微型计算机原理与接口技术实验及习题指导

根据高等院校“微机原理与接口技术”课程实验教学大纲，针对学生实验特点及教师要求开发的综合开放式微机接口实验系统采用模块式结构，由主实验板、核心板及集成开发环境软件组成。用户还可以通过选用多种扩展实验板完成更多具有特色的创新型实验。

•根据教学需要选配的核心板有：PCI卡、USB接口板、386EX嵌入式微机板、C51单片机、AVR单片机、C8051单片机、PSOC现场可编程实验系统。

•主实验板上含有：峰鸣器、喇叭、逻辑笔、8路发光管显示、8路逻辑电平开关、两路单脉冲电路、继电器、步进电机、直流电机等。

•主实验板上的实验模块有：8255、8254、8251、8237、0832、0809、8259等。

•选配的扩展实验板有：8279键盘显示口、LCD字符图形液晶、红外收发、无线收发、16*16LED点阵、红外/压力传感器、温度/湿度传感器、16650串行异步通信、FPGA实验等。

•实验板结构采用综合实验板与扩展实验板相结合的方式，基本实验结构紧凑，扩展实验方便灵活

•软件集成开发环境，支持Windows 2000、Windows XP等操作系统，方便对程序进行编辑、编译、连接和调试，可以增加和删除实验项目，可以查看实验原理图、实验连线、实验程序演示，可以增加和删除自定义实验项目。

•实验大板有两个扩展接口，方便用户进行扩展板实验和扩展实验开发与设计。

随着计算机软硬件的不断升级换代和微型计算机技术的日新月异与广泛应用，微型计算机教学内容也应随之不断更新，这就是本套教材出版的目的。

“微型计算机原理与接口技术”是高等学校理工科电子类和信息类各专业，特别是计算机科学与技术相关专业大学生必修的一门专业基础课。

“微型计算机原理与接口技术”是一门基于VLSI（超大规模集成电路）外部特性和计算技术的专业基础课，具有很强的实践性。该课程专业技术性极强，无论从课程本身的特点还是从专业素质的培养来看，加强该课程的实验教学和习题指导都是很重要的。有关基础知识、基本原理、基本方法，必须靠大量的上机实践、动手实验和大量习题才能加深理解并且较好地掌握。通过实验和习题可以培养学生利用计算机软硬件技术分析、解决各自专业领域相关问题的意识和能力，更重要的是可以达到加强学生整机观念和计算机系统观念，提高学生微型计算机软硬件技术综合应用能力的目的。

本书按照本科（含应用型本科）教学大纲的要求和教学特点进行编写，目的在于从理论与实际相结合的角度，为读者提供实验项目、实验指导和实验设计方法案例及习题解答，帮助读者理解与掌握微型计算机系统的基本组成、工作原理、各类接口部件的功能等，掌握微型计算机应用系统软硬件开发的初步能力。

全书共分三篇，第一篇讨论TPC-USB微型计算机接口实验系统，第二篇是微型计算机原理与接口技术习题解答指导，第三篇为补充习题及解答指导。第三篇的作用有三个：提供补充习题、加强解题指导和扩大视野，部分题目涉及较深的知识内容。

第一篇分5章：TPC-USB通用微型计算机接口实验系统、汇编语言实验程序的建立与执行、TPC-USB集成软件开发环境、微机接口电路实验、微机硬件应用综合设计。全书设计了定时器/计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口、串行接口、D/A和A/D变换等接口实验，给出了实验目的、实验原理、实验项目、接线图、操作说明、编程指导和参考程序。

微型计算机及应用实验设备的生产厂家很多，经过调研，我们发现各个高等院校开设“微机原理与接口技术”课程的实验项目大体相近，清华大学科教仪器厂生产的通用微型计算机接口实验系统产品系列可基本涵盖，因此适应范围较广。该产品系列配置灵活，可以配接不同的模块电路，完成诸多通常所需的微型计算机原理与接口实验项目。该产品系列在电路设计中增加了多项保护措施，可避免学生实验中由于连线错误、编程错误造成损坏实验设备或其上文件的现象。该系统还采用了“自锁紧”插座及导线，消除了连线接触不良的现象。

