接口与技术设计.docx

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接口与技术设计

微机原理和接口与技术课程设计

一、设计目的

熟练的应用所学的知识，完成设计要求，系统的

二、设计要求

用接口芯片设计一电路实现控制等的功能

要求：

1、每隔2秒钟发出一个中断；

2、中断完成使8个发光二极管依次循环右移一位；

3、完成8次后向反方向移位。

扩展功能：

间隔时间可设定

三、设计内容和原理

我们使用了8086CPU芯片与8255A芯片一起实现了流水灯闪烁的设计，同时还使用了地址锁存器74LS373芯片和74LS138。

74ls373是常用的地址锁存器芯片，它是一个是带三态缓冲输出的8D触发器，在单片机系统中为了扩展外部存储器，通常需要一块74ls373芯片。

在方案一中，当8086CPU的引脚ALE（地址锁存允许信号，输出，高电平有效，用作地址锁存器74LS373的锁存控制信号）处于下降沿时将8086CPU输出的地址信息进行锁存，以定义8255A的工作方式。

下面先对所用器件的进行简介：

1.地址锁存器74LS373的内部电路与工作原理

引脚功能图

注：

管脚引出端功能符号：

D0～D7数据输入端OE三态允许控制端（低电平有效）

Q0～Q7输出端LE锁存允许端

74LS373三态缓冲输出的8D锁存器（3S,锁存允许输入有回环特性），其输出端Q0～Q7可直接与总线相连，74LS373的LE端直接与8086CPU的ALE信号连接。

1脚是三态允许控制端（OE），是低电平有效。

当1脚是高电平时，不管输入3（D0）、4（D1）、7（D2）、8（D3）、13（D4）、14（D5）、17（D6）、18（D7）如何，也不管11脚（LE锁存允许端）如何，输出2（Q0）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、12（Q4）、15（Q5）、16（Q6）、19（Q7）全部呈现高阻状态（或者叫浮空状态）。

当1脚是低电平时，只要11脚（LE锁存允许端）上出现一个下降沿,输出2（Q0）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、12（Q4）、15（Q5）、16（Q6）、19（Q7）立即呈现输入脚3（D0）、4（D1）、7（D2）、8（D3）、13（D4）、14（D5）、17（D6）、18（D7）的状态。

 11脚是锁存允许端（LE），当LE由高变低时，输出端8位信息被锁存，直到LE端再次有效。

当三态允许控制端OE为低电平时，三态门导通，允许Q0～Q7输出，OE为高电平时，输出悬空。

当74LS373用作地址锁存器时，应使OE为低电平，此时锁存使能端C为高电平时，输出Q0～Q7状态与输入端D1～D7状态相同；当LE发生负的跳变时，输入端D0～D7数据锁入Q0～Q7。

2、74LS138的结构和工作原理

　　74LS138为3线－8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式。

　　其工作原理如下：

①当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（（/E2））和/（E3））为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。

比如：

A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。

　　②利用E1、E2和E3可级联扩展成24线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。

　　③若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。

4.可用在8086的译码电路中，扩展内存。

3、8225的结构和介绍

）与CPU连接部分

　　根据定义，8255能并行传送8位数据，所以其数据线为8根D0～D7。

由于8255具有3个通道A、B、C，所以只要两根地址线就能寻址A、B、C口及控制寄存器，故地址线为两根A0～A1。

此外CPU要对8255进行读、写与片选操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。

各信号的引脚编号如下：

（1）数据总线DB：

编号为D0～D7，用于8255与CPU传送8位数据。

（2）地址总线AB：

编号为A0～A1，用于选择A、B、C口与控制寄存器。

　　（3）控制总线CB：

片选信号、复位信号RST、写信号、读信号。

当CPU要对8255进行读、写操作时，必须先向8255发片选信号选中8255芯片，然后发读信号或写信号对8255进行读或写数据的操作。

　　2）与外设接口部分

　　根据定义，8255有3个通道A、B、C与外设连接，每个通道又有8根线与外设连接，所以8255可以用24根线与外设连接，若进行开关量控制，则8255可同时控制24路开关。

各通道的引脚编号如下：

（1）A口：

编号为PA0～PA7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。

（2）B口：

编号为PB0～PB7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。

　　（3）C口：

编号为PC0～PC7，用于8255向外设输入输出8位并行数据，当8255工作于应答I/O方式时，C口用于应答信号的通信。

　　3）控制器

　　8255将3个通道分为两组，即PA0～PA7与PC4～PC7组成A组，PB0～PB7与PC0～PC3组成B组。

如图7.5所示，相应的控制器也分为A组控制器与B组控制器，各组控制器的作用如下：

（1）A组控制器：

控制A口与上C口的输入与输出。

（2）B组控制器：

控制B口与下C口的输入与输出。

8255管脚

特性

（1）一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口.

