1、微機硬件綜合課程設計教學要求一、本課程的目標及意義本課程是一門工程實訓課程，目的是強化學生理論聯(lián)系實際，綜合運用計算機軟、硬件知識的能力。同時使同學初步掌握一個微機應用系統(tǒng)從應用需求分析入手，到最終軟硬件設計實現(xiàn)的全過程。并通過實際的設計制作過程學習到一些必要的實際經(jīng)驗和技能，同時培養(yǎng)同學分析問題和解決問題的能力，為深入進行計算機軟硬件應用系統(tǒng)開發(fā)打下基礎。二、設計任務及要求二人1組，完成一個基于8088 CPU的可編程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計制作。要求采用8086 CPU，系統(tǒng)包括128KB 靜態(tài)存儲器（HM628128），128K FLASH ROM（SST29EE010），74HC138譯碼器，

2、AD0809，8255，8253，8259，3位8段數(shù)碼管，8位LED ，4×4小鍵盤，門電路。系統(tǒng)可實現(xiàn)模擬信號的采集、顯示及1K 字節(jié)數(shù)據(jù)的滾動存儲。系統(tǒng)可通過小鍵盤設置數(shù)據(jù)的采樣頻率從1100Hz ， 模擬電壓為05V ，由電位器提供。3位數(shù)碼管在初始設置時用于顯示設置的采樣頻率值，在采樣工作過程中，最高位顯示AD0809當前采樣通道號，低2位顯示帶1位小數(shù)的十進制電壓值。 設計將集中在29周內(nèi)完成，分兩個階段進行： 第一階段：完成基于Proteus 仿真環(huán)境的電路設計及程序設計及仿真。共4周時間。（2周5周） 第二階段：完成最終微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電路制作及程序?qū)崿F(xiàn)。共4周時間

3、。（6周9周）三、具體設計實現(xiàn)步驟及時間安排第一階段： 1、2周3周：（1）下載安裝Proteus 7.8版并學習使用。（2）完成基于8086 CPU最小模式下的微機硬件核設計及仿真涉及的電路包括：8086CPU ，74HC273（或74HC373），74HC245，4MHz 晶振，復位電路。仿真的具體方法是用虛擬示波器觀察CPU 的ALE 輸出是否有規(guī)則的脈沖信號。如果有，表明CPU 工作正常并在不斷產(chǎn)生外部地址鎖存信號。也可通過邏輯分析儀觀察地址鎖存器輸出的地址信號A19A0是否為FFFF0H 。（3） 完成基于硬件核的存儲器譯碼電路和外設端口地址譯碼電路設計仿真譯碼電路采用74HC138

4、，要求：1MB 存儲空間內(nèi)最高的128KB （E0000HFFFFFH）作為ROM 存儲區(qū)，其它空間可任意安排128KB 的內(nèi)存SRAM 區(qū)。AD0809，8255，8253，8259外設的口地址可自行設計安排。仿真的方法是向譯碼器輸出不同的地址值，觀察輸出是否符合對應的輸出電平。 2、4周：（1）在前面設計電路基礎上實現(xiàn)AD0809及8位LED 顯示電路設計，以及將AD 采樣8位二進制數(shù)據(jù)顯示在LED 的程序，并通過仿真環(huán)境調(diào)節(jié)AD 模擬輸入電壓時在8位LED 上觀察到正確的輸出數(shù)字量結果。（2）在以上設計內(nèi)容基礎上， 實現(xiàn)基于8255的小鍵盤+3位數(shù)碼管的電路設計，基于小鍵盤采樣頻率設置及

5、十進制數(shù)據(jù)顯示程序的設計。通過仿真環(huán)境進行采樣頻率在1Hz 到100Hz 的設置（僅將設置值保存，不具體實現(xiàn)定時），以及采樣工作過程中8位數(shù)碼管和8位LED 采樣數(shù)據(jù)的同步顯示。 3、5周（1）在前面設計內(nèi)容基礎上設計定時器8253和中斷控制器8259的電路，實現(xiàn)基于8253定時功能（完成前面小鍵盤設置的定時值）及8259定時中斷功能的1Hz 到100Hz 定時采樣程序。（2）進行硬件電路及系統(tǒng)程序優(yōu)化，編寫需求分析及設計報告、程序設計流程框圖、分步驟仿真運行結果、調(diào)試過程。 第二階段： 1、6周（1）焊接最小系統(tǒng)電路板，包括8088CPU 、4MHz 有源晶振、地址鎖存電路、數(shù)據(jù)收發(fā)電路、存

6、儲區(qū)片選譯碼及128K ROM和128K SRAM電路、8位LED 電路。（2）編寫并固化驗證最小系統(tǒng)工作的程序斷，即讓8位數(shù)碼管不斷顯示00HFFH。 2、7周（1）在以上電路基礎上焊接8255、4×4小鍵盤及3位8段數(shù)碼管電路。 （2）編寫并固化基于小鍵盤進行參數(shù)設置的程序。 3、8周（1）在以上電路基礎上焊接8253、8259電路（2）編寫并固化基于8253和8259進行中斷定時的可編程采樣頻率程序。 4、9周（1）進行作品演示及設計實現(xiàn)過程講解（2）整理打印最終設計報告。要求設計報告二人各寫自己負責的內(nèi)容。 （3）進行設計內(nèi)容及實現(xiàn)過程的考核（卷面筆試）四、說明：1、前面所列

7、設計步驟及完成過程是各組同學務必要達到的正常設計進度，對于能力較強的同學可以不受此進度的限制，提前完成設計和制作。2、本次設計制作所需的所有元器件及耗材由實驗室提供，但每組僅限一套。如果在制作過程中造成器件損壞或丟失，需自己想辦法解決補充。3、鼓勵同學在設計過程中有所創(chuàng)新，具有創(chuàng)新內(nèi)容的同學可以獲得創(chuàng)新分。4、鼓勵最終電路采用印制電路板實現(xiàn)。實驗室提供制作首次印制電路板的所有材料。五、設計場地：6407B 實驗室，每組固定一臺電腦。每周可有兩次集中實驗輔導，每次每組1人參加。嚴禁相互拷貝電路及程序。每次實驗后的結果注意保存在自設的目錄下，若由于拷貝程序?qū)е聦嶒炇矣嬎銠C出現(xiàn)病毒等軟件問題造成程序、電路設計圖丟失由本組自行負責。六、課程考核及成績按照前面制定的階段任務每完成一項并經(jīng)過演示、驗收、考核通過獲得階段成績。 具體課程成績由以下幾部分的考核成績組成。 注：嚴禁抄襲。抄襲現(xiàn)象目前已成為社會上公認的“過街老鼠”，若發(fā)現(xiàn)抄襲現(xiàn)象實行0容忍。即抄襲和被抄襲的均按成績不合格計。七、課程參考書微機原理與接口技術-基于8086和Proteus 仿真 電