微机原理课程设计学号:****班级:041131姓名:**#目录概述…………………………………………………………一. 8088CPU及其引线功能二. 8088CPU的内部结构三.芯片介绍…………………………………………………1・地址锁存器8282(74LS373)2•数据双向收发器8286(74LS245)3・6264(SRAM)的引脚4・2764(EPROM)的引线、功能5・中断控制器8259A6・并行接口芯片8255A7・数模变换器0832四.电路介绍1・8088最小系统地址总线、数据总线、控制总线的形成………………………………………………………2・存储器电路及译码电路设计3・8位A/D变换接口电路4・8位D/A变换接口驱动直流电机5•步进电机控制电路186・8259中断实验19五.设计心得………………………………………………20概述一、课程设计的要求(1) 用8088构成最小系统,完成数据总线,地址总线,控制总线的电路设计(2) 用0809组成8位温度A/D变换接口电路(3) 用0832组成8位D/A变换接口电路驱动直流电机(4) 用8255和8253组成步进电机控制电路⑸用两片2764完成RCM的扩展,设计地址分配译码电路,地址为FFFF0H~FFFFFH(6)用两片6264完成RAM的扩展,设计地址分配译码电路,地址为0000H~3FFFH系统的总体组成1处理器芯片选用8088,当8088的MN/MX引脚接+5V电压时,8088工作在最小方式下。
① 时钟发生器采用8284A芯片② 主微处理器CPU选用8088芯片③ 总线锁存器采用74LS373,用ALE的下降沿锁存由于8088中地址线有20条,所以地址锁存要三个8282④数据收发器用来对数据进行缓冲和驱动,并控制数据发送和接收方向,向CPU传送IO的数据或向IO传送CPU提供的数据同样由于8088中数据线只有8条,所以数据收发器只要一个8286就可以了⑤地址译码器采用74LS138,用地址线的高三位(即A19、A18、A17三位)译码输出Y0-Y7,共可以控制8个I/O芯片在最小方式下,8088CPU会直接产生全部总线控制信号2 )SIHROM贡耳2764(理27128)'S2®6264(理62128)3 )A、Dn0809s4 )在0832D、A®淋;&耳s»吏a咆讯囲swBff^5 )8253+8255讯战®l^sfff^6)am7)番當®00)a番盟幕m富w常励9)silt®HROM二OOOOH〜1FFFHROM2-2000H〜3FFFH8254- 4000H〜斗塔跚4010H+00H斗塔跚二4010H+01H斗塔跚y4010H+02H战©|酬划跚-4010H+03H8255- 4010HA口-4020H+00HB口-4020H+01HC口-4020H+02H战©|酬划跚-4020H+03H40809:4020H0832:4030HRAM1:8000H~9FFFHRAM2:A000H~BFFFHROM:0000H—3FFFHRAM:8000H--BFFFHAD:00H—07HDA:40H—41H键盘相关:100H—103H显示相关:140H—141H步进电机相关:200H—207H功能描述:在最小方式下,8088CPU产生全部总线控制信号,由2764和6264构成了16KB的ROM和16KB的RAM,在此基础上,分别实现接口逻辑一・8088CPU及其引线功能8088CPU是一块具有40条引出线的集成电路芯片,其个引出线的定义如图1,,所示。
为了减少芯片的引线,有许多引线具有双重功能,采用分时复用的工作方式,及在不同的时刻,这些引线上的信号是不同的同时,8088CPU上有MN/MX输入引线,用以决定8088CPU工作在哪种模式下,当MN/MX二1时,8088CPU工作在最小模式下此时,构成的微型机中包括一个8088CPU,且系统总线由CPU的引线形成,微型机所用的芯片最少当MN/MX=0是,8088CPU工作在最大模式下在此模式下,构成的微型计算机中除了有8088CPU之外,还可以接另外的CPU(如8087),构成多微处理器系统同时,这时的系统总线要由8088的CPU的引线和总线控制器(8288)共同形成,可以构成更大规模的系统8088引脚说明-KOLD► HLDA► WR► M/To・DT/R-► DEfr.A16/S3AI7/54A18/S5►AJ9/SSMN/MX►RD-AIM•ALETESTREADYRESET最大方式(QSO)(QS1)图18088微处理器引线图8088最小模式下的引线在最小模式下,8088CPU的引线如图1所示,(不包括括号内的信号),它们是:AA/SS:这是4条时间复用,三态输出的引线,在8088CPU执行指161936令的过程中。
