QTHPCIH 32位微机原理说明书Word下载.docx
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3.7.2实验说明22
3.7.3实验原理图24
3.7.4实验内容24
3.7.5实验步骤24
实验八A/D转换实验25
3.8.1实验目的25
3.8.2实验内容及说明25
3.8.3实验原理图26
3.8.4实验步骤27
实验九D/A转换实验27
3.9.1实验目的27
3.9.2实验说明27
3.9.3实验原理图28
3.9.4实验内容28
3.9.5实验步骤28
实验十ISD1420语音实验29
3.10.1实验目的29
3.10.2实验内容及说明29
3.10.3实验原理图31
3.10.4实验步骤32
实验十一键盘显示实验32
3.11.1实验目的32
3.11.2实验说明33
3.11.3实验内容33
3.11.4实验原理图33
3.11.5实验步骤34
实验十二16*16LED中文字幕移动实验34
3.12.1实验目的34
3.12.2实验内容及说明34
3.12.3实验原理图34
3.12.4实验步骤35
实验十三128*64点阵式LCD实验35
3.13.1实验目的35
3.13.2实验内容及说明35
3.13.3实验原理图36
3.13.4实验步骤36
实验十四IC卡读写实验37
3.14.1实验目的37
3.14.2实验说明37
3.14.3实验内容38
3.14.4实验步骤39
实验十五直流电机驱动实验39
3.15.1实验目的39
3.15.2实验内容及说明39
3.15.3实验原理图40
3.15.4实验步骤40
实验十六步进电机驱动实验40
3.16.1实验目的40
3.16.2实验内容及说明40
3.16.3实验原理图41
3.16.4实验步骤41
实验十七开关继电器实验42
3.17.1实验目的42
3.17.2实验内容及说明42
3.17.3实验原理图42
3.17.4实验步骤42
实验十八光、磁控制电风扇实验42
3.18.1实验目的42
3.18.2实验内容及说明42
3.18.3实验原理图42
3.18.4实验步骤42
实验十九电子音乐实验43
3.19.1实验目的43
3.19.2实验内容及说明43
3.19.3实验原理图43
3.19.4实验步骤43
实验二十串并转换实验44
3.20.1实验目的44
3.20.2实验内容及说明44
3.20.3实验原理图44
3.20.4实验步骤44
实验二十一重新定义PCI设备的地址空间45
3.21.1实验要求45
3.21.2实验目的45
3.21.3实验方法45
3.21.4实验结论45
第四章高级接口技术实验46
4.1初识VxD46
4.1.1了解虚拟设备驱动程序(VxD)和虚拟机(VM)46
4.1.2Windows9x/ME的运行及执行环境46
4.1.3在Windows中实现虚拟环境47
4.1.4VxD简介47
4.1.5VxD开发工具简介49
4.2基本VxD实验52
4.2.1实验内容52
4.2.2实验原理53
4.2.3实验步骤及程序参考56
4.3Win32应用程序和VxD之间的通信56
4.3.1实验目的56
4.3.2实验内容56
4.3.4实验原理56
4.3.4实验步骤58
4.4为PCI总线扩展卡设计VxD实验58
4.4.1实验目的58
4.4.2实验内容58
4.4.3实验原理58
4.4.4实验步骤61
4.5在Windows9x/ME下获取PCI配置空间61
4.6基本I/O输入输出64
4.6.1I/O驱动程序实例64
4.6.2Ring3层应用程序调用QTHPLX.VxD65
4.6.3实验步骤65
4.7存储器的操作65
4.7.1Windows9x/ME下映射存储空间的处理65
4.7.2映射与解映射VXD的范例67
4.7.3ring3层调用Mem.vxd的范例67
4.7.4实验步骤68
4.8在VxD中处理硬件中断68
