微原课设—8088最小系统.doc

1、微机原理课程设计学院： 机电工程学院专业： 自动化班级： 学号：姓名：- 1 -目录一 电路总体设计2二 电路各部分原理图设计42.1 8088 最小方式系统 42.2 存储器的设计 62.3 8 位 AD 变换接口电路 82.4 8 位 DA 变换接口驱动直流电机 112.5 步进电机控制电路142.6 键盘和显示电路16三 最小系统 PCB 版图设计18四 总结18- 2 -概述本系统采用 8088 位处理器工作在最小方式系统下，采用8282、8286、8284 构成了最小系统，形成总线逻辑。采用 2764和 6264 构成了 16KB 的 ROM 和 16KB 的 RAM。在此基础之上，

2、分别实现了一系列接口逻辑，包括采用 0809 实现 8 位的温度采集接口，采用 0832 实现直流电机的控制，采用 8255 和 8253 实现步进电机的控制，并设计了键盘和显示逻辑。最后，运用Protel 99SE 的自动布线功能，完成了最小系统的 PCB 版图设计。- 3 -一 电路总体设计一、课程设计的要求本系统完成的功能如下：（1）用 8088 构成最小系统（2）用 0809 组成 8 位温度 AD 变换接口电路（3）用 0832 组成 8 位 DA 变换接口电路驱动直流电机（4）用 8255 和 8253 组成步进电机控制电路（5）键盘与显示功能二、系统的总体组成下面给出了系统的总体

3、框图如下：1 处理器芯片选用 8088，当 8088 的 MN/MX 引脚接+5V 电压时，8088 工作在最小方式下。 时钟发生器采用 8284A 芯片 主微处理器 CPU 选用 8088 芯片 总线锁存器采用 74LS373，用 ALE 的下降沿锁存。由于 8088 中地址线有 20 条，所以地址锁存要三个 8282。- 4 - 数据收发器用来对数据进行缓冲和驱动，并控制数据发送和接收方向，向 CPU传送 IO 的数据或向 IO 传送 CPU 提供的数据。同样由于 8088 中数据线只有 8 条，所以数据收发器只要一个 8286 就可以了。 地址译码器采用 74LS138，用地址线的高三位

4、（即 A19、A18、A17 三位）。译码输出 Y0-Y7，共可以控制 8 个 I/O 芯片在最小方式下，8088CPU 会直接产生全部总线控制信号。2）只读存储器采用 ROM 芯片 2764（或 27128），随机存储器 6264（或 62128）3）A/D 转换采用 0809 芯片4）用 0832 D/A 转换芯片的模拟信号去驱动直流电机5）8253+8255 去控制步进电机6）显示器控制电路7）键盘控电路8）时钟电路、加电复位和复位电路。9）地址分配ROM: 0000H3FFFHRAM: 8000H-BFFFHAD: 00H07HDA: 40H41H键盘相关：100H103H显示相关：1

5、40H141H步进电机相关：200H207H功能描述：在最小方式下，8088CPU 产生全部总线控制信号，由 2764 和 6264 构成了 16KB 的ROM 和 16KB 的 RAM，在此基础上，分别实现接口逻辑， 本系统采用 8088 位处理器工作在最小方式系统下，采用 8282、8286、8284 构成了最小系统，形成总线逻辑。采用(8k)2764 和(8k)6264 构成了 16KB 的 ROM 和 16KB 的RAM。在此基础之上，分别实现了一系列接口逻辑，包括采用 0809 实现 8 位的温度采集接口，采用 0832 实现直流电机的控制，采用 8255 和 8253 实现步进电机

6、的控制，并设计了键盘和显示逻辑。最后，运用 Protel 99SE 的自动布线功能，完成了最小系统的 PCB 版图设计。- 5 -二 电路各部分原理图设计2.1 8088 最小方式系统8088 芯片介绍引脚如下图: 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 13-Jun-2009 Sheet of File: D:我我我我micro_computerm_c.ddb Drawn By:AD016 A8 8AD115 A9 7AD214 A10 6AD313 A11 5AD412 A12 4AD511 A13 3AD610 A1

