微機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、微機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 班級： 040831 學(xué)號：04083095 姓名： 張健 日期：2011年6月12日自我評估（75分）目錄：一、課程設(shè)計(jì)要求 二、電路功能介紹 三、電路分部介紹 1、8088最小方式系統(tǒng) 2、時(shí)鐘電路 3、存儲(chǔ)器電路 4、地址鎖存器電路 5、中斷電路 6、步進(jìn)電機(jī)控制電路四、電路原理圖及PCB板五、學(xué)習(xí)心得 六、參考資料一、課程設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)目的：（1）、配合理論教學(xué)，從工程應(yīng)用出發(fā)，使同學(xué)們熟練使用Protel 99se完成微處理器8088組成的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（2）、正確地設(shè)計(jì)微處理器8088最小系統(tǒng)和應(yīng)用接口電路，培養(yǎng)同學(xué)們良好的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，為微

2、機(jī)軟硬件打下良好的基礎(chǔ)。2、設(shè)計(jì)要求：（1）熟練地掌握Protel99電路圖設(shè)計(jì)的功能。（2）繪制8088最小系統(tǒng)電路圖并學(xué)會(huì)線路板圖的繪制。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)： （1）、譯碼器電路（74LS138）、時(shí)鐘電路（8282）、存儲(chǔ)器電路（2762、6264）。 （2）、protel 99se電路設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用。二、電路功能介紹1、設(shè)計(jì)思路：8088地址總線經(jīng)過3片8282鎖存器進(jìn)行地址鎖存，A0A12分別與芯片2764和芯片6264的A0A12連接，數(shù)據(jù)總線D0D7經(jīng)過1片雙向數(shù)據(jù)緩沖器8286和芯片2764和芯片6264的D0D7相連，這樣組成了8088最小系統(tǒng)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)；最小系統(tǒng)的時(shí)鐘電路用8

3、284和2MHz的CRYSTAL 晶體整蕩器構(gòu)成；定時(shí)芯片8254和中斷芯片8259對8255平行接口芯片進(jìn)行控制進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路工作，實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行控制。2、功能：選用8088最小系統(tǒng)為CPU，只含8088一個(gè)系統(tǒng)，三大總線連線簡單：2片8282最為地址鎖存器，2片2762和2片6464作為存儲(chǔ)器，8286實(shí)現(xiàn)收發(fā)器功能，8284時(shí)鐘電路和8254定時(shí)器電路以及8255并行接口和8259中斷控制來組成步進(jìn)電機(jī)的控制電路，通過對八個(gè)開關(guān)的控制可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。三、電路分部介紹1、8088最小方式系統(tǒng)： （1）、8088芯片圖：8088芯片圖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖：8088內(nèi)部結(jié)構(gòu)（2）

4、下面給出了8086最小系統(tǒng)組成如圖1的圖3所示；給出了8088最小系統(tǒng)的組成框圖如圖2和圖4所示，包括（當(dāng)8088的MN/MX引腳接+5V電壓時(shí)，8088工作在最小方式下）： 時(shí)鐘發(fā)生器采用8284A芯片 主微處理器CPU選用8088（8086）芯片 總線鎖存器（常用的總線鎖存器有74LS373、74LS273、8282、8283等）采用74LS373，用ALE的下降沿鎖存。由于8088中數(shù)據(jù)線只有8條，所以地址鎖存只要一個(gè)74LS373就可以了。 數(shù)據(jù)收發(fā)器（常用的總線收發(fā)器有74LS245、8286、8287等）用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖和驅(qū)動(dòng)，并控制數(shù)據(jù)發(fā)送和接收方向，向CPU傳送IO的數(shù)據(jù)或向

5、IO傳送CPU提供的數(shù)據(jù)。同樣由于8088中數(shù)據(jù)線只有8條，所以數(shù)據(jù)收發(fā)器只要一個(gè)74LS245就可以了。 地址譯碼器采用74LS138，用地址線的高三位（即A19、A18、A17三位）。譯碼輸出Y0-Y7，共可以控制8個(gè)I/O芯片在最小方式下，8088CPU會(huì)直接產(chǎn)生全部總線控制信號。（3）地址分配：由于采用A19、A18、A17三個(gè)地址線作為74LS138的譯碼輸入地址線，可選的地址范圍是00000HFFFFFH。2、時(shí)鐘電路：（1） 分原理圖如下：（2） 8284時(shí)鐘發(fā)生器除了提供頻率恒定的時(shí)鐘信號外，還具有復(fù)位信號發(fā)生電路和準(zhǔn)備好信號控制電路。復(fù)位信號發(fā)生電路產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號RESET

