微机原理与接口技术 课程设计.doc

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微机原理与接口技术
课程设计

题目：模拟计算器设计

学院：电气工程学院
专业：测控技术及仪器
班级：09表2
姓名：王鹏
学号：200910060127
指导教师：曹晓华

2012年1月12日

成绩评定表

答辩成绩：（占总成绩70%）
平时成绩：（占总成绩30%）

目录

一、背景……………………………………………………4
二、硬件电路………………………………………………4
2.1、CPU控制模块………………………………………4
2.2、键盘输入模块………………………………………7
2.3、可编程并行通信接口芯片8255A…………………7
2.4、可编程计数器/定时器……………………………10
2.5、总原理图…………………………………………11
三、软件设计框图………………………………………12
四、源程序………………………………………………13
五、调试过程……………………………………………28
六、课程设计体会………………………………………28
七、参考文献……………………………………………29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。要完成设计首先需要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，然后画原理图并且用仿真软件仿真。仿真正确后再连接硬件电路，电路连接完成后进行调试。设计过程中我们用到了8088CPU、可编程计时器8253、可编程并行输入/输出芯片8255A、74LS138、2*8矩阵式键盘、六位七段LED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,74LS138，8253

一、背景：
随着电子技术的发展，微型计算机的应用的日益广泛和深入，接口技术有了迅速的发展，已成为直接影响微机系统功能和推广应用的关键。微机接口技术是采用硬件与软件相结合的方法，研究微处理器如何与“外部世界”进行最佳连接，以实现CPU与“外部世界”进行高效可靠的信息交换的一门技术。而如今接口技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作，因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣，接口技术与计算的结合不断加深。

二、硬件电路：
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PB7～PB0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0～9座位数字健，+、-、*、/、=作为加、减、乘、除和等号功能键，C为清零键。
CPU控制模块
图1-2.8088CPU
图1-1.8284时钟发生器
16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，可使用1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位。

键盘输入模块
键盘是常用信息输入元件，其实键盘也是由一个个按钮组成，如果是独立按钮的话必须要需要一个I/O口对它进行检测，而键盘往往这需要键盘按钮数一半的I/O口数对它进行检测，也许对一个比较简单的系统I/O口数一般不是问题，但对于一个大型、复杂的系统来说I/O资源就显得非常珍贵了，尽量减少I/O使用是非常利于降低成本，另外一方面键盘比用独立按键要美观。我们设计时使用的是8*2行列式键盘，如图2-1所示。
图中有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口要么全部输入或输出。PC口可以进行输入和输出。按键设置在行、类交点处（数字或字符为其键号），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，就被钳位在高电平状态。键盘中有无按键按下是由行线送入全扫描字、列线读入行线状态来判断。这就是：给航线所有I/O线均置成低电平，然后读入列线电平状态。如国有按键盘下，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2-1键盘电路
图2-2数码管电路

可编程并行通信接口芯片8255A
（1）并行输入/输出端口A，B，C
8255A内部包括三个8位的输入输出端口，分别是端口A、端口B、端口C，相应信号线是PA7～PA0、PB7～PB0、PC7～PC0。端口都是8位，都可以作为输入或输出。通常将端口A和端口B定义为输入/输出的数据端口，而端口C则既可以作数据端口，又可以作为端口A和端口B的状态和控制信息的传送端口。
图2-3.8255A芯片图
（2）A组和B组控制部件
端口A和端口C的高