微机原理课程设计学院机电工程学院专业自动化姓名 ******* 学号 ******** 指导教师千博董瑞军一、微元课程设计1.1课程设计的意义《微机原理》是国家教育部规定的计算机专业、电子信息专业、自动化专业、机电一体化等工科专业的专业基础必修课程。

课程设计涉及8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计、存储器组成、8259A中断控制器以及8253可编程定时计数器的编程与应用等内容,是将所学知识融会贯通的实践性教学环节。

为了培养学生分析问题、获取信息和综合应用知识的能力。

1.2 课程设计的目的通过本课程的学习，使学生熟悉微机系统在现代生产和生活领域中的应用，了解计算机技术和控制技术对现代科技事业发展的作用，能够综合运用所学的微机原理知识和控制理论知识为专业学习服务，并使学生受到必要的基本技能的训练，有助于学生综合能力和整体素质的提高。

为微机软硬件开发和分析设计各种自动控制系统打下良好基础。

1.3课程设计的要求（一）设计微处理器8088最小系统；熟练掌握Protel99电路图设计功能设计8088最小系统电路，也可以是其他型号的微处理器1.基本要求了解工具软件在课程设计中的作用。

掌握Protel99电路图设计功能。

熟练掌握工具软件设计8088最小系统电路。

2.重点、难点重点：设计时钟电路、总线电路、存储器（ROM和RAM）电路。

难点：设计译码电路。

（二）设计微机接口应用电路；1设计温度检测A/D变换接口电路2设计D/A变换接口电路驱动直流电机3设计步进电机控制电路1.基本要求了解模数转换电路和数模变换电路的原理。

掌握绘图软件绘图技术。

熟练掌握工具软件设计8088系统接口电路设计。

2.重点、难点重点：用0809设计8位温度检测A/D变换接口电路。

用0832设计8位D/A变换接口电路完成直流电机速度控制难点：用5255和8253设计步进电机控制电路。

（三）打印电路图，撰写设计报告（论文）要求学生根据自己设计的微机系统电路：1.打印电路图，2.写出设计报告（论文）。

论文中必须明确设计出存储器（ROM和RAM）的地址分配，以及I/O接口地址分配。

二、设计思路系统采用8088最小方式工作，在这种方式下，存储器或者I/O口读写的信号都有8088产生。

开始工作时8284提供时钟信号，复位信号和准备好信号。

3片74LS373锁存器和一片74LS245双向数据收发器形成总线逻辑电路和最小系统工作电路。

2片2764和2片6264形成16KB的ROM和16KB的RAM。

温度采集电路用AD590采集温度信号并送入0809进行AD转换。

使用8259对EOC信号进行中断控制。

然后将系统数据送入0832进行DA转换。

定时计数器8253对步进电机进行计数，使用8255并行接口来控制步进电机,还有键盘部分使用8255以及2片74LS373和俩个数码管等元件组成。

系统各模块地址空间分配：存储器模块： ROM 2764: FC000H—FFFFFHRAM 6264: 00000H-03FFFHAD变换模块： ADC0809：000H—007H8259：008H—009H直流电机模块： DAC0832：00AH步进电机模块：8253：00CH—00FH8255:010H—013H键盘显示模块： 8255:014H—017H三、总体介绍3.1 最小系统设计：3.1.1 8088芯片介绍1.8088芯片简介：图3.1.1 8088芯片8088为40条引线、双列直插式封装。

8088有最小组态（单微处理器组成的小系统）和最大组态（多处理器系统）两种工作模式，大部分引脚在两种组态下功能是一样的，只有8根引脚的名称及功能不同（24脚~31脚）。

下面介绍各个引脚的功能：2.8088引脚介绍：（1）与工作模式无关的引脚○1AD7-AD0（双向，三态）：低8位地址/数据的复用引脚线。

在总线周期的T1状态时，作为地址总线输出低8位地址；在其他T状态时，作为双向数据总线输出低8位数据。

T1状态输出地址时，需要锁存器进行地址锁存。

○2A15-A8（输出，三态）：高8位地址总线。

在读写存储器或I/O端口的整个周期中，均输出高8位地址总线。

○3A19/S6-A16/S3（输出，三态）：分时复用的地址/状态信号线。

在总线周期的T1状态，表现为高4位地址总线，而在其他状态时，用来输出状态信息。

需要地址锁存器对T1状态时的地址进行锁存。

○4MN/MX（输入）：工作方式控制线。

接+5V时，8088工作在最小方式；接地时，8088工作在最大方式。

○5RD（输出，三态）：读信号，低电平有效。

有效时表示CPU正在执行从存储器或I/O端口输入的操作。

○6NMI（输入）：非可屏蔽中断请求输入信号，上升沿有效。

出现有效信号时，CPU在执行完现行指令后，立即进行中断处理。

○7INTR（输入）：可屏蔽中断请求输入信号，高电平有效。

CPU在每条指令的最后一个时钟周期对INTR进行测试，以决定现行指令结束后是否响应中断。

⑧RESET（输入）：系统复位信号，高电平有效（至少保持4个时钟周期）CPU，清除IP、DS、ES、SS、PSW、指令队列；该信号结束后，CPU从存储器的0FFFFH 地址开始读取和执行指令。