6、，準(zhǔn)備好信號控制電路用于對存儲(chǔ)器或IO接口產(chǎn)生的準(zhǔn)備好信號READY進(jìn)行同步。供給8284A的頻率源可來自脈沖發(fā)生器，也可來自振蕩器。如果F/C接+5V，則由EFI輸入決定時(shí)鐘頻率；如FC接地，便由振蕩器決定時(shí)鐘頻率。不管在何種情況，時(shí)鐘輸出CLK的頻率是輸入頻率的1/3。3、存儲(chǔ)器電路：（1）分原理圖如下：（2） 選用2片2764和2片6264構(gòu)成最小系統(tǒng)的存儲(chǔ)器8088CPU的地址總線為A0A15，數(shù)據(jù)總線為D0D7，RD 為讀信號，低電平有效，有效時(shí)表示CPU正在執(zhí)行從存儲(chǔ)器輸入操作。WR為寫信號，低電平有效，有效時(shí)表示CPU正在執(zhí)行向存儲(chǔ)器輸出操作。選用的ROM模塊芯片為EPROM27

7、64，容量為8K*8。該芯片引腳說明如下：A0A12為地址線，O0O7為數(shù)據(jù)線，CE為片選信號，OE為數(shù)據(jù)輸出允許信號。PGM為編程控制信號，Vpp為編程電壓，正常輸出時(shí)PGM和Vpp均接+5V，工作電壓Vcc為+5V。選用的RAM模塊芯片為SRAM6264，容量為8K*8。該芯片引腳說明如下：A0A12為地址線，O0O7為數(shù)據(jù)線，CS1為第一片選信號，低電平有效，CS2為第二片選信號，高電平有效，只有CS1和CS2同時(shí)有效時(shí)，芯片才被選中。ROM模塊的地址為000H3FFFH，RAM模塊的地址為8000HBFFFH,時(shí)鐘頻率為2MHz。74LS138的真值表如下：4、地址鎖存器電路：（1）分

8、原理圖如下： （2） 8282引腳圖如下5、中斷電路： （1） 分原理圖如下： （2）8259可以管理8級中斷，可以將中斷源優(yōu)先級排隊(duì)，辨別中斷源，提供中斷矢量。在級連使用時(shí)，可以構(gòu)成64級中斷系統(tǒng)。8259的編程，就是根據(jù)需求，向8259A芯片中寫入初始化命令字ICW1-ICW4以及操作命令字OCW1-OCW3。一個(gè)8259A芯片共有中斷請求（IRQ）信號線：IRQ0IRQ7，共8根。在PC機(jī)中，共有兩片8259A芯片，通過把它們聯(lián)結(jié)起來使用，就有IRQ0IRQ15，共16根中斷信號線，每個(gè)外部設(shè)備使用一根或多個(gè)外部設(shè)備共用一根中斷信號線，它們通過IRQ發(fā)送中斷請求，8259A芯片接到中斷請

9、求后就對中斷進(jìn)行優(yōu)先級選定，然后對多個(gè)中斷中具有最高優(yōu)先級的中斷進(jìn)行處理，將其所對應(yīng)的中斷向量送上通往CPU的數(shù)據(jù)線，并通知CPU有中斷到來。6、步進(jìn)電機(jī)控制電路： （1） 分原理圖如下： (2) 用4HEADER期間來代替步進(jìn)電機(jī)在電路中表示，扳動(dòng)八個(gè)開關(guān)可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。四、電路總原理圖及PCB板3.1 電路總原理圖：3.2 PCB板五、學(xué)習(xí)心得還清楚的記得2010年11月份參加星火杯的時(shí)候，在網(wǎng)上找了一個(gè)基于51單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示俄羅斯方塊的電路圖，當(dāng)時(shí)還想著自己怎么才能也畫一個(gè)復(fù)雜的電路圖，這個(gè)學(xué)期一開始，終于接觸了protel這個(gè)EDA工具，在基本關(guān)于protel入門和pcb板

10、的制作的資料以及一些網(wǎng)上的資料的幫助下，經(jīng)過幾個(gè)月的的學(xué)習(xí)，終于漸漸熟悉了protel99SE中一些常用功能，并對這個(gè)軟件有了一些漸漸的了解。在制作電路原理圖的時(shí)候，遇到一些問題，比如有一些元件是元件庫里面沒有的，我只好自己制作一個(gè)新的元件庫，把需要的元件畫好，加上封裝就可以用了，在制作原理圖的同時(shí)，我也想到，下次制作原理圖較復(fù)雜、特殊元件種類較多的時(shí)候，可以制作一個(gè)專門的原理圖元件庫，制作好所有的元件，這樣畫圖的時(shí)候就方便放置元件了。在制作pcb板時(shí)，要確保原理圖中所有的器件的網(wǎng)絡(luò)連接都正確。原理圖中器件的編號最好通過自動(dòng)來設(shè)定。在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表時(shí)要打開PCB庫文件和自己作的PCB庫文件，否則將出現(xiàn)很多“器件封裝沒有發(fā)現(xiàn)”的錯(cuò)誤。在原理圖檢查沒有發(fā)現(xiàn)電器連接錯(cuò)誤后，將其轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)表。 通過這么久得實(shí)際操作，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)protel不能紙上談兵，要注重實(shí)際操作，最然遇到了很多問題，但是經(jīng)過查閱資料