7、4 2AD79 A15 39A16/S3 38NMI17 A17/S4 37INTR18 A18/S5 36A19/S6 35RD32 S0/DEN 26WR/LOC29 S1DT/R 27HOLD31 S2IO/M 28HLDA30 ALEQS0 25MN/MX33 INAQS1 24SSO34TEST23 CLK 19READY22 RESET 21U?80888088 的 MN/MX 信号线接至5V 时，系统就处于最小工作模式，即单处理器系统方式，它适合与较小规模的应用。8088 最小模式典型的系统主要由 8088CPU 时钟发生器 8284、地址锁存器 8282 及数据总线收发器 82

8、86 组成。由于地址与数据、状态线分时复用，系统中需要地址锁存器。地址锁存信号 ALE 控制 8282 的 STB，用 8282 锁存器产生地址总线；用8286 收发器产生缓冲的数据总线。8088 的 DEN 信号作为 8286 的输出允许信号面，仅当DEN 为低电平时，允许数据经 8286 进行传送；8088 的 DT/R 信号用来控制数据传送的方向，接至 8286 的引脚 T。当 DT/R1 时，CPU 向数据总线发送数据，当 DT/R0 时，则CPU 接收来自系统总线上的数据。数据线连至内存及 I/O 接口，需用数据总线收发器作驱动。在控制总线一般负载较轻，不需要驱动，故直接从 8088

9、 引出。8088 工作与最小模式，此时 8088CPU 提供所有的总线控制信号，以实现与 存储器、I/O 接口的选择。在最小组态- 6 -时，系统总线可分为几个基本部分：地址总线、数据总线、控制与状态信号、中断与 DMA信号。最小模式下，引脚的信号功能如下。INTA：中断响应信号输出，低电平有效。用与对外设的中断请求作出响应。8088 的 INTA信号实际上是 CPU 响应外设中断申请时，发出两个连续的负脉冲，其第一个负脉冲是通知外设端口，它发出的中断请求已获允许；外设接口收到第二个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而使 CPU 得到该中断请求的详细信息。ALE：地址锁存允许信号，输出，高

10、电平有效。该信号是 8088 提供给地址锁存器的控制信号。DEN：数据允许信号，输出，低电平有效。给信号为收发器提供一个控制信号，DEN 有效时，表示 CPU 当前准备发送或接受一个数据。在 DMA 方式时，被置为高阻状态。DT/R：数据发送/接收信号，输出。该信号用来控制数据总线收发器的传送方向。当DT/R 高电平时，CPU 向内存或 I/O 端口发送数据；当 DT/R 为低电平时，CPU 从内存或 I/O端口接收数据。在 DMA 方式时，DT/R 被置为高阻状态。IO/M：存储器输入/输出控制信号，输出。该信号作为区分 CPU 进行存储器访问还是输入/输出访问的控制信号。当 IO/M 为高

11、电平时，表示 CPU 正与存储器之间进行数据传送；当IO/M 为低电平时，表示 CPU 正与输入/输出设备之间进行数据传送。在 DMA 方式时，IO/M 被置为高阻状态。SSO：系统状态信号，输出，低电平有效。该信号对 8088 的 34 脚。SSO 与IO/M、 DT/R 的组合及对应的操作见下表。M/IO DT/R SSO 操作1 0 0 中断响应 1 0 1 读 I/O 端口1 1 0 写 I/O 端口1 1 1 暂停（Halt） 0 0 0 取指令操作码0 0 1 读存储器0 1 0 写存储器0 1 1 无源- 7 -WR：写信号，输出，低电平有效。当该信号有效时，表示 CPU 当前正

12、在进行存储器或 I/O端口写操作。到底为哪种写操作，则由 WR 信号决定。在 DMA 方式时，该信号被置为高阻状态。HOLD：总线保持请求信号，输入。当 8088 系统中 CPU 之外的另一个主模块要求选用总线时，通过该信号向 CPU 发出一个高电平的总线保持请求信号。HLDA：总线保持响应信号，输出。当 CPU 接收到 HOLD 信号后，便发出高电平有效的 HLDA信号给以响应，此时，CPU 让出总线控制板，发出 HOLD 请求总线主设备获得总线的控制权。8088 工作于最小模式，如前所述，由于 8088 地址线和数据线有一部分是复用的，工作于最小模式时，必须外部配置锁存器 8282 共 3

13、 片，总线收发器 8286 1 片和外部时钟芯片，才能组成三组系统总线，控制信号是 CPU 直接发出的。外加芯片配置后，其低 8 位地址线已被分离出来，地址线为 A19A0，控制线包括 IO/M、WR、RD 等控制信号。综上所述，我们可以画出 8088CPU 最小系统图，如下图所示。- 8 -1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 13-Jun-2009 Sheet of File: D:我我我我micro_computerm_c.ddb Drawn By:AD0 16A88 AD115A97 AD2 14A106AD3

