Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Кафедра конструирования и технологии ЭВС
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам
«Подключение устройств ввода/вывода к шинам микропроцессоров»
по дисциплине “ Архитектура встраиваемых систем на базе микроЭВМ и микропроцессоров»
Курск – 2004 г.
Составитель: В.Н. Усенков
УДК _________
ББК _________
Д____
Рецензент
__________________________________________________
Подключение устройств ввода/вывода к шинам микропроцессоров: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Архитектура встраиваемых систем на базе микро-ЭВМ и микропроцессоров» / Курск. гос. техн. ун-т.; Сост.: В.Н. Усенков, Курск, 2004. ___ с.
Излагаются методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу " Архитектура встраиваемых систем на базе микроЭВМ и микропроцессоров ". Описывается порядок выполнения лабораторных работ Работа предназначена для студентов специальности 220500 (210202) «Проектирование и технология
электронно-вычислительных средств»
Ил. , библиограф.: 3 назв.
Текст печатается в авторской редакции
ИД № 06430 от 10.12.01.
Подписано в печать . Формат_________. Печать офсетная.
Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж ___ экз. Заказ . Бесплатно.
Курский государственный технический университет.
Издательско-полиграфический центр Курского государственного
технического университета. 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.
СОДЕРЖАНИЕ
ПОДКЛЮЧЕНИЕ УСТРОЙСТВ ИНДИКАЦИИ И КЛАВИАТУРЫ К МИКРОЭВМ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 "ПРЯМОЙ ВЫВОД ИНФОРМАЦИИ НА СВЕТОДИОДНЫЕ ИНДИКАТОРЫ"
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 "ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 7-СЕГМЕНТНОЙ ИНДИКАЦИИ".
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 "ДИНАМИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ".
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 " ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ ".
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПОДКЛЮЧЕНИЕ УСТРОЙСТВ ИНДИКАЦИИ И КЛАВИАТУРЫ К МИКРОЭВМ
Типовой задачей проектирования микропроцессорных систем является выдача информации на индикационное устройство и ввод команд и данных с клавиатуры. Для практического освоения этих задач в рамках лабораторных работ используется лабораторный стенд, состоящий из двух частей:
- платы адаптера, устанавливаемой в персональный компьютер;
- платы индикаторов и клавиатуры, подключаемой к адаптеру посредством кабеля.
На плате адаптера установлена микросхема 8255, представляющая собой универсальное устройство ввода/вывода с программно регулируемой конфигурацией. Доступ к микросхеме возможен из операционной среды ДОС персонального компьютера. Предполагается управление адаптером с помощью стандартных команд из программ, написанных на языке Турбо-Паскаль.
На внешней плате смонтированы:
- 2 семисегментных индикатора;
- 8 одиночных светодиодов;
- 2 клавиши для битового ввода;
- 4 клавиши, образующие клавиатуру, собранную по схеме матрицы 2х2.
Внешняя плата питается от блока питания напряжением 5V (100 mA). Схема согласования выводов микросхемы 8255 с индикаторами и клавишами приведена на рис.1.
Два семисегментных индикатора (с общим анодом) включены по схеме, ориентированной на метод динамической индикации. Выбор активного индикатора осуществляется подачей высокого уровня напряжения на базу транзистора этого индикатора.
Возможные адреса каналов миросхемы приведены в таблице ниже. Реальное значение определяется положением перемычек на плате адаптера. Значение по умолчанию в таблице выделено.
|
Канал |
Адрес |
Адрес |
Адрес |
Адрес |
|
A |
210H |
290H |
310H |
390H |
|
B |
212H |
291H |
311H |
391H |
|
C |
212H |
292H |
312H |
392H |
|
Y управление |
213H |
293H |
313H |
393H |
В программе на языке Турбо Паскаль эти адреса входят в предопределенный массив Port[].
Для записи по заданному адресу следует использовать конструкцию типа
Port[$293]:=$5F
Для чтения по заданному адресу следует использовать конструкцию типа
ByteVar:=Port[$290]
В ПРИЛОЖЕНИИ приведены основные сведения о микросхеме 8255, необходимые для правильного задания режимов ее работы.
Лабораторная работа 1 "Прямой вывод информации на светодиодные индикаторы"
Цель работы:
Приобретение навыков написания программ для управления группой индивидуальных индикаторов.
Подготовка к работе
Изучить особенности эксплуатации микросхемы 8255. Определить режимы работы микросхемы, подходящие для решения указанной задачи.
Вопросы для самоконтроля
Как запрограммировать работу канала PA на вывод?
Как запрограммировать работу канала ЗС на ввод?
Все ли возможные настройки микросхемы допустимы для данного применения?
