SMTE2501 マイクロコンピュータ原理実験キット 電気実験室機器 教育用機器 職業訓練用機器システム概要
はじめに
マイクロコンピュータ原理実験システムを使用する前に、システムを十分に理解するために、このマニュアルをよくお読みください。システム概要、インストール、および使用方法については本書を参照し、その他の詳細については対応する巻の関連章を参照してください。
システムの特徴
1. マイクロコンピュータ原理実験システムには外部51エミュレータが搭載されており、コンパクトなシステム構造、完全なリソース共有、バススイッチの切り替え不要、CPUタイプの自動認識などの特徴があります。
2. 実験システムは完璧なソフトウェアとハードウェア構成を備えており、シミュレーションソフトウェアはWin98/2000/XPなどのオペレーティングシステムをサポートし、アセンブリ言語とC言語の開発をサポートしています。実験内容は豊富で、シングルチップマイクロコンピュータ、マイクロコンピュータ原理、およびインターフェースの教育に最適なプラットフォームです。
システムリソースの割り当て
1. システムROM/RAMストレージスペースの割り当て
2. I/Oポートアドレスの割り当て
システムのインストールと使用
51実験システムのインストールと使用
1. 51パートシミュレーションソフトウェアのインストール：「DICE-Microcomputer Principle Test Box_KEIL CDROMTOOLKeil V809a1Installc51v809a.exe」インストールファイルを実行し、「DICE-Microcomputer Principle Test Box_KEIL CDROMTOOLKeil V809aKEIL V809a Installation Instructions.doc」の指示に従って、51パートKEILシミュレーションソフトウェアのインストールを完了してください。詳細な手順については、「DICE-Microcomputer Principle Test Box_KEIL CDROMREFDICE-KEIL USB Emulator User Manual.pdf」を参照してください。 2. システム設定
SW3～SW5スイッチをすべてONに設定し、51K-CPUカードをCPUカードホルダー（8088ユニットの両側）に挿入します。51K-CPUカードのショートブロックを「オフチッププログラム」に接続します（オフラインで実行する場合、またはエミュレータを使用して実験を行う場合は、ショートブロックを「オフチッププログラム」の位置に接続します。プログラマまたはISPオンラインでプログラムをシングルチップマイコンAT89S52の内部FLASHにダウンロードする場合は、ショートブロックを「オンチッププログラム」に接続します）。
3. ISPオンラインプログラミング
ダウンロードケーブルを使用してHEXファイルをシングルチップマイコンの内部FLASHにダウンロードする場合は、51K-CPUカードのもう一方のショートブロックを「プログラミングモード」に設定します。通常の実験では、プログラム実行時は「一般モード」に設定します。
ISPオンラインプログラミングの具体的な使用方法と設定については、CD「DICE-Microcomputer Principle Test Box_KEIL CDROMREF51 Single-chip Computer ISP Download Function Application (USB Interface).doc」を参照してください。
4. オフライン使用
実験機器の電源を入れると、デジタルチューブに「P.___ ___51」と表示され、実験システムが51オフライン状態であることを示します。実験機器のキーを使用して対応する実験番号を入力し、[EX/FV]キーを押すと実験プログラムがフルスピードで実行されます。たとえば、数字キー0と9を入力し、A/D実験の配線を接続してから[EX/FV]キーを押すと、実験シーケンス番号9のA/D実験が実行されます。
5. PC接続操作
電源がオフになっていることを確認した後、51K-CPUカード上のAT89S52マイクロコントローラチップを取り外し、40芯白色フラットケーブルのIDC40プラグをDICE-KEIL USBエミュレータのIDC40ソケットに接続し、付属のUSBケーブルを使用してエミュレータをPCに接続します。 40芯白色フラットケーブルのもう一方の端にある40芯エミュレーションヘッドを、DICE-5210K実験機器の右上隅にある緑色のロックソケットに差し込んでください。