14、13A115 AD412A124 AD5 11A133AD6 10A142 AD79A1539A16/S338 NMI17A17/S437 INTR 18A18/S536A19/S635RD 32S0/DEN26 WR/LOC29S1DT/R27 HOLD 31S2IO/M28HLDA 30ALEQS025 MN/MX33INAQS124 SSO 34TEST 23CLK19 READY22RESET21 U28088F/C 13READY5 EFI 14CLK8CSYNC 1PCLK2 ASYNC 15OSC12RESET10 X1 17X2 16RDY14 RDY26AEN13 RES 1

15、1AEN27U18284A0 1B019 A1 2B118A2 3B217 A3 4B316A4 5B415 A5 6B514A6 7B613 A7 8B712OE 9T 11U48286DI01 DO0 19DI12 DO1 18DI23 DO2 17DI34 DO3 16DI45 DO4 15DI56 DO5 14DI67 DO6 13DI78 DO7 12OE9 STB11U38282DI01 DO0 19DI12 DO1 18DI23 DO2 17DI34 DO3 16DI45 DO4 15DI56 DO5 14DI67 DO6 13DI78 DO7 12OE9 STB11U58282

16、DI01 DO0 19DI12 DO1 18DI23 DO2 17DI34 DO3 16DI45 DO4 15DI56 DO5 14DI67 DO6 13DI78 DO7 12OE9 STB11U68282C1CAPR2RES2R3RES2S1SW-PBR1RES2Y1CRYSTALD1DIODEVCCGNDGNDA19/S6A18/S5A17/S4A16/S3AD15A14A13A12A11A10A9A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7A8A9A10A11A12A13A14A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6AD1A

17、D0AD2AD3AD4AD5AD6AD7 A15INAIO/MTESTSSOMN/MXHLDAHOLDWRRDREADYINTRNMIREADYTESTSSOMN/MXHLDAWRHOLDRDINAIN/MD7D6D5D4D3D2D1D0A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0READYTESTIN/MINAHOLDSSOMN/MXHLDAWRRDIO/M2.2 存储器的设计1 有关芯片介绍1) 静态存储器 62641 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 14-J

18、un-2009 Sheet of File: D:我我我我micro_computerm_c.ddb Drawn By:A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CS120CS226WE27OE22D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?6264A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE20OE22PGM27VPP1D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?2764- 9 -Intel 6264 是 8

19、K 8 SRAM，单一的+5V 电源，所有的输入端和输出端都与 TTL电路兼容。它的电路原理图逻辑符号如图所示。其中，A0A12 为 13 根地址线，D0D7 为 8 位数据线。/CS1 和 CS2 为片选信号，当两个片选信号同时有效时，即/CS1=0， CS2=1 时，才能选中芯片。/OE 为输出允许信号，只有在 /OE=0 时，即其有效时，才允许该芯片将某单元的数据送到芯片外部的 D0D7 上。/WE 为写信号，当 /WE=0 时，允许将数据写入芯片，当/WE=1 时，允许芯片的数据读出。2） EPROM27642764EPROM 存储器容量为 64K，结构为 8K*8。其中，13 条地址

20、线 A0A12,8 条数据线 D0D7。/CE 和/OE 为控制信号有片选引脚，低电平有效时，分别选中芯片和允许芯片输出数据。2764 的编程由编程控制引脚/PGM 和编程电源 Vpp 控制，在编程时，对引脚加较宽的负脉冲；在正常读出时，该引脚应该无效。在正常工作时，要求 Vpp 接+5V；在编程状态时，要求 Vpp 接+25V 作为编程电压。2 存储器电路及译码电路设计8088 最小系统中，地址总线为 A0A19，数据总线 D0D7,对 SRAM 的控制信号有/WR,/RD,IO/M。当 IO/M 为低电平时，表示 cpu 对存储器传送数据。/RD 为读信号，低电平有效，/RD 有效时表明

21、cpu 正在执行从存储器或 IO 口的输入操作数据。/WR 为写读信号，低电平有效，/WR 有效时表明 cpu 正在执行从存储器或 IO 口的输出操作数据。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 14-Jun-2009 Sheet of File: D:我我我我micro_computerm_c.ddb Drawn By:A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CS120CS226WE27OE22D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7

