷開時,二極管滅。21方案設(shè)計方案設(shè)計利用利用8255 設(shè)置設(shè)置 8255A 的的A口、口、B口均工作在方式口均工作在方式0,
9、A口作為口作為輸出口,輸出口, B口作為輸入口。利用口作為輸入口。利用B口接收邏輯開關(guān)電口接收邏輯開關(guān)電平狀態(tài),送至平狀態(tài),送至 CPU ,經(jīng),經(jīng) CPU 處理后,再由處理后,再由A口輸口輸出以控制發(fā)光二極管。出以控制發(fā)光二極管。如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗22如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗8255接口電路接口電路P.2623插孔插孔CS 可與實驗箱上的可與實驗箱上的8 個個IO片選地址插孔中的任一個連接片選地址插孔中的任一個連接如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗24輸出口連線輸出口連線8255輸出口的輸出口的8個插口順序與個插口順序與8個發(fā)光二極管插口相連個發(fā)光二極管插口相連
10、如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗25輸入口連線輸入口連線8255輸入口的輸入口的8個插口順序與個插口順序與8個電平客觀插口相連個電平客觀插口相連如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗26如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗完成硬件連線完成硬件連線27如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗編寫實驗程序編寫實驗程序28如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗運行結(jié)果運行結(jié)果29如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗調(diào)試調(diào)試硬件部分硬件部分以以8255A的的 CS接接200H207H, 方式方式0下下A 出出B入為例:入為例: 1.進(jìn)入進(jìn)入DEBUG 2.用用O命令向命令向8255A的控制口送控制字的控制
11、口送控制字 O 203 82 3.用用O命令向命令向8255A的輸出口的輸出口A口送數(shù)據(jù),觀察發(fā)光二極管的口送數(shù)據(jù),觀察發(fā)光二極管的亮滅與所送數(shù)據(jù)是否一致,即接到亮滅與所送數(shù)據(jù)是否一致,即接到1的發(fā)光二極管滅,接到的發(fā)光二極管滅,接到0的發(fā)光二極管亮的發(fā)光二極管亮 O 200 F030如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗4.用用I命令從命令從8255A的輸入口的輸入口B口讀數(shù)據(jù),觀察讀進(jìn)的數(shù)據(jù)是口讀數(shù)據(jù),觀察讀進(jìn)的數(shù)據(jù)是否與所設(shè)置的邏輯電平開關(guān)狀態(tài)一致,即邏輯電平開關(guān)向否與所設(shè)置的邏輯電平開關(guān)狀態(tài)一致,即邏輯電平開關(guān)向上讀進(jìn)上讀進(jìn)1,邏輯電平開關(guān)向下讀進(jìn),邏輯電平開關(guān)向下讀進(jìn)0 I 201 0
12、F 在在3,4的檢測中若有錯誤,則可懷疑硬件上有問題的檢測中若有錯誤,則可懷疑硬件上有問題 調(diào)試調(diào)試硬件部分硬件部分31如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗調(diào)試調(diào)試軟件部分軟件部分如果硬件部分工作正常,則應(yīng)檢查實驗程序是否如果硬件部分工作正常,則應(yīng)檢查實驗程序是否有錯誤有錯誤32如何做好本課程實驗如何做好本課程實驗實驗報告實驗報告由于大部分的實驗電路均已在實驗箱上焊接好,同學(xué)由于大部分的實驗電路均已在實驗箱上焊接好,同學(xué)做實驗時只對留出的少量插孔進(jìn)行簡單的連線,致使做實驗時只對留出的少量插孔進(jìn)行簡單的連線,致使有的同學(xué)做完實驗了,卻沒有了解整個實驗的電路。有的同學(xué)做完實驗了,卻沒有了解整個實驗
13、的電路。要求同學(xué)們對每個硬件實驗任務(wù)畫出完整的電路原理要求同學(xué)們對每個硬件實驗任務(wù)畫出完整的電路原理圖,加強對實驗內(nèi)容的理解和消化圖,加強對實驗內(nèi)容的理解和消化在實驗報告中在實驗報告中應(yīng)畫出各任務(wù)的完整電路圖,包括應(yīng)畫出各任務(wù)的完整電路圖,包括PC總線與總線與8255A芯芯片之間的全部電路。片之間的全部電路。校內(nèi)許多校內(nèi)許多FTP可以下載可以下載Protel。33實驗須知實驗須知一、預(yù)習(xí)一、預(yù)習(xí)1.實驗前認(rèn)真閱讀實驗指導(dǎo)書中有關(guān)內(nèi)容,明確實驗?zāi)康?、任?wù)。2.每次實驗前應(yīng)有預(yù)習(xí)報告,未預(yù)習(xí)者不予參加實驗。預(yù)習(xí)報告的內(nèi)容包括實驗線路圖,實驗步驟,程序清單或程序流程圖。34實驗須知實驗須知二、實驗要
14、求二、實驗要求1.請勿遲到,缺席。2.愛護(hù)設(shè)備,保持清潔,不隨意更換設(shè)備。3.認(rèn)真完成實驗任務(wù),實驗結(jié)果經(jīng)教師檢查,對完成情況做記錄。4.做實驗時,注意斷電操作,即所有的接線,改線及拆線動作均應(yīng)在不帶電的狀態(tài)下進(jìn)行,嚴(yán)禁帶電操作,并注意防止導(dǎo)線堵塞插孔。35實驗須知實驗須知使用新型實驗箱,將實驗箱上的開關(guān)置于OFF位,可進(jìn)行接線,改線和拆線使用舊型實驗箱時,因舊型實驗箱上無電源開關(guān),應(yīng)將計算機電源關(guān)閉方能進(jìn)行接線,改線和拆線36實驗須知實驗須知拆線時,不要一把拆線,應(yīng)一根一根將導(dǎo)線從插孔處拔出接線前,選擇好的導(dǎo)線,避免使用導(dǎo)線頭快斷了的導(dǎo)線37實驗須知實驗須知二、實驗要求二、實驗要求5.發(fā)生事故,應(yīng)立即切斷電源,并馬上向教師報告,以便檢查原因,吸取教訓(xùn)。6.實驗完畢,整理實驗設(shè)備,方可離開。38實驗須知實驗須知三、實驗步驟三、實驗步驟1.關(guān)閉電源,按設(shè)計接好線。2.接線完成后,請教師檢查,確定無嚴(yán)重錯誤,方可給實驗箱加電。3.在計算機
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