与以往的实验指导书不同，本书考虑到计算机原理的复杂性，特地在每个实验项目中增加了“实验原理及相关知识”的内容，针对具体的实验提示与该实验直接有关的计算机硬件和软件知识，以对学生实验的知识准备和教师的实验指导起一个辅助作用。

第一篇是我们在参阅了清华大学科教仪器厂生产的微型计算机接口实验系统系列产品说明书和有关教材后由清华大学教师冯一兵、杨春武等和何超共同研讨改写而成的。

第二篇和第三篇是习题解答指导，分工如下：第1、2章由钟健编写，第3、7章由孔令美编写，第4章由方琳编写，第5章由钟桂凤编写，第6、8章由龙君芳编写，第13章由陈友拾编写，其余均为何超编写。

本书由何超任主编，冯一兵、杨春武任副主编。

本书承蒙清华大学李鸿儒教授和清华大学科教仪器厂的大力支持和指导，在此深表谢意。

由于时间仓促，加之作者水平有限，书中错误和不当之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

前言
本书使用建议
第一篇 PC-USB微机接口实验系统

第1章 综述 1
1.1 本书的大体构想 1
1.2 TPC-USB实验系统介绍 3
1.2.1 USB接口简介 4
1.2.2 TPC-USB微机接口实验系统框图 4
1.2.3 USB模块结构 5
1.2.4 USB模块功能 6
1.2.5 USB模块的对外接口 6
1.2.6 USB模块的安装 8
1.2.7 USB模块连接测试 11
1.3 扩展实验台结构及主要电路 11
第2章 汇编语言实验程序的建立与执行 21
2.1 编辑和运行汇编源程序所必备的软件 21
2.2 建立与执行汇编源程序 21
2.2.1 建立与执行汇编源程序的基本步骤 21
2.2.2 建立与执行汇编源程序的过程细节 22
2.3 调试程序Debug及其使用 25
2.3.1 Debug程序的调用 25
2.3.2 Debug命令的有关规定 26
2.3.3 Debug的主要命令 26
2.4 汇编语言程序设计实验 28
2.4.1 Debug调试汇编语言程序的方法 28
2.4.2 传送指令 31
2.4.3 逻辑与移位指令 33
2.4.4 子程序调用——字符串处理
程序设计 34
2.4.5 中断处理程序开发 36
2.4.6 磁盘处理程序 38
2.4.7 编程综合练习 39
第3章 TPC-USB集成软件开发环境 42
3.1 TPC-USB集成开发环境软件包 42
3.2 集成开发环境软件的安装 43
3.2.1 用户程序的编辑和编译 44
3.2.2 编译源程序 45
3.2.3 用户程序的调试和运行 45
3.2.4 常用调试命令 48
3.2.5 实验项目的查看和演示 49
3.2.6 实验项目的添加和删除 50
3.2.7 集成开发环境帮助菜单 51
第4章 微机接口电路实验 53
实验1 I/O地址译码 54
实验2 简单并行接口 56
实验3 可编程定时器/计数器8254（8253）
的原理及应用 58
实验 4 可编程并行接口的原理及
应用（8255A方式0） 63
实验5 中断控制器8259的工作原理及应用 67
实验6 串行通信 73
实验7 数/模（D/A）转换器及应用 82
实验8 模/数（A/D）转换器及应用 86
实验9 DMA传送 90
实验10 可编程并行接口的原理及
应用（8255A方式1） 94
第5章 微机硬件应用综合设计 97
综合实验 1 七段数码管的静态与动态显示 97
综合实验 2 继电器控制 99
综合实验 3 竞赛抢答器 101
综合实验4 交通灯控制 102
综合实验5 电子琴 104
综合实验6 步进电动机控制实验 105
综合实验7 小直流电机转速控制实验 109
综合实验 8 键盘显示控制器实验 110
综合实验 9 存储器读写实验 124
综合实验 10 双色点阵发光二极管
显示实验 125
综合实验11 8250串行通信实验 130
综合实验12 集成电路测试 132

