TD-Ⅳ型单片机仿真开发系统

TD－Ⅳ型机的设计综合了国内外高、中、低档多种单片机开发系统的特点，考虑了工业控制方面的特殊要求，并兼顾高校实验设备的更新换代的要求。它具有性能完备、价格低廉、操作简便、组态灵活等特点。

TD－Ⅳ型开发系统包括TD－IV—F型仿真板、TD－Ⅳ－KE型键盘显示板及TD－Ⅳ－E型编程板等三部分，这三部分可由用户根据自己的条件选择组合。如有PC机，则只选用仿真板即可；如没有PC机或需要现场调测，则可选用仿真板和键盘显示板；如需固化程序则可增置编程板。现分别将三块板的原理作一简要介绍。

1、仿真板（TD－Ⅳ－F）电原理图见图1。主频率为6MHz，8031CPU可外配2764～27512等EPROM芯片，即监控程序可以是8k～64k。这是因为它们的插座相同，只要对跳线作不同的配置即可。此外，外配的SRAM芯片作仿真RAM使用。采用一片GAL16U8作译码器，由地址线A0～A15及WRRD信号译码，得出8155的片选信号和与PC机相联的模拟串口译码信号RXD－CS、TXD－CS以及仿真器系统工作区译码信号ALL—CS。为使仿真器既可工作于监控状态下执行监控程序，又可工作于仿真状态下执行用户程序，将整个64k的程序存储器空间分成两部分：0000H～7FFFH32k空间作为监控空间，8000H～FF00H32k空间与数据存储器的8000H～FF00H相复合，作为可读、可写、可执行的仿真空间。这样，写在8000H～FF00H中的数据存储器单元中的代码，就可作为程序来执行。数据存储器的0000～7FFFH被系统占用，也就是被8155及RXD－CS、TXD－CS所占用。为保证用户系统的64k数据存储空间的完整性，特设一个D触发器作为软开关，以便安全可靠地切换用户数据存储空间与系统占用的数据存储空间。

为实现仿真器的单片处理功能，占用了外部中断。INT0通过监控制造一个INT0高级中断来实现仿真器的单片操作。为防止在单步发生器工作过程中用户的外部中断源INT0的请求失效，而依靠D触发器来记录引脚INT0上的电平变化，在单步服务程序中依靠D触发器中的状态变化来判断是否有外部中断源的请求。为使仿真器不占用片内RAM及SFR而外扩一片8155，利用8155中的RAM（256 Bit）来作为8031内128 Bit RAM及SFR的映象，以保证仿真器不占用用户8031内部的资源，8155的PA、PB、PC口作为小键盘LED显示器的接口，使系统简单化。为了不占用8031的串行口，另搭一串行口模拟电路，由三态门、D触发器、电平转换器MC1488和MC1489配合软件扫描来完成串行数据的并行接收。这样，仿真器即可通过8155的PA、PB、PC口外接小键盘开发用户程序，又可通过RS－232C接口来与PC机相联在高一层次上，开发用户系统构成一个组态灵活的单片机仿真开发系统。

2、键盘显示板（TD—Ⅳ－KE）电原理图见图2。通过8155的PA、PB、PC口，可以连接键盘，使没有PC机的用户和现场开发更加方便。显示机理为动态扫描，显示时，由PB口送出段码而由PC口送出位码，轮流动态扫描。键盘搜寻时，由PA口送出行扫码，而由PC口读出列扫码，从而定出位置码，经软件译出其数字键和命令键。

3、编程板（TD－Ⅳ－E）：该板为专用的EPROM编程板，可编程2716～27512的各类芯片，安全可靠，灵活方便。

从以上对三块板的原理简介来看，TD－Ⅳ型单片机开发系统是以仿真板为主，以键盘显示板和编程板为辅。可以根据用户现有设备的不同情况以及用户的不同要求来配置不同的模板，完成用户多种要求。

1、PC机+TD－Ⅳ－F仿真器方式：

对有PC机的用户，可选用本方式。用户以PC机为宿主机，完成用户的源程序输入、自动汇编、反汇编功能。通过PC机控制仿真板来完成用户样机的仿真调试功能。可进行块比较、块移动、反汇编、内部RAM单步、断点、连续等功能。

2、TD－Ⅳ－F＋TD-Ⅳ-K方式：

对于没有PC机或需要在工业现场调试的用户可用此方式。此时用户通过键盘显示器作为人机接口来控制用户程序的输入、修改、调试（单步、断点、全速运行），还可对用户8031内的SRAM及SFR等一切资源进行读写，还具有块移动、块比较、插入删除相对偏移量的计算等功能。

3、TD－Ⅳ－F＋STD总线系统方式：

除兼容上述两种功能外，还可开发STD总线上的各种功能模板，其好处有：①对于工业控制环境可以检测维修开发STD总线上的各种模板，可以由仿真板作为主CPU，与外接STD总线上的各种功能模板一起构成用户系统，自开发、自应用。②对于教学试验室开设不同的实验时，只要更换不同的功能模板即可进行各种不同的实验。例如，作单片机学习机用时，只选仿真板作为学习机用；作AD实验时，选AD卡插于STD总线中，由仿真板与AD板一起完成AD实验。同理，对其它模板也可以进行实验和演示。也就是说，拥有这样一套系统可以完成从单片机原理到接口的各种实验。

由于学习机方式及单板机开发方式在前面单片机讲座中已详细介绍，这里着重介绍仿真器与PC机联机仿真开发用户系统的主要操作步骤。

一、系统连接：系统连接如图3所示，PC机通过RS－232串行口与仿真器连接，用户样机通过仿真头插入其8031位置实现仿真。

二、软件的准备：用户源程序通过MS－DOS下的行编辑文件EDLIN或全屏幕编辑文件PE来完成输入、编辑、修改及存盘。有了源程序，利用交叉汇编文件MCS－51可将准备好的源程序汇编成目标文件。

三、仿真调试：运行通信文件B5后，仿真器与PC机接通，此时显示下列主菜单：

1、LOAD 2、SAVE 3、SIMUNA

选择菜单1，系统询问文件名，“OBJECT FILENAME C：”，键入你准备好的目标文件名，PC机便将程序的目标码传给仿真器。相反，若选择菜单2，可将仿真器的机器码文件存入磁盘。程序目标码进入仿真器后，选择菜单3就可进入仿真调试状态，此时屏幕显示4个信息窗口，如图4所示。其中窗口1为主窗口，进入各种命令后的提示信息均出现在窗口1；窗口2是反汇编窗口，跟踪单步执行，断点执行均有经反汇编得出的助记符出现在窗口2；窗口3显示调试过程中的主要寄存器状态，包括R0～R7，P\(_{SW}\)，A、B、SP等信息；窗口4是命令选择窗口，可实现比较、跟踪、多步运行、列表、修改等多种命令。

由于仿真调试均有屏幕提示，无须熟记命令符就能操作，为用户提供了极大方便。（郑耀东 吴铁岑）