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总线技术在单片机实验教学中的应用_论文

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总第 15期 第 3期  0 21 0 0年 9月  计 算 机技 术应 用 ?   高  校  实  验   室  .  作  研   究  T - GAOXI AO  HI S YANS   HIGONGZUO YANJU    I Se i N O . ral 105, NO .   3 Sp 2 o e . ol   . ? ,   线 技 术 在 单 片 机 实 验 教 学 中 的 应 用  张 惠群 ,金   文 , 陈  曦  ( 津 大 学  电 气 与 自动 化 工 程 学 院 , 天 津 天 307 ) 0 0 2  摘  要 :验 证 型 实验 、综 合 设 计 型 实验 和 研 究设 计 型 实验 构 成 了 “ 片 机 原 理 与 应 用 ” 课 程 的 实验 教 学  单 体 系。 针 对 该 课 程 实践 教 学 的特 点 ,增 设 了研 究 设 计 型 实验 ,其 目的 在 于增 强 学 生的 创 新 意 识 ,促 进 学生  理 论 与 实践 相 结合 ,培 养 学 生 工程 实 践 能 力 及 系统 开 发 设 计 能 力 。 历 时 一 年 的 教 学 实践 表 明 开 设 研 究 型  实验 不 仅 拓 展 了 学 生知 识 面 ,还 提 高 了学 生 分 析 能 力 、动 手 能 力 、 实践 能力 和 创 新 能 力 。   关 键 词 :单 片 机 原 理 实验 ; 多 处理 器 ; 总线 技 术    “ 片 机 原 理 与 应 用 ” 是 一 门 理 论 性 和 实 践 性 都  断 ,保证 数 据 不 被 覆 盖 或 重 复 读 取 。 单 很 强 的专 业 课 程 。单 片机 作 为微 处 理 器 的一 个 分 支 ,在  各种 工 业 控 制 应 用 中 已 占据 重 要 地 位 。为 了提 高 学 生 的  工 程 实 践 能 力 ,培 养 学 生 的综 合 素 质 和 创 新 精 神 ,我 们  开设 了基 于总 线 技 术 的研 究 设 计 型 实 验 。 该 综 合 设 计 型  实 验 通 过 并 行 处 理 技 术 把 复 杂 的 功 能 和 计 算 分 解 为 若 干  个 子 任 务 后 分 配 给 多 个 单 片 机 去 完 成 ,各 个 子 任 务 问 的  交 互 作 用 则 通 过 多 单 片 机 之 间互 联 机 构 的 彼 此 通 信 来 实  现 。多 处 理 机 实 验 装 置 由 世 界 银 行 贷 款 提 供 的  机 公 共 总 线 、多端 口存 储 器 、输 入 输 出 连 接 、总 线 窗 口   实 际 工 程 问 题 的能 力 。   图 1 系统 框 图    8 C 9 MC单 片 机 实 验 系统 构 成 ,实 验 内 容 涵 盖 多 处 理  2 2 系统 总 线 和 总 线 接 口 逻 辑 应 用  0 16 .  多 处 理 机 共 享 存 储 器 互 联 种 类 繁 多 , 对 于  制 、总 线 通 信 的特 殊 性 、总线 结 构 ,和控 制 信 号 线 的 逻  辑 作 用 。公 共 总线 结 构 包 括 数据 线 、地 址 线 、读 写 控 制  线 、 总线 交 换 和 C OC L K,/ E E R S T线 ;读 写 控 制 线 包 括  等 知 识 点 ,可 有 效 提 高 学 生 综 合 运 用 所 学 理 论 知 识 解 决  8 C 9 MC多 单 片 机 系 统 ,学 生 必 须 全 面 考 虑 总 线 控  0 16 2 系统 设 计 及 总 线 接 口逻 辑    2 1 硬 件 系 统 的 构 成  .  / WR、/ RD、/ W 、/ MI XR ME D等 四 条 信 号 线 的 逻 辑 ;/   基 于 8 C 9 MC 的 多 单 片 机 系 统 , 针 对 模 块 级 并 行  ME D信 号线 高 低 电 * 的 不 同 表 示 访 问 存 储 器 或 者 表  0 16 MI 结 构 设 计 并 实 现 了 由 四个 主 模 块 构 成 的 多 主 系 统 ,如 图  示 访 问共 享 IO 口 ;总 线 交 换 信 息 由 四个 模 块 总 线 请 求  / 1所 示 ,每 个 模 块 由 单 片 机 系 统 、数 字 I O、模 拟 IO / /   / E ~/ E  与 总 线 响 应/ C 。~/ K R Q。 R Q A K AC  信 号 ,总 线  等构 成 ,模 块 与测 控 对 象 间 由现 场 总 线 连 接 。 本 地 总线  忙 信 号/ U Y及 清 除信 号 / L A BS C E R构 成 。   采 用 S D总 线 标 准 ,各 模 块 通 过 各 自的 总线 接 口与公 共  T 总 线 接 口逻 辑 用 于 实 现 各 模 块 本 地 总 线 与 公 共 总 线  总线 相 连 ,模 块 对 公 共 总 线 的访 问 受 总 线 仲 裁 逻 辑 的控  隔 离 和 通 讯 。该 系 统 为 四个 模 块 提 供 了 相 同 接 口 。如 图  制 。模 块 问 信 息 交 换 通 过 共 享 RA 进 行 ,通 信 形 式 采  2所 示 。 M   用 预先 分 配 的 邮箱 ,当模 块 A数 据 需送 往 模块 B时 ,   CU P a发 出 占用 公 共 总 线 的请 求 信 号 ,经 仲 裁 判 断 允 许  对应 不 同模块 由短路 块选 择不 同 的/ C . / N控制 。 A K与 E   模块 与 共 享 存 储 器 间 的 通 讯 采 用 中 断 方 式 ,当 第 i   后 调 用 WRIE原 语 ,数 据 写 入 邮箱 A ?B;当 模 块 B要  个 ( =0,1 ,3 模 块 要 求 访 问 公 共 总 线 时 ,先 由 T i ,2 )  



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