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基于8086的Proteus仿真波形发生器的设计.doc
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基于8086的Proteus仿真波形发生器的设计.doc
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目录
简介…………………………………………………………2
1.1.8086 的介绍……………………………………………2
1.2.8086CPU 的编程结构………………………………………3
1.3. 8086/8088CPU 的两种工作模式………………………………4
2.Proteus 仿真软件…………………………………………5
3.1. 8253 芯片基本概述……………………………………5
3.2 8253 引脚图……………………………………………6
3.3 主要功能模块单元………………………………………10
4 .0 译码器 74LS138…………………………………………11
5.0
系统仿真电路图…………………………………………13
6.0 仿真波形图…………………………………………14
附录 代码………………………………………………15
参考文献…………………………………………………18
简介
《嵌入式硬件技术基础》以 80x86 微处理器为平台来阐述微机系统的组成
和系统的接口技术,通过汇编语言将原理与应用联系起来,同时将开发嵌
入式应用系统所需要的硬件基础知识进行了详细的阐述。《嵌入式硬件技
术基础》可分为 3 个部分,第 1 部分主要介绍组成嵌入式应用系统功能部
件的原理、结构,第 2 部分主要介绍硬件编程语言——汇编语言及其与 C
语言的混合编程,第 3 部分主要介绍嵌入式应用系统的典型接口芯片、接
口技术,以及嵌入式应用系统软、硬件设计的基本方法。
8086 的介绍
8086 微处理器是 Intel 公司推出的第三代 CPU 芯片,它们的内部结构基本
相同,都采用 16 位结构进行操作及存储器寻址,但外部性能有所差异,两种处
理器都封装在相同的 40 脚双列直插组件(DIP)中。
2.8086 微处理器的一般性能特点:
➢ 16 位的内部结构,16 位双向数据信号线;
➢ 20 位地址信号线,可寻址 1M 字节存储单元;
➢ 较强的指令系统;
➢ 利用第 16 位的地址总线来进行 I/O 端口寻址,可寻址 64K 个 I/O 端口;
➢ 中断功能强,可处理内部软件中断和外部中断,中断源可达 256 个;
➢ 单一的+5V 电源,单相时钟 5MHz。
另外,Intel 公司同期推出的 Intel8088 微处理器一种准 16 位微处理器,其
内部寄存器,内部操作等均按 16 位处理器设计,与 Intel8088 微处理器基本上
相同,不同的是其对外的数据线只有 8 位,目的是为了方便地与 8 位 I/O 接口芯
片相兼容。
3.8086CPU 的编程结构
编程结构:是指从程序员和使用者的角度看到的结构,亦可称为功能结构。
如图 2-1 所示是 8086CPU 的内部功能结构。
从功能上来看,8086CPU 可分为两部分,即总线接口部件 BIU(Bus Interface
Unit)和执行部件 EU(Execution Unit)。
(1) 执行部件(EU)
功能:负责指令的执行。
组成:包括①ALU(算术逻辑单元)、②通用寄存器组和③标志寄存器等,主
要进行 8 位及 16 位的各种运算。
(2) 总线接口部件(BIU)
功能:负责与存储器及 I/O 接口之间的数据传送操作。具体来看,完成取
指令送指令队列,配合执行部件的动作,从内存单元或 I/O 端口取操作数,或
者将操作结果送内存单元或者 I/O 端口。
组成:它由①段寄存器(DS、CS、ES、SS)、②16 位指令指针寄存器 IP(指
向下一条要取出的指令代码)、③20 位地址加法器(用来产生 20 位地址)和④6
字节(8088 为 4 字节)指令队列缓冲器组成。
图 2-1 8086/8088CPU 内部功能结构图
8086CPU 的两种工作模式
为了适应各种使用场合,在设计 8086CPU 芯片时,就考虑了其应能够使它工
作在两种模式下,即最小模式与最大模式。
所谓最小模式,就是系统中只有一个 8086 微处理器,
在这种情况下,所有
的总线控制信号,都是直接由 8086CPU 产生的,系统中的总线控制逻辑电路被减
到最少,该模式适用于规模较小的微机应用系统。
最大模式是相对于最小模式而言的,最大模式用在中、大规模的微机应用系
统中,
在最大模式下,系统中至少包含两个微处理器
,其中一个为主处理器,
即 8086/8086CPU,其它的微处理器称之为协处理器,它们是协助主处理器工作
的。
与 8086CPU 配合工作的协处理器有两类,一类是数值协处理器 8087 另一类
是输入/输出协处理器 8089。
8087 是一种专用于数值运算的协处理器,它能实现多种类型的数值运算,
如高精度的整型和浮点型数值运算,超越函数(三角函数、对数函数)的计算等,
这些运算若用软件的方法来实现,将耗费大量的机器时间。换句话说,引入了
8087 协处理器,就是把软件功能硬件化,可以大大提高主处理器的运行速度。
8089 协处理器,在原理上有点象带有两个 DMA 通道的处理器,它有一套专
门用于输入/输出操作的指令系统,但是 8089 又和 DMA 控制器不同,它可以直接
为输入/输出设备服务,使主处理器不再承担这类工作。所以,在系统中增加 8089
协处理器之后,会明显提高主处理器的效率,尤其是在输入/输出操作比较频繁
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