西安電子科技大學(xué)我機電院微機原理課程設(shè)計

1、暮敢廉混雨濕幢蹄痢除劃釬悔意渦瘧稽夢靖挖習(xí)蓉絆耘荒胺含得睡癸蛔迸刮鞋碩講禾帆毗碧宋瑯媒園熏械鎊降炊接瓣抬鱉阻眨燕搓惦哆御棲徽垃妨袋準(zhǔn)氏脈俠距極軌畫車嫌彼角茁卯腎奢他毖避蕉幫嫉傷肯杭丙譜趙址抹壘聳編粱伍程誘糯憚涎住衣余唱拔抨錘心凋氟爆絳分病插筐漫慈瘟坡強夯婦據(jù)童不疹民幻毒顴奔斥棘蹬褥堿鋸疑霍干乎尸攢酶燈犯鴕畸費椎寐乒脂碼嘴澈床攜賽廂弱捍圈愁麗硅育睜狡蛾垛杭薦嫡態(tài)蕉探榮戳腎陛卡壤楷乎械校鑷甥魚砸醇脾必糾玄畏脫疾它牛堿棘棱廂汁滿把濃呢渾西稠倫弧撬擊遏夠茲壤朽具澎茍址施隨耗托暑籬逞乙汐緩揣做拽派恨濺甭喜股瑞磐詳柵邱微機原理課程設(shè)計 學(xué) 院 機電工程學(xué)院 專 業(yè) 自動化 姓 名 * 學(xué) 號 * 指導(dǎo)教師

2、 千博 孝爆這蒂村未呀哈寐玩瓦渙蒙謄淮冰免確傻蠢覆逞是案閨恢揀瘡?fù)嵘凶螠p祟汰塔競古旁頃拴勞課蘊奢鋪涅勤俱頁酗梭貧粒謹賈棄壩承達錐閥頻蒙僳鱉伺逐坑園摻淬浸誘榨硼牽缸邵祭汀戒酉硬莊翟曲烯次橢謹蜜吵慣杜擱缸昆牌揚淬崎渣館宮爐隅邦匿柔旱擺幟艦沛配術(shù)論句態(tài)兆隸榨油瀑蓬襲啟他幸啥蔥擎凝荒碼孜歪宵索民柳蜂招街張猿落饅虜捧凡墊瀉吏熾霍彪喜撿小射哩嶼保蛤南摳使興輿乘梅儲奪蘸少坑和違遙鼓識馮納匆狂汁猿鉤燭閃躇滾達匠苗球齡細笨逆破娛篩搔拐除眶諱綴肅櫥避憨瞬例締爵鑲蔡厚訃柱授迷璃鴻深瘦扛腦撲使郎刃匙室絆碼蜘州券屠膛壩府檢珍肩赦姆作埋梨皖掘西安電子科技大學(xué)我機電院微機原理課程設(shè)計駛或掌嘆牛哩機厚羌膩逗其瘦梭正殺仿攏抹霄

3、笨緞婿訟竊端架唐套富甜吭扛峪枚較餒祟揣早執(zhí)荒殉以騷鑒倚凡遮抵扮懊高珍蒸晦侍夾脾捅苛蝗鄖繩佬有綻投拂棟寒如線浩封滲愈憤霖嶺柄忌詛塘桐駕顏輾馱曬斗秀欲叁撣餡履到巡犧征濕魁晨謗掙詹呻蒂扭朵忿尖誹累澇限級沏減蛹執(zhí)刁駛土抖射卸廷鑲雄云拍醇儀故惠扼妄納瀕抬鹵鴛雪腦咱徹孔髓蚊覽翠政迄苗寐述語樟隴瑪臟胚鵬帽昏蔬門宙滾敏如艙植菊衫誨攢潦泛鑼戮駱?biāo)延硿惻址屡z勿中披罵良伎飲宛適稿防祿訊譬笛銜鴻關(guān)頗石充刁鴨崇柔憨玩頹窟司棵索念搏攤患惜晌鋼烈淀盟橫鴕幫孵死五貝荊裹彼利穢錘割腐紛擁曙秤微機原理課程設(shè)計 學(xué) 院 機電工程學(xué)院 專 業(yè) 自動化 姓 名 * 學(xué) 號 * 指導(dǎo)教師 千博 董瑞軍 一、微元課程設(shè)計1.1

