器件管脚图及功能表
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附录6 器件管脚图及功能表
74LS74双D 正沿触发器 74LS273八D 触发器
74LS377八D 触发器
74LS374八D 触发器
（三态输出） 74LS175双输出四D 触发器
74LS245
74LS161四位二进制同步计数器 74LS139双2：4译码器
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74LS151
八选一选择器
74LS157
四个二选一选择器
74LS257 四个二选一选择器
210
6116 2K*8 RAM
2716 2K*8 ROM
2732 4K*8 ROM
74LS138 3：8译码器
74LS148 8：3八进制优先编码器
附录9微指令寄存器的各字段微操作信号输出去向及功能
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附录10 联机通讯指南
一、准备
1、准备一台PC机。
2、把TEC-2机在实验台上放好打开，将TEC-2的随机电源放在TEC-2的左侧，并确认电源开关处在关断的位置。
二、连接电源线
1、将TEC-2机电源的直流输出插头P8插在TEC-2机垂直板左侧的插座P8上；
将TEC-2机电源的直流输出插头P9插在TEC-2水平板左侧的插座P9上。
特别提醒注意：不要接反P8和P9，否则会烧机器或电源。
2、将TEC-2电源的电源线一端接电源的交流输入插孔，另一端接220V交流电源接线盒。
注意：TEC-2电源的交流电源线必须和计算机的电源线接在同一个有地线的电源接线盒上，以保证两设备共地，否则可能烧毁电源或机器。
三、连接TEC-2和PC
1、准备好随机提供的TEC-2和PC的串口通讯电缆。该电缆一端是9孔的插头，另一端是25孔的插头。
注意：TEC-2随机提供多条通讯电缆，请务必正确选用，以免错误连接造成联机失败。
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2、把串口通讯电缆的9孔插头接在TEC-2机的上板左下角V70插座上，25孔插头插在计算机的串口上（COM1或COM2）。
如果PC上没有25针的串口或者25针的串口已被其它设备占用，TEC-2 随机提供一个9转25的转换器可以把25孔的插头转换成9孔的插头，接在9针的串口上。
四、TEC-2的初始设置
将TEC-2大板下方钮子开关S2~S0拨成100（向上为“1”，向下为“0”）；
FS1~FS4拨成1010（向上为“1”，向下为“0”）；
将CONT/STEP钮子开关拨到CONT位置。
五、开机
1、打开计算机电源开关，使计算机正常启动。
2、打开TEC-2电源开关，TEC-2大板左上角一排指示灯亮。
六、加载通讯软件
1、用户可以根据联机PC的软件配置情况选择以下三种方法之一运行联机通讯软件。
?如果计算机没有硬盘，把用户程序盘插入软驱，并用它启动计算机，然后键入：
A：\>CD TEC-2
A：\>PCEC
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? 如果计算机有硬盘并且装有DOS 操作系统，则进行以下操作： C ：\>MD TEC-2
C ：\>COPY A ：\TEC-2 C ：\TEC-2 C ：\>C
D TEC-2 C ：\TEC-2>PCEC
? 如果计算机有硬盘并且装有WINDOWS 操作系统，把用户程序盘插入软驱，将软盘中的文件夹“TEC-2”拷贝到C ：\盘，点击“开始→运行”，在弹出的窗口中键入：
C ：\TEC-2\PCEC ↙
正确执行上述操作就会在计算机屏幕上出现以下界面：
2、用计算机的串口COM1和TEC-2通讯，选择“1”，直接回车； 用计算机的串口COM2和TEC-2通讯，选择“2”，然后按回车键。 此时计算机屏幕上出现以下设置信息：
*************************************************************
F10→Display Main Menu
ALT F10→
Copy Screen to File SCA.TMP
**************************************************
Baud Rate = 9600 bits/second
Parity = None
Stop bit = 1 bit
Character Length = 8 bits
Change these characters ? （N）
*************************************************************
此界面的设置为推荐设置，键入“N”键后回车。然后按压TEC-2大板左下角的LDMC/RESET键加载微程序。这时计算机屏幕出现以下界面表示联机成功：
