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《微機(jī)原理及其應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)論文格式共包括以下兩個(gè)部分:(一)論文部分封面具體格式見(jiàn)下面樣例。正文論文的主體部分,針對(duì)所做的設(shè)計(jì)題目進(jìn)行相應(yīng)的論述。具體格式見(jiàn)下面樣例。總結(jié)對(duì)完成的課程設(shè)計(jì)的總結(jié)和體會(huì),字?jǐn)?shù)要求在300~500字之間。參考文獻(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中,查閱的資的列表,要求3篇以上。(二)圖紙部分圖紙要求:以標(biāo)準(zhǔn)的A3白圖紙打印,尺寸:420×297(mm)圖紙布局如下圖所示:3、右下圖標(biāo)尺寸及欺項(xiàng)目如下:微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)論文姓名:翁元爐班級(jí):信工042學(xué)號(hào):32指導(dǎo)教師:陳偉利日期:目錄一、課程設(shè)計(jì)題目及要求………11、題目……………………12、課程設(shè)計(jì)要求…………1二、課程設(shè)計(jì)目的………………1三、8086芯片及相關(guān)外圍器件選用介紹………11、8086芯片………………12、2864芯片(EEPROM)………………83、6264芯片(靜態(tài)RAM)………………94、鍵盤(pán)/顯示器接口芯片8279……………115、譯碼器74LS138………136、地址鎖存器74LS373…………………147、LED數(shù)碼管顯示………158、鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)…………15四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………………五、總結(jié)…………六、參考文獻(xiàn)……………………(另附總電路圖一張)一、課程設(shè)計(jì)題目及要求1、題目:存儲(chǔ)器擴(kuò)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、課程設(shè)計(jì)要求1)可以用鍵盤(pán)向存儲(chǔ)器內(nèi)寫(xiě)入和讀出數(shù)據(jù),并用LED數(shù)據(jù)管顯示。2)數(shù)據(jù)輸入可用10進(jìn)制或16進(jìn)制(可選)。3)地址采用16進(jìn)制顯示。采用1片6164(RAM)和1片2864(EEROM)對(duì)8086進(jìn)行外圍存儲(chǔ)器擴(kuò)展,使學(xué)生進(jìn)一步理解擴(kuò)展存儲(chǔ)器的硬件連接方法和級(jí)聯(lián)硬件連接方法。同時(shí),本設(shè)計(jì)還使用8279鍵盤(pán)/顯示接口芯片為8086擴(kuò)展了16個(gè)鍵盤(pán)和6位7段數(shù)碼管顯示塊。方便在程序調(diào)試時(shí),對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)本設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)同學(xué)了解8086的外圍硬件設(shè)計(jì)的全過(guò)程,加深學(xué)生對(duì)8086及相關(guān)的外圍器件認(rèn)識(shí)和理解。為將來(lái)走向工作出崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計(jì)目的:1.通過(guò)《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì),使學(xué)生能夠進(jìn)一步了解微型計(jì)算機(jī)工作原理,微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及微型計(jì)算機(jī)軟件編程。2.要求學(xué)生根據(jù)接口電路的硬件要求進(jìn)行計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),使學(xué)生的軟件編程能力得到加強(qiáng),對(duì)接口電路的綜合應(yīng)用能力有較大提高。三、8086芯片及相關(guān)外圍器件選用介紹1、8086芯片8086是一個(gè)40管腳的器件,外部采用40芯雙列直插式封裝。圖一是8086的引腳圖,括號(hào)內(nèi)為最大模式下引腳的定義。為了便于組成不同規(guī)模的系統(tǒng),Intel公司為8086設(shè)計(jì)了兩種工作模式。