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1、图书分类号: 密 级:题目：基于8088CPU的模拟计算器设计学生姓名 班 级 学院名称专业名称指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期：年_月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在 学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部 门或机构送
2、交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借 阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分 内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名：曰期：年 月 曰曰期：年 月 曰摘要学了微型计算机原理与应用课程之后，为了巩固和检测所学知识，我选择基于 8088CPU的模拟计算器设计。耍完成设计首先需耍构建简单的微型计算机应用系统，其 次是确定组成各部件的芯片，然U画原理图并且用仿真软件仿真。仿真正确肜再连接 硬件电路，电路连接完成后进行调试。设计过程中我们用到了 8088CPU、可编程计吋器 8
3、253、可编程并行输入/输出芯片8255A、74LS138、2相矩阵式键盘、六位七段WD数 码管。原理图设计完成之后用PROTUES仿真软件对原理图进行了仿真得到了预期的结 果。我们的模拟计算器能实现5位十进制数以内的及减法运算和2位十进制数以内的 乘除法运算。关键词： 模拟计算器,8088CPU, PROTUES, 8255A 概述4二、硬件电路42. 1、CPU控制模块42.2、键盘输入模块62. 3、可编程并行通信接口芯片8255A72.4、可编程计数器/定吋器82. 5、总原理图9三、软件设计框图10四、源程序11五、调试过程26六、课程设计体会26七、参考文献27D_1U402393
4、3843753663573483393210311180883012291328142715261625172418231922D2021nwYM9TAh AAAAA，A$AEAD.AD，AUAD)AD：ACiAiipNivyINTRCLK腳V)Aj.MNWCRDHQUXRQ/OTe)HWACRQ/OfoW(LOCK)M/ICXS：)DT)DEN(St)AiftQSo)lQSx)TKTREADYRESET图1-1. 8284时钟发生器图 1-2.8088CPU模拟计算器设计一、概述设计思路：首先利用程序不断扫描键盘是不是宥输入，如來没宥就一直扫描,如果奋就停止扫描，完成输入，利用汇编的程序核对
5、输入键的数值，通过调用子程 序实现5位|，进制数以内的及减法运算和2位| 进制数以内的乘除法运算。运算完 成后将运算的结果储存并显示到LED显示器上。二、硬件电路设计硬件电路键盘输入及LED数码管通过8255A接口与系统总线连接，键盘的16个 按键组成8*2矩阵，其中8根矩阵线作为8255A的输出线与PB7PBO连接，2根 矩阵线作为8255A的输入线与PC7、PC6连接。键盘采用逐次扫描原理，16个按键 中09座位数字健，+、-、*、人=作为加、减、乘、除和等号功能键，C为清零 键。1、CPU控制模块16位微处理器，内含2%00个晶体管，吋钟频率为 4. 77MHz,地址总线为20位，可使用
6、1MB内存。8088 闪部数据总线都是16位，外部数据总线是8位。公用信号引脚名称功能引脚号类型ADj5ADo地址/数据总线（分时父用）216， 39双向，三态A19/S6 A16/S3地址/状态总线（分吋父用）35 38输!li,三态BHE/S7 (SSO)数据总线高8位允许/状态34输出MN/MX最小/最人方式控制33输入RD读控制32输出TEST测试信号23输入READY存储器或I/O准备好信号22输入RESET系统复位21输入NMI不可屏蔽中断请求17输入（上升沿触发）INTR可麻蔽中断请求18输入CLK系统时钟19输入VCC+5V电源40输入GND接地1, 20输入最小1:作方式信号