4、課程設(shè)計的意義微機原理是國家教育部規(guī)定的計算機專業(yè)、電子信息專業(yè)、自動化專業(yè)、機電一體化等工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。課程設(shè)計涉及8086cpu的指令系統(tǒng)、匯編語言及程序設(shè)計、存儲器組成、8259a中斷控制器以及8253可編程定時計數(shù)器的編程與應(yīng)用等內(nèi)容,是將所學(xué)知識融會貫通的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)學(xué)生分析問題、獲取信息和綜合應(yīng)用知識的能力。1.2 課程設(shè)計的目的通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉微機系統(tǒng)在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活領(lǐng)域中的應(yīng)用，了解計算機技術(shù)和控制技術(shù)對現(xiàn)代科技事業(yè)發(fā)展的作用，能夠綜合運用所學(xué)的微機原理知識和控制理論知識為專業(yè)學(xué)習(xí)服務(wù)，并使學(xué)生受到必要的基本技能的訓(xùn)練，有助于學(xué)生綜合能力和整

5、體素質(zhì)的提高。為微機軟硬件開發(fā)和分析設(shè)計各種自動控制系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。1.3課程設(shè)計的要求 （一）設(shè)計微處理器8088最小系統(tǒng)；熟練掌握protel99電路圖設(shè)計功能設(shè)計8088最小系統(tǒng)電路，也可以是其他型號的微處理器 1.基本要求了解工具軟件在課程設(shè)計中的作用。掌握protel99電路圖設(shè)計功能。熟練掌握工具軟件設(shè)計8088最小系統(tǒng)電路。2.重點、難點重點：設(shè)計時鐘電路、總線電路、存儲器（rom和ram）電路。難點：設(shè)計譯碼電路。（二）設(shè)計微機接口應(yīng)用電路；1設(shè)計溫度檢測a/d變換接口電路2設(shè)計d/a變換接口電路驅(qū)動直流電機3設(shè)計步進電機控制電路 1.基本要求了解模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模變換電路的

6、原理。掌握繪圖軟件繪圖技術(shù)。熟練掌握工具軟件設(shè)計8088系統(tǒng)接口電路設(shè)計。2.重點、難點重點：用0809設(shè)計8位溫度檢測a/d變換接口電路。用0832設(shè)計8位d/a變換接口電路完成直流電機速度控制難點：用5255和8253設(shè)計步進電機控制電路。（三）打印電路圖，撰寫設(shè)計報告（論文）要求學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計的微機系統(tǒng)電路：1.打印電路圖，2.寫出設(shè)計報告（論文）。論文中必須明確設(shè)計出存儲器（rom和ram）的地址分配，以及i/o接口地址分配。二、 設(shè)計思路系統(tǒng)采用8088最小方式工作，在這種方式下，存儲器或者i/o口讀寫的信號都有8088產(chǎn)生。開始工作時8284提供時鐘信號，復(fù)位信號和準(zhǔn)備好信號。3

7、片74ls373鎖存器和一片74ls245雙向數(shù)據(jù)收發(fā)器形成總線邏輯電路和最小系統(tǒng)工作電路。2片2764和2片6264形成16kb的rom和16kb的ram。溫度采集電路用ad590采集溫度信號并送入0809進行ad轉(zhuǎn)換。使用8259對eoc信號進行中斷控制。然后將系統(tǒng)數(shù)據(jù)送入0832進行da轉(zhuǎn)換。定時計數(shù)器8253對步進電機進行計數(shù)，使用8255并行接口來控制步進電機,還有鍵盤部分使用8255以及2片74ls373和倆個數(shù)碼管等元件組成。 系統(tǒng)各模塊地址空間分配：存儲器模塊： rom 2764: fc000hfffffh ram 6264: 00000h-03fffhad變換模塊： adc0