在不同的工作模式下,管腳的定義不同。8086的各類(lèi)信號(hào)線(xiàn)包括20根地址線(xiàn),16根數(shù)據(jù)線(xiàn)及控制線(xiàn)、狀態(tài)線(xiàn)、時(shí)鐘、電源和地線(xiàn)等??偩€(xiàn)大大超過(guò)了40根線(xiàn)。因此,為了滿(mǎn)足封裝的要求,必須采用一線(xiàn)多用的方法。圖一8086引腳圖下面介紹各引腳的功能及特點(diǎn):1)數(shù)據(jù)總線(xiàn)D0~D1516位,雙向傳輸,可分別使用其低8位或高8位,該總線(xiàn)與地址總線(xiàn)A0~A15共用CPU引腳形成復(fù)用總線(xiàn)AD0~AD15,地址、數(shù)據(jù)分時(shí)傳送。2)地址總線(xiàn)A0~A1920位,單向,地址由CPU產(chǎn)生,用于尋址訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元或IO端口。A0~A15與D0~D15復(fù)用,A16~A19與狀態(tài)信號(hào)S3~S6復(fù)用(A16/S3~A19/S6)。其中AD15~AD0地址/數(shù)據(jù)復(fù)用信號(hào)(標(biāo)號(hào)2~16、39),雙向,三態(tài)。在總線(xiàn)周期的T1狀態(tài)(地址周期)AD15~AD0上出現(xiàn)的是低16位的地址信號(hào)A15~A0;在T3狀態(tài)(數(shù)據(jù)周期)AD15~AD0上出現(xiàn)的是數(shù)據(jù)信號(hào)D15~D0。
作為分時(shí)復(fù)用管腳,因?yàn)榧茸龅刂沸盘?hào),又做數(shù)據(jù)信號(hào),因此是雙向信號(hào)。在總線(xiàn)周期的T1狀態(tài)AD15~AD0輸出CPU所要訪問(wèn)的存儲(chǔ)器或者I/O端口的地址;而在總線(xiàn)周期的T3狀態(tài),AD15~AD0上出現(xiàn)的是CPU和存儲(chǔ)器或I/O端口交換的數(shù)據(jù)。T2狀態(tài)對(duì)于讀周期和寫(xiě)周期來(lái)說(shuō)AD15~AD0上的狀態(tài)是不同的:在是讀周期,AD15~AD0要從CPU驅(qū)動(dòng)(地址周期)切換為存儲(chǔ)器或I/O端口驅(qū)動(dòng)(數(shù)據(jù)周期),AD15~AD0管腳需要在一個(gè)狀態(tài)周期內(nèi)維持高阻狀態(tài),以便不同總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)源的切換。如果是寫(xiě)周期,地址和數(shù)據(jù)信號(hào)都是由CPU驅(qū)動(dòng),所以CPU從T2開(kāi)始便輸出數(shù)據(jù)。T2~T3都是數(shù)據(jù)周期。
A19/S6~A16/S3(Address/Status):地址/狀態(tài)復(fù)用信號(hào)(標(biāo)號(hào)35~38),輸出。在總線(xiàn)周期的T1狀態(tài)(地址周期)A19/S6~A16/S3上出現(xiàn)的是地址的高4位。在T2~T4狀態(tài),A19/S6~A16/S3上輸出狀態(tài)信息。3)狀態(tài)信號(hào)S3~S6S6:指示8086當(dāng)前是否與總線(xiàn)相連。S6=0表示8086連在總線(xiàn)上。
S5:表示中斷允許標(biāo)志狀態(tài)。S5=1表示中斷允許標(biāo)志IF=1(對(duì)可屏蔽中斷請(qǐng)求起作用)。S5=0表示IF=0,禁止可屏蔽中斷。
S4和S3用來(lái)指出當(dāng)前使用的段寄存器。S4、S3代碼組合對(duì)應(yīng)的含義如表4.2.1所示:表1S4S3當(dāng)前正在使用的段寄存器00ES01SS10CS或未使用任何段寄存器11DS地址和狀態(tài)信號(hào)也都是由CPU驅(qū)動(dòng),所以T1地址周期之后,緊接著的T2~T4是狀態(tài)周期。4)控制信號(hào)與CPU工作模式無(wú)關(guān)的信號(hào)有:BHE#、NMI、INTR、RD#、CLK、RESET、READY#、TEST#、MN/MX#、GND
最小模式下控制信號(hào)
⑴M/IO#(Memory/InputandOutput):存儲(chǔ)器或者I/O控制信號(hào)(標(biāo)號(hào)28),輸出,三態(tài)。M/IO#輸出為高電平,指示CPU正在執(zhí)行存儲(chǔ)器訪問(wèn)指令,進(jìn)行和存儲(chǔ)器之間數(shù)據(jù)交互;如果為低電平,表示CPU正在執(zhí)行I/O指令,進(jìn)行和I/O接口之間數(shù)據(jù)傳輸。為1時(shí),CPU作存儲(chǔ)器訪問(wèn);為0時(shí),CPU作端口訪問(wèn)。
