微机原理与接口技术课程设计2.docx

1、微机原理与接口技术课程设计2课程设计说明书课程设计名称： 微机原理与接口技术课程设计 课程设计题目： 加密卡 学 院 名 称： 信息工程学院 专业：计算机科学与技术 班级： 080613 学号： 姓名： 评分： 教师： 叶水生、蔡虹 20 11 年 7 月 6 日一、课设选题及功能说明1.1课程设计题目: 加密卡1.2 课程设计任务 （1） 通过微机ASI总线，对设计的“机密卡”进行软件加密信号比较，实现对软件使用权的保护。二、原理图设计2.1 原理设计 首先在2732中，主要有8根数据线和12根片内地址线，这些线要接到ISA插槽中的相应的数据线和地址线上。对于2732的控制线，OE#和 CE

2、#接到74LS138的Y0#，用来实现芯片选择。低电平有效。芯片译码部分。根据要求，这里地址范围选择的是E8000H-EFFFFH，根据所选的2732芯片为4K*8位的，因此需要12根地址线作为片内地址，即A0-A11。而根据地址范围，A12、A13、A14、A16为高电平，A15为低电平，故使A12、A13、A14、A16四根地址线通过3片与门和一片非门连接到译码器的E1使能端上。因为A15为低电平，则把它通过一片非门接到译码器的E2使能端。因为把B0为低电平，A11为高电平，则通过一片非门和一片与门接到译码器的E3使能端。对于剩下的A17、A18、A19三根地址线连接到74LS138译码器

3、的A、B、C端，通过这三根地址线的变化来选中相应的芯片。2.2 原理图如下：本设计要求通过ISA总线设计加密卡，电路原理图如图1所示：1. 绘制电路原理图前要先加载各个元件库：在上面选择相关的元件库后，就可以在绘制界面上进行原件放置了。2. 在画好电路图之后，就要对相关的原件进行PCB板原件设置。以74LS138为例，因为74LS138有16个引脚，所以在PCB中选择DIP16，如图所示：同理，相关的2732也是用同样的DIP24.在图中。由于有多个与非门，为了在PCB板中原件更加简洁，则在原理图绘制时用的是74LS08代替AND，四个与门分别设置为part1、2、3、4，名字设为一样的，则四

4、个与门在绘制PCB板的时候就会在一起，而不是分成四个独立的原件：原件设置完成后则进行电气化检查，检查无误后（如下所示）则可以创建网络表了：创建网络表后则可以开始绘制PCB板子了。三、印刷电路图设计3.1印刷电路图设计 根据电路原理图设计印刷电路板图，设计中涉及：ISA总线，译码器74LS138,EPROM芯片2732。在确定了电路和元件之后，就可以开始设计印刷电路图了。设计的基本方法和步骤如下：（1） 确定印刷电路板尺寸大小。根据ISA总线的尺寸、元器件的数量和预计布线的复杂度等初步确定印刷电路板尺寸。（2） 确定印刷电路层次。由于ISA设计插卡，ISA插座信号分为A、B两面，所以采用双面板。

5、（3） 印刷电路板和外部信号连接。一是严格按照ISA总线连接，二是从2732中的数据流出。（4） 元器件布局。各组件排列，分布要均匀和合理。不仅要从美观，整齐和结构严谨的工艺要求，而且要从抗干扰的角度仔细考虑磁场兼容性、走线短、交叉少和取耦等方面处理。（5） 信号连接。由于本次实验元器件很少，故采用的是手动布线方法设计。布线中应该注意以下原则： 同一层面信号线不能短路。如果会出现交叉的情况，可用穿孔的办法解决。 两个层面布线纵横相交。在顶层用竖线，底层就尽力选择横线，这样便于检查。 线条宽窄和线条间距要适中。孔与线。线与线要有一定的距离。3.2印刷电路图步骤如下：相关的PCB板子的设置和布线等

6、工作由相关的组员进行操作。最终的结果图如下图所示：布线结束后，相关的仿真程序则由本人进行编写，大致的代码如下所示：加密卡验证程序DATA SEGMENT ;定义菜单选项MENV DB 1. 欢迎光临 2.谢谢再次光临 DB “3.您好，老朋友，0再见！” DB 请选择：$ERRMSG DB 选择有误，请重新选择！$ ；定义出错时候的显示信息SEL DB 100dup(?) SEL0 DB 100dup(?) ；保存从2732中E8000H读出对应数据SEL1 DB 100dup(?) ；保存从E8008H读出的对应数据SEL2 DB 100dup(?) ；保存从E8011H读出的对应数据SEL

