微機原理及介面
技術課程設計書
學院：資訊與通訊工程學院
專業：測控技術與儀器
班級：***
學號：***
姓名：***
指導教師：***
一、摘要
本次課程設計，主要是了解可程式設計外圍晶元8255的工作原理，以及學會對adc0809和8255晶元的應用和設計技術。對微型計算機基本的系統結構、對微型計算機硬軟體的工作原理有個整體的認識。
學習和掌握計算機中常用介面電路的應用和設計技術，充分認識理論知識對應用技術的指導性作用，進一步加強理論知識與應用相結合的實踐和鍛鍊。通過這次設計實踐能夠進一步加深對專業知識和理論知識學習的認識和理解，使自己的設計水平和對所學的知識的應用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。
二、總體設計方案
1)進一步建立微機系統的概念，加深對系統的理解和認識，培養學生應用微型計算機解決實際問題的能力；
2)進一步學習和掌握組合語言程式的編寫和應用的方法，通過較大規模程式的編寫，提高編寫組合語言程式的水平和學習程式除錯方法。
3)進一步熟悉微機最小系統的構成及常用介面晶元的使用，提高系統設計的能力。
2.2設計任務和要求
設計內容：以8088cpu為核心設計乙個採集系統，系統可以實現一路模擬電壓訊號進行採集，已知該電壓訊號的電壓範圍是0~255mv，選用adc0809作為ad轉換器，系統中有三位ｌｅｄ顯示器顯示所採集到電壓的毫伏數。
設計要求：1)畫出電路原理圖，說明工作原理
2)編寫乙個實現對輸入模擬電壓進行轉換並在led顯示器顯示當前採集資料的數字量程式
2.3設計方案
資料採集系統的設計，要求使用微型計算機的最小系統，且具
有1路的輸入，輸入訊號在0—255mv,而且採用數碼管顯示輸入（顯示10進製的結果）。
因此我們採用以下的設計方案：adc0809是將各種被測的量轉換成為模擬量（電壓）作為輸入，經過一級放大器的放大，將電壓放大至ad轉換模組，可以識別的範圍，在將ad轉換的輸出，用數碼管顯示出來（顯示的結果為10進製數），且將ad轉換的輸出接入到並行介面8255，再將並口的輸出接入的系統的匯流排，也就是對並口8255的相應的輸入進行儲存。當完成儲存之後將會cpu將儲存的資料再通過8255顯示在數碼管上，這個流程一直迴圈。
三、硬體原理圖設計設計
3.1總硬體設計圖說明
本設計以8088為核心，以儲存器、匯流排、介面電路、外設為要素構成了乙個最小系統。其中儲存器用到了2764和6264晶元，2764是epram，用來儲存資料。6264是rom晶元，用來儲存程式。
介面電路採用8255晶元，這時乙個可程式設計並行介面，採集電壓訊號採用了adc0809，這是乙個逐位逼近型8位單片a/d轉換晶元，8088的三大匯流排利用8282鎖存器鎖存訊號，外設是三個數碼管電路，顯示電壓訊號，另外8088與0809的時鐘訊號由8282來提供。總硬體設計圖見附錄。
3.2各子硬體圖說明
1 首先介紹原理圖所用到的晶元：
（1）、8088
8088是乙個intel以8086為基礎的微處理器，擁有16位元暫存器和8位元外部資料匯流排。引腳功能略
（2）、8255
8255是乙個可程式設計並行介面晶元，管腳如圖
1、8255 的主要引腳功能
cs:晶元選擇訊號線，當這個輸入引腳為低電平時,即/cs=0時,表示晶元被選中，允許8255與cpu進行通訊;/cs=1時,8255無法與cpu做資料傳輸.
rd:讀訊號線，當這個輸入引腳為低電平時,即/rd=0且/cs=0時,允許8255通過資料匯流排向cpu傳送資料或狀態資訊，即cpu從8255讀取資訊或資料。
wr:寫入訊號，當這個輸入引腳為低電平時,即/wr=0且/cs=0時,允許cpu將資料或控制字寫入8255。
a0,a1:位址選擇線,用來選擇8255的pa口,pb口,pc口和控制暫存器.
