微机原理课设沈阳工程学院Word文档下载推荐.docx
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CODE,SS:
SSTACK
START:
MOVDX,0646H
MOVAL,80H
OUTDX,AL
MOVBX,8001H
AA1:
MOVCX,2
MOVDX,0642H
MOVAL,BH
CALLDELAY
RORBH,1
OUTDX,AL
RORBH,1
MOVAL,BH
CALLAA3
OUTDX,AL
CALLDELAY
JMPAA1
AA3:
CALLDELAY
OUTDX,AL
RORBH,1
MOVAL,BH
CMPBH,02H
JNZAA3
MOVBH,20H
LOOPAA3
RET
DELAY:
PUSHCX
MOVCX,0FFFFH
AA2:
PUSHAX
POPAX
LOOPAA2
POPCX
RET
CODEENDS
ENDSTART
6.主要元器件介绍
6.18086简介
6.1.18086CPU简介
由于此系统最终要在西安唐都科教仪器出品的32位微机机教学实验系统TD-PITE/PITC上进行实验,故设计硬件配置时采用Intel8086,整个实验的硬件配置都以此为原则进行设计选用。
Intel8086是16位的微处理器(理论学习中为8088,其内部总线为16位,外部总线为8位,故称为准16位微处理器),它采用HMOS工艺40条引脚封装。
8086工作时使用5V电源,时钟频率5MHz(8086-1为10MHz,8086-2为8MHz)它有20根地址线,故可寻址的内存空间为1MB。
6.1.28086主要特性
Intel8086/8088CPU是Intel公司推出的高性能的微处理器,具体如下主要特性:
(1)8086CPU数据总线为16位,8088CUP数据总线为8位。
(2)地址总线都是20位,低16位用于数据总线复用,可直接寻址为1MB的存储空间。
(3)有16位的端口地址,可以寻址64KB的I/O端口。
(4)有99条基本指令,指令功能强大
(5)有9种基本寻址方式。
(6)可以处理内部和外部中断,外部中断源多达256个。
(7)兼容性好,与80*86,8085在源程序一级兼容。
(8)8086/8088标准主频为5MHz,8086/8088-2主频为8MH。
(9)支持单处理器或多处理器系统工作。
实验中是以Intel386EX微处理器为核心,来模拟8086处理器来进行系统的测试工作
AH
AL
BH
BL
CH
CL
DH
DL
SP
BP
DI
SI
CS
DS
SS
ES
IP
暂存器
外部
总线
ALU数据总线
指令预取
队列缓冲器
执行单元(EU)总线接口单元(BIU)
图6.1CPU8086内部结构图
6.1.38086CPU寄存器结构
8086CPU中有14个16位的寄存器,其中有4个16位的通用寄存器,2个16位指针寄存器,2个16位变址寄存器,1个16位指令指针及1个16位标志寄存器(仅用9位)。
通用寄存器
通用寄存器包括累加器AX,基址寄存器BX,计数寄存器CX,数据寄存器DX四个寄存器,位于CPU的EU中,每个数据寄存器可存放16位操作数,也可拆成两个8位寄存器,用来存放8位操作数。
表6.1通用寄存器的特殊用途和隐含属性
寄存器名称
特殊用途及隐含性质
AX
在输入输出指令中作数据寄存器,不能隐含
在乘法指令中存放被乘数或乘积,在除法指令中存放被除数或商,能隐藏
在LAHF指令中,作目标寄存器,能隐藏
在输入/输出指令中作数据寄存器,不能隐藏
在十进制运算指令中作累加器,能隐含
在XLAT指令中作累加器,能隐含
BX
在间接寻址中作基址寄存器,不能隐含
在XLAT指令中作基址寄存器,能隐含
CX
在串操作指令和LOOP指令中做计数器,能隐含
在移位/循环移位指令中作移位次数计数器,不能隐含
DX
在字乘法/除法指令中存放乘积高位或被除数高位或余数,能隐含
在间接寻址的输入/输出指令中作地址寄存器,不能隐含
指针和变址寄存器
指针和变址寄存器包括:
堆栈指针SP、基址指针BP、源变址寄存器SI、和目的变址寄存器DI四个16位寄存器,可以来存放数据和地址。
表6.2指针和变址寄存器的特殊用途和隐含性质
在字符串运算指令中作源变址寄存器,能隐含
在间接寻址中作变址寄存器,不能隐含
在字符串运算指令中作目标变址寄存器,能隐含
在间接寻址中基址指针,不能隐含
在堆栈操作中作堆栈指针,能隐含
段寄存器
段寄存器包括:
代码段寄存器CS,用于存放当前代码段的段地址;
数据段寄存器DS,用于存放当前数据段的段地址;
附加段寄存器ES,用于存放当前附加段的地址;
堆栈段寄存器SS,用于存放当前堆栈段的段地址。
这些段寄存器彼此不能互换,每个段寄存器在8086存储寻址空间中规定了64KB的存储快。
该64KB存储快叫做段寄存器的当前段。
