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基于8088最小模式最简微机硬件核及LED控制接口设计.doc
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基于8088最小模式最简微机硬件核及LED控制接口设计.doc
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基于 8088 最小模式最简微机硬件核及 LED 控制接口设计
摘 要:利用 8088 微处理器、时钟发生器和锁存器组成的 CPU 最小模式下的最简
硬件核电路,并在其电路上搭建存储器、译码器和数码管而构成的简单微机。当程序
正确下载到 8088CPU 中后,数码管会循环显示 0-F 这 16 个数字或字母,并且每个数
字或字母显示时间为 1s。
关键词:8088 微处理器、最小模式、最简硬件核、数码管、简单微机
Abstract: Using 8088 microprocessor, the clock generator and CPU latch composed of the
smallest mode circuit is the simplest nuclear hardware and build the circuit on the memory,
decoder and digital tube consisting of a simple computer. When the program is downloaded
to the 8088CPU in the right, the LED will cycle through 0-F of these 16 numbers or letters,
and each number or letter shown time 1s.
Keywords: 8088Microprocessor、Minimum Mode、Simplest Nuclear Hardware、LED、
Simple Computer
第 I 页
目录
1 前言 ..................................................................................................................................................................................1
2 整体方案设计 ..................................................................................................................................................................2
2.1 方案论证 ..................................................................................................................................................................2
2.2 方案比较 ..................................................................................................................................................................3
3 单元模块设计 ..................................................................................................................................................................4
3.1 8088CPU 最小模式下的最简硬件核电路模块 .......................................................................................................4
3.1.1 8088CPU 器件
.................................................................................................................................................5
3.1.2 时钟发生器 8284
.............................................................................................................................................6
3.1.3 74LAS373 与 74LAS245
....................................................................................................................................6
3.2 存储器电路模块.....................................................................................................................................................8
3.2.1 SST29EE010
......................................................................................................................................................8
3.2.2 HM628128
..........................................................................................................................................................9
3.3 译码器电路模块 ....................................................................................................................................................10
3.3.1 74ALS138
........................................................................................................................................................10
3.4 数码管电路模块 ....................................................................................................................................................11
3.4.1 74HC273
..........................................................................................................................................................11
3.4.2 数码管
............................................................................................................................................................12
4 软件设计 ........................................................................................................................................................................13
5 系统调试 ........................................................................................................................................................................14
6 设计小结 .........................................................................................................................................................................15
7 致谢 ................................................................................................................................................................................16
8 参考文献 ........................................................................................................................................................................17
附录 1:电路总图.............................................................................................................................................................18
附录 2:软件代码.............................................................................................................................................................20
第 1 页
1 前言
温度人们通过外部设备来使用计算机,而大多数外部设备往往不能直接与 CPU 相连,它
们之间的信息交换需要加一个中间环节的电子系统——接口电路。对于我们而言,主要考虑
的就是输入/输出(I/O)。
计算机输入/输出是计算机与外部世界交换信息所必需的手段,输入/输出设备是提供给
用户使用的设备。一方面,程序、数据和现场物理量等要通过输入设备进入计算机;另一方
面,计算机运行的结果和各种控制信号要通过输出设备进行显示、打印或实现实时控制等。
计算机的外设有机械式、电子式和机电式等。这些外设的工作速度相差甚远,信号的形式及
传送方式也不同。例如,键盘为秒数量级,而磁盘则以 0.26MBps 的速度与主机交换数据。输
入/输出信号的形式是数字量或模拟量(电压/电流),信息传送方式是串行或并行等。因此,
在 CPU 与外设之间需要设置一种部件装置,使 CPU 和外设协调工作,有效地完成 CPU 与外界
的信息交换,这种起界面作用的部件装置称为输入/输出接口电路。
在设计一个微机系统时,首先明确系统的功能及性能指标,然后确定硬件系统和软件系
统的各自分工,然后再组织进行具体设计实施。在整个设计中,要求设计者不仅对微机有较
深入的了解,而且,还必须对各种使用部件有较深刻的了解,尤其要非常熟悉部件的外部特
性和性能指标等,以便在设计的过程中,通过适当的接口技术把他们结合在一起。从这个意
义上讲,接口技术是设计一个微机系统的关键。
随着电子技术的发展趋势,微机也来越丰富,它已成为生活、生产、科研等各个领域的
重要工具,然而在微机系统中,微处理器的强大功能必须通过外设才能实现,而外设与微处
理器之间的信息交换及通信是靠接口完成的,所以微机接口技术是直接影响微机系统的处理
能力和微机推广应用的关键。那么,掌握微机接口技术是成为当代科技工作者和工程技术人
员应用微机所必不可少的基本技能。
第 2 页
2 整体方案设计
整个设计的思路是:利用微处理器、时钟发生器和锁存器组成的最小模式下的最简硬件
核电路,并在其电路上搭建存储器、译码器和数码管而构成的简单微机。当程序正确下载到
微处理器中后,数码管会循环显示 0-F 这 16 个数字或字母,并且每个数字或字母显示时间为
1s。
2.1 方案论证
设计中采用了两个方案,具体的方案见方案一和方案二。
方案一:基于 8088CPU 最小模式最简硬件核的 LED 接口电路设计方案
本方案主要由 8088CPU 最小模式下的最简硬件核电路、存储器电路、译码器电路和数码
管电路四部分组成。其原理框图如 2.1,该方案主要选择 8284 作为 8088CPU 的时钟芯片、
74ALS373 作为地址锁存器、74ALS245 作为数据缓冲器、74LAS138 作为译码器以及 29EE010
和 HM628128 作为存储器芯片。
图 2.1 基于 8088CPU 最小模式最简硬件核的 LED 接口电路原理框图
方案二:基于 AT89C51 单片机的数码管接口控制电路设计方案
此方案主要由 AT89C51 单片机电路和数码管电路两部分组成。其原理框图如图 2.2,该
方案主要采用对 AT89C51 单片机编写可实现的程序后,直接控制数码管,即可达到数码管循
环显示 0-F 这 16 个数字或字母,并且每个数字或字母显示时间为 1s。
时钟芯片电路
8
0
8
8
微
处
理
器
地址锁存器电路
数据缓冲器电路
译
码
器
电
路
数码管显示电路
存储器电路
输
入
信
号
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