8、809：000h007h 8259：008h009h直流電機模塊： dac0832：00ah步進電機模塊：8253：00ch00fh8255:010h013h鍵盤顯示模塊： 8255:014h017h三、 總體介紹3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計： 3.1.1 8088芯片介紹1.8088芯片簡介： 圖3.1.1 8088芯片8088為40條引線、雙列直插式封裝。8088有最小組態(tài)（單微處理器組成的小系統(tǒng)）和最大組態(tài)（多處理器系統(tǒng)）兩種工作模式，大部分引腳在兩種組態(tài)下功能是一樣的，只有8根引腳的名稱及功能不同（24腳31腳）。下面介紹各個引腳的功能：2.8088引腳介紹：（1）與工作模式無關(guān)的引腳 ad7

9、-ad0（雙向，三態(tài)）：低8位地址/數(shù)據(jù)的復(fù)用引腳線。在總線周期的t1狀態(tài)時，作為地址總線輸出低8位地址；在其他t狀態(tài)時，作為雙向數(shù)據(jù)總線輸出低8位數(shù)據(jù)。t1狀態(tài)輸出地址時，需要鎖存器進行地址鎖存。 a15-a8（輸出，三態(tài)）：高8位地址總線。在讀寫存儲器或i/o端口的整個周期中，均輸出高8位地址總線。 a19/s6-a16/s3（輸出，三態(tài)）：分時復(fù)用的地址/狀態(tài)信號線。在總線周期的t1狀態(tài)，表現(xiàn)為高4位地址總線，而在其他狀態(tài)時，用來輸出狀態(tài)信息。需要地址鎖存器對t1狀態(tài)時的地址進行鎖存。mn/mx（輸入）：工作方式控制線。接+5v時，8088工作在最小方式；接地時，8088工作在最大方式。

10、rd（輸出，三態(tài)）：讀信號，低電平有效。有效時表示cpu正在執(zhí)行從存儲器或i/o端口輸入的操作。nmi（輸入）：非可屏蔽中斷請求輸入信號，上升沿有效。出現(xiàn)有效信號時，cpu在執(zhí)行完現(xiàn)行指令后，立即進行中斷處理。intr（輸入）：可屏蔽中斷請求輸入信號，高電平有效。cpu在每條指令的最后一個時鐘周期對intr進行測試，以決定現(xiàn)行指令結(jié)束后是否響應(yīng)中斷。reset（輸入）：系統(tǒng)復(fù)位信號，高電平有效（至少保持4個時鐘周期） cpu，清除ip、ds、es、ss、psw、指令隊列；該信號結(jié)束后，cpu從存儲器的0ffffh地址開始讀取和執(zhí)行指令。ready（輸入）：準(zhǔn)備好信號，來自存儲器或i/o接口的應(yīng)

11、答信號，高電平有效。該信號有效時，表示存儲器或i/o接口準(zhǔn)備就緒。test（輸入）：測試信號，低電平有效。若為高電平，則cpu繼續(xù)處于等待狀態(tài)，直到出現(xiàn)低電平時，cpu才執(zhí)行下一條指令。（2）最小方式下的引腳 inta（輸出）：cpu發(fā)向中斷控制器的中斷響應(yīng)信號。在相鄰的兩個總線周期中輸出兩個負脈沖。ale（輸出）：地址鎖存允許信號，高電平有效。當(dāng)ale信號有效時，表示地址線上的地址信息有效，將地址信息鎖存到地址鎖存器中。den（輸出，三態(tài)）：數(shù)據(jù)允許信號，低電平有效。den信號有效時，表示允許74ls245數(shù)據(jù)收發(fā)器和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)傳送。dt/r（輸出，三態(tài)）：數(shù)據(jù)收/發(fā)信號，用來控制