（3）、adc0809
adc0809是美國國家半導體公司生產的cmos工藝8通道，8位逐次逼近式a/d轉換器。
1、主要引腳功能：
ale：位址鎖存允許訊號，輸入，高電平有效。
start： a/d轉換啟動脈衝輸入端，輸入乙個正脈衝（至少100ns寬）使其啟動（脈衝上公升沿使0809復位，下降沿啟動a/d轉換）。 eoc：
a/d轉換結束訊號，輸出，當a/d轉換結束時，此端輸出乙個高電平**換期間一直為低電平）。
oe：資料輸出允許訊號，輸入，高電平有效。當a/d轉換結束時，此端輸入乙個高電平，才能開啟輸出三態門，輸出數字量。
2、adc0809的工作過程
首先輸入3位位址，並使ale=1，將位址存入位址鎖存器中。此位址經解碼選通8路模擬輸入之一到比較器。start上公升沿將逐次逼近暫存器復位。
下降沿啟動 a/d轉換，之後eoc輸出訊號變低，指示轉換正在進行。直到a/d轉換完成，eoc變為高電平，指示a/d轉換結束，結果資料已存入鎖存器，這個訊號可用作中斷申請。當oe輸入高電平時，輸出三態門開啟，轉換結果的數字量輸出到資料匯流排上。
轉換資料的傳送 a/d轉換後得到的資料應及時傳送給微控制器進行處理。資料傳送的關鍵問題是如何確認a/d轉換的完成，因為只有確認完成後，才能進行傳送。
(4)、8282
圖3_4是位址鎖存器8282晶元的管腳功能和真值表。8282有8位訊號輸入管腳di7～di0和8位三態訊號輸出管腳do7～do0； oe#為輸出允許訊號，低電平有效；stb是鎖存訊號。下降沿有效。
（5）、8284
時鐘發生器8284是為8086/8088設計的時鐘發生器/驅動器。在8284中，除具有時鐘訊號產生電路外，還有reset復位訊號和ready準備就緒訊號同步控制電路。這些電路分別向8086/8088系統提供時鐘訊號clk，以及被clk同步的復位訊號reset和準備就緒訊號ready。
如圖-3所示
（6）、6264
intel 6264的容量為8kb，是28引腳雙列直插式晶元，採用cmos工藝製造
1、主要引腳功能：
oe（output enable）：讀出允許訊號，輸入，低電平有效。
we（write enable）：寫允許訊號，輸入，低電平有效。
cs（chip enable）：片選訊號1，輸入，在讀/寫方式時為低電平。
cs2（chip enable）：片選訊號2，輸入，在讀/寫方式時為高電平。
2、6264的工作過程
intel 6264的操作方式由, ce1 , ce2的共同作用決定
① 寫入：當和為低電平，且和ce2為高電平時，資料輸入緩衝器開啟，資料由資料線d7～d0寫入被選中的儲存單元。
② 讀出：當和為低電平，且和ce2為高電平時，資料輸出緩衝器選通，被選中單元的資料送到資料線d7～d0上。
③ 保持：當為高電平，ce2為任意時，晶元未被選中，處於保持狀態，資料線呈現高阻狀態。
（7）、2764
2764是8k*8位元組的紫外線鑔除、電可程式設計唯讀儲存器。
1、2764主要引腳的含義:
1 oe：輸出允許訊號。低電平有效。當該訊號為0時，晶元中的資料可由d0～d7端輸出。
2 ce：選片訊號。低電平有效。當該訊號為0時表示選中此晶元。
3 pgm:程式設計脈衝輸入端。對eprom程式設計時，在該端加上程式設計脈衝。讀操作時該訊號為1。
(8)、8286（引腳圖如下）
8286具有兩組對稱的資料引線a7～a0和b7～b0， 為雙向的輸入／輸出線，三態。oe#是輸出允許訊號，輸入，低電平有效。當oe#為高電平時，a7～a0和b7～b0輸出高阻。
t端則控制資料傳送方向，t=1， 表示資料從a流向b，t=0，表示資料從b流向a。 因此，只需將8086的資料線連線8286的a組埠， 8086的資料使能連線8286的oe#， 8086的資料傳送／接收控制dt/r#連線8286的資料傳送方向控制端t，便實現了8086和資料驅動器的連線。
、各子硬體電路說明：
首先給各個晶元分配的位址
一、儲存器
這是儲存器電路，其中6264儲存程式，2764儲存資料，這在程式裡定義，它們的位址分別為3e000h~3ffffh，70000h~71fffh。當程式從cpu裡寫入6264時，/wr變為低電平，使6264的/we有效，允許寫入資料。當cpu執行程式時從6264中讀出資料，將使/rd有效，即/oe有效，這樣cpu才能讀出資料。
2764與此類似。
2、介面電路與外設
介面電路採用8255，adc0809從外面讀取電壓值，處理完後從d0~d7送出資料，0809採用脈衝啟動的方式，將start和eoc取反連線在一起,當轉換結束後下一輪轉換馬上開始，這樣就實現了一直採集資料的功能。我們唯讀一路埠的值，所以將add、addb、addc都置為0，這樣從in0讀取資料。為了不影響訊號的輸入，將其他輸入口接地。
根據0809的指標，可知道其量化間隔為delta=vmax/(2n-1)=2.5v/(256-1)=1mv，vmax是參考最大電壓，我們設為2.5v，這樣就有當輸入255mv時，輸出就為，將這值從8255的pa口輸入，整個0809的工作過程就是這樣。
下面說明8255的工作過程：我們設定8255的pa口為輸入，pb口為輸出，pc口為輸入。d0~d7接cpu的資料匯流排，pb口接數碼管的段選，pc口的pc5~pc7接數碼管的位選。
8255不斷讀入資料，將資料從d0~d7輸出，將其儲存在儲存器中，並通過cpu進行資料處理，同時將處理完的資料通過pb口送給數碼管，同時pc5~pc7送位選訊號，動態掃瞄，利用數碼管的字形編碼，將值顯示出來。這是乙個不斷重新整理的電路，只要0809有讀取新資料，那麼數碼管就能立刻變化，顯示新的資料。
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