4.8.1Windows9x/ME下的中断处理及在ring0产生ring3层指定窗口的消息68
4.8.2中断处理72
附录73
附录1INF的标准段73
附录2配置管理器支持的硬件类型74
附录3PCIBIOS函数75
附录4VtoolsD的安装及VC++6.0配置77
附录5VxD调用接口说明78
附录6QTHPCI集成操作软件使用说明81
附录7DEBUG调试软件的使用84
附录8TurboDebugger调试器的使用86
第一章概况
QTH-2008PCI-H开发板是启东市微机应用研究所开发设计的高性能的PCI总线开发平台,采用了PLX公司的PCI9052芯片作为PCI的接口芯片,PCI90XX系列PCI接口芯片其低成本、高性能的特点是举世公认的。
1.1硬件说明
硬件包括两大部分:
PCI接口卡一块,QTH-2008PCI-H实验机。
PCI接口卡主要由PCI9052、93C46、XILINXCPLD9536组成。
PCI9052是PLX公司的PCI90XX系列芯片中的一款从模式桥芯片(其硬件与PCI9050相兼容),93CS46(EERPOM)用于存放PCI9052初始化设置信息,在开发板上还提供了一个ISA总线扩展插座,可提供8位和16位的总线宽度。
可与PLX公司的开发软件PlxMon联合使用,用户可重新定义总线宽度,IO、MEMORY地址空间,中断方式等。
CPLD中集成了相当简单的逻辑,便于用户重新设计和升级,板上留有烧写CPLD的插座。
与QTH-2008PCI-H实验仪相连可实现以下实验:
基本单元
实验内容
主控模块1
PCI转ISA32位接口
1、ISA32位总线接口及系统电源输出接口。
2、提供16位地址数据总线,符合ISA接口的控制插口
3、配有PCI接口转换卡(PLX9052芯片)
常用I/O实验模块
1、74LS244与74LS273基本输入/输出实验
2、8259中断实验
3、8254定时器与计数器和分频器实验
4、8255通用I/O接口实验、打印机实验
5、16C550通用串行口接口实验,RS232实验,与PC机通讯实验
AD/DA,32位DRAM,语音综合实验模块
1、ADC08098位AD实验
2、DAC08328位DA实验
3、ISD1420语音实验
4、32位DRAM邮箱传送、DMA传送实验
键盘LED显示模块
1、4*4键盘与4位LED八段显示实验
2、16*16LED中文字幕移动实验
LCD与IC卡实验模块
1、128*64阵式LCD显示实验
2、IC卡实验
EDA实验模块
XC95108配合ISA32位总线接口的CPLD高级实验
控制与信号源模块
1、配有带驱动的16个LED显示器
2、8路手动电平控制
3、2路手动单脉冲输出
4、2路振荡方波信号源:
1HZ,32Hz,1024Hz,32.768KHz,262.14KHz,1.5MHz,6MHz,24MHz八组选择
5、1路分频器:
CLOCK/2,CLOCK/4,CLOCK/8,CLOCK/164组选择
电机、风扇、喇叭
1、四相步进电机
2、直流电机
3、音频电路
4、光、磁控制风扇
5、单刀双掷继电器
6、164串并转换电路
系统电源
+5V/3A、±
12V/0.5A
1.2软件说明
本实验的驱动所采用的软件有三种,分别是Microsoft的VisualC++6.0、VTOOLSD。
所用的驱动程序调试工具是DriverMonitor。
使用这些软件,可以在短期内快速准确的构成驱动程序的框架,便于驱动的编写。
同时调试工具能准确的地了解驱动的运行情况,对驱动进行跟踪,便于修改。
本实验的应用程序全部采用VisualC++6.0开发,其与驱动的通讯方法将在之后介绍,因为驱动是在VC基础上开发的,所以应用程序也利用VC,其优点是显而易见的。
第二章系统介绍和安装方法
2.1PCI9052性能简介
PCI9052是PLX公司继PCI9050之后推出的低成本PCI总线接口芯片,低功耗,PQFP160pins封装,可以使局部总线快速转换到PCI总线上。