○9READY（输入）：准备好信号，来自存储器或I/O接口的应答信号，高电平有效。

该信号有效时，表示存储器或I/O接口准备就绪。

○10TEST（输入）：测试信号，低电平有效。

若为高电平，则CPU继续处于等待状态，直到出现低电平时，CPU才执行下一条指令。

（2）最小方式下的引脚○1INTA（输出）：CPU发向中断控制器的中断响应信号。

在相邻的两个总线周期中输出两个负脉冲。

○2ALE（输出）：地址锁存允许信号，高电平有效。

当ALE信号有效时，表示地址线上的地址信息有效，将地址信息锁存到地址锁存器中。

○3DEN（输出，三态）：数据允许信号，低电平有效。

DEN信号有效时，表示允许74LS245数据收发器和系统数据总线进行数据传送。

○4DT/R（输出，三态）：数据收/发信号，用来控制数据传送方向。

DT/R为低电平时，CPU接收数据；DT/R为高电平时，CPU发送数据。

○5IO/M（输出，三态）：访问存储器或I/O端口的控制信号。

IO/M为高电平时，表示访问I/O端口；IO/M为低电平时，表示访问存储器。

○6WR（输出，三态）：写信号，低电平有效。

当WR有效时，表示CPU正在执行向存储器或I/O端口的输出操作。

○7HOLD（输入）：系统中其他总线主控设备向CPU请求总线使用权的总线申请信号，高电平有效。

○8HLDA（输出）：CPU对系统中其他总线主控设备请求总线使用权的应答信号，高电平有效。

○9SSO：系统状态信号。

在最小模式下，它与IO/M、DT/R共同组合反映当前总线周期执行的是什么操作。

在最大模式下，该引脚输出恒为高电平。

3.1.2 最小系统总线设计图3.1.2最小总线系统设计图3.2 存储器设计3.2.1 2764芯片介绍1.2764芯片简介：图3.2.1 2764芯片2764是8K*8字节的紫外线镲除、电可编程只读存储器，单一+5V供电，工作电流为75mA，维持电流为35mA，读出时间最大为250nS，28脚双列直插式封装。

2. 2764芯片引脚介绍① A0-A12：13根地址输入线。

用于寻址片内的8K个存储单元。

② D0～D7：8根双向数据线，正常工作时为数据输出线。

编程时为数据输入线。

③ OE：输出允许信号。

低电平有效。

当该信号为0时，芯片中的数据可由D0～D7端输出。

④ CE：选片信号。

低电平有效。

当该信号为0时表示选中此芯片。

．⑤ PGM:编程脉冲输入端。

对EPROM编程时，在该端加上编程脉冲。

读操作时该信号为1。

⑥ VPP：编程电压输入端。

编程时应在该端加上编程高电压，不同的芯片对VPP的值要求的不一样，可以是+12.5V，+15V，+21V，+25V等。

3.2764的工作方式：正常工作（只读）时，Vpp=Vcc=+5V,～PGM=+5V。

编程时，Vpp＝+25V（高压），PGM端加入宽度为50ms的负脉冲。

3.2.2 6264芯片1．6264芯片简介：图3.2.2 6264芯片6264是一种静态存储器，其容量为8KB，是28引脚双列直插式芯采用CMOS工艺制造2.6264引脚介绍注：共两片6264，第一片所占地址为00000H—01FFFH，第二片所占地址为02000H—03FFFH。

共两片2764，第一片所占地址为FC000H—FDFFH和第二片所占地址为FE000H—FFFFFH。

3.2.3 存储器设计电路图3.2.3 存储器设计电路图3.3 8位温度AD变换接口电路3.3.1 ADC0809芯片1．ADC0809芯片简介：图3.3.1 ADC0809芯片ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。

其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

2．ADC0809的引脚介绍：⑴IN0～IN7：8路模拟电压输入；⑵ ALE：地址锁存信号，用来锁存ADDA~ADDC路地址，上升沿有效；⑶ ADDA/B/C：8路地址线，ADDA为最低位，ADDC为最高位；⑷ D0～D7：8位数字信号输出；⑸CLK：时钟信号(10K～1.2M)；⑹ VREF：基准电压，VREF(+) 接VCC，VREF (-)接地；⑺ START：转换启动信号；⑻ EOC：转换结束信号；⑼ OE：输出允许信号:1允许; 0禁止，数据线高阻；3.ADC0809的工作原理⑴当负启动转换脉冲到来时，逐次逼近寄存器清0之后，在CLK时钟脉冲同步下, 该寄存器从高位开始计数；⑵第一个CLK时钟脉冲同步下，使寄存器输出1000 0000B，经8位D/A 转换器转换成相应的电压v：若v0 > vi: 比较器输出负电平，控制电路使寄存器输出01000000B；若v0< vi: 比较器输出正电平，控制电路使寄存器输出11000000B；即第一个CLK时钟决定了D7=1/0⑶如此，…第8个CLK时钟脉冲后，便将vi转换成了与之对应的D7～D；⑷转换结束, V0=Vi, 比较器输出0电平，控制电路立即输出一个低电平作为转换结束信号，使寄存器输出锁存到缓冲器中，从而得到输出数字量；3.3.2 AD590芯片1.AD590芯片简介图3.3.2 AD590电路符号AD590是电流输出型两端温度传感器，它是AD公司利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器（热敏器件）。

AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。

2.AD590使用方法AD590的输出电流为I=(273+T)μA(T为摄氏温度),因此测量的电压V为(273+T)μA ×10K= (2.73+T/100)V。