注：逆向きに差し込まないでください。40ピンDIPソケットの左上隅にある最初のピンは、マイクロコントローラの1番ピンです。40ピンエミュレーションヘッダーの1番ピンには矢印が付いています。DICE-KEIL USBエミュレータは、実験回路基板の右側に配置してください。ご不明な点がございましたら、弊社のテクニカルサポートまでお問い合わせください。
(5) ソフトウェアおよびドライバーのインストールと使用方法の詳細については、エミュレーターのマニュアルを参照してください。
注：
(1) 集積回路やCPUカードの抜き差し、通信ケーブルの接続、ジャンパーの設定、実験回路の接続などを行う際は、必ず電源を切った状態で行ってください。そうしないと、機器が損傷する可能性があります。
(2) 実験回路を接続した後は、電源を入れる前に必ず慎重に確認してください。実験接続
51マイクロコントローラ実験配線表
実験1：P1ポート点灯実験 P1.0～P1.7→L1～L8（LED）
実験2：P1方向指示器実験 P1.0→K1、P1.1→K2
P1.4→L1、P1.5→L2、P1.6→L5、P1.7→L6
実験3：P3.3ポート入力、P1ポート出力 P3.3→K1
P1.0～P1.7→L1～L8（LED）
実験4：産業用シーケンス制御 P3.4→K1、P3.3→K2
P1.0～P1.6→L1～L7、P1.7→VIN、JPショートブロックをONに接続（オーディオアンプ）
実験5：8255 A、B、Cポート出力方形波 接続なし、PA、PB、PCポートから出力される方形波を観測
実験6：8255 PAポートによるPBポート制御 PA0～PA7→K1～K8、Q0～Q7→L1～L8
実験7：8255による信号機制御 8255 PA0～PA7を順にL7～L5、L3～L1のLEDに接続
実験8：簡易I/O拡張 Y0～Y7をK1～K8に接続、Q0～Q7をL1～L8に接続、CS1をFF80Hに接続、CS2をFF90Hの穴に接続、JX0をJX7（D0～D7）に接続
実験9：A/D変換実験 IN0→VOUT、VIN→+5V、CS4→FF80H、JX0→JX6
WR→IOWR、RD→IORD、ADDA、ADDB、ADDC→0V（接地）
実験10：D/A変換実験 CS5→FF80H、JX2→JX0、WR→IOWR、AOUT→電圧計
実験11：8279キーボード表示実験CS6→FF80H、JRL→JR、JSL→JS、JOUT→JLED
SW3、SW4、SW5はOFFに設定（実験後にONに設定）
実験12および13（プリンタ） 特殊ケーブルでCZ4（PRT）をマイクロプリンタインターフェースに接続（オプション）
*実験14 カレンダー時計DS12887制御実験 CZ7（メインボード）→CZ1（MC3）、P3.2→/IRQ（MC3）（オプション）
実験15 I2Cメモリカード読み書き実験 P3.0→SCL、P3.1→SDA、INS→P1.0、P1.0～P1.2→L1～L3（発光ダイオード）
実験16 ISD1730録音 下記の実験手順を参照してください。
実験17 ISD1730再生 実験16と同じ
実験18 リレー制御 P1.0→JIN、JZ→接地、JK→L1、JB→L2
実験19 ステッピングモーター制御 P1.0～P1.3→HA～HD
実験20 8253方形波 CLK0→2MHz、GATE0→5V、CS3→FF80H、OUT0をオシロスコープに接続し、プログラムを実行して、オシロスコープに方形波が出力されているかどうかを確認します。
実験21 小型DCモーターの閉ループ速度制御実験 P1.0～P1.7----->K8～K1；（DCモーターの速度はK1～K8で設定可能、回転数/秒、16進数入力）
P3.2----->HOUT（DCモーターセンサー出力）；
CS5----->FF80H、
AOUT----->DJ
WR----->/IOWR、
JX2----->JX0。
プログラムを実行すると、デジタル表示管に「設定速度値 - 現在速度値」が表示されます。注：小型DCモーターの実際の速度は約1F/Sなので、回転数/秒の値を高く設定しすぎないでください。実験22 16*16ドットマトリックスLEDディスプレイ実験 JLPC→JX16、JHP1→JX10、JLPA→JX9、JLPB→JX15
実験23 128*64 LCDディスプレイ実験 JX10→JX12、JX11→JX14、/RST→/RST
実験24 8250プログラマブル非同期通信インターフェース実験（自己送受信） JX0→JX3、CS7→FF80H、TXD→RXD
実験25
8251プログラマブル通信インターフェース実験（PCとの接続） (1) 8251ユニット：CS8→FF80H、CLK→1.8432M、T/RXC→OUT1、TXD→EX-TXD、RXD→EX-RXD、JX20→JX17；（注：TXDとRXDは8251ユニット内、EX-TXDとEX-RXDはCZ11ユーザー通信ポートにあり、対応する番号はTXDとRXDです）