其主要特点:
1、符合PCI2.1规范,支持低成本从属适配器;
2、支持ISA模式,PCI总线到ISA总线的单周期存储器(8位或16位)读写和I/O访问;
3、支持两个来自局部总线的中断,可生成一个PCI中断,利用软件写内部寄存器位也可以达到同样的目的;
4、PCI9052的局部总线与PCI总线的时钟相互独立运行,局部总线的时钟频率范围为0~40MHz,TTL电平,PCI的时钟频率范围为0~33MHz;
5、可编程的局部总线配置,支持复用或非复用模式的3.15或32位的局部总线;
6、串行EEPROM提供PCI总线和局部总线的部分重要配置信息;
7、4个局部设备片选信号,各设备的基址和地址范围及其映射可由串行EEPROM或主机编程实现;
8、4个局部地址空间,基址和地址范围及其映射可由串行EEPROM或主机编程实现。
2.2结构组成
如图2-1所示,PCI9052的接口是由PCI总线接口、局部总线接口和串行总线接口组成。
器件功能:
PCI9052作为总线目标接口芯片,为非PCI设备与PCI总线提供数据通道,其功能如下:
(1)复位及初始化
上电时,PCI9052的内部寄存器由PCI总线的RST#信号复位,在局部总线上输出LRESET#信号。
PCI总线上的主控设备也可设置寄存器CNTRL[30]=1,使PCI9052的寄存器复位,但是主设备只能访问配置寄存器,而不能访问局部总线。
当
CNTRL[30]=0时,清除PCI9052的复位状态。
图2-1PCI9052结构图
(2)串行EEPROM
复位后,PCI9052总线上的主机可以对串行EEPROM进行读写,寄存器CNTRL[29:
24]控制着PCI9052的管脚,对EEPROM的位进行读写。
将重载配置寄存器位CNTRL[29]置1可以用串行EEPROM重新配置PCI9052。
串行EEPROM是按重要性顺序先后配置信息的。
(3)内部寄存器
PCI9052的内部寄存器为总线接口的设计与实现提供了最大的灵活性,这些寄存器可以分为两类:
PCI配置寄存器和局部配置寄存器。
直接从(目标)操作:
是指PCI总线上的主设备通过PCI9052来直接访问局部总线上的从设备。
PCI接口的内存空间和I/O空间由计算机的BIOS自动设置。
而且,局部总线寄存器允许将PCI地址空间转换为局部总线地址空间。
ISA接口模式:
PCI9052的一个主要特点就是含有一个ISA逻辑接口,为ISA到PCI提供了一种简单的转换。
它支持8位和16位的ISA从设备,可以是内存映射或I/O映射。
ISA接口模式中需要将PCI9052配置为非复用模式,并且要在串行EEPROM中设置INTCSR寄存器。
局部片选:
PCI9052为局部总线上的设备提供了四个片选信号,对这些片选信号进行独立编程或在外部加上地址解码逻辑都可以用来对局部地址空间进行分配。
但是片选0和1(CS0#和CS1#)仅当非ISA接口模式时才有效。
PCI/LOCAL中断与用户I/O:
PCI9052提供了两个局部中断输入和一个中断控制/状态寄存器位(INTCSR[7]),两者都可以触发PCI的中断INTA#。
设置寄存器INTCSR[3,0]可用来使能中断输入管脚LINTi[2:
1],其状态位为INTCSR[5,2],LINTi[2:
1]通过编程可以设定为电平触发或上升边沿触发。
2.3PCI9052主要寄存器的设置
要使用好PCI9052就必须了解配置EEPROM中的各个寄存器的设置。
在EEPROM中PCI寄存器是计算机自动配置的,用户无需干预。
局部总线寄存器可由用户根据个人的需要来自定义,在编辑EEPROM时要注意各寄存器的设置不可前后矛盾,不然计算机将频繁死机。
下面介绍本次实验的几个主要的寄存器:
PCI配置寄存器
设备识别(VxD)
供应商代码(DID)
00H
状态寄存器
命令寄存器
04H
分类代码
修改版本
08H
内含自测试
头标类型
延时计数
缓冲区大小
0CH
基地址寄存器0