某一时刻从这4条线上送出地址的最高4位—A~A而在另外的1619,时刻,这四条线送出状态S~S这些状态信息里,S始终为低,S指出状态寄3665存器中的中断允许标志的状态,它在每个时钟周期开始时被更新,S和S用来43指示CPU现在使用的段寄存器在CPU进行输入输出操作时,不使用这四位地址,故在送出地址的时间里,这4条线输出低电平在一些特殊的情况下(如复位或DMA操作时),这4条线还可以处于高阻(或浮空或三态)状态A~A:它们是三态输出引线,在CPU寻址内存或接口时,由这些引线送出815地址A~A,在某种特殊情况下,这些引线也可以处于高阻状态815AD~AD:它们是地址•数据分时复用的输入输出信号线,其信号是经三态07门输出地,由于8088微处理器只有40条引脚,而它的数据线为8位,地址线为20位,因此引线数不能满足输入输出的要求于是在CPU内部就采用时分多路开关,将低八位地址信号和8位数据信号综合后通过8条引脚输入输出,利用定时信号区分是是数据信号还是地址信号通常CPU在读写存储器和外设时,总是要先给出存储单元的地址或外设单元的地址,然后才读写数据,因此地址数据在时序上是有先后的.IO/M:它是CPU的三态输出控制信号,用于区分当前操作是访问存储器还是访问IO端口,若引脚输出低电平,则访问存储器,若引脚输出高电平,贝V访问IO端口。
WR:它是CPU的三态输出控制信号,该引脚输出低电平时,表示CPU正处于写存储器或写IO端口的状态DT/R:它是CPU的三态输出控制信号,用于确定数据传送的方向高电平为发送方向,低电平为接收方向DEN:这是CPU经三态门输出的控制信号,该引脚为低电平时,表示数据总线上有有效的数据它在每次访问内存或接口以及在中断响应期间有效它常用作数据总线驱动器的片选信号ALE:三态输出控制信号,高电平有效,当它有效时,表明CPU经其引线送出有效的地址信号,因此,它常作为锁存控制信号讲A~A锁存于地址锁存019器的的输出端RD:它是读选通三态输出信号,低电平有效,当其有效时表示CPU正进行存储器的读或IO口的读操作READY:它是准备就绪输入信号,高电平有效,当CPU对存储器和IO口进行操作时,在T周期开始采样READY信号,若其为底,表明被访问存储器或IO3口还未准备好数据,则应在T周期以后插入T(等待周期),然后在T周3WAITWAIT期中采样READY信号,直到READY信号有效,T信号才可以结束,进入T周WAIT4期,完成数据传送INTR:它是可屏蔽中断请求输入信号,高电平有效,CPU在每条指令执行的最后一个T状态采样该信号以决定是否进入中断响应周期。
TEST:它是可用WAIT指令对该引脚尽心测试的输入信号,低电平有效,当该信号有效时,CPU继续执行程序,否则CPU进入等待状态,这个信号在每个时钟周期的上升沿由内部电路进行同步NIM:它是非屏蔽输入中断信号,边沿触发,上升沿有效,这条引脚上的信号不能用软件进行屏蔽,所以由高到低的变化将使CPU在执行指令结束后就引起中断RESET:它是CPU的复位输入信号,高电平有效,为使CPU完成内部复位过程,该信号至少在4个时钟周期内保持有效INTA:它是CPU输出地中断响应信号,是CPU对外部输入的INTR中断请求信号的响应,在响应中断的过程中,由INTR引出端送出两个负脉冲,可用做外部中断源的中断向量码的读选通信号HOLD:它是高电平有效的输入信号,用于向CPU提出保持请求,HLDA:这是CPU对HOLD请求的响应信号,是高电平有效的输出信号当CPU收到有效的HOLD信号后,就会对做出响应:一方面使CPU的所有三态输出地地址信号•数据信号和相应的控制信号变为高阻状态;同时还输出一个有效的HLDA,表示处理器已放弃对总线的控制当CPU检测到HOLD信号为底时,就立即使HALD信号变低,同时恢复对总线的控制。
SSO:该信号对8088的34脚,是一条状态输出线,低电平有效它与IO/M和DT/R一起决定最小模式下现行总线周期的状态SSO与IO/M、DT/R的组合及对应的操作见下表M/IODT/RSSO操作100中断响应101读I/O端口110写I/O端口111暂停(Halt)000取指令操作码001读存储器010写存储器011无源CLK:这个是时钟信号输入端,由它提供CPU和总线控制器的定时信号,8088的标准时钟频率为5MHzVcc:它是5V的电源输入引脚GND:它是接地端二8088CPU的内部结构8088微处理器的内部结构分为两部分:执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)如图2所示)EU单元负责指令的执行,它包括运算器(ALU),通用寄存器和状态寄存器等,主要进行16位的各种运算及有效地址的运算BIU单元主要负责与存储器IO口设备的接口它由段寄存器指令指针地址加法器和指令队列缓冲器组成地址加法器将段和偏移地址相加,生成20位的物理地址执行部件(EU)ALU数据总线(16位)ahalBHBLCHCLL)HDLSPBPSII)]-:I存器EU4^d=.ilrta/I—123456fLU/\图28088微处理器内部结构8088内部寄存器数据寄存器8088有4个16位的数据寄存器,可以存放16位的操作数,它们在需要的时候,可分为8个8位寄存器来用,这样就大大增加了使用的灵活性指针寄存器8088的指针寄存器有两个:SP和BP,SP是堆栈指针寄存器,由它和堆栈寄存器一起来确定堆栈在内存中的位置,BP是基数指针寄存器。
通常用于存放基地址以使8088的寻址更加灵活变址寄存器SI是源变址寄存器,DI是目的变址寄存器,都用于指令的变址。