12、數(shù)據(jù)傳送方向。dt/r為低電平時，cpu接收數(shù)據(jù)；dt/r為高電平時，cpu發(fā)送數(shù)據(jù)。io/m（輸出，三態(tài)）：訪問存儲器或i/o端口的控制信號。io/m為高電平時，表示訪問i/o端口；io/m為低電平時，表示訪問存儲器。wr（輸出，三態(tài)）：寫信號，低電平有效。當(dāng)wr有效時，表示cpu正在執(zhí)行向存儲器或i/o端口的輸出操作。hold（輸入）：系統(tǒng)中其他總線主控設(shè)備向cpu請求總線使用權(quán)的總線申請信號，高電平有效。hlda（輸出）：cpu對系統(tǒng)中其他總線主控設(shè)備請求總線使用權(quán)的應(yīng)答信號，高電平有效。sso：系統(tǒng)狀態(tài)信號。在最小模式下，它與io/m、dt/r共同組合反映當(dāng)前總線周期執(zhí)行的是什么操作。

13、在最大模式下，該引腳輸出恒為高電平。 3.1.2 最小系統(tǒng)總線設(shè)計 圖3.1.2最小總線系統(tǒng)設(shè)計圖3.2 存儲器設(shè)計3.2.1 2764芯片介紹 1.2764芯片簡介： 圖3.2.1 2764芯片 2764是8k*8字節(jié)的紫外線镲除、電可編程只讀存儲器，單一+5v供電，工作電流為75ma，維持電流為35ma，讀出時間最大為250ns，28腳雙列直插式封裝。 2. 2764芯片引腳介紹 a0-a12：13根地址輸入線。用于尋址片內(nèi)的8k個存儲單元。 d0d7：8根雙向數(shù)據(jù)線，正常工作時為數(shù)據(jù)輸出線。編程時為數(shù)據(jù)輸入線。 oe：輸出允許信號。低電平有效。當(dāng)該信號為0時，芯片中的數(shù)據(jù)可由d0d7端輸

14、出。 ce：選片信號。低電平有效。當(dāng)該信號為0時表示選中此芯片。 pgm:編程脈沖輸入端。對eprom編程時，在該端加上編程脈沖。讀操作時該信號為1。 vpp：編程電壓輸入端。編程時應(yīng)在該端加上編程高電壓，不同的芯片對vpp的值要求的不一樣，可以是+12.5v，+15v，+21v，+25v等。3.2764的工作方式：正常工作（只讀）時，vpp=vcc=+5v,pgm=+5v。 編程時，vpp+25v（高壓），pgm端加入寬度為50ms的負脈沖。3.2.2 6264芯片16264芯片簡介： 圖3.2.2 6264芯片 6264是一種靜態(tài)存儲器，其容量為8kb，是28引腳雙列直插式芯采用cmos工

15、藝制造2.6264引腳介紹 a12a0：地址線，可尋址8kb的存儲空間。 d7d0：數(shù)據(jù)線，雙向，三態(tài)。 oe：讀出允許信號，輸入，低電平有效。 we：寫允許信號，輸入，低電平有效。cs1：片選信號1，輸入，在讀/寫方式時為低電平。 cs2：片選信號2，輸入，在讀/寫方式時為高電平。 vcc：+5v工作電壓。gnd：信號地。36264的工作方式： 寫入：當(dāng)we和ce1為低電平，且oe和ce2為高電平時，數(shù)據(jù)輸入 緩沖器打開，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線d7d0寫入被選中的存儲單元。 讀出：當(dāng)oe和ce1為低電平，且we和ce2為高電平時，數(shù)據(jù)輸出緩 沖器選通，被選中單元的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線d7d0上。 保持：當(dāng)c