⑵DT/R#(DataTransmit/Receive):數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)流向控制信號(hào)(標(biāo)號(hào)27),輸出,三態(tài)。在8086系統(tǒng)中,通常采用8286或8287作為數(shù)據(jù)總線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)器,用DT/R#信號(hào)來(lái)控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳送方向。當(dāng)DT/R#=1時(shí),數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送;DT/R#=0時(shí),數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。用于控制雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)收發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方向。
⑶BHE#/S7(O):為0時(shí),總線(xiàn)高字節(jié)允許傳送;為1時(shí),總線(xiàn)高字節(jié)禁止傳送。BHE#控制對(duì)存儲(chǔ)器按雙字節(jié)輸出時(shí),高字節(jié)總線(xiàn)允許打開(kāi)傳送。即只給一個(gè)字地址,輸出兩個(gè)字節(jié)。S7備用。
⑷RD#(Read):讀信號(hào)(標(biāo)號(hào)32),輸出,三態(tài)。RD#信號(hào)有效,表示CPU執(zhí)行一個(gè)對(duì)存儲(chǔ)器或I/O端口的讀操作,在一個(gè)讀操作的總線(xiàn)周期中,RD#在T2~T3狀態(tài)中有效,為低電平。為0時(shí),CPU作讀操作。
⑸WR#(Write):寫(xiě)信號(hào)(標(biāo)號(hào)29),輸出,三態(tài)。WR#信號(hào)有效,表示CPU執(zhí)行一個(gè)對(duì)存儲(chǔ)器或I/O端口寫(xiě)操作,在寫(xiě)操作總線(xiàn)周期中,WR#在T2~T3狀態(tài)中有效,為低電平。為0時(shí),CPU作寫(xiě)操作;M/IO#,RD#,WR#組合成系統(tǒng)的存儲(chǔ)器和端口的讀寫(xiě)信號(hào):MEMR#,MEMW#,IOR#,IOW#。
高電平有效時(shí),將地址存入外部地址鎖存器。
通常用RD#以及WR#信號(hào)控制存儲(chǔ)器或I/O的讀出和寫(xiě)入端。RD#和WR#指出CPU當(dāng)前進(jìn)行的是讀還是寫(xiě)操作,它和M/IO#信號(hào)一起,指出當(dāng)前進(jìn)行的是存儲(chǔ)器讀、I/O讀、存儲(chǔ)器寫(xiě)、I/O寫(xiě)四種操作中的哪一種。RD#和WR#信號(hào)除了在T2~T3狀態(tài)中有效外,還在TW(等待)狀態(tài)有效。表4.2.2為對(duì)存儲(chǔ)器或I/O的讀/寫(xiě)操作選擇。表2RD#WR#M/IO#對(duì)應(yīng)的操作010I/O寫(xiě)操作011存儲(chǔ)器寫(xiě)操作100I/O讀操作101存儲(chǔ)器讀操作⑹DEN#(DataEnable)(O):數(shù)據(jù)使能信號(hào)(標(biāo)號(hào)26),輸出,三態(tài),低電平有效。用于數(shù)據(jù)總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)。為0時(shí),數(shù)據(jù)輸出有效,與DT/R#配合,用于控制雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)收發(fā)器的開(kāi)與關(guān)。
CPU的信號(hào)線(xiàn)上,特別是地址、數(shù)據(jù)、控制線(xiàn)上,通常連接多個(gè)器件,也就是說(shuō),CPU的每根信號(hào)線(xiàn)要帶多個(gè)負(fù)載,為增強(qiáng)其負(fù)載能力,通常在CPU的地址、數(shù)據(jù)、控制線(xiàn)上設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器。因地址信號(hào)采用8282地址鎖存器鎖存,其本身具有較強(qiáng)的負(fù)載能力,所以不再另加驅(qū)動(dòng)器。數(shù)據(jù)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)一般采用雙向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器8286。DEN#用作對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的使能。
