【整理】计算机组成原理-微机实验指导书
实验 1《TPC-EM实验仪》和386EX实验模式软硬件介绍
1.1系统组成概述
《TPC-EM实验仪》是我们在吸收各大专院校教学改革经验，结合计算机技术发展与当前教学新特点而推出的一款新型实验仪。该实验仪采用PCI总线＋32位CPU 386EX模块/51单片机模块的体系结构，支持不同层次各类院校“微型计算机原理及接口”、“单片机原理及应用”、“计算机控制应用”等课程的教学实验。
《TPC-EM实验仪》主要特点如下：
1．采用PCI扩展卡＋386EX/51扩展模块体系结构。用户可根据教学要求灵活选取以下三种不同实验模式进行实验。
PCI总线实验模式：实验仪使用50芯扁平电缆与PCI插卡连接，可充分利用PC机丰富的软硬件资源开展各种实验。其中，在DOS环境下可使用MASM5.0/MASM6.11开展实验；在Windows98/2K/XP环境下可使用VC++6.0、WIN32汇编语言等开展实验，还可进行Windows设备驱动程序开发实验。该实验模式资源丰富、实验内容与PC操作系统、编程语言紧密融合。
386EX实验模式：使用32位嵌入式CPU 386EX模块，实验仪通过串行口和USB(两种接口任选)与PC机通信。PC端配有自主开发、具有自主知识产权的基于Windows平台的386EX集成开发环境软件。该软件具有32位汇编语言程序编辑、编译、链接、源语句符号调试功能。该实验模式不需打开机箱，连接方便，操作简单，与汇编语言教学紧密结合。
51单片机实验模式：使用51单片机仿真器模块。实验仪通过串口与PC机通信。PC端配有Keil C51集成操作软件，可完成ASM51、C51程序的编辑、编译、链接、下载、源语句符号调试。
实验仪应用总线自动识别技术。对于以上三种实验模式，自动完成相应总线的切换和接入，用户无需手工做任何跳线操作。
2．实验仪各单元电路大部分连线事先已由PCB板连接好，仅留有必要的信号插孔供学生连接使用，而且接插件全部采用自锁插孔。这样，一是可以减少连线的工作量，提高实验效率，二是保证连线接触可靠。除此之外，系统还专门留有一个自定义接线区，作为学生扩展新的实验电路之用。
3．实验仪支持PC DOS和Windows98/2K/XP操作系统。使用的语言包括MASM5.0/MASM6.11、VC 6.0 、WIN32、C51。PC DOS支持实模式汇编语言编程和I/O接口实验、保护模式支持汇编语言编程实验；Windows支持驱动程序编程实验、VC高级语言和WIN32汇编语言编程实验和I/O接口实验；单片机支持ASM51和C51接口实验。
4．实验仪采用高效三路开关电源作为系统工作和实验的电源。
5．所有实验提供源程序(用80X86汇编语言、VC 6.0、WIN32汇编语言、Keil C51语言书写)。
《TPC-EM实验仪》组成如图1－1所示，由PC主机、PCI扩展卡、实验台、ADD-ON信号电缆、386EX和51扩展模块等组成。PCI扩展卡的作用是将PCI总线信号进行变换并驱动，然后提供给实验台使用，ADD-ON信号电缆用来将PCI扩展卡和实验台连接，386EX和51扩展模块需要时使用。实验台作为实验仪的硬件平台，含有丰富的实验单元电路，通过这些单元电路，可以开展各类软硬件实验和开发。实验台各实验单元的布局安排如图1－2所示。
图1-2 实验仪电路组成框图
工作基本原理：
地址分配：
386EX模板 SRAM 128KB(00000H~1FFFFH),FLASH 512KB(80000H~FFFFFH)；
外扩SRAM 8KBX4 共32KB(20000H~27FFFH)
2 非DMA操作期间，DMA控制器的AEN信号＝0，386EX/51模块作为主设备控制实验仪上的所有I/O单元电路。当8237工作时，AEN=1，驱动电路变为三态，此时DMA控制器作为主设备，完成存储器－存储器访问以及I/O存储器的访问。
3 当PCI插卡与PC机连接时，插卡产生的控制信号使驱动电路为三态，隔离386EX/51模块，由PC机作为主设备控制实验仪各单元电路。
1.2 实验台结构
图1-3 实验台各单元电路布局图
1. 2 .1 I/O端口地址译码电路
译码电路用来确定有效的I/O端口地址范围。本实验系统在I/O地址译码区提供了8个信号插孔，每个信号插孔各产生16个I/O端口地址信号，分别是0～0FH、10H～1FH、20H～2FH、30H～3FH、40H～4FH、50H～5FH、60H～6FH、70H～7FH。通常，这些I/O端口地址信号用来作为各实验单元片选之用。地址译码电路如图1-4所示。其中引线端空心圆为信号插孔，可用来连接导线，后面的电路图同样这样约定。仙女屋
图1-4 地址