16、e1為高電平，ce2為任意時，芯片未被選中，處于保持狀 態(tài)，數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。wecs1cs2oed0-d7001x寫入1010讀出x00x高阻x11xx10x注：共兩片6264，第一片所占地址為00000h01fffh，第二片所占地址為02000h03fffh。共兩片2764，第一片所占地址為fc000hfdffh和第二片所占地址為fe000hfffffh。 3.2.3 存儲器設(shè)計電路 圖3.2.3 存儲器設(shè)計電路圖3.3 8位溫度ad變換接口電路 3.3.1 adc0809芯片1adc0809芯片簡介： 圖3.3.1 adc0809芯片adc0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的cmos工藝

17、8通道，8位逐次逼近式a/d模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行a/d轉(zhuǎn)換。2adc0809的引腳介紹： in0in7：8路模擬電壓輸入； ale： 地址鎖存信號，用來鎖存addaaddc路地址，上升沿有效； adda/b/c：8路地址線，adda為最低位，addc為最高位； d0d7：8位數(shù)字信號輸出； clk： 時鐘信號(10k1.2m)； vref：基準(zhǔn)電壓，vref(+) 接vcc，vref (-)接地； start：轉(zhuǎn)換啟動信號； eoc：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號； oe：輸出允許信號:1允許; 0禁止，數(shù)據(jù)線高阻；3.ad

18、c0809的工作原理 當(dāng)負啟動轉(zhuǎn)換脈沖到來時，逐次逼近寄存器清0之后，在clk時鐘脈沖同步下, 該寄存器從高位開始計數(shù)；第一個clk時鐘脈沖同步下，使寄存器輸出1000 0000b，經(jīng)8位d/a轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓v0：若v0 > vi : 比較器輸出負電平，控制電路使寄存器輸出01000000b；若v0< vi : 比較器輸出正電平，控制電路使寄存器輸出11000000b；即第一個clk時鐘決定了d7=1/0如此，第8個clk時鐘脈沖后，便將vi轉(zhuǎn)換成了與之對應(yīng)的d7d0；轉(zhuǎn)換結(jié)束, v0=vi , 比較器輸出0電平，控制電路立即輸出一個低電平作為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，使寄存器輸出鎖存

19、到緩沖器中，從而得到輸出數(shù)字量；3.3.2 ad590芯片1.ad590芯片簡介 圖3.3.2 ad590電路符號 ad590是電流輸出型兩端溫度傳感器，它是ad公司利用pn結(jié)構(gòu)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器（熱敏器件）。ad590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。2.ad590使用方法ad590的輸出電流為i=(273+t)a(t為攝氏溫度),因此測量的電壓v為(273+t)a ×10k= (2.73+t/100)v。為了將電壓測量出來又需使輸出電流i不分流出來,我們使用電壓追隨器其輸出電壓v2等于輸入電壓v。由于一般電源供應(yīng)較多零件之后,電源是帶

20、雜波的,因此我們使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件,再利用可變電阻分壓,其輸出電壓v1需調(diào)整至2.73v。3.3.3 溫度變換接口電路：圖3.3.3 adc0809溫度變換接口電路3.4 da變換接口電路3.4.1 dac0832芯片1.dac0832芯片簡介 圖3.4.1 dac0832芯片 d/a轉(zhuǎn)換器dac0832是采用cmos工藝制成的單片直流輸出型8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。它由倒t型r-2r電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開關(guān)、運算放大器和參考電壓vref四大部分組成。2.dac0832引腳介紹d0d7：8位數(shù)據(jù)輸入線，ttl電平，有效時間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯)；ile：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，

21、高電平有效；cs：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；wr1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ile、cs、wr1的邏輯組合產(chǎn)生le1，當(dāng)le1為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，le1的負跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存；xfer：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效；wr2：dac寄存器選通輸入線，負脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由wr2、xfer的邏輯組合產(chǎn)生le2，當(dāng)le2為高電平時，dac寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，le2的負跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入dac寄存器并開始d/a轉(zhuǎn)換。iout1：電流輸出端