7、引脚名称功能引脚号类型HOLD总线保持请求信号31输入HLDA总线保持响应信号30输出WR写信号29输出，三态M/IO (M/IO)存储器/IO控制28输出，三态DT/R数据发送/接受27输出，三态DEN数据允许26输出，三态ALE地址锁存允许25输出INTA中断响应24输出2、键盘输入模块键盘是常用信息输入元件，其实键盘也足山一个个按钮组成，如果是独立按钮的诂必 须耍需耍一个I/O 口对它进行检测，Ifij键盘往往这需耍键盘按钮数一半的I/O 口数对它进 行检测，也许对一个比较简单的系统T/OU数一般不是问题，但对于一个大型、a杂的系 统来说I/O资源就显得非常珍贵了，以景减少I/O使用是非
8、常利于降低成木，另外一方面 键盘比川独立按键要笑观。我们设计吋使川的足8*2行列式键盘，如图2-1所示。图巾有8行2列，8根行线与PA 口相连，2根列线与PC 口的PC6、PC7相连。PA、PB 口耍么全部输入或输ili。PC 口 nJ以进行输入和输出。按键设置4:行、类交点处(数字或字 符为其键兮)，行、列线分别连接到按键开关的两端。当列线通过上拉电阻接+5V时，就被 紺位在高电T状态。键盘中有无按键按下是山行线送入全扫描字、列线渎入行线状态來判 断。这就足：给航线所有1/0线均置成低电平，然后读入列线电平状态。如国有按键盘不, 总会有一根列线电平被拉至低电平，从而使列线输入不全为1。图2-
9、1键盘电路图2-2数码管电路3、可编程并行通信接口芯片8255A(1) 并行输入/输出端口 A, B, C8255A内部包括三个8位的输入输出端口，分别是端口 A、端口 B、端I I C,相/、V:信号线 足PA7PAO、PB7PBO、PC7PC0。端U都足8位，都可以作为输入或输出。通常将端U A和端口 B定义为输入/输出的数据端口，而端口 C则既可以作数裾端口，乂可以作为端口 A 和端口 B的状态和控制信息的传送端口。（2）A组和B组控制部件端口 A和端口 C的高4位（PC7PC4）构成A组；由A组控 制部件实现控制功能。端口 B和端I I C的低4位（PC3PCO）构 成B组；由B组控制
10、部件实现控制功能。A组和B组利川各臼的 控制单元來接收读写控制部件的命令和CPU通过数据总线（DOD7）送来的控制字，并根据他们来定义各个端口的操作方式。（3）数裾总线缓冲存储器三态双向8位缓冲器，是8255A与8086CPU之间的数据接口。与I/O操作有关的数据、控制字和状态信息都是通过该缓冲器进行传 送。（4）读/写控制部件8255A完成读/写控制功能的部件。能接收CPU的控制命令，并1 U4023933843T5366357348339321031n 8255A301229132814271526162517241823)9222021EA3.PA2PAIP丁GNCAl-AOPC7PC6
11、PUTPC4PCOITTPC2PC3PBOPB1pbT2AJPASPA6PA7_wpRESETDOJ2JLD2D3wD5D6D7VCCPB7PB6PB5PB4PB3根裾控制命令句各个功能部件发出操作指令。图2-3.8255A芯片图CS片选信号：由CPU输入，有效吋表示该8255A被选中。RD，WR读、写控制信号：由 CPU输入。RD有效表示CPU读8255A，WR有效表示CPU写8255A。RESET复位倌号：山 CPU输入。RESET信号有效，清除8255A中所有控制字寄存器内容，并将各个端口置成输入 方式。CS图2-4 .8255A内部结构定义工作方式控制字:100XX0XX工作方式0:
12、8255A中各端口的基木输入/输岀方式。D7D4 D3 D2 Di Do定义瑜口 A为方式o标志位fliPC广PC。为输入r ii端口 b输入1.0:端口 B输出定义墙口 B为方式0f为输入L(h(PC7PC4)为输出r i:端口 a输入L 0:端口A输出图2-5 .8255A工作方式控制4、可编程计数器/定时器8253其宥3个独立的计数通道，采用减1计数方式。在门控信号冇效吋，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是知周期的时钟信号时，计数就成为定时。(1)、8253内部结构8253芯片有24条引脚，封装在双列直插式陶瓷管壳内。1.数据总线缓冲器数据总线缓冲器与系统总线连接，8位双UD+5v124D6223-WRD5322D4121-SD3A1520D2A619D17825318CKL2D0GATE2817CLK0OUT916OUTOCLK11015GET0GATE1114GNDOUT1213祕、醐！醐与CPU交换信息的通道。这是8253与CPU之间的数据接口，它由8位双向三态缓冲寄存器构成，是CPU与8253 之问交换信息的必经之路。