DEN#在存儲(chǔ)器或I/O訪問(wèn)周期或中斷響應(yīng)周期都為低電平,即為有效電平。如果是讀周期或者中斷響應(yīng)周期,DEN#從T2狀態(tài)中開(kāi)始有效,一直到T4狀態(tài)中結(jié)束;如果是寫(xiě)周期,則從T2狀態(tài)的開(kāi)始就是有效電平。在DMA方式時(shí),DEN#被置為高阻狀態(tài)。
⑺ALE(AddressLatchEnable)(O):地址鎖存使能信號(hào)(標(biāo)號(hào)25),輸出,高電平有效。是用來(lái)作為地址鎖存器的鎖存控制信號(hào)。8086的AD15~AD0是地址/數(shù)據(jù)復(fù)用信號(hào),地址信息僅在T1狀態(tài)有效,為了使地址信號(hào)在整個(gè)讀寫(xiě)周期都有效,通常要用ALE把地址信號(hào)鎖存在地址鎖存器當(dāng)中為1時(shí),地址鎖存允許,高電平有效時(shí),控制將地址存入外部地址鎖存器。
⑻N(yùn)MI(Non-MaskableInterrupt):非屏蔽中斷請(qǐng)求(標(biāo)號(hào)17),輸入,上升沿有效。NMI不受中斷允許標(biāo)志的影響。當(dāng)CPU檢測(cè)到NMI有一個(gè)正沿觸發(fā)的信號(hào)以后,CPU執(zhí)行完當(dāng)前指令便響應(yīng)中斷類(lèi)型號(hào)為2的非屏蔽中斷請(qǐng)求。為1時(shí),(上升沿)產(chǎn)生不可屏蔽中斷請(qǐng)求。非屏蔽中斷是不受中斷允許標(biāo)志IF的影響的,不能用軟件進(jìn)行屏蔽。
⑼INTR(InterruptRequest):可屏蔽中斷請(qǐng)求(標(biāo)號(hào)18),輸入,高電平有效。如果INTR信號(hào)有效,當(dāng)CPU的中斷允許標(biāo)志IF=1時(shí),CPU結(jié)束當(dāng)前指令后,響應(yīng)INTR中斷。為1時(shí),產(chǎn)生可屏蔽中斷請(qǐng)求。
可屏蔽中斷要根據(jù)中斷允許標(biāo)志的設(shè)置來(lái)判斷CPU是否能響應(yīng)中斷請(qǐng)求。當(dāng)INTR信號(hào)有效,同時(shí)中斷允許標(biāo)志IF為1的時(shí)候,CPU才會(huì)響應(yīng)中斷去執(zhí)行一個(gè)中斷處理子程序。需要注意的是,不論是非屏蔽中斷還是可屏蔽中斷,CPU都是在每條指令的最后一拍去采樣中斷請(qǐng)求信號(hào)的。如果有中斷請(qǐng)求,又符合中斷響應(yīng)條件,CPU將在執(zhí)行完當(dāng)前指令之后進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。也就是說(shuō)在指令執(zhí)行中是不可以中斷的。
NMI和INTR是8086/8088的兩條硬件中斷請(qǐng)求輸入線(xiàn)。
⑽INTA#(InterruptRequestAsk)中斷的響應(yīng)信號(hào),輸出,為0時(shí),CPU對(duì)INTR中斷的響應(yīng)。本信號(hào)與INTR構(gòu)成一對(duì)聯(lián)絡(luò)信號(hào),INTR請(qǐng)求,INTA#是CPU對(duì)INTR請(qǐng)求的回答,為0時(shí)表示接受申請(qǐng)。
⑾TEST#(Test):測(cè)試信號(hào)(標(biāo)號(hào)23),輸入低電平有效。TEST#信號(hào)和WAIT指令結(jié)合起來(lái)使用,在CPU執(zhí)行WAIT指令時(shí),CPU便一直處于空轉(zhuǎn)狀態(tài),進(jìn)行等待。只有當(dāng)8086檢測(cè)到TEST#信號(hào)有效時(shí),才結(jié)束等待狀態(tài),繼續(xù)執(zhí)行WAIT之后的指令。為0時(shí),結(jié)束CPU的等待狀態(tài)。
⑿RESET復(fù)位信號(hào)(標(biāo)號(hào)21),輸入,高電平有效。復(fù)位信號(hào)有效時(shí),CPU結(jié)束當(dāng)前操作并對(duì)標(biāo)志寄存器FLAG、IP、DS、SS、ES及指令隊(duì)列清零,并將CS設(shè)置為FFFFH。當(dāng)復(fù)位信號(hào)撤除時(shí),(即電平由高變低時(shí))CPU從FFFF0H開(kāi)始執(zhí)行程序。這也是8086系統(tǒng)程序的起始地址,即開(kāi)機(jī)后程序的起始位置。一般的8086系統(tǒng),將系統(tǒng)程序固化在ROM中,ROM的地址應(yīng)包含F(xiàn)FFF0H。