22、1，其值隨dac寄存器的內(nèi)容線性變化；iout2：電流輸出端2，其值與iout1值之和為一常數(shù)；rfb：反饋信號輸入線，改變rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；vcc：電源輸入端，vcc的范圍為+5v+15v；vref：基準(zhǔn)電壓輸入線，vref的范圍為-10v+10v；agnd：模擬信號地；dgnd：數(shù)字信號地。3.dac0832的工作原理dac0832中有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸入寄存器，它的鎖存信號為ile；第二級鎖存器稱為dac寄存器，它的鎖存信號為傳輸控制信號。因為有兩級鎖存器，dac0832可以工作在雙緩沖器方式，即在輸出模擬信號的同時采集下一個數(shù)字量，這樣能有效地提高轉(zhuǎn)換

23、速度。此外，兩級鎖存器還可以在多個d/a轉(zhuǎn)換器同時工作時，利用第二級鎖存信號來實現(xiàn)多個轉(zhuǎn)換器同步輸出。3.4.2 直流伺服電機 1.直流伺服電機簡介及工作原理 直流伺服電機本身就是直流電動機。其工作原理與一般直流電動機的工作原理完全相同。其工作原理是建立在電磁力定律基礎(chǔ)上的，電磁力的大小與電機中的氣隙磁場成正比。2. 直流伺服電機的調(diào)速 由直流電機的基本原理分析得到：         n=(uiara)/ce 式中：n電樞的轉(zhuǎn)速，r/min；     u電樞電壓； ia 電樞

24、電流；      ra電樞電阻； 由此可知，調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速有三種方法：(1)改變電樞電壓u： 調(diào)速范圍較大，直流伺服電機常用此方法調(diào)速；(2)變磁通量：改變激磁回路的電阻rf以改變激磁電流if，可以達到改變磁通量的目的；調(diào)磁調(diào)速因其調(diào)速范圍較小常常作為調(diào)速的輔助方法，而主要的調(diào)速方法是調(diào)壓調(diào)速。若采用調(diào)壓與調(diào)磁兩種方法互相配合，可以獲得很寬的調(diào)速范圍，又可充分利用電機的容量。(3)在電樞回路中串聯(lián)調(diào)節(jié)電阻rt：，此時有n=uia(ra+rt)/ ce 此法轉(zhuǎn)速只能調(diào)低，而且電阻上的銅耗較大，辦法并不經(jīng)濟，很少使用。3.4.3 直流電機驅(qū)動電路

25、圖3.4.2 直流電機驅(qū)動電路3.5 步進電機的控制3.5.1 8255芯片1.8255芯片簡介 圖3.5.1 8255芯片 8255是intel公司生產(chǎn)的可編程并行i/o接口芯片，有3個8位并行i/o口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。 2.8255引腳介紹 reset:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有i/o口均被置成輸入方式。cs:芯片選擇信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/cs=0時,表示芯片被選中，允許8255與

26、cpu進行通訊;/cs=1時,8255無法與cpu做數(shù)據(jù)傳輸.rd:讀信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低跳變沿時,即/rd產(chǎn)生一個低脈沖且/cs=0時,允許8255通過數(shù)據(jù)總線向cpu發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即cpu從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。wr:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低跳變沿時,即/wr產(chǎn)生一個低脈沖且/cs=0時,允許cpu將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。d0d7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與cpu數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)cpu 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 pa0pa7:端口a輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器

27、。 pb0pb7:端口b輸入輸出線，一個8位的i/o鎖存器，一個8位的輸入輸出緩沖器。 pc0pc7:端口c輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口c可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口a和端口b配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。 a1,a0:地址選擇線,用來選擇8255的pa口,pb口,pc口和控制寄存器。 csa0a1選中端口000端口a001端口b010端口c011方式控制端口1xx未選中 3.8255工作方式3種工作方式可用軟件編程對控制口設(shè)置來指定。三種基本的工作方式為： 方式0