Программа работ
1. Ознакомиться с постановкой задачи и исходными данными. Определить вариант индивидуального задания.
2. Сконструировать структуру программы.
3. Составить текст программы и утвердить его у преподавателя.
4. Пункты 1 -3. должны быть выполнены предварительно, до проведения данной лабораторной работы. Утверждение преподавателем текстов программ является допуском к лабораторной работе.
5. Набрать текст программы.
6. Выполнить компиляцию программы.
7. Провести анализ и исправление обнаруженных синтаксических ошибок в тексте программы и повторить пункты 3.6 и 3.7. При устранении всех синтаксических ошибок перейти к выполнению пункта 3.8.
8. Получить решение (изображение) и, в случае обнаружения логических ошибок, определить и устранить их. Продемонстрировать преподавателю окончательный вариант программы и ее работу.
9. Ввиду того, что индивидуальные задания для многих работ формулируются одинаково, различия в результатах выполнения вариантов во многом будут определяться конфигурацией рабочего места, на котором работа выполняется. Поэтому интерпретация полученных результатов является обязательным условием завершения работы.
Содержание отчета
Отчет оформляется по каждой лабораторной работе и состоит из следующих разделов.
1. Тема лабораторной работы.
2. Цель работы.
3. Индивидуальное задание.
4. Описание структур данных и алгоритмов
5. Результаты работы программы.
6. Интерпретация результатов.
Методические указания
При управлении линейкой индикаторов учесть, что линейка разбита на 2 группы, каждая из которых подключена к отдельному каналу 8255. В результате требуется 2 шага записи данных в каналы.
Контрольные вопросы
- Пояснить внутреннее устройство микросхемы 8255 (архитектура микросхемы)
- Что дает возможность программной настройки 8255 для разработчика?
Лабораторная работа 2 " Программная реализация 7-сегментной индикации "
Цель работы:
Приобретение навыков написания программ для построения настраиваемых изображений для сегментных индикаторов.
Подготовка к работе
Изучить особенности эксплуатации микросхемы 8255. Определить режимы работы микросхемы, подходящие для решения указанной задачи.
Вопросы для самоконтроля
Как запрограммировать работу канала PA на вывод?
Как запрограммировать работу канала ЗС на ввод?
Все ли возможные настройки микросхемы допустимы для данного применения?
Программа работ
1. Ознакомиться с постановкой задачи и исходными данными. Определить вариант индивидуального задания.
2. Сконструировать структуру программы.
3. Составить текст программы и утвердить его у преподавателя.
4. Пункты 1 -3. должны быть выполнены предварительно, до проведения данной лабораторной работы. Утверждение преподавателем текстов программ является допуском к лабораторной работе.
5. Набрать текст программы.
6. Выполнить компиляцию программы.
7. Провести анализ и исправление обнаруженных синтаксических ошибок в тексте программы и повторить пункты 3.6 и 3.7. При устранении всех синтаксических ошибок перейти к выполнению пункта 3.8.
8. Получить решение (изображение) и, в случае обнаружения логических ошибок, определить и устранить их. Продемонстрировать преподавателю окончательный вариант программы и ее работу.
9. Ввиду того, что индивидуальные задания для многих работ формулируются одинаково, различия в результатах выполнения вариантов во многом будут определяться конфигурацией рабочего места, на котором работа выполняется. Поэтому интерпретация полученных результатов является обязательным условием завершения работы.
Содержание отчета
Отчет оформляется по каждой лабораторной работе и состоит из следующих разделов.
1. Тема лабораторной работы.
2. Цель работы.
3. Индивидуальное задание.
4. Описание структур данных и алгоритмов
5. Результаты работы программы.
6. Интерпретация результатов.
Методические указания
Программный метод реализации дешифрирования входного кода в образ светящихся элементов индикатора дает возможность простой настройки результирующего образа. Наиболее простой метод реализации - использование таблицы перекодировки.
Входной набор может быть не только цифрами десятичного алфавита!
Контрольные вопросы
- Какие методы, кроме табличного, можно применить в данной работе?
- Можно ли отобразить произвольный символ на индикаторе?
- Какая структура сегментов может быть предложена для эффективного построения изображений?
Лабораторная работа 4 " Программно-аппаратная реализация системы формирования световых эффектов "
Цель работы:
Приобретение навыков построения готовых комплексных систем, комбинирующих процедуры взаимодействия с операторов, процедуры сопряжения с объектами и реализацию алгоритмов функционирования.
Подготовка к работе
Изучить особенности эксплуатации микросхемы 8255. Определить режимы работы микросхемы, подходящие для решения указанной задачи.
Вопросы для самоконтроля
Как запрограммировать работу канала PA на вывод?