22、 19U?6264A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE20OE22PGM27VPP1D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?2764- 10 -在该设计中选用的 ROM 模块芯片为 EPROM2764，容量为 8K*8。RAM 模块芯片为SRAM6264，容量为 8K*8。系统要求由 16KB 的 ROM 和 16K 的 RAM 组成。16KB的 ROM 需要两片 2764 芯片，16K 的 RAM 需要两片 6264 芯片。下图给出了 8088 最小系统组成的 16K 的 ROM 和 1

23、6K 的 RAM 存储器逻辑图。图中 U1 和 U2 两片 2764 构成 16K 的 ROM 模块；U3 和 U4 两片 6264 组成 16K 的 RAM 模块。地址总线 A0A12作为片内地址分别连接到 U1，U2 ，U3 和 U4 的相应地址线引脚上。数据线 D0D7 作为分别连接到 U1，U2，U3 和 U4 的相应数据线引脚上。读信号/RD 连接到U1，U2，U3 和 U4 的/OE 引脚上，写信号/WR 连接到两片 6264 芯片的/WE 引脚上。6264 选引脚 CS2接+5V。4 个芯片的片选信号由 74LS138 译码器产生。存储器电路原理图如下：1 2 3 4 5 6AB

24、CD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 13-Jun-2009 Sheet of File: D:我我我我micro_computerm_c.ddb Drawn By:A1 B2C3E14 E25E36Y0 15Y1 14Y2 13Y3 12Y4 11Y5 10Y6 9Y7 7U?74ALS138A010 A19A28 A37A46 A55A64 A73A825 A924A1021 A1123A122CE20 OE22PGM27 VPP1D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?2764A010 A19A2

25、8 A37A46 A55A64 A73A825 A924A1021 A1123A122CE20 OE22PGM27 VPP1D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?2764A010 A19A28 A37A46 A55A64 A73A825 A924A1021 A1123A122CS120 CS226WE27 OE22D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?6264A010 A19A28 A37A46 A55A64 A73A825 A924A1021 A1123A122CS120 CS226WE27 OE22

26、D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?6264VCCIO/MRDWRVCCVCC VCCVCCD0-D7A0-A152.3 8 位 AD 变换接口电路1 有关芯片介绍ADC0809 的引脚定义如右图所示。共有 28 个引脚，其中：D0 D7：:输出数据线；IN0IN7：8 路模拟电压输入端；ADDA，ADDB，ADDC：路地址输入；ADDA：最低位；ADDC：最高位；1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 14-Jun-2009 Sheet of File: D:我我我我mic

27、ro_computerm_c.ddb Drawn By:IN-026 msb2-1 212-2 20IN-127 2-3 192-4 18IN-228 2-5 82-6 15IN-31 2-7 14lsb2-8 17IN-42EOC 7IN-53ADD-A 25IN-64 ADD-B 24ADD-C 23IN-75ALE 22ref(-)16 ENABLE 9START 6ref(+)12 CLOCK 10U?ADC0809- 11 -START：启动信号输入端ALE：路地址锁存信号，用来锁存 ADDAADDC 路地址，上升沿有效；EOC：变换结束状态信情号，高电平表示次变换结束；OE：读允许

28、信号，高电平有效；CLK：时钟输入端；Vref（+ ），Vref（- ）：参考电压输入端；Vcc：5V 电源输人；GND：地。ADC0809 的时钟为 10KHz1.2MHz。在时钟频率为 640KHz 时，其变换时间为100us。ADC0809 的工作时序如下图所示。由图可以看到，在进行 A/D 变换时，路地址应先送到 ADDAADDC 输入端。然后在 ALE 上输入端加一个正跳变脉冲，将路地址锁存到 ADC0809 内部的路地址寄存器中。这样，对应路的模拟电压输入就和内部变换电路接通。为了启动变换工作序列，必须在 START 端加一个负跳变信号。此后变换工作就开始进行，标志 ADC0809

29、 正在工作的状态信号 EOC 由高电平(闲状态)变成为低电平( 工作状态 )。一旦变换结束，EOC 信号就又由低电平变成高电平。此时只要在 OE 端加一个高电平，即可打开数据线的三态缓冲器，从 D0D7 端数据线读得一次变换后的数据。2 原理图设计设计原理图如下：- 12 -123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Jun-2009Sheet of File:D:我我我我micro_computerm_c.ddbDrawnBy:IN-026msb2-1212-220IN-1272-3192-418IN-2282-582-615