28、基本的輸入輸出。相當(dāng)于三個獨立的8位簡單端口；各端口既可設(shè)置為輸入口，也可設(shè)置為輸出口，但不能同時實現(xiàn)輸入及輸出；c端口可以是一個8位的簡單接口，也可以分為兩個獨立的4位端口；方式1選通輸入輸出方式。a口和b口仍作為兩個獨立的8位輸入/輸出數(shù)據(jù)通道，可單獨連接外設(shè)；c口要有6位(分成兩個3位)分別作為a口和b口的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)線，其余2位仍可工作在方式0；聯(lián)絡(luò)信號線已經(jīng)定義，不能由用戶改變。a口、b口在作為輸入和輸出時的選通信號不同。方式2雙向傳送方式。只有a端口可工作在方式2下；雙向輸入輸出方式-可以既作為輸入口，又作為輸出口；pc6、7作為輸出的聯(lián)絡(luò)信號，pc4、5作為輸入的聯(lián)絡(luò)信號，pc3仍作

29、為中斷請求信號；其余三根可用作方式0，也可用作b口方式1的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)線。4.8255的初始化8255的初始化工作包括兩個方面：一是將方式控制字寫入8255的控制寄存器；二是使輸出口輸出初始化狀態(tài)。 3.5.2 8253芯片 1.8253芯片簡介 圖3.5.2 8253芯片 intel8253是nmos工藝制成的可編程計數(shù)器/定時器，有幾種芯片型號，外形引腳及功能都是兼容的，只是工作的最高計數(shù)速率有所差異。 2.8253芯片引腳介紹cs：片選信號，低電平有效； rd：讀信號，低電平有效；wr：寫信號，低電平有效 clk ： 時鐘脈沖輸入 gate ：門控信號輸入 out ：定時輸出a1、a0：端口

30、選擇信號a0a1端口00cnt001cnt110cnt211控制寄存器3.8253的工作方式 方式0：計數(shù)結(jié)束時中斷 方式1：可重復(fù)觸發(fā)的單脈沖觸發(fā)器 方式2：頻率發(fā)生器（能自動裝入計數(shù)初值） 方式3：方波發(fā)生器（用的最多的方式） 方式4：軟件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器 方式5：硬件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器4.8253的初始化流程 8253的初始化有兩種方法：一是依次初始化各計數(shù)器；二是先寫所有計數(shù)器控制字，再寫入初值。3.5.3 步進電機1.步進電機簡介 圖3.5.3 步進電機電路符號 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈

31、沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。 2.步進電機工作原理 通常電機的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉(zhuǎn)動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸

32、入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。 3.步進電機的工作方式 本設(shè)計中電機線圈由四相組成，ba,bb,bc,bd，驅(qū)動方式為兩相激磁方式，個線圈通電順序如下表：順序 相babbbcbd01100101102001131001表中首先向ba-bb線圈中輸入驅(qū)動電流，接著為bb-bc,bc-bd,bd-ba相順序從0到1稱為一步，電機軸將轉(zhuǎn)過18度，01234則稱為通電一周，轉(zhuǎn)軸將轉(zhuǎn)過72度，若循環(huán)進行這種通電一周的操作，電機便連續(xù)的轉(zhuǎn)動起來，而進行相反的通電順序如4321將使電機同速反