⒀READY(Ready):準(zhǔn)備好信號(hào)(標(biāo)號(hào)22),輸入,高電平有效。為了CPU能和不同速度的存儲(chǔ)器或I/O接口進(jìn)行連接,設(shè)計(jì)了READY信號(hào)。CPU在每個(gè)總線(xiàn)周期的T3狀態(tài)對(duì)READY進(jìn)行采樣。當(dāng)READY信號(hào)有效時(shí)表示存儲(chǔ)器或I/O準(zhǔn)備好發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。CPU執(zhí)行典型的總線(xiàn)周期,在4個(gè)T狀態(tài)內(nèi)完成總線(xiàn)操作。如果存儲(chǔ)器或I/O的速度較慢,不能與CPU的速度相匹配,可令READY為低。CPU在T3采樣到READY為低電平以后,便在T3之后插入Tw,延長(zhǎng)讀寫(xiě)周期,使CPU能和較慢速度的存儲(chǔ)器或I/O接口相匹配。為1時(shí),被訪問(wèn)部件準(zhǔn)備就緒;為0時(shí),被訪問(wèn)部件未準(zhǔn)備就緒。
⒁MN/MX#(Minimum/MaximumModeControl):最大最小模式控制信號(hào)(標(biāo)號(hào)33),輸入。決定8086工作在哪種工作模式。如果MN/MX#=1(+5V),CPU工作在最小模式。MN/MX#=0(接地),CPU則工作在最大模式。
⒂HOLD(HoldRequest):總線(xiàn)保持請(qǐng)求(標(biāo)號(hào)31),輸入,高電平有效。當(dāng)系統(tǒng)當(dāng)中除CPU之外的另一個(gè)總線(xiàn)主模塊(如DMA)要求使用總線(xiàn)時(shí),該總線(xiàn)主模塊通過(guò)HOLD信號(hào)向CPU發(fā)出總線(xiàn)請(qǐng)求。如果CPU允許讓出總線(xiàn),就在完成當(dāng)前總線(xiàn)周期后,在T4狀態(tài)通過(guò)HLDA管腳發(fā)出應(yīng)答信號(hào),響應(yīng)總線(xiàn)的請(qǐng)求。為1時(shí),總線(xiàn)使用請(qǐng)求;為0時(shí),總線(xiàn)回收請(qǐng)求。
⒃HLDA(HoldRequestAsk)總線(xiàn)保持響應(yīng)信號(hào),輸出,高電平有效。HLDA有效時(shí)表示CPU響應(yīng)了其他總線(xiàn)主的總線(xiàn)請(qǐng)求,一旦HLDA有效,CPU的數(shù)據(jù)/地址控制信號(hào)變?yōu)楦咦锠顟B(tài),而請(qǐng)求總線(xiàn)的總線(xiàn)主(DMA)獲得了總線(xiàn)權(quán)。為1時(shí),總線(xiàn)使用請(qǐng)求的響應(yīng);為0時(shí),總線(xiàn)回收請(qǐng)求的響應(yīng)。
DMA即“直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)”。在DMA方式下,外部設(shè)備利用專(zhuān)用的控制電路直接和存儲(chǔ)器進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳送,而不經(jīng)過(guò)CPU。這樣,傳輸時(shí)就不必進(jìn)行CPU執(zhí)行程序過(guò)程中完成的地址增量、計(jì)數(shù)器減量,以及在中斷方式下CPU保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)之類(lèi)的操作,大大提高了數(shù)據(jù)傳送的速度。
在利用DMA方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí),DMA控制系統(tǒng)總線(xiàn),因此在DMA開(kāi)始工作之前,首先要向CPU發(fā)出申請(qǐng)總線(xiàn)的請(qǐng)求,令CPU讓出總線(xiàn)。這個(gè)請(qǐng)求是由DMA設(shè)置HOLD信號(hào)有效產(chǎn)生的。2、2864芯片(EEPROM)常用的EEPROM芯片有2816、2817、2864A等。主要的性能指標(biāo)為:讀取時(shí)間250ns、寫(xiě)入時(shí)間10ns(281615ns)、字節(jié)擦除時(shí)間10ns(281615ns)、讀操作電壓5v、擦寫(xiě)操作電壓5v、操作電流110mA。此存儲(chǔ)器主要特點(diǎn)是能以字節(jié)為單位進(jìn)行擦除和改寫(xiě),而且不須把芯片拔下插入編程器編程,在用戶(hù)系統(tǒng)中即可進(jìn)行。除了并行讀出的EEPROM外,現(xiàn)在也經(jīng)常使用串行的EEPROM。2864的引腳如圖二所示。其引腳分布是與SRAM6264兼容的,也采用雙列直插式機(jī)構(gòu),其中數(shù)據(jù)線(xiàn)8根,地址線(xiàn)13根。