**************************************************************** TEC-2 CRT MONITOR
Version 5.0, Jan. 1994
Computer Architecture Lab., Tsinghua University
>
**************************************************************** 此时可以运行TEC-2计算机系统的指令，如U、D、T、P、A等或做TEC-2计算机组成原理的实验。
如果按压LDMC/RESET键后屏幕上没有任何反应，这时可按F10屏幕出现以下界面：
**************************************************************** 0…Return to TEC-2 CRT Monitor
1…Send a file to TEC-2
2…Receive a file from TEC-2
3…Return to PC (MS) –DOS
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Enter your choice：[0]
**************************************************************** 选（3）或者按Ctrl+Pause键退出联机通讯程序，重新运行程序PCEC，并选择另一个串口再试。
注意：开机时先开计算机的电源，当计算机正常启动后，再打开TEC-2机的电源；关机时应先关掉TEC-2机的电源，再关掉计算机的电源。任何时间一定不要带电操作。
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附录11 并行接口芯片8255A简介
1．8255A的内部结构
8255A的内部结构如图3.11.1所示。它由以下几个部分组成：
（1）三个数据端口A、B、C
8255A芯片内部有三个8位的输入输出端口，分别为A口、B口和C口，可用指令将它们分别设置成输入或输出端口。它们在结构和功能上有各自的特点。
图 3.11.1 8255A的内部结构及引脚
端口A包含一个8位数据输入锁存器和一个8位的数据输出锁存器/缓冲器。端口A无论用作输入口还是输出口，其数据均能受到锁存。
端口B包含一个8位数据输入缓冲器和一个8位的数据输出锁存器/缓冲器。用端口B作为输出口时，其数据能得到锁存。作为输入口时，它不具有锁存能力，因此外设输入的数据必须维持到被CPU读取为止。
端口C包含一个8位数据输入缓冲器和一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，作为输入口时，它不具有锁存能力。
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端口A和端口B一般作为独立的I/O口使用，与外设的数据线相连。端口C可以作为一个独立的8位I/O口，也可以拆分为高4位和低4位的两个4位端口，作为二个独立的4位I/O口使用；端口C拆分开的高4位和低4位还可以与端口A和端口B配合，用作它们的联络信号线。
（2）A组控制、B组控制
8255A将端口A、B、C分为两组：端口A和端口C的高4位构成A组，由A组控制逻辑电路进行控制；端口B和端口C的低4位构成B组，由B组控制逻辑电路进行控制。这两组控制逻辑都从读/写控制逻辑接收命令信号和读写信号，从内部数据总线接收控制字，并根据控制字确定各端口的工作方式。
（3）数据总线缓冲器
数据总线缓冲器是一个双向三态的8位缓冲器，它直接与系统数据总线连接，是8255A与CPU之间传输数据的必经之路，数据的输入输出以及控制字的写入都是通过这个缓冲器传递的。
（4）读/写控制逻辑
读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据传输过程。它接收来自控制总线的控制信号/WR、/RD、RESET和地址总线的Ａ1、Ａ0以及由地址译码输出的片选信号/CS，由这些信号形成对端口的读写控制，并通过A组控制和B组控制电路实现对数据、状态和控制信息的传输。
2．8255A的外部引脚
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8255A芯片采用NMOS工艺制造，是一个40引脚双列直插式（DIP）封装组件。其引脚排列如图3.11.1所示，各引脚信号名称和含义如下。
（1）与CPU连接的信号线
D7～D0：8255A的双向三态数据线，和系统的数据总线相连。
A1、A0、/RD、/WR、/CS信号组合所实现的各种端口操作见表3.11.1所示。
