微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)---模擬計(jì)算器設(shè)計(jì)(已修改)
2024-11-08 09:58 本頁(yè)面
【正文】 1 微機(jī)原理 與接口技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 題目： 模擬計(jì)算器設(shè)計(jì) 學(xué) 院 ： 電氣工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) ： 測(cè)控技術(shù)及儀器 班 級(jí) ： 09 表 2 2 成績(jī)?cè)u(píng)定表 答 辯 成 績(jī) ： （占總成績(jī) 70%） 平 時(shí) 成 績(jī) ： （占總成績(jī) 30%） 3 目 錄 一 、 背景 ??????????????? ? ???? 4 二 、 硬件電路 ? ????????????????? 4 、 CPU 控制模塊 ??????? ?????? ?? 4 、鍵盤(pán)輸入模塊 ? ??????????? ??? 7 、可編程并行通信接口芯片 8255A ? ??? ??? 7 、 可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 ? ?????? ??? ? 10 、 總原理圖 ? ?????? ???????? ? 11 三、軟件設(shè)計(jì)框圖 ??????????? ??? ? 12 四、源程序 ???????????? ????? ? 13 五、調(diào)試過(guò)程 ??? ???????? ?????? 28 六、課程設(shè)計(jì)體會(huì) ?????? ???? ???? ? 28 七、參考文獻(xiàn) ??????????? ?????? 29 4 摘要： 學(xué)了微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用課程之后，為了鞏固和檢測(cè)所學(xué)知識(shí)，我選擇基于 8088CPU 的模擬計(jì)算器設(shè)計(jì)。要完成設(shè)計(jì)首先需要構(gòu)建簡(jiǎn)單的微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系 統(tǒng)，其次是確定組成各部件的芯片，然后畫(huà)原理圖并且用仿真軟件仿真。仿真正確后再連接硬件電路 ，電路連接完成后進(jìn)行調(diào)試。設(shè)計(jì)過(guò)程中我們用到了8088CPU、可編程計(jì)時(shí)器 825可編程并行輸入 /輸出芯片 8255A、 74LS13 2*8矩陣式鍵盤(pán)、六位七段 LED 數(shù)碼管。原理圖設(shè)計(jì)完成之后用 PROTUES 仿真軟件對(duì)原理圖進(jìn)行了仿真得到了預(yù)期的結(jié)果。我們的模擬計(jì)算器能實(shí)現(xiàn) 5位十進(jìn)制數(shù)以內(nèi)的及減法運(yùn)算和 2位十進(jìn)制數(shù)以內(nèi)的乘除法運(yùn)算。 關(guān)鍵詞： 模擬計(jì)算器， 8088CPU， PROTUES， 8255A,74LS138， 8253 一、 背景： 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用的日益廣泛和深入，接口技術(shù)有了迅速的發(fā)展，已成為直接影響微機(jī)系統(tǒng)功能和推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。微機(jī)接口技術(shù)是采用硬件與軟件相結(jié)合的方法，研究微處理器如何與“外部世界”進(jìn)行最佳連接，以實(shí)現(xiàn) CPU 與“外部世界”進(jìn)行高效可靠的信息交換的一門(mén)技 術(shù)。而如今接口技術(shù)正在逐漸改善著人們的學(xué)習(xí)、生活、工作，因此開(kāi)發(fā)本系統(tǒng)希望能夠給人們多帶來(lái)一點(diǎn)生活上的樂(lè)趣，接口技術(shù)與 計(jì)算 的結(jié)合不斷加深。 二 、 硬件電路： 硬件電路 鍵盤(pán)輸入及 LED 數(shù)碼管通過(guò) 8255A 接口與系統(tǒng)總線連接，鍵盤(pán)的16個(gè)按鍵組成 8*2 矩陣，其中 8根矩陣線作為 8255A 的輸出線與 PB7～ PB0 連接，2 根矩陣線作為 8255A 的輸入線與 PC PC6 連接。鍵盤(pán)采用逐次掃描原理， 16個(gè)按鍵中 0～ 9 座位數(shù)字健， +、 、 *、 /、 =作為加、減、乘、除和等號(hào)功能鍵，C為清零鍵。 