10H
基地址寄存器1
14H
基地址寄存器2
18H
基地址寄存器3
1CH
基地址寄存器4
20H
基地址寄存器5
24H
保留
28H
2CH
扩展ROM基地址寄存器
30H
34H
38H
MAX_LAT
MIN_GNT
中断管脚
中断线
3CH
INTCSR中断控制寄存器
位
说明
LINTi1中断允许
1
LINTi1激活方式1=高激活0=低激活
2
LINTi1的状态,1=激活,0=未激活
3
LINTi2中断允许
4
LINTi2激活方式1=高激活0=低激活
5
LINTi2的状态,1=激活,0=未激活
6
PCI中断允许
7
软件中断允许
8
LINTi1中断选择允许1=边沿触发0=电平触发
9
LINTi2中断选择允许1=边沿触发0=电平触发
10
清除LINTi1边沿触发的中断
11
清除LINTi2边沿触发的中断
12
允许使用ISA中断方式
31:
13
2.4QTH-2008PCI-H实验机与PCI接口卡的连接
通过二根40芯的长扁平电缆将实验机与QTH-2008PCI-H板相连。
2.5驱动程序的安装
QTH-2008PCI在使用之前,无论操作汇编实验程序还是VC实验程序,都必须安装好QTH-2008PCI板卡的驱动程序。
QTH-2008PCI驱动程序位于附带光盘的Driver目录下,WIN98/ME驱动位于Driver\WINME目录下,WINXP/WIN2000驱动位于Driver\WINXP目录下。
二、WINME/WIN98系统驱动的安装。
在PC机PCI槽中插入PCI9052卡,开机进入WINME/WIN98系统,系统会提示发现新的设备,自动进入添加新硬件向导,查找驱动程序,如下图2-5-1所示。
图2-5-1发现新硬件向导图2-5-2指定驱动程序位置
(1)选择“指定驱动程序的位置”,点击下一步,然后选“指定位置”,图2-5-2。
(2)按“下一步”。
显示选择驱动程序位置对话框,浏览找到驱动程序所在的路径,单击“下一步”。
(3)图2-5-3显示搜索到的设备和驱动器位置,确定无误后,单击“下一步”。
(4)系统提示已经安装好设备驱动程序,单击“完成”。
如图2-5-4所示。
(5)系统提示重新启动计算机,单击“是(Y)”。
(6)重新启动计算机后,用鼠标右键单击桌面上“我的电脑”图标,点击“属性”,在弹出的窗口点击“设备管理器”标签,可以看到硬件列表中出现“QTH-2008PCI实验系统”一项,如图2-5-5所示。
图
图2-5-3搜索到的设备和驱动器位置
图2-5-4驱动程序安装完成
(7)单击“属性”,可以查看设备驱动程序的状态和设备所申请的资源。
如图2-5-6所示。
(8)关闭系统属性窗口,在任务栏的“开始”菜单中单击“运行”,在输入框中键入“regedit”,单击“确定”,在打开的注册表编辑器中,可以找到已添加的PCI设备节点。
至此,设备驱动程序的安装及查看完毕。
图2-5-5查看设备管理器
图2-5-6查看设备资源
二、WINXP系统驱动的安装。
图2-5-7发现新硬件向导
在PC机PCI槽中插入PCI9052卡,开机进入WinXP系统,系统会提示发现新的设备,自动进入“找到新的硬件向导”,如图2-5-7所示。
图2-5-7找到新硬件
图2-5-8选择安装方式
(1)
在图2-5-7中单击“下一步”,进入图2-5-8,选择“从列表或指定位置安装(高级)”,然后单击“下一步”。
2-5-10指定驱动程序位置
图2-5-9搜索驱动程序位置图
(2)在图2-5-9中单击“在搜索中包括这个位置”,然后单击“浏览”,在弹出的对话框(图2-5-10)中选择驱动程序所在位置。
(光盘中“WinXPDriver”文件夹下的“QTH9052.inf”),单击“确定”。
(3)在图2-5-10中确认驱动程序位置正确后,单击“确定”。
(4)系统开始进行驱动程序的安装,如图2-5-11所示。
(5)
安装完成后,在图2-5-12中单击“完成”。
图2-5-12驱动程序安装完成