表 3.11.1
（2）8255A与外部设备相连的信号线
PA7～PA0：A口与外部设备连接的数据线，由A口的工作方式决定这些引脚用作输入、输出或双向。
PB7～PB0：B口与外部设备连接的数据线，由B口的工作方式决定这些引脚用作输入或输出。
PC7～PC0：C口输入输出数据线，这些引脚的用途由A组，B组的工作方式决定。
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这24根信号线均可用来连接I/O设备，它们可以传送数字量或开关量信号，C端口还常常用来传递控制和状态信号。
3．8255A的控制字
8255A有两类控制字：一类用于定义各端口的工作方式，称为方式选择控制字；另一类用于对C端口的一位进行置位或复位操作，称为C端口置位/复位控制字。这里只介绍方式选择控制字。
（1）方式选择控制字
8255A共有三种基本工作方式，它们是：
方式0：基本的输入/输出方式。
方式1：选通输入/输出方式（应答方式）。
方式2：双向传输方式。
这里只介绍8255A的方式0。
8255A各数据端口的工作方式由方式选择控制字（如图3.11.2所示）进行设置。对8255A进行初始化编程时，通过向控制字寄存器写入方式选择控制字，可以让三个数据端口以需要的方式工作。
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图 3.11.2 8255A的方式选择控制字
其中，D7位是方式选择控制字的标志位，它必须是1；D6D5位用于选择A 口的工作方式；D2位用于选择B口的工作方式；D4、D3、D1、D0位分别用于选择A口、C口高四位、B口和C口低四位的输入输出功能，置1时输入，置0时输出。
端口A可工作在3种工作方式中的任何一种，端口B只能工作在方式0或方式1，端口C则常常配合端口A和端口B工作，为这两个端口的输入/输出传输提供控制信号和状态信号。只有端口A可工作在方式2。
同组的两个端口可以分别作为输入或输出端口，允许它们有不同的传输方向。一个端口用作输入还是输出端口，完全通过对方式选择控制字的编程来确定。
4．8255A的工作方式0—基本输入/输出方式
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方式0称为基本输入输出方式，该方式下3个端口24根数据线完全由使用者决定它们的用途。可将三个数据端口划分为四个独立的部分： A口和B口作为两个8位端口，C口的高4位和低4位可以用作两个4位端口（当然也可以作为一个8位端口），各个端口都可以独立用作输入或输出。
方式0使用在无条件传送和查询式传送两种场合。
无条件传送一般用于连接简单的外部设备。例如，键盘和开关状态输入，状态指示灯输出。
进行无条件传送时，接口和外部设备之间不使用联络信号，CPU可以随时对该外部设备进行读写。用8255A进行无条件传送时，可实现三路8位数据或两路8位及两路4位的数据传输。
进行查询式传送时，端口A和端口B作为数据的输入输出口，端口C的若干位用作联络信号。把C端口的一组（4位）设置为输出，用作端口A和端口B的控制信号输出。把C端口的另一组（4位）设置为输入，用作端口A和端口B的外设状态信号输入。两个组中剩余的引脚信号还可以用于其他控制，例如控制指示灯，或者开关输入。这样，利用端口C的配合，可实现端口A和端口B的查询式数据传输。
例：在TEC-2机中8255A的端口A地址为84H、端口B地址为85H、端口C地址为86H、控制端口地址为87H，现要求将其三个数据端口设置为方式0—基本的输入输出方式，其中端口A和端口C的低4位为输出，端口B和端口C的高4位
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为输入。由图3.11.2可知，该8255A 的方式选择控制字应为8AH 。其初始化程序如下：
MOV R0，8A OUT 87
读端口B 的汇编语句是：IN 85；端口B 的数据送到R0
写端口A 的汇编语句是：OUT 84；R0的数据送到端口A
5．8255A 与CPU 的连接
8255A 和CPU 连接时，数据线和控制线一般直接和系统总线的相应信号相连，片选信号和地址译码器的输出相连，端口选择信号A1、A0和地址总线的A1、A0直接相连，三个端口的数据线和外设的数据线直接相连。在实验中，TEC-2与8255A 的一般的连接方式如图3.11.3所示。
图 3.11.3 TEC-2与8255A 的一般的连接方式
AB0 AB1
地址 译码
AB7~AB2
附录12 串行接口芯片8251A简介
1．串行通讯的基本概念
通信方式可分为并行通信和串行通信两种。串行通信是指在单根导线上将二进制数据一位一位顺序传送，与并行通信相比，由于所用的传输线少，并且可以借助现存的电话交换网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传送。对于离计算机较近的外部设备如鼠标、绘图仪、终端等，也常常采用串行方式交换数据。所以，串行接口是微机应用系统常用的接口。