在維持和讀出時(shí),2864和6264相同,在寫(xiě)入時(shí)有字節(jié)和頁(yè)面寫(xiě)入兩種方法,頁(yè)面寫(xiě)入是在2864內(nèi)部設(shè)有16字節(jié)的頁(yè)緩沖器,整個(gè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)陣列劃分為512頁(yè)(每頁(yè)16字節(jié))。寫(xiě)入時(shí),首先把數(shù)據(jù)寫(xiě)入頁(yè)緩沖器,然后再在其內(nèi)部定時(shí)電路的控制下,把頁(yè)緩沖器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定的EEPROM單元,按頁(yè)寫(xiě)入比按字節(jié)寫(xiě)入快。而字節(jié)寫(xiě)入之前自動(dòng)地對(duì)要寫(xiě)入的單元進(jìn)行擦除,寫(xiě)入一個(gè)單元大致需要5ms,在這5ms內(nèi),2864A可釋放系統(tǒng),使其進(jìn)行維持和讀出工作。在實(shí)際應(yīng)用中,按字節(jié)改寫(xiě)的情況占80%。所以,EEPROM在微機(jī)系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。圖二2864引腳配置表32864芯片引腳名稱(chēng)A12~A0地址CE片選OE輸出允許I/O7~I/O0數(shù)據(jù)線(xiàn)WE寫(xiě)入NC未用3、6264芯片(靜態(tài)RAM)靜態(tài)RAM,即SRAM(StaticRAM),其存儲(chǔ)電路以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎(chǔ),狀態(tài)穩(wěn)定,只要不掉電,信息就不會(huì)丟失。優(yōu)點(diǎn)是不需要刷新,缺點(diǎn)是集成度低。適于不需要大存儲(chǔ)容量的微型計(jì)算機(jī)。本設(shè)計(jì)選用6264芯片,其管腳如圖三所示,操作方式如表4,不同于一般的靜態(tài)RAM。6264芯片還設(shè)有一個(gè)CS2引腳,通常接到正5V電源,當(dāng)?shù)綦姇r(shí),電壓下降到小于或等于0.2V時(shí),只需向該引腳提供2uA的電流,則在Vcc=2V時(shí),該RAM芯片就進(jìn)入數(shù)據(jù)保護(hù)狀態(tài)。根據(jù)這一特點(diǎn),在電源掉電檢測(cè)和切換電路的控制下,當(dāng)檢測(cè)到電源電壓下降到小于芯片的最低工作電壓(CMOS電路為4.5V,非CMOS為4.75V)時(shí),將6264RAM切換到有鎳鎘電池或鋰電池提供的備用電源供電,即可實(shí)現(xiàn)斷電后長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)保護(hù)。表4
6264的操作方式管腳方式CS1(20)CS2(26)OE(22)WE(27)I/O0~I/O7(11~13,15~19)未選中(掉電)1XXX高阻未選中(掉電)X0XX高阻輸出禁止0111高阻讀0101DOUT 寫(xiě)0110DIN寫(xiě)0100DIN
圖三6264引腳圖4、鍵盤(pán)/顯示器接口芯片8279Intel公司的8279芯片是一種通用可編程鍵盤(pán)/顯示器接口電路芯片,它能完成監(jiān)視鍵盤(pán)輸入和顯示控制2種功能。8279對(duì)鍵盤(pán)部分提供1種掃描工作方式,能對(duì)64個(gè)按鍵鍵盤(pán)陣列不斷掃描,自動(dòng)消抖,自動(dòng)識(shí)別出閉合的鍵并得到鍵號(hào),能對(duì)雙鍵或N鍵同時(shí)按下進(jìn)行處理。它對(duì)CPU來(lái)說(shuō)是靜態(tài)的,而對(duì)數(shù)碼管來(lái)說(shuō)是動(dòng)態(tài)的,可充分提高CPU的工作效率。顯示部分為L(zhǎng)ED或其他顯示器提供了按掃描方式工作的顯示接口,可顯示多達(dá)16位的字符或數(shù)字。圖四8279芯片引腳圖8279的組成及引腳功能:8279芯片有40條引腳,由單一+5V電源供電.它主要由以下幾部分組成:(1)I/O控制和數(shù)據(jù)緩沖器;(2)控制和定時(shí)寄存器及定時(shí)控制部分;(3)掃描計(jì)數(shù)器;4)回送緩沖器與鍵盤(pán)去抖動(dòng)控制電路;(5)FIFO(先進(jìn)先出)寄存器和狀態(tài)電路;(6)顯示器地址寄存器及顯示RAM.8279的引腳如圖四所示,下面對(duì)引腳名稱(chēng)及功能作簡(jiǎn)要說(shuō)明.DB0~DB7:數(shù)據(jù)總線(xiàn)、雙向、三態(tài),與8086數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連,在CPU和8279之間傳送命令和數(shù)據(jù)。A0=1時(shí),CPU寫(xiě)入8279的字節(jié)是命令字。從8279讀出的字節(jié)是狀態(tài)字。A0=0時(shí),寫(xiě)入或讀出的字節(jié)均為數(shù)據(jù)