专用寄存器
包括指令指针寄存器(IP)和标志寄存器(FR)。
指令指针寄存器(IP):
用来存放要取的下一条指令在当前代码段中的偏移
地址,程序不能直接访问IP,在程序运行过程中,BIU可修改IP中内容。
指令指针寄存器每执行一次取操作,将自动加1,使它指向下一条要取的内存单元。
标志寄存器(FR):
尽定义了9位,其中6位用作状态标志,3位用作控制标志。
D15D12D4D2D0
OF
DF
IF
TF
SF
ZF
AF
PF
CF
状态标志位
进位标志CF:
当前加法运算有进位,减法运算有借位时,CF=1,否则CF=0。
辅助进位标志AF:
在字节操作时,低4位向高4位有进位(加法)或有借位(减法);
在字操作时,低字节向高字节有进位(加法)或有借位(减法)时,则,AF=1,否则AF=0。
奇偶校验标志PF:
当运算结果低8位“1”的个数为偶数时,PF=1,否则PF=0。
零标志ZF:
当运算结果为0时,ZF=1,否则ZF=0。
溢出标志OF:
在有符号数的算术运算时,当运算结果有溢出时,OF=1,否则0F=0。
符号标志SF:
在有符号数的算术运算时,当运算结果为负时,SF=1,否则SF=0。
控制标志位
方向标志DF:
当DF=0时,在串操作指令中,进行自动增址操作;
当DF=1时,在串操作指令中,进行自动减址操作。
中断允许标志IF:
当IF=0时,禁止响应可屏蔽中断;
当IF=1时,允许响应可屏蔽中断。
单步陷阱标志TF:
当TF=1时,表示进入单步工作方式;
当TF=0时,表示正常执行。
6.1.4CPU引脚图
Vcc
AD15
AD16/S3
AD17/S4
AD18/S5
AD19/S6
SSO(HIGH)
MN/MX
RD
HOLD(RQ0/GT0)
HLDA(RQ1/GT1)
WR
M/IO(S2)
DT/R(S1)
DEN(S0)
ALE(QS0)
INTA(QS1)
TEST
READY
REST
140
239
338
437
536
635
734
833
932
1031
1130
1229
1328
1427
1526
1625
1724
1823
1922
2021
图6.2CPU8086引脚图
表6.38086CPU引脚说明
AD0~AD15
分时复用的双向、三态地址/数据线
AD19/S6~AD16/S3
分时复用,输出引脚
NMI(17)
输入,非可屏蔽请求
INTR(18)
输入,可屏蔽请求
CLK(19)
输入,时钟
GND(20)
(1)
地线(两个)
REST(21)
输入,复位
READY(22)
准备就绪,输入
TEST(23)
输入,测试低电平有效
INTA(QS1)(24)
输出,中断响应
ALE(QS0)(25)
输出,地址锁存允许
DEN(S0)(26)
三态输出,数据允许信号
DT/R(S1)(27)
三态输出,数据发送/接收控制信号
M/IO(S2)(28)
三态输出,存储器/IO端口
WR(LOCK)(29)
三态输出,写
HLDA(RQ1/GT1)(30)
总线请求响应,输出
HOLD(RQ0/GT0)(31)
输入总线请求
RD(32)
三态输出,读
MN/MX(33)
决定工作模式
BHE/S7(34)
三态输出,高8位数据有效/状态复用
6.2可编程并行输入输出芯片8255
6.2.18255引脚介绍:
RESET:
复位输入线,当该输入端外于高电平时,所有内部寄存器(包括控制寄存器)均被清除,所有I/O口均被置成输入方式。
CS:
片选信号线,当这个输入引脚为低电平时,表示芯片被选中,允许8255与CPU进行通讯。
RD:
读信号线,当这个输入引脚为低电平时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息,即CPU从8255读取信息或数据。
WR:
写入信号,当这个输入引脚为低电平时,允许CPU将数据或控制字写入8255。
D0~D7:
三态双向数据总线,8255与CPU数据传送的通道,当CPU执行输入输出指令时,通过它实现8位数据的读/写操作,控制字和状态信息也通过数据总线传送。
PA0~PA7:
端口A输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器,一个8位的数据输入锁存器。
PB0~PB7:
端口B输入输出线,一个8位的I/O锁存器,一个8位的输入输出缓冲器。
PC0~PC7:
端口C输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器,一个8位的数据输入缓冲器。
端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口,每个4位的端口包含一个4位的锁存器,分别与端口A和端口B配合使用,可作为控制信号输出或状态信号输入端口。
