【正文】 　　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 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)及儀器 　班 級(jí)： 09表2 　姓 名： 王鵬 　　　學(xué) 號(hào)： 200910060127 　　　指導(dǎo)教師： 曹曉華 　　　　2012年 1月 12日　　　　　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%）　　　　　目 錄　　　　一、背景 ……………………………………………………4　　　二、硬件電路 ………………………………………………4　　、CPU控制模塊………………………………………4　　、鍵盤輸入模塊………………………………………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)試過程 ……………………………………………28　六、課程設(shè)計(jì)體會(huì) ………………………………………28　　七、參考文獻(xiàn) ……………………………………………29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、74LS132*8矩陣式鍵盤、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?！　　　￡P(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)生活上的樂趣，接口技術(shù)與計(jì)算的結(jié)合不斷加深?！　《?、硬件電路：　　硬件電路 鍵盤輸入及LED數(shù)碼管通過8255A接口與系統(tǒng)總線連接，鍵盤的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PCPC6連接。鍵盤采用逐次掃描原理，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　　　　圖11. 8284時(shí)鐘發(fā)生器　　　16位微處理器，內(nèi)含29000個(gè)晶體管，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。　　　　　 鍵盤輸入模塊　鍵盤是常用信息輸入元件，其實(shí)鍵盤也是由一個(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)，而鍵盤往往這需要鍵盤按鈕數(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，如圖21所示?！　　D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關(guān)的兩端。當(dāng)列線通過上拉電阻接+5V時(shí)，就被鉗位在高電平狀態(tài)。鍵盤中有無(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。　　　　　　圖21 鍵盤電路　圖22數(shù)碼管電路　 　　　 可編程并行通信接口芯片8255A?。?）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，都可以作為輸入或輸出。通常將端口A和端口B定義為輸入/輸出的數(shù)據(jù)端口，而端口C則既可以作數(shù)據(jù)端口，又可以作為端口A和端口B的狀態(tài)和控制信息的傳送端口?！　　　　　。?）A組和B組控制部件　端口A和端口C的高4位（PC7～PC4）構(gòu)成A組；由A組控制部件實(shí)現(xiàn)控制功能。 端口B和端口C的低4位（PC3～PC0）構(gòu)成B組；由B組控制部件實(shí)現(xiàn)控制功能。 A組和B組利用各自的控制單元來(lái)接收讀寫控制部件的命令和CPU通過數(shù)據(jù)總線（D0～D7）送來(lái)的控制字，并根據(jù)他們來(lái)定義各個(gè)端口的操作方式?！　　。?）數(shù)據(jù)總線緩沖存儲(chǔ)器　　　 三態(tài)雙向8位緩沖器，是8255A與8086CPU之間的數(shù)據(jù)接口。與I/O操作有關(guān)的數(shù)據(jù)、控制字和狀態(tài)信息都是通過該緩沖器進(jìn)行傳送?！?4) 讀/寫控制部件　　　8255A完成讀/寫控制功能的部件。能接收CPU的控制命令，并根據(jù)控制命令向各個(gè)功能部件發(fā)出操作指令?！S 片選信號(hào)：由CPU輸入，有效時(shí)表示該8255A被選中。 RD, WR 讀、寫控制信號(hào)：由CPU輸入。RD有效表示CPU讀8255A，WR有效表示CPU寫8255A。RESET 復(fù)位信號(hào)：由CPU輸入。RESET信號(hào)有效，清除8255A中所有控制字寄存器內(nèi)容，并將各個(gè)端口置成輸入方式?！D24 .8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　　　　　　定義工作方式控制字：　圖25 .8255A工作方式控制　　　工作方式0：8255A中各端口的基本輸入/輸出方式。　　　　　　　　　　 可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器　　 8253具有3個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)通道，采用減1計(jì)數(shù)方式。在門控信號(hào)有效時(shí)，每輸入1個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，通道作1次計(jì)數(shù)操作。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖是已知周期的時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)就成為定時(shí)。