IRQ:中斷請(qǐng)求線(xiàn).高電平有效。
SL0~SL3:掃描信號(hào)輸出線(xiàn).可進(jìn)行譯碼掃描(4選1),也可進(jìn)行編碼掃描(16選1),但要使用4-16譯碼器.若用3-8譯碼器的話(huà),則掃描線(xiàn)為8選1.
RL0~RL7:輸入線(xiàn)。它們是鍵盤(pán)矩陣的行信號(hào)輸入線(xiàn)。
OUTA0~OUTA3(A組數(shù)據(jù)顯示)、OUTB0~OUTB3(B組數(shù)據(jù)顯示)2組引腳均是顯示信息輸出線(xiàn)(例如,向LED顯示器輸出的段碼),它們與掃描信號(hào)線(xiàn)SL0~SL3同步。2組可以獨(dú)立使用,也可以合并使用。CLK系統(tǒng)時(shí)鐘輸入線(xiàn)。用于8279內(nèi)部定時(shí),以產(chǎn)生其工作所需的時(shí)序。RESET復(fù)位輸入線(xiàn)。高電平有效。該引腳為高電平時(shí),8279被復(fù)位,復(fù)位后的狀態(tài)如下:a:16個(gè)字符左邊輸入顯示方式b:編碼掃描鍵盤(pán)、雙鍵鎖定方式CS片選線(xiàn),輸入、低電平有效。當(dāng)CS=0時(shí),8279被選中,允許對(duì)其進(jìn)行讀、寫(xiě)操作;當(dāng)CS=1時(shí),禁止對(duì)8279讀、寫(xiě)。5、譯碼器74LS138在此用于鍵盤(pán)的地址譯碼。引腳及真值表如下所示。圖五74LS138管腳圖 表574LS138譯碼器的真值表6、地址鎖存器74LS373受引腳數(shù)的限制,數(shù)據(jù)線(xiàn)和地址線(xiàn)是復(fù)用的。為了將它們分離出來(lái),以便同外部的擴(kuò)展芯片正確的相連,需要在CPU外部增加地址鎖存器。因此在這選用74LS373芯片。它是一種帶有三態(tài)門(mén)的8D鎖存器,其引腳如圖六所示。引腳說(shuō)明如下:D7~D0:8位數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)。Q7~Q0:8位數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)。G:數(shù)據(jù)輸入鎖存選通引腳,高電平有效。OE:數(shù)據(jù)輸出允許引腳,低電平有效。圖六地址鎖存器74LS373引腳圖7、LED數(shù)碼管顯示本次課程設(shè)計(jì)采用6位七段數(shù)碼顯示,選用一片74LS244芯片和3片75451芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng),采用共陰極接法。通常采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方法,即逐個(gè)地循環(huán)地點(diǎn)亮各位顯示器.這樣雖然在任意時(shí)刻只有1位顯示器被點(diǎn)亮,但是由于人眼具有視覺(jué)殘留效應(yīng),看起來(lái)與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮的效果基本一樣(在亮度上要有差別).本設(shè)計(jì)就是采用此技術(shù)。它有兩種連接方法:(1)共陽(yáng)極接法:把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極,使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V,每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連.(2)共陰極接法:把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極,使用時(shí)公共陰極接地.每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連.8、鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)采用4X4行列式鍵盤(pán)接口。行列式(也稱(chēng)矩陣式)鍵盤(pán)用于按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合,它由行線(xiàn)和列線(xiàn)組成,按鍵位于行,列的交叉點(diǎn)上。行線(xiàn)通過(guò)上拉電阻接到+5V上。四、總結(jié)微型計(jì)算機(jī)近幾十年來(lái)得到了日新月異的發(fā)展。隨著人類(lèi)邁進(jìn)新的世紀(jì),微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。