CPU 控制模塊 5 16 位 微處理器，內(nèi)含 29000 個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率為 ，地址總線為 20 位，可使用 1MB 內(nèi)存。 8088 內(nèi)部數(shù)據(jù)總線都是 16 位，外部數(shù)據(jù)總線是 8 位 。 圖 圖 11. 8284 時(shí)鐘發(fā)生器 6 最小工作方式信號(hào)引腳 名稱 功能 引腳號(hào) 類(lèi)型 H O L D 總線保持請(qǐng)求信號(hào) 31 輸入 H L D A 總線保持響應(yīng)信號(hào) 30 輸出 WR 寫(xiě)信號(hào) 29 輸出，三態(tài) M/ IO （ M / I O ） 存儲(chǔ)器 / I O 控制 28 輸出，三態(tài) D T / R 數(shù)據(jù)發(fā)送 / 接受 27 輸出，三態(tài) D E N 數(shù)據(jù)允許 26 輸出，三態(tài) A L E 地址鎖存允許 2 5 輸出 I N T A 中斷響應(yīng) 24 輸出 公用信號(hào)引腳 名稱 功能 引腳號(hào) 類(lèi)型 AD15~ A D0 地址 / 數(shù)據(jù)總線 ( 分時(shí)復(fù)用 ) 2 ~ 1 6 ， 39 雙向 , 三態(tài) A19/S6~A16/S3 地址 / 狀態(tài)總線（分時(shí)復(fù)用） 3 5 ~ 3 8 輸出，三態(tài) BH E /S 7 （ SS O ） 數(shù)據(jù)總線高 8 位允許 / 狀態(tài) 34 輸出 M N/ MX 最小 / 最大方式控制 33 輸入 RD 讀控制 32 輸出 T ES T 測(cè)試信號(hào) 23 輸入 R E A DY 存儲(chǔ)器或 I / O 準(zhǔn)備好信號(hào) 22 輸入 R E S E T 系統(tǒng)復(fù)位 21 輸入 NM I 不可屏蔽中斷請(qǐng)求 17 輸入 ( 上升沿觸發(fā) ) I NT R 可屏蔽中斷請(qǐng)求 18 輸入 C L K 系統(tǒng)時(shí)鐘 19 輸入 VC C + 5 V 電源 40 輸入 G ND 接地 1 ， 20 輸入 7 鍵盤(pán)輸入模塊 鍵盤(pán)是常用信息輸入元件，其實(shí)鍵盤(pán)也是由一個(gè)個(gè)按鈕組成，如果是獨(dú)立按鈕的話必須要需要一個(gè) I/O 口對(duì)它進(jìn)行檢測(cè)，而鍵盤(pán)往往這需要鍵盤(pán)按鈕數(shù)一半的 I/O 口數(shù)對(duì)它進(jìn)行檢測(cè)，也許對(duì)一個(gè)比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng) I/O 口數(shù)一般不是問(wèn)題，但對(duì)于一個(gè)大型、復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)說(shuō) I/O 資源就顯得非常珍貴了，盡量減少 I/O 使用是非常利于降低成本，另外一方面鍵盤(pán)比用獨(dú)立按鍵要美觀。 我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)使用的是 8*2 行列式鍵盤(pán)，如圖 21 所示。 圖中有 8行 2 列， 8根行線與 PA 口相連， 2 根列線與 PC口的 PCPC7 相連。 PA、 PB 口要么全部輸入或輸出。 PC 口可以進(jìn)行輸入和輸出。按鍵設(shè)置在行、類(lèi)交點(diǎn)處（數(shù)字或字符為其鍵號(hào)），行、列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。當(dāng)列線通過(guò)上拉電阻接 +5V 時(shí)，就被鉗位在高電平狀態(tài)。鍵盤(pán)中有無(wú)按鍵按下是由行線送入全掃描字、列線讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷。這就是：給航線所有 I/O 線均置成低電平，然后讀入列線電平狀態(tài)。如國(guó)有按鍵盤(pán)下，總會(huì)有一根列線電平被拉至低電平，從而使列線輸入不全 為 1。 可編程并行通信接口芯片 8255A （ 1）并行輸入 /輸出端口 A， B， C 8255A 內(nèi)部包括三個(gè) 8 位的輸入輸出端口，分別是端口 A、端口 B、端口C，相應(yīng)信號(hào)線是 PA7～ PA0、 PB7～ PB0、 PC7～ PC0。端口都是 8 位，都可以圖 21 鍵盤(pán)電路 圖 22 數(shù)碼管電路
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