32位微机原理与接口技术实验教程

第一部分 综述 第1章 PC机的发展及基本结构 1 1.1 微机的发展变化 1 1.2 微机的体系结构 1
1.2.1 基于PC/XT总线的微机结构 2
1.2.2 基于PC AT/ISA总线的微机结构 2
1.2.3 基于南北桥结构/中心结构的微机系统 3 第2章 32位微机教学的内容及方法 5 2.1 32位微机原理的教学内容 5 2.2 32位微机原理教学参考 6 2.3 32位微机接口技术教学内容 6
2.3.1 学习基本接口原理及常用接口芯片的使用 6
2.3.2 PC机总线扩展技术的学习与应用 7 2.4 32位微机接口技术教学参考 8 第3章 教学实验的主要设备 9 3.1 TD-PIT实验系统的构成及特点 9
3.1.1 系统构成 9
3.1.2 系统功能及特点 10 3.2 32位微机原理教学实验环境 11 3.3 32位微机接口教学实验环境 12 3.4 TD-PIT-B实验系统简介 16 第二部分 32位微机原理 第4章 32位微机原理概况 17 4.1 实模式和保护模式 17 4.2 寄存器组织 17
4.2.1 通用寄存器 18
4.2.2 段寄存器 18
4.2.3 指令指针寄存器和标志寄存器 18
4.2.4 系统地址寄存器 19
4.2.5 控制寄存器 19
4.2.6 调试寄存器和测试寄存器 20 4.3 存储器寻址 20 第5章 32位汇编语言程序设计 21 5.1 汇编语言程序的基本结构 21
5.1.1 伪指令 21
5.1.2 语句格式 23 5.2 DOS系统功能调用 24 第6章 32位微机实模式原理实验 26 6.1 显示程序实验 26
6.1.1 实验目的 26
6.1.2 实验设备 26
6.1.3 实验内容及说明 26
6.1.4 实验步骤 27
6.1.5 参考程序清单 27 6.2 数据传送实验 28
6.2.1 实验目的 28
6.2.2 实验设备 28
6.2.3 实验内容 28
6.2.4 实验步骤 29 6.3 数码转换实验 30
6.3.1 实验目的 30
6.3.2 实验设备 30
6.3.3 实验内容及说明 30
6.3.4 实验步骤 32 6.4 运算类程序实验 33
6.4.1 实验目的 33
6.4.2 实验设备 33
6.4.3 实验内容及说明 33
6.4.4 实验步骤 34 6.5 分支程序设计实验 34
6.5.1 实验目的 34
6.5.2 实验设备 34
6.5.3 实验内容及说明 34
6.5.4 实验步骤 35 6.6 循环程序设计实验 36
6.6.1 实验目的 36
6.6.2 实验设备 36
6.6.3 实验内容及说明 36
6.6.4 实验步骤 36 6.7 子程序设计实验 36
6.7.1 实验目的 36
6.7.2 实验设备 37
6.7.3 实验内容及步骤 37 6.8 综合程序设计实验 38
6.8.1 实验目的 38
6.8.2 实验设备 39
6.8.3 实验内容及步骤 39 第7章 32位微机保护模式工作原理 40 7.1 保护模式下的分段存储管理机制 40
7.1.1 综述 40
7.1.2 分段管理的概念 41
7.1.3 分段管理机制的实现过程 45 7.2 任务管理的概念 47
7.2.1 任务状态段TSS 47
7.2.2 门描述符 48
7.2.3 保护模式下的转移 48 7.3 任务内的转移 49
7.3.1 任务内的转移过程 49
7.3.2 任务内不同特权级的转移过程 51 7.4 任务间的转移 52
7.4.1 通过TSS进行任务切换 52
7.4.2 通过任务门进行切换 52
7.4.3 任务切换过程 52 7.5 中断/异常管理 53
7.5.1 中断/异常的概念 53
7.5.2 中断/异常处理过程 54 7.6 基于Tddebug的32位保护模式程序设计 56
7.6.1 指令集选择 56
7.6.2 基本约定 57
7.6.3 常用数据结构及标号定义 57
7.6.4 一个实例 58 第8章 32位微机保持模式原理实验 61 8.1 描述符和描述符表实验 61
8.1.1 实验目的 61
8.1.2 实验设备 61