7、3 DB 100dup(?) ；保存从E8019H读出的对应数据DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME DS:DATA,CS:CODESTART MOV AX,DATA MOV DX,AXAGAIN LEA DX,MENV ；显示菜单 MOVE AH,9 INT 21H MOV AH,1 INT 21H CMP AL,0 ；用户非法输入，在0-3以外的数 JB ERROR JA ERROR LEA BX,BRATAB SUB AL,30H SHL AL.1 XOR AH,AH ADD BX,AX JMP BX ；实行菜单选项对应功能ERROR : MOV DX,OFFSET

8、ERRMSG ；非法信息显示 MOV AH,9 INT 21H JMP AGAINBRATAB: JMP SHORT,A0 ；转移表 JMP SHORT,A1 JMP SHORT,A2 JMP SHORT,A3A0: MOVSI,E8000H ；显示0 BYEBYE MOV CX,8 L0: MOV SEL0,SI ADD SI,1 LOOP L1 JMP SEL JZ ERROR MOV AH,9 INT 21H JMP A1 :MOV SI,E8008H ；显示1 WELCOME MOV CX,9 L2:MOV SEL1,SI ADD SI,1 LOOP L2 CMP SEL JZ ERR

9、OR MOV AH,9 INT 21H JMP AGAINA2: MOV SI,E8011H ；显示2 THANKS MOV CX,8 L2:MOV SEL2,SI ADD SI,1 LOOP L2 CMP SEL JZ ERROR MOV AH,9 INT 21H JMP AGAINA3:MOV SI,E8011H ；显示3 HOW ARE YOU MOV CX,11 L3:MOV SEL3,SI ADD SI,1 LOOP L3 CMP SEL JZ ERROR MOV AH,9 INT 21H JMP AGAINDONE: MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDS END

10、START2732内存储的数据：E8000H 0BYEBYE$E8008H 1WELCOME$E8011H ZTHANKS$E8019H 3 HOW ARE YOU $ 四、调试分析4.1硬件测试（1）问题：在实现芯片译码时，A12、A13、A14、A16为高电平，与E1#连接，但是用了三个与门后，直接与E1#连接了，导致地址范围不是E8000H-EFFFFH。 解决：加一个非门，这样地址范围就是实验所要求范围了。在74LS138的E2#也是低电平有效，故与此连接的地址线也应该是低电平。（2）问题：在设计PCB板的时候，由于芯片的位置摆放不合理，故在布局之后的布线不是很整齐和结构也不是很严谨。

11、 解决：重新按照印刷电路图设计要求，合理布局。4.2软件测试（1）问题：在ADD SI,2指令中，由于2732是只有8位数据线，一次读出的是一个字节，而不是一个字（16位）。 解决：修改为ADD SI,1。每一次从2732读出数据均为8位。 （2）问题：设计2732中存储的数据时候，从E8000H 开始的空间存储的是0BYEBYE$，但在MOV CX,7.少计算了$. 解决：用将其改为MOV CX,8.循环的次数为8次。这样用9号功能的时候才正确能显示出从2732中读出的数据。 五、用户使用说明该加密卡设定其目的是为保护软件版权。用户在购买软件时，会附带对应的加密卡。在运行该软件的时候，只需将

12、其加密卡插入电脑主板的空余ISA插槽，软件即可正常运行。六、小结 在过本次课程设计中，通过一个实际的ISA总线插卡设计和调试，对课本知识进行了实际的运用。例如2732,74LS138,，ISA总线等。在最初拿到题目的时候，因为从来没有做过软件和硬件结合的课设，感到有点无从下手。最后在老师的知道下，通过查阅资料，独立完成了电路原理图，PCB图，验证程序的设计。本次课设的主要收获有：1、 通过自学，熟悉和掌握了Protel 99se的是用；2、 对ISA总线有了更深入的理解；3、 理解了汇编语言编程和硬件结合的基本方法；虽然是一次简单的加密卡电路设计，也没有遇见很多复杂的问题，但是通过小组合作，独立完成了一次较为完整的软件和硬件的设计，很有成就感。 参考文献1. 戴梅萼、史嘉权编著，微型计算机技术及应用第三版， 清华大学出版社，2003年版；2. 肖玲妮、袁增贵编著,Protel 99 SE 印刷电路板设计教程，清华大学出版社，2003年版；3. 郑初华、赵文龙等：汇编语言、微机原理及接口技术电子工业出版社，2006年第二版；