第二篇 微型计算机原理与接口技术习题解答

第1章 概述 134
第2章 微处理器 139
第3章 微型计算机指令系统 144
第4章 汇编语言 150
第5章 总线和主板 161
第6章 存储器 167
第7章 中断系统 174
第8章 微型计算机接口技术 179
第9章 并行通信及接口芯片 183
第10章 串行数据接口 188
第11章 8253可编程定时计数器 192
第12章 数/模、模/数转换器及其与CPU
的接口 196
第13章 计算机网络体系结构和网络
设备简介 201

第三篇 微型计算机原理与接口技术补充习题及解答

第1章 概述 205
第2章 微处理器 210
第3章 微型计算机指令系统 215
第4章 汇编语言 219
第5章 总线和主板 222
第6章 存储器 228
第7章 中断系统 236
第8章 微型计算机接口技术 241
第9章 并行通信及接口芯片 246
第10章 串行数据接口 249
第11章 8253可编程定时计数器 254
第12章 数/模、模/数转换器及其与
CPU的接口 256
第13章 计算机网络体系结构和网络
设备简介 263
附录1 随机光盘实验程序名称表 267
附录2 TPC-USB通用微型计算机接口实验
系统硬件实验提要（汇编程序） 269
附录3 TPC-USB通用微型计算机接口实验
系统硬件实验提要（C语言程序） 275
附录4 示波器的基本原理及其
使用方法 281
附录5 电阻与电容的标准值 293
参考文献 296

1. 嵌入式系统设计师考前冲刺100题 [倪奕文 王建平 编著]
2. 单片机应用技术项目教程（C语言版）（第三版） [主编　郭志勇]
3. 微机原理与接口技术 [李珍香 编著]
4. 单片机原理及应用技术（C语言版） [周国运 鲁庆宾 赵天翔 编著]
5. 单片机实用技术项目教程 [主编 周威 熊辉]
6. 单片机原理及应用项目化教程（C语言版） [主编 谢四连　王善伟　李石林]
7. 微型计算机原理与接口技术（第二版） [主编 王向慧]
8. 微型计算机组装与维护（第二版） [主编 柳 青 陈孟祥]
9. 微型计算机原理与接口技术学习与实验指导（第二版） [主编 杨立]
10. 微型计算机原理与接口技术（第二版） [主编 杨立]
11. 单片机应用技术项目教程（C语言版）（第二版） [主编 郭志勇]
12. 微型计算机原理及应用（第三版） [主编 何超]
13. 电子技术项目教程（Proteus版） [主编 郭志勇]
14. 微型计算机原理与汇编语言程序设计（第二版）——习题解答、实验指导和实训 [主 编 杨 立]
15. 单片机应用教程 [胡云冰 聂振华]
16. 微型计算机原理与汇编语言程序设计（第二版） [主编 杨立]
17. 单片机应用系统设计安装与调试 [主编 田浩鹏]
18. 微机原理与汇编语言程序设计（第二版） [主编 荆淑霞]
19. 单片机原理及应用设计（第二版） [主编 胡辉 ]
20. 单片机原理及典型应用接口技术 [刘甫 陈健美 编著]
21. 单片机原理及应用教程（C语言版） [主编 周国运]
22. 微型计算机组装与维护实用教程 [主 编 王际川 周永福]
23. 微型计算机组成原理与设计方法研究 [刘峰 陈炯 邵泽云]
24. 微型计算机原理与接口技术 [何超]
25. 单片微型计算机原理及接口技术实验指导与实训 [林军 等编著]
26. 微机原理与接口技术 [梁建武 主 编 ]
27. 微机原理与接口技术 [李云强 主 编 ]
28. 微型计算机及其接口技术 [胡敏 张永 主编]
29. 微型计算机通信与接口技术 [刘兵　易逵　朱天清 等编著]
30. 微型计算机原理及应用（第二版） [何超 主编 徐昊 副主编]