8.1.3 全局描述符表实验 61
8.1.4 局部描述符表实验 64 8.2 任务内及任务间的控制转移实验 66
8.2.1 实验目的 66
8.2.2 实验设备 66
8.2.3 任务内无特权级变换的控制转移实验 66
8.2.4 任务内有特权级变换的控制转移实验 70
8.2.5 任务切换实验 71 8.3 保护模式下的中断/异常处理实验 73
8.3.1 实验目的 73
8.3.2 实验设备 74
8.3.3 用中断门、陷阱门实现中断/异常处理实验(1) 74
8.3.4 用中断门、陷阱门实现中断/异常处理实验(2) 75
8.3.5 调用任务门实现中断/异常处理实验 75 8.4 进入和离开虚拟8086环境实验 77
8.4.1 实验目的 77
8.4.2 实验设备 77
8.4.3 预备知识 77
8.4.4 实验内容 77
8.4.5 实验步骤 78 8.5 实模式和保护模式间切换实验 78
8.5.1 实验目的 78
8.5.2 实验设备 78
8.5.3 预备知识 78
8.5.4 实验内容 79
8.5.5 实验步骤 79
第三部分 32位微机接口技术 第9章 基本接口技术实验 81 9.1 中断特性及8259单一中断应用实验 81
9.1.1 实验目的 81
9.1.2 实验设备 81
9.1.3 实验内容 81
9.1.4 实验原理 82
9.1.5 实验步骤及说明 88 9.2 DMA特性及8237应用实验 88
9.2.1 实验目的 88
9.2.2 实验设备 88
9.2.3 实验内容 89
9.2.4 实验原理及说明 89
9.2.5 实验步骤 94 9.3 了解PCI总线 94
9.3.1 PCI配置空间 94
9.3.2 基地址寄存器 95
9.3.3 中断请求线寄存器 96
9.3.4 PCI BIOS 96 9.4 用PCI BIOS获取PCI设备配置资源实验 97
9.4.1 实验目的 97
9.4.2 实验设备 97
9.4.3 实验内容 97
9.4.4 实验说明 97
9.4.5 实验步骤 100 9.5 PCI中断应用实验 100
9.5.1 实验目的 100
9.5.2 实验设备 100
9.5.3 实验内容 100
9.5.4 实验说明 100
9.5.5 实验步骤 103 9.6 8254定时/计数器应用实验 103
9.6.1 实验目的 103
9.6.2 实验设备 103
9.6.3 实验内容 103
9.6.4 实验原理 104
9.6.5 实验说明及步骤 105 9.7 8255并行接口应用实验 108
9.7.1 实验目的 108
9.7.2 实验设备 108
9.7.3 实验内容 108
9.7.4 实验原理 108
9.7.5 实验说明及步骤 109 9.8 16550串行接口应用实验 111
9.8.1 实验目的 111
9.8.2 实验设备 111
9.8.3 实验内容 111
9.8.4 实验原理 111
9.8.5 实验说明及步骤 115 9.9 A/D转换实验 118
9.9.1 实验目的 118
9.9.2 实验设备 118
9.9.3 实验内容 118
9.9.4 实验原理 118
9.9.5 实验步骤及说明 119 9.10 D/A转换实验 120
9.10.1 实验目的 120
9.10.2 实验设备 120
9.10.3 实验内容 120
9.10.4 实验原理 120
9.10.5 实验步骤及说明 121 9.11 静态存储器扩展实验 121
9.11.1 实验目的 121
9.11.2 实验设备 121
9.11.3 实验内容 121
9.11.4 实验原理 121
9.11.5 实验步骤 122 9.12 FLASH ROM扩展实验 123
9.12.1 实验目的 123
9.12.2 实验设备 123
9.12.3 实验内容 123
9.12.4 实验原理及说明 123
9.12.5 实验步骤 124 9.13 步进电机实验 125
9.13.1 实验目的 125
9.13.2 实验设备 125
9.13.3 实验内容 125
9.13.4 实验原理及说明 125
9.13.5 实验步骤 126 9.14 计算机控制综合应用实验 127