30、IN-312-714lsb2-817IN-42EOC7IN-53ADD-A25IN-64ADD-B24ADD-C23IN-75ALE22ref(-)16ENABLE9START6ref(+)12CLOCK10U?ADC0809123 U?A74ALS02123 U?A74ALS02 123 U?A74ALS02A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U?74LS13812 3U?A74HC125CS1CS2A3A4A5D0D1D2D3D4D5D6D7D012456U?A74ALS22A6A7A8A9GND123U?A74ALS09123U?A7

31、4ALS09IO/MRD WRA0-A9D0-D7GNDVCCA0A1A22.4 8 位 DA 变换接口驱动直流电机1 相关芯片与器件介绍1）数模变换器 0832DAC0832 是 8 位 D/A 转换器，它采用 CMOS 工艺制作，具有双缓冲器输入结构，其引脚排列如图所示，DAC0832 各引脚功能说明：1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 14-Jun-2009 Sheet of File: D:我我我我micro_computerm_c.ddb Drawn By:Vcc20Iout111 lsbDI0 7Iout2

32、12 DI1 6DI2 5Rfb9 DI3 4DI4 16Vref8 DI5 15DI6 14msbDI7 13ILE19 WR218 CS 1WR12 Xfer 17U?DAC0832- 13 -DI0DI7：转换数据输入端。CS：片选信号输入端，低电平有效。ILE：数据锁存允许信号输入端，高电平有效。WR1：第一写信号输入端，低电平有效，Xfer：数据传送控制信号输入端，低电平有效。WR2：第二写信号输入端，低电平有效。Iout1：电流输出 1 端，当数据全为 1 时，输出电流最大；当数据全为 0 时，输出电流最小。Iout2：电流输出 2 端。DAC0832 具有：Iout1+Iout2

33、=常数的特性。Rfb：反馈电阻端。Vref：基准电压端，是外加的高精度电压源，它与芯片内的电阻网络相连接，该电压范围为：-10V+10V。VCC 和 GND：芯片的电源端和地端。DAC0832 内部有两个寄存器，而这两个寄存器的控制信号有五个，输入寄存器由ILE、CS、WR1 控制，DAC 寄存器由 WR2、Xref 控制，用软件指令控制这五个控制端可实现三种工作方式：直通方式、单缓冲方式、双缓冲方式。三种工作方式区别是：直通方式不需要选通，直接 D/A 转换；单缓冲方式一次选通；双缓冲方式二次选通。2）直流伺服电机直流伺服电机的工作原理与一般直流电动机的工作原理市完全相同。他激直流电机转子上

34、的载流导体（即电枢绕组）在定子磁场中受到电磁转矩的作用，使电机转子旋转。由直流电机的基本原理分析得到：n=(u-IaRa)/Ke式中：n电枢的转速， r/minu电枢电压Ia电机电枢电流Ra电枢电阻Ke电势系数 由上式可知，调节电机的转速有三种方法： 改变电枢电压 u。调速范围较大，直流伺服电机常用此方法调速。 变磁通量（即改变 Ke 的值）。改变激磁回路的电阻 Rf 以改变激磁电流 If。可以打到改变磁通量的目的；调磁调速因其调速范围较小常常作为调速的辅助方法，而主要的调速方法是调压调速。若采用调压与调磁两种方法互相配合，可以获得很宽的调速范围，又可充分利用电机的容量。 在电枢回路中串联调节

35、电阻 Rt，此时有n=u-Ia(Ra+Rt)/Ke- 14 -由上式可知，在电枢回路中串联电阻的办法，转速只能调低，而且电阻上的铜耗较大，这种办法并不经济。最常用的是调压调速系统，即 1（改变电枢电压）.3）电路原理图设计0832 的 DI0DI7 接到数据总线 D0D7 上，WR1 接到控制总线的 WR 上，片选端接到译码器上进行片选控制。Iout1 和 Iout2 经 LM324AD 和复合晶体管放大后驱动直流电机的运转。由上图可以看出，只要加上-12V 参考电压，LM324AD 运放采用+12V 电源，则可以输出 012V 电压。利用程序可以控制电机的启动和转速，显然，电机只能一个方向转