图2-5-11正在安装驱动程序
2.6使用PLXMON软件
PLXMON是PLX公司针对PCI90XX系列芯片的读写而开发的软件(运行QTH-2008PCI-H\PLX目录下的setup.exe来安装此程序)。
通过PLXMON用户可方便的修改EEPROM中的各个寄存器来实现用户的各种自定义功能。
运行PLXMON后,选择“9052”芯片,进入“EditValue”,可观察到当前QTH-2008PCI-H板卡的PCI资源配置(如图2-6-1)。
你可根据需要修改PCI资源配置。
图2-6-1板卡的PCI资源配置
片选信号选择范围
信号名称
IOY0
IOY2
IOY4
IOY6
相对偏移
00~1FH
40~5FH
80~9FH
0C0~0DFH
第三章基本接口技术实验
汇编运行环境:
QTHPCI是一个比较先进的源代码集成调试器。
为用户提供了一个快速、方便和交互式的环境。
此外,联机帮助还可以在操作的每个阶段提供相关的帮助。
具体使用方法详见附录部分说明。
实验一获得PCI设备配置空间
3.1.1实验要求
使用32位汇编语言,使用IO端口查询和中断方式查找PCI板卡或者列出当前系统中所拥有的PCI设备的配置空间
3.1.2实验目的
根据配置空间的原理使用中断方式编写一个PCI配置空间的程序,此程序可获得PC机上的QTH-2008PCI-H卡的硬件信息,如IO的起始地址,MEMORY的起始地址,当前QTH-2008PCI-H卡所占用的系统中断号。
根据配置空间的原理使用IO端口查询方式编写一个PCI配置空间的程序,此程序可获得PC机上的QTH-2008PCI-H卡的硬件信息,如IO的起始地址,MEMORY的起始地址,当前QTH-2008PCI-H卡所占用的系统中断号。
3.1.3实验原理
计算机有4种资源,即IO空间,MEM空间,中断、DMA,用户可通过WINDOWS中的设备管理器来查看它们的分配情况。
现在的计算机都支持PNP(即插即用技术),它的原理就是在每块支持PNP的板卡上都有一组称为配置空间的寄存器,在其中保存有自己对系统资源的需求的参数。
当WINDOWS启动时,其BIOS引导程序首先读出这些参数,然后综合每块的资源需求,统一对整个系统的资源进行分配,从而避免用户对其干预。
为了BIOS引导程序能够正确的对板卡所需的资源进行动态分配,其配置空间寄存器中存储的是物理空间大小等相对的信息,而不是绝对的物理地址。
PCI配置空间是长度256个字节的一段内存空间,其前64个字节包括PCI接口的信息,我们可以通过它来访问PCI接口。
PCI寄存器地址
3124
2316
158
70
00h
设备ID(9050h)
制造商ID(10B5h)
04h
Status
Command
08h
ClassCode
RevisionID
0Ch
Built-inSelfTest
HeaderType
PCIBusLatencyTimer
CacheLineSize
10h
基址寄存器0,BASEAddressRegister#0
14h
基址寄存器1,BASEAddressRegister#1
18h
基址寄存器2,BASEAddressRegister#2
1Ch
基址寄存器3,BASEAddressRegister#3
20h
基址寄存器4,BASEAddressRegister#4
24h
基址寄存器5,BASEAddressRegister#5
28h
CardBus卡信息结构指针
2Ch
SubsystemID
SubsystemVenderID
30h
PCI扩展ROM空间的基地址
34h
38h
3Ch
MaximunLatency
优先级请求
MinimunGrant
时间片请求
InterruptPin
中断引脚
InterruptLine
中断号
这64个字节中,第一个32位的双字包含了DeviceID和Vendo
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