9.14.1 实验目的 127
9.14.2 实验设备 127
9.14.3 实验内容 127
9.14.4 直流电机调速实验原理及步骤 127
9.14.5 温度控制实验原理及步骤 128 第10章 高级接口技术实验 132 10.1 初识VxD 132
10.1.1 了解虚拟设备驱动程序(VxD)和虚拟机(VM) 132
10.1.2 Windows 9x的运行及执行环境 133
10.1.3 在Windows 9x中实现虚拟环境 133
10.1.4 VxD简介 134
10.1.5 VxD开发工具简介 137 10.2 基本VxD实验 137
10.2.1 实验目的 137
10.2.2 实验设备 137
10.2.3 实验内容 137
10.2.4 实验原理 137
10.2.5 实验步骤 141
10.2.6 参考实验程序清单 141 10.3 Win32应用程序和VxD之间的通信 143
10.3.1 实验目的 143
10.3.2 实验设备 144
10.3.3 实验内容 144
10.3.4 实验原理 144
10.3.5 实验步骤 149 10.4 为PCI总线扩展卡设计VxD实验 149
10.4.1 实验目的 149
10.4.2 实验设备 149
10.4.3 实验内容 150
10.4.4 实验说明 150
10.4.5 实验步骤 155 10.5 在Windows 9x下获取PnP设备的配置资源实验 155
10.5.1 实验目的 155
10.5.2 实验设备 155
10.5.3 实验内容 156
10.5.4 实验原理 156
10.5.5 实验说明 160
10.5.6 实验步骤 162 10.6 在Windows 9x下处理PCI中断实验 162
10.6.1 实验目的 162
10.6.2 实验设备 162
10.6.3 实验内容 162
10.6.4 实验原理 162
10.6.5 实验步骤 165 10.7 在Windows 9x下实现串行通讯应用实验 165
10.7.1 实验目的 165
10.7.2 实验设备 165
10.7.3 实验内容 165
10.7.4 实验说明及步骤 165 10.8 在Windows 9x下实现存储器扩展实验 167
10.8.1 实验目的 167
10.8.2 实验设备 167
10.8.3 实验内容 167
10.8.4 实验原理 167
10.8.5 实验说明及步骤 170 第11章 PCI总线扩展应用实验 172 11.1 认识S5933 172
11.1.1 实验目的 172
11.1.2 实验设备 172
11.1.3 实验原理及内容 172 11.2 访问S5933操作寄存器实验 173
11.2.1 实验目的 173
11.2.2 实验设备 174
11.2.3 实验内容 174
11.2.4 实验原理 174
11.2.5 实验说明 178
11.2.6 实验步骤 179 11.3 邮箱应用实验 179
11.3.1 实验目的 179
11.3.2 实验设备 180
11.3.3 实验内容 180
11.3.4 实验原理 180
11.3.5 实验说明 182
11.3.6 实验步骤 184 11.4 访问PASS-THRU区域实验 184
11.4.1 实验目的 184
11.4.2 实验设备 185
11.4.3 实验内容 185
11.4.4 实验原理 185
11.4.5 实验说明 188
11.4.6 实验步骤 190 11.5 用FIFO实现总线DMA实验 190
11.5.1 实验目的 190
11.5.2 实验设备 190
11.5.3 实验内容 190
11.5.4 实验原理 190
11.5.5 实验说明 195
11.5.6 实验步骤 198 附录A Tddebug集成操作软件使用说明 199 附录B PCI BIOS功能调用参数说明 207 附录C S5933管脚图及管脚功能说明 211 附录D VtoolsD的安装及VC++ 6.0配置 216 附录E VxD调用接口说明 219 附录F ispLSI 1032简介 223 参考文献 225