单片机原理和开发应用 第四讲 TD-Ⅲ型单片学习开发机介绍

第二、三讲介绍了适于初学者使用的TD－Ⅰ型单片学习机和向外开发能力很强的TD－Ⅱ型单片学习开发机。本讲介绍TD－Ⅲ型自开发式单片学习开发机。该机体积小、功能齐全（包括A/D、D/A、RS－232C接口等），不怕掉电，抗干扰和工作稳定性强，显示位数多达8位。该机除可以用来学习单片机原理外，还可以直接装入仪器仪表或控制设备作为控制核心，可在较恶劣环境之中长时间稳定工作。

TD－Ⅲ型机由主机板和键盘、显示板组成，它们的电路原理图请参见图1所示。主机时钟频率为6MHz，8031单片机还提供了128字节的片内RAM、2个外部中断和2路16位定时／计数器。外部程序存储器EPROM27256占用0000H～7FFFH的32kB地址空间，在27256的前4kB已经固化了系统监控程序，后28kB可由用户烧写应用程序。外部数据存储器EEPROM2864占用了8000H～9FFFH的8kB地址空间，2864不怕掉电，可由键盘直接键入和修改指令或数据。外部数据存储器RAM6264占用了A000H～BFFFH的8kB地址空间。在X3端接入后备电源可防止6264掉电丢失数据。可编程并行接口芯片8255占用F000H～FFFFH的4kB地址空间，其中8255的A口地址为F000H，B口地址为F001H，C口地址为F002H。命令口占用F003H地址。8255提供了14个扩展I／O端。将8路模拟信号转换为8位数字量的A/D转换器0809占用E000H～EFFFH的4kB地址空间，其中模拟信号输入通道0～7分别对应E000H～E007H地址。0809每次转换大约需120μs。由于设计时对0809地线单独处理，并采用精密参考稳压源TL431作参考基准源，所以A／D转换具有较高的稳定性。TL431的稳压值为2.5V，故0809的满量程输入电压也为2.5V。D／A转换器0832占用了D000H～DFFFH的4kB地址。与0809一样，D／A转换精度较高，稳定性也较好，满量程输出电压亦为2.5V。键盘扫描和显示扫描专用芯片8279占用地址为C000H～CFFFH的4kB空间，其中数据口地址为CFFEH，命令口地址为CFFFH。采用8279扫描键盘和显示器有效地节省了CPU时间。TD－Ⅲ型机面积为115×130mm\(^{2}\)×2（分体式），供电电源电压为+5V（0.5A）和±12V（0.1A）。当不进行D／A转换和串行发送时，只有单一电源（＋5V）就够了。

TD－Ⅲ型机的25个键的排布请见表1，其中0～F键是数字键，用来输入地址、指令和数据的16进制码；另外的9个功能键的功能和操作方法如下：

1．RST（复位）键：按下此键后，主机复位并进行初始化，然后显示“P8031hh”，等待输入各种命令。

2．MON（返回监控）键：接下该键，主机退出当前键盘输入操作状态，显示器显示“P”，等待输入新命令。

3．USE（第二功能定义）键：按下此键后，显示“P．”，再按下RDS、WRI、EXE等键，则主机执行它们的第二功能。

4．［F］（首末地址定义）键：当输入4位地址后，按下[F]键，则输入的4位地址就作为首地址，同时显示“Γ．”提示符号；输入另一个4位地址，再按下[F］键，第2次输入的4位地址就作为末地址，显示器显示“L.”提示符。

5．MOV（数据块传送）键：输入源数据块首地址和末地址（见上条）后，再输入目标地址，按下MOV键，则将源数据块传送到从目标地址开始的一段存储区域中。传送完毕，主机显示目标地址和其中内容。

6．EXA（检查）键：输入2位（或4位）地址，再按此键则可读出8031片内RAM（或外部ROM及RAM）中的数据。再接下EXA键，则地址自动加1，其中内容也被显示出来。

7．RDS（反读／串行接收）键：当进行检查存储器内容操作时（见上条），按下此键，显示的地址自动减1，其中内容被显示出来。这是一个多功能键。在监控状态下，先按USE键，再按RDS键，则主机接收串行数据。此时显示“C—C”提示符，表示数据正在传送。接收完毕，主机自动返回监控，并显示“P”。