（2）具有24个可编程设置的I/O口,即3组8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.它们又可分为两组12位的I/O口,A组包括A口及C口（高4位,PC4~PC7）,B组包括B口及C口（低4位,PC0~PC3）.A组可设置为基本的I/O口,闪控（STROBE）的I/O闪控式,双向I/O3种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定.

引脚功能

　　RESET:

复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。

　　CS:

芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输.

　　RD:

读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。

　　WR:

写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。

　　D0～D7:

三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。

　　8255具有3个相互独立的输入/输出通道端口，用+5V单电源供电，能在一下三种方式下工作。

　　方式0————基本输入输出方式；方式1————选通输入/出方式；方式三————双向选通输入/输出方式；

　　PA0～PA7:

端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。

工作于三种方式中的任何一种；

　　PB0～PB7:

端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。

不能工作于方式二；

　　PC0～PC7:

端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。

端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。

'不能工作于方式一或二。

　　A1,A0:

地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.

　　当A1=0,A0=0时,PA口被选择;

　　当A1=0,A0=1时,PB口被选择;

　　当A1=1,A0=0时,PC口被选择;

当A1=1.A0=1时,控制寄存器被选择.

实验原理：

仿真图：

运行图：

源程序：

CODESEGMENT;

ASSUMECS:

CODE

IOCONEQU8006H;8255控制端口地址

IOAEQU8000H

IOBEQU8002H

IOCEQU8004H

START:

MOVAL,90H;8255的地址

MOVDX,IOCON

OUTDX,AL

MOVAH,07FH;LED初始状态

MOVAL,AH

MOVDX,IOB

OUTDX,AL

MOVBL,0;默认右移

NOP

NOP

NOP

NOP

START1:

MOVAL,0

MOVDX,IOA

INAL,DX;读a端口的数据

MOVDX,IOB

CMPAL,0FEH

JESET1

CMPAL,0FDH

JESET0

CMPAL,0FBH

JESET2

JMPNEXT

STOP:

JMPSTART1

SET2:

MOVBL,2

JMPNEXT

SET1:

MOVBL,1

JMPNEXT

SET0:

MOVBL,0

NEXT:

CMPBL,1

JERIGHT

CMPBL,2

JESTOP

LIFT:

MOVAL,AH

ROLAH,1

JMPLED_OUT

RIGHT:

MOVAL,AH

RORAH,1

JMPLED_OUT

LED_OUT:

MOVCX,40000

DLY:

NOP

NOP

NOP

NOP

NOP

LOOPDLY

OUTDX,AL

JMPSTART1

CODEENDS

ENDSTART

四、心得体会

此次的设计，可以说是一个失败的设计。

完全暴露出我们学习时的缺点，前面的学习是为后面的课程作为基础的。

特别是我们专业，所要学习的东西。

汇编语言，对于此门课的重要性，以及以后的单片机的重要性。

从来没有这么的渴望学好一门知识，自己的知识的贫瘠，无法来表达自己的思路，真的是一件很难受的事情。

尽管有着很好的思路，但是对汇编语言的熟练度的欠缺，使得自己只是可以看着，却不能去完成东西。

尽管后来的时候，自己去看书，但是当我光看那一片的时候根本不能将所有的东西穿连到一起，来使自己完成这个设计。

这是一个很基础的题目，主要的是8086、8255和8259的一个综合性的设计应用。

由8086来完成数据的判断处理，8255来进行数据的输入输出，74ls373和8255进行编译，来使程序进行完成。

参考书目：

1、微型计算机技术和应用戴梅萼、史嘉权编著

2、汇编语言程序设计沈美明、温东婵编著