A1、A0:
端口地址总线,8255中有端口A、B、C和一个内部控制字寄存器,共4个端口,由A0、A1输入地址信号来寻址。
6.2.28255的工作方式及端口寻址方式:
方式0---基本输入输出方式;
方式1---选通输入输出方式;
方式2---双向选通输入输出方式。
8255内部有3个口:
A口、B口、C口,还有一个控制寄存器,它们由程序寻址。
具体的寻址方式如下:
A1A0选择
00A口
01B口
10C口
11控制寄存器
6.2.38255的控制字:
7
6
5
4
3
2
1
6.2.48255引脚图:
图6.38255引脚图
7设计总结
时光飞逝,为期一周的微机原理课程设计已经结束了。
这一周的实训,虽然很累,但感觉每天过的都很充实而紧凑
在设计过程中,我学到的东西有很多,不仅对以前学过的芯片加深了印象,也认识了很多新的芯片和器件,为以后的学习和设计打下了一个很好的基础,而且让我对程序设计产生了兴趣,让我换了一种角度去学习微机原理。
我认为对我们这样工科的学生来说,能力的提高是必要的,设计的理念给我的能力起到了开发和推动的作用。
在这次设计过程中所得到的体会,是前所未有的。
所以,我十分珍惜这次课程设计所学到的东西,在此次加法器设计1的设计过程中,我进一步熟悉了可编程并行接口芯片8255的结构及掌握了该芯片的工作原理和其具体的使用方法,并且加强了我程序设计的能力。
经过这一周的课程设计,我认识到,课程设计能真正让人学到实际应用的东西的一门课程,收获比上几星期课还多。
首先,要实现题目要求的功能并有所创新,我们必须全心地投入其中,养成一种敢于钻研敢于创新的习惯。
在把课程要求实现到实际中来的过程中,首先必须清楚明白地了解几个参考程序的每一行的意思,这就需要敢于静心钻研。
为了把使得程序更加完整,就必须进行创新,这就需要敢于创新。
其次,通过课程设计,让我在课本的基础上,更深入的了解了各种芯片的用法和程序的完成过程,调试方法及技巧。
编写程序的过程中,体会最深的是子程序的调用和程序的条理问题,一个程序就算功能实现了,但是也要使主程序和子程序的条理分明,易读性高,才能算一个比较好的程序。
检查程序过程中,在充分思考的基础上多次实验是检查改正程序的良方。
在设计扩展功能的过程中,大胆想像并且用多种思路来求解实现目标是必备的武器。
总的来说,通过这周的课程设计让我更进一步地增强了实验的动手能力。
通过课堂上学习的知识,以及查阅资料,培养一种自学的能力。
并且引导一种创新的思维,把学到的知识应用到日常生活当中。
在设计的过程中,不断的学习,思考和同学间的相互讨论,运用科学的分析问题的方法解决遇到的困难,学会对常见问题的处理方法,积累设计系统的经验,充分发挥课堂与实践的结合,全能提高个人系统开发的综合能力。
通过这周的课程设计,加深了我在课堂上所学知识的理解,开拓了思维,为今后在相应工作岗位上的工作打下了坚实的基础,重新让自己认识到了这门学科的在应用方面的广阔前景,并且通过知识与实践的结合更加锻炼了自己。
致谢
在这次课程设计过程中,王老师和踪老师给予了我许多热情的指导和帮助,一直耐心的对我的程序进行细心的修改,解答我在设计过程中遇到的各种疑难问题,还指导我应该去查找哪些方面的资料,去完善这次设计,使我能更好的了解微机原理课程设计的方法步骤,这次课程设计(论文)的完成,老师的指导有着极其重要的作用。
其次要感谢本次设计中我的小组成员,能够及时指出我在设计程序及硬件接线过程中出现的问题,并且一起讨论更好的解决方法,在我遇到难题的时候细心的为我寻找答案,并且因为交流思想心得,也学到了许多新知识。
同时我更认识到团体的合作力量是最强大的,它可以集思广益寻找最好的方法。
最后要感谢沈阳工程学院的各级领导,给我们这样一个机会展示自己所学,发挥所长,在实践中巩固理论知识,用理论完善实践,综合各门学识,首次尝试自己独立的完成一项设计题目,充实了期末原本焦躁不安的生活,使我的大学生活充实而丰富,在求学道路上画下了精彩的一笔。
致以我最真诚的谢意!
参考文献
[1]王惠中.微机原理及应用.武汉:
武汉大学出版社,2011
[2]邹逢兴.微型计算机原理与接口技术实验指导.北京:
清华大学出版社,2009
[3]赵全利,吕建平,邹雪艳.微型计算机原理及接口技术.北京:
机械工业出版社,2009
[4]何宏.微型计算机原理与接口技术.陕西:
西安电子科技大学出版社,2009
[5]李伯成、侯伯亨、张毅坤.微型计算机原理及应用.西安电子科技大学出版社,2007
[6]宋杰、汪志宏、江敏.微机原理与接口技术课程设计.机械工业出版社
[7]朱定华、马爱梅、林卫.微机应用系统设计.华中科技大学出版社
[8]何立民.单片机应用系统设计-系统配置与接口技术.北京航空航天大学出版社
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