(2) 8253ユニット：CS3→FF90H、GATE1→+5V、CLK1→1.8432M；
(3) スイッチ設定：SW3、SW4、SW5をONに設定し、PCのシリアルポートをCZ11ユーザー通信ポートソケットに接続します（オフライン操作、エミュレータは不要、オンライン操作にはPCに2つのシリアルポートが必要です）；
(4) 「シリアルポートデバッグアシスタント」を実行し、対応するシリアルポートとボーレート（9600）を設定し、Pモードで25と入力してF0/EX実行キーを押すと、ディスプレイにPが点滅します。小型キーボードの数字キーを押すと、対応する数字がPC画面に表示され、MONを押すとPモードに戻ります。
実験26 MCU RS232/RS485シリアル伝送実験（2台間通信） (1) 2台のマイクロコンピュータ原理実験ボックスを用意し、マシン1を送信側、マシン2を受信側とします。 (2) RS232インターフェース実験として使用する場合：マシン1とマシン2のP3.0とP3.1をクロス接続し、両方のマシンで同じグランドを共有します。
(3) RS485インターフェース実験として使用する場合：P3.0→R0、P3.1→DI、K1→TEN/R（スイッチK1は、スイッチがハイレベルの場合は「送信」、ローレベルの場合は「受信」となります）。
マシン1とマシン2のA端子とB端子を配線で接続し、両方のマシンで同じグランドを共有します。
(4) まずマシン2を起動し、マシン2を待機受信状態にします。
次に、マシン1を実行して、マシン1が送信状態Pになるようにします。マシン1のキーボードの数字キーを押すと、対応する数字キーの値がマシン2のデジタルチューブに表示されるはずです。
実験27 MCU RS232/RS485シリアル受信実験（デュアルマシン通信） 実験接続は実験26と同じです
実験28 DS18B20に基づくインテリジェント温度測定実験 P1.0→DQ
実験29
シングルチップマイクロコンピュータシステムにおける赤外線通信実験 P3.2→HOUT、P1.5→SP（ブザー）
実験30 TL549シリアルA/D変換実験 （AIN）アナログ入力チャンネルをポテンショメータVOUT端子にワイヤで接続し、ポテンショメータ入力端子VINを+5Vに接続、I/O CLOCK（CLK）をP1.6に接続、DATA OUT（DO）をP1.7に接続、CSをP1.0に接続
実験31 TLC5615 10ビットD/Aシリアル変換実験 DIN→P1.2、SCLK→P1.1、/CS→P1.0、OUT→DJ
実験32
PCF8563リアルタイムクロック/カレンダーチップ実験 SDA→P1.7、SCL→P1.6、K1→P1.0、P1.0が低レベルの場合、デジタルチューブには「時、分、秒」が表示されます。P1.0が高レベルの場合、デジタルチューブには「年、月、日」が表示されます。
実験33 MAX813Lウォッチドッグリセット回路実験 詳細な実験接続については、実験手順を参照してください。実験34 LM331電圧/周波数変換実験 VIN0はポテンショメータのVOUT端子に接続、ポテンショメータの入力端子VINは+5Vに接続、周波数出力端子FOUTはP3.5に接続
実験35：シリアルメモリチップ93C46読み書き実験 P3.0→CS、P3.1→SK、P3.2→DI、P3.3→DO
P1.0～P1.7→L1～L8(LED)
実験36 AT24C02 I2Cバスメモリ読み書き実験 SCL→P1.6、SDA→P1.7、P1.0→L1(書き込みインジケータ)、P1.1→L2(読み出しインジケータ)、A0、A1、A2はGNDに接続。
実験37 PWMパルス幅変調実験 PWM_IN→P1.7、V_OUT→DJ(小型DCモータ)
実験38 74LS164シリアル-パラレル変換 P3.0→A/B、P3.1→CP、P1.0→CLR、プログラムを呼び出して実行すると、2桁のデジタルチューブに00～99の数字が周期的に表示されます。
実験39
165パラレル-シリアル変換実験 P1.0～P1.7→D7～D0、P3.0→Q7、P3.1→CLK(CP)、P3.2→S/L、
CKIN→GND。
実験40
電子音楽演奏実験 P1.5→SP(ブザー)またはP1.5→VIN(スピーカー、オーディオアンプユニット)
実験41
温度・圧力実験 CS4→FF80H、JX0→JX6、WR→/IOWR、RD→/IORD、ADDA、ADDB、ADDC→0V(GND)
温度測定：IN0→VT 圧力測定：IN0→VP