微機(jī)接口是微機(jī)與外部設(shè)備之間的橋梁和紐帶。微機(jī)接口技術(shù)是人們深入學(xué)習(xí)和利用計(jì)算機(jī)、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)的目的也著重于此。第一;此次課程設(shè)計(jì),我們?cè)陉惱蠋煹膸椭拢ㄔ诖松畋砀兄x),通過(guò)上網(wǎng)查資料,查閱圖書(shū)館的藏書(shū)等從而得到我們需要的資料,提高了我們的綜合能力。也提高了我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)踐能力,更可以影響人的世界觀、思維方法和工作作風(fēng)。從而提高我們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。第二;通過(guò)本次計(jì)使我們對(duì)8086的外圍硬件設(shè)計(jì)的全過(guò)程有個(gè)初步的了解,同時(shí)加深對(duì)8086及相關(guān)的外圍器件認(rèn)識(shí)和理解。從而鞏固我們?cè)谡n堂上所學(xué)的知識(shí),進(jìn)一步對(duì)微型計(jì)算機(jī)原理有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。為將來(lái)工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。第三;使我們能夠進(jìn)一步了解微型計(jì)算機(jī)工作原理,微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及微型計(jì)算機(jī)軟件編程。并根據(jù)接口電路的硬件要求進(jìn)行計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),使我們的軟件編程能力得到加強(qiáng),對(duì)接口電路的綜合應(yīng)用能力有較大提高。五、參考文獻(xiàn):1.《微型計(jì)算機(jī)原理》,(第五版)主編:姚燕南、薛鈞義出版社:西安電子科技大學(xué)出版社出版或修訂時(shí)間:2005年2.《IBM—PC匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》,主編:沈關(guān)明、溫冬娣出版社:清華大學(xué)出版社出版或修訂時(shí)間:20033.《微型計(jì)算機(jī)原理》,(第四版)主編:姚燕南出版社:西安電子科技大學(xué)出版社出版或修訂時(shí)間:20024.《The80x86IBMPCandCompatibleComputers》主編:MuhammadAliMazidi出版社:清華大學(xué)出版社出版或修訂時(shí)間:20045.《微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用》,(第二版)主編:楊素行出版社:清華大學(xué)出版社出版或修訂時(shí)間:20046.《現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)教程》主編:楊文顯出版社:清華大學(xué)出版社出版或修訂時(shí)間:20067.《微機(jī)原理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程》主編:陳夠喜等出版社:人民郵電出版社出版或修訂時(shí)間:20068.《微機(jī)接口技術(shù)300例》主編:李恩林陳斌生出版社:機(jī)械工業(yè)出版社出版或修訂時(shí)間:2003基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC(8)05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正(STR)調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線(xiàn)間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線(xiàn)性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門(mén)傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專(zhuān)用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門(mén)機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用HYPERLINK"/
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