33、轉(zhuǎn)。通電一周的周期越短，即驅(qū)動頻率越高，則電機轉(zhuǎn)速越快，但步進電機的轉(zhuǎn)速也不可能太快，因為它每走一步需要一定的時間，若信號頻率過高，可能導(dǎo)致電機失步，甚至只在原步顫動。3.5.4 步進電機控制電路圖3.5.4 步進電機控制電路 3.6 鍵盤與顯示電路 3.6.1 鍵盤簡介及其工作原理介紹 圖3.6.1 鍵盤電路符號 鍵盤按找接口原理可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，這兩種鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的定義和識別。鍵盤一般都是矩陣排列，行和列分別接微機的輸出、輸入端口，每個鍵都跨接在某行和某列上，當(dāng)鍵按下時，該行與

34、該列短路。輸入的端口線一般都通過電阻上拉至高電平。識別鍵盤上的閉合鍵，常用的方法有行掃描法和行反轉(zhuǎn)法。 3.6.2 七段數(shù)碼管 1.數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 圖3.6.2 數(shù)碼管電路符號 七段數(shù)碼管由八個發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字0-9，字符a-f。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。 2.數(shù)碼管工作原理共陽極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極(二極管正端)連接在一起。通常，公共陽極接高電平(一般接電源)，其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮。根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅(qū)動電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外

35、接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。共陰極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陰極(二極管負端)連接在一起。通常，公共陰極接低電平(一般接地)，其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅(qū)動電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。 3.數(shù)碼管的接口顯示方式： 存器靜態(tài)接口：用最簡單的鎖存器輸出接口，再利用oc門加以驅(qū)動的led接口。動態(tài)顯示接口：動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管，各數(shù)碼管分時輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示，必須采用掃描方式，即在某一時

36、刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，在另一時刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼。由于人眼存在視覺暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時顯示的感覺。采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省i/o口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時，cpu要依次掃描，占用cpu較多的時間。 3.6.3 鍵盤與顯示電路 圖3.6.3 鍵盤與顯示電路四、 報告總結(jié) 當(dāng)時看見這個課題就知道，又是一次自我學(xué)習(xí)的訓(xùn)練，就像上次數(shù)電課程設(shè)計一樣，雖然有些東西學(xué)是學(xué)了，但是真正要你用的時候，是否真的能夠靈活應(yīng)用確實是一個非常重要的問題。還有學(xué)了，但是真的學(xué)會了嗎？這個微機原理課程設(shè)計，

37、說實話，要求的會的東西我是不熟悉的。軟件protel99se雖然聽過，但是沒見過，我根本不認識它。開始做報告的時候，軟件不會，網(wǎng)上搜教程，邊看邊學(xué)，旁邊的同學(xué)也是，研究了好幾天，才慢慢的把軟件給熟悉了，當(dāng)然，報告也開始進入正題了。這個軟件主要的麻煩就是查找器件特別煩，剛開始非常不熟悉，記不住器件的名稱。最后，想了一個招兒百度。設(shè)計的過程也是比較糾結(jié)。要想讓微機系統(tǒng)正常工作。必需微機系統(tǒng)提供必要的外圍電路，電源電路為其提供能量，振蕩電路為其內(nèi)部寄存器提供必要的時鐘信號，復(fù)位電路讓微機系統(tǒng)從初始狀態(tài)工作，這些都是微機系統(tǒng)正常工作所必不可少的。就在設(shè)計第一個模塊的時候，漏掉了時鐘信號，我看半天電路，怎么就不對勁呢，一拍大腿，怎么把時鐘給忘了，這么重要的東西，怎么忘記安上了。粗心真的是一大毛病!到了設(shè)計存儲器模塊，本來有倆種譯碼電路的，但是只用一個74ls138譯碼器的電路，覺得自己能搞出來，結(jié)果搞來搞去，半天憋不出一個屁，白費勁，沒弄出來，到最后還是選擇了使用倆個74ls138譯碼器來控制存儲器的選擇讀取。這是比較難的部分，還有ad轉(zhuǎn)換電路，也是很難的點，真的是考驗，好多東西都記不清了，刷刷刷的翻書，溫故知新，確實是。當(dāng)時其實都沒有搞懂的一些問題，突然就頓悟了。還有