8．WRI（写入／串行发送）键：在存储器检查状态下（见6条），键入新的数据，再按WRI键，新数据即写入指定存储单元；显示地址自动加1。这也是一个多功能键。在监控状态下，按USE键，再输入数据块首末地址及目标地址，按WRI键，则主机将数据块从串行口TXD发送出去。此时主机显示“C—C”提示符。传送完毕自动返回监控，显示“P”。

9．EXE（连续／单步运行）键：输入程序的首地址，按EXE键，主机连续执行该程序。单步运行程序时，可在监控状态下按USE键，再输入程序的首地址并按EXE键，则可单步执行程序。每按一次EXE键，就执行一条指令。

监控程序用来管理系统内的各个功能单元，其中常用子程序的入口地址介绍如下：①MON（返回监控）子程序入口地址为00A0H；②DIR（显示）子程序入口地址为0450H；③KEY（键盘）子程序入口地址为0396H；④SI（串行接收）子程序入口地址为0690H；⑤SO（串行发送）子程序的入口地址为0860H。数码管VH1～VH8对应8031片内RAM的78H～7FH等显示缓冲地址单元。另外，系统BFFFH单元是一个特殊功能单元。在单步执行程序之前，将片内RAM中寄存器地址写入BFFFH中，再单步执行程序，则每执行一条指令就显示该寄存器的内容。

在对8255芯片进行操作时，首先要向命令口送控制字（字节）。控制字7D位为置方式标志，当7D=1时置方式有效。6D、5D为方式选择位，当它们为00时置PA口和PC口上半部（7PC～4PC）工作方式为方式0（即基本输入输出方式）；01时置方式1（即选通输入输出方式）；1X（X=0或1）时置方式2（即双向传送方式）。有关方式0～2的详细说明请参见有关书籍，限于篇幅本文不作介绍。4D位用来设置端口PA，当4D=1时端口PA为输入口；当4D=0时，PA为输出口。3D为端口PC上半部（7PC～4PC）I／O状态设置位，当3D=1时，7PC～4PC为输入端；当3D=0时，7PC～4PC为输出端。2D为方式选择位，它只负责PB口和PC口下半部（3PC～0PC）工作方式的选择。当2D＝0时，为方式0；当2D=1时，设置方式1。 1D为PB口I／O状态设置位，ID=1为输入，1D=0为输出。0D为PC口下半部（3PC～0PC）I／O状态设置位，1代表输入，0表示输出。对8255的操作可通过键盘进行，也可以由程序操作。下面举例说明。

例1：利用键盘对8255进行操作。首先按下MON键（表示为↓MON）进行复位→显示“P”→↓F003→“PF003”（送入命令口地址）→↓EXA→“PF003—03”→↓80→“PF003—80”（将8255的PA、PB和PC口均设置为输出状态）→↓WRI→“PF004—04→↓RDS→↓RDS→“PF002”→↓FF→“PF002—FF”→↓WRI（将FFH写入PC口，这时可测得PC口各端均为高电平。

例2：用程序完成对8255的操作。实验程序如下：

执行后可测得7PA～0PA端电平为0101 0101。

在06F5H开始的一段监控程序为A／D转换程序，执行该程序，显示器将显示通道号“1”和端电位数值。电位数值00H对应0V，FFH对应2.5V。读者可以利用数据块传送指令，把该程序传送到RAM区中进行修改、执行。

使用D／A转换器0832前应将±12V电源加上，否则不会有模拟量输出。下面举例说明 D／A操作方法。

例3：用键盘操作0832。↓MON→“P”→↓D000→“PD000”（将0832的选通地址送入）→↓EXA→↓00→“PD000—00”→↓WRI→“PD001—* *”（0832输出零电位）→↓JRDS→“PD000—＊＊”→↓FF→“PD000—FF”→↓WRI（0832将2.5V送出），这时可在X5的D／A脚测得2.5V电压。

例4：运行下面的程序可在X5的D／A端得到锯齿波输出。

下面给出TD－Ⅲ型机的学习程序：

该程序执行结果显示81H，它的用法请参见《无线电》1990年第10期本讲座的有关内容。(朱小华 陈尚品 梁建国)