串行通信线路有如下3种方式：
（1）单工通信：它只允许一个方向传输数据，如图3.12.1（a）所示。A只作为数据发送器，B只作为数据接收器，不能进行反方向传输。
（2）半双工通信：它允许两个方向传输数据，但不能同时传输，只能交替进行，A发B收或B发A收，如图3.12.1（b）所示。在这种情况下，为了控制线路换向，必须对两端设备进行控制，以确定数据流向。这种协调可以靠增加接口的附加控制线来实现，也可用软件约定来实现。
（3）全双工通信：它允许两个方向同时进行数据传输，A收B发的同时可A发B收，如图3.12.1（c）所示。显然，两个传输方向的资源必须完全独立，A 与B都必须有独立的接收器和发送器，从A到B和从B到A的数据通路也必须完全分开(至少在逻辑上是分开的)。
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图 3.12.1 串行通信线路的3种方式
串行通信分为两种类型：异步串行通信和同步串行通信。
所谓异步通信是指通信中字符与字符之间没有严格的定时要求，而字符内位与位之间有严格而精确的定时。异步通信的格式见图3.12.2。通信线路上传送的每个字符包括1个起始位、5～8个数据位（低位先传送）、1个奇偶校验位（可无）以及1～2
个停止位。起始位和停止位分别用来表示字符的开始与结束，由此构成的一串数据叫做帧。从图3.12.2可以看到，一帧数据中位与位之间的时间间隔是固定的，而相邻两帧的数据之间其时间间隔是不固定的。
图 3.12.2 帧的格式
异步通信时字符是一帧帧传送的，每帧字符的传送靠起始位同步。为了保证正常通信，通信双方在通信之前必须约定：
① 字符格式，即一个字符包含多少个数据位、停止位以及采用何种校验形式。
②波特率，即数据传送的速率，用位/秒（bit/s，或bps）来表示，也就是图3.12.2中二进制位持续时间的倒数，它也是衡量传输通道频宽的指标。例如，设数据传送的速率为120字符/秒，每个字符（帧）包括10个数据位，则传送的波特率为10×120=1200位/秒=1200波特，则每一位传送的时间为
Td=1/1200=0.833ms。
同步传送不给每个字符加起始位和停止位，而是把字符顺序连接起来，组成一个数据块。在数据块的开头设置1～2个同步字符SYNC，表示数据传送的开始，在数据块的末尾加有一定的差错校验字符。在同步通信时，数据是连续发送的，字符与字符之间没有空隙，严格按照约定的速率发送和接收。
2．8251A的主要性能和内部结构
825lA是可编程的串行通信接口芯片，它的基本性能如下：
(1) 可工作在同步方式，也可工作在异步方式。同步方式下波特率为0～64000波特，异步方式下波特率为0～19200波特。
(2) 在同步方式时，每个字符可定义为5、6、7或8位。两种方法实现同步，由内部自动检测同步字符或由外部给出同步信号。允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。
(3) 在异步方式下，每个字符可定义为5、6、7或8位，用1位作奇偶校验。时钟速率可用软件定义为波特率的l、16或64倍。另外，8251A在异步方式下能
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自动为每个被输出的数据增加1个起始位，并能根据软件编程为每个输出数据设置1位、1.5位或2位停止位。
(4) 能进行出错检测。带有奇偶、溢出和帧错误等检测电路，用户可通过输入状态寄存器的内容进行查询。
8251A的内部结构框图如图3.12.3所示。从图中可以看出，它由数据总线缓冲器、读/写控制逻辑、发送缓冲器、发送控制器、接收缓冲器、接收控制器、调制/解调器控制逻辑、同步字符寄存器及控制各种操作的方式寄存器等组成。各部件实现的功能如下所述。
1) 数据总线缓冲器
数据总线缓冲器通过8位数据线D7～D0和CPU的数据总线相连，负责把接收口接收到的信息送给CPU，或把CPU发来的信息送给发送口。还可随时把状态寄存器中的内容读到CPU中，在825lA初始化时，分别把方式字、控制字和同步字符送到方式寄存器、控制寄存器和同步字符寄存器中。
2) 读/写控制逻辑
表3.12.1是8251A的控制信号与执行的操作之间的对应关系。
3) 发送缓冲器包括发送移位寄存器和数据输出寄存器，发送移位寄存器通过825lA芯片的TxD管脚将串行数据发送出去。数据输出寄存器寄存来自CPU的数据，当发送移位寄存器空时，数据输出寄存器的内容送给移位寄存器。发送控制电路对串行数据实行发送控制。
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