Как запрограммировать работу канала ЗС на ввод?
Все ли возможные настройки микросхемы допустимы для данного применения?
Программа работ
1. Ознакомиться с постановкой задачи и исходными данными. Определить вариант индивидуального задания.
2. Сконструировать структуру программы.
3. Составить текст программы и утвердить его у преподавателя.
4. Пункты 1 -3. должны быть выполнены предварительно, до проведения данной лабораторной работы. Утверждение преподавателем текстов программ является допуском к лабораторной работе.
5. Набрать текст программы.
6. Выполнить компиляцию программы.
7. Провести анализ и исправление обнаруженных синтаксических ошибок в тексте программы и повторить пункты 3.6 и 3.7. При устранении всех синтаксических ошибок перейти к выполнению пункта 3.8.
8. Получить решение (изображение) и, в случае обнаружения логических ошибок, определить и устранить их. Продемонстрировать преподавателю окончательный вариант программы и ее работу.
9. Ввиду того, что индивидуальные задания для многих работ формулируются одинаково, различия в результатах выполнения вариантов во многом будут определяться конфигурацией рабочего места, на котором работа выполняется. Поэтому интерпретация полученных результатов является обязательным условием завершения работы.
Содержание отчета
Отчет оформляется по каждой лабораторной работе и состоит из следующих разделов.
1. Тема лабораторной работы.
2. Цель работы.
3. Индивидуальное задание.
4. Описание структур данных и алгоритмов
5. Результаты работы программы.
6. Интерпретация результатов.
Методические указания
В данной лабораторной работе упор делается на получение готового программно-аппаратного решения поставленной задачи. При выполнении задания необходимо:
- сконструировать аппаратную часть (в рамках возможностей стенда)
- разбить программную часть на независимые задачи (ввод, элементарная индикация, исполнительная часть алгоритма)
Контрольные вопросы
- Как разбить программу на независимые процедуры?
- Что такое жизненный цикл устройства?
- Какие меры следует принять для улучшения условий сопровождения разработки изделия?
Лабораторная работа 3 " Динамическая индикация "
Цель работы:
Приобретение навыков написания программ для экономичного управления группой сегментных индикаторов.
Подготовка к работе
Изучить особенности эксплуатации микросхемы 8255. Определить режимы работы микросхемы, подходящие для решения указанной задачи.
Вопросы для самоконтроля
Как запрограммировать работу канала PA на вывод?
Как запрограммировать работу канала ЗС на ввод?
Все ли возможные настройки микросхемы допустимы для данного применения?
Программа работ
1. Ознакомиться с постановкой задачи и исходными данными. Определить вариант индивидуального задания.
2. Сконструировать структуру программы.
3. Составить текст программы и утвердить его у преподавателя.
4. Пункты 1 -3. должны быть выполнены предварительно, до проведения данной лабораторной работы. Утверждение преподавателем текстов программ является допуском к лабораторной работе.
5. Набрать текст программы.
6. Выполнить компиляцию программы.
7. Провести анализ и исправление обнаруженных синтаксических ошибок в тексте программы и повторить пункты 3.6 и 3.7. При устранении всех синтаксических ошибок перейти к выполнению пункта 3.8.
8. Получить решение (изображение) и, в случае обнаружения логических ошибок, определить и устранить их. Продемонстрировать преподавателю окончательный вариант программы и ее работу.
9. Ввиду того, что индивидуальные задания для многих работ формулируются одинаково, различия в результатах выполнения вариантов во многом будут определяться конфигурацией рабочего места, на котором работа выполняется. Поэтому интерпретация полученных результатов является обязательным условием завершения работы.
Содержание отчета
Отчет оформляется по каждой лабораторной работе и состоит из следующих разделов.
1. Тема лабораторной работы.
2. Цель работы.
3. Индивидуальное задание.
4. Описание структур данных и алгоритмов
5. Результаты работы программы.
6. Интерпретация результатов.
Методические указания
В лабораторной работе предусматривается динамическая индикация только для двух индикаторов. Поочередность включения каждого индикатора достигается управлением соответствующего транзисторного ключа (1 на базе активизирует индикатор).
Контрольные вопросы
- Есть ли ограничение на количество индикаторов при динамической индикации?
- Зависит ли количество индикаторов от их типа?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Дж.Уокерли. Архитектура и программирование микро-ЭВМ. В 2 кн.: Пер. с англ.- М.:, Мир, 1984.-Кн.1. 486 с., ил.
2. Дж.Уокерли. Архитектура и программирование микро-ЭВМ. В 2 кн.: Пер. с англ.- М.:, Мир, 1984.-Кн.2. 341 с., ил.
3. Справочные руководства фирмы Intel