36、动。由于 D/A 变换器的输入可以从 00H 到 FFH，从而使运放的输出线性变化从 0V 到+12V，从而可以根据要求，利用该输出，控制电机工作在相应速度上。电路原理图如下：- 16 -123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Jun-2009Sheet of File:D:我我我我micro_computerm_c.ddbDrawn By:Vcc 20Iout111lsbDI07Iout212DI16DI25Rfb9DI34DI416Vref8DI515DI614msbDI713ILE19WR218CS1WR12Xfer1

37、7U?DAC0832A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U?74LS138D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A21 2 1312U?A74ALS2712U?A74ALS05A9A8A7123U?A74LS2123U?A74LS32A3A4 A5A6123U?A74LS09IO/MWR3 218 4U?A14583 218 4U?A1458R?RES2R?RES2R?RES2VCC-VCC-VCCVCCVCCD0-D7A0-A9A- +MG?MOTORSERVOvcc- 17 -2.5 步进电机控制电路1）器件介绍步进电机是机电一体化的

38、关键部件之一，被广泛应用于需要精确定位、同步、行程控制等场合。本设计所采用的是国产 20BY-0 型步进电机，它使用+5V 直流电源，步距角为 18 度。电机线圈由四相组成，即 A、B、C、D 四相，驱动方式为二相激磁方式，电机示意图和各线圈通电顺序如图 1 和表 4.1 所示：图 1 步进电机原理图表 1相顺序 A B C D0 1 1 0 01 0 1 1 02 0 0 1 13 1 0 0 1相顺序从 0 到 1 称为一步，电机轴将转过 18 度，01234 则称为通电一周，转轴将转过 72 度，若循环进行这种通电一周的操作，电机便连续的转动起来，而进行相反的通电顺序如 4321 将使电

39、机同速反转。通电一周的周期越短，即驱动频率越高，则电机转速越快，但步进电机的转速也不可能太快，因为它每走一步需要一定的时间，若信号频率过高，可能导致电机失步，甚至只在原步颤动。2）电路原理图设计因采用了 PC 机和 PC 总线接口应用平台，硬件电路相对简单，除利用了 PC 机本身资源外（如中断资源），还利用了平台上的 8253 计数/定时器、8255 并行接口单元，再加上外围驱动电路，便构成可步进电机控制电路，硬件原理图下图：- 18 -123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Jun-2009Sheet of File:D:

40、我我我我micro_computerm_c.ddbDrawn By:D08OUT010D17GATE011D26CLK09D35D44D53D62OUT113D71GATE114CLK115CS21RD22WR23OUT217A019GATE216A120CLK218U?8253D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710RD5WR36A09A1

41、8RESET35CS6U?8255A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U?74LS138M?MOTOR STEPPERA0A1A0A1123U?A74ALS09123U?A74ALS0912U?A74ALS05RDIO/MWR12U?74ALS05A2A3A4121312U?A74ALS27123U?A74ALS3212U?A74ALS05A9A8A7A6A5D0-D7A0-A9RESETCLK IRQ12U?A74ALS0412U?A74ALS041 2U?A74ALS041 2U?A74ALS04- 19 -2.6 键盘和显示电路1）器

42、件介绍在最简单的小的微型机系统中，在控制面板上仅设置几个键。当按键数很少时，常采用三态门直接接口输人的形式，如图所示。图中，采用的三态门可以是前面提到的 74LS244。利用片 244 即可接 8 个按键。由于这种键很少，接口简单，此处不再说明。常用的键盘有两种类型，即编码式键盘和非编码式键盘。编码式键盘包括检测按了哪一个键，并产生这个键相应代码的一些必要硬件(通常这种键盘小有一块单片机作为其控制核心)。非编码式键盘没有这样一些独立的硬件，而分析哪一个键按下，这样的操作是通过接口硬件，井由主处理器执行相应程序来完成的。主处理器需要周期性地对键盘进行扫描，查询是否有键闭合，这样主机效率就会下降。

43、由此可见，两种键盘各有优缺点，前者费硬件，价格较高；后者主机效率低，费时间，但价格低。七段数码显示器如图所示，其工作原理一看等效电路即可明白：当某个发光：极管通过一定的电流（如 510mA）时，该段就发光。控制让某些段发光，某些段不发光则可以显示一系列数字和符号。其接口与显示方式有两种：锁存器静态接口用最简单的锁存器输出接口，再利用 OC 门加以驱动的 LED 接口。动态显示在静态接口显示 LED 时每 1 位 LED 要用一片锁存器。当显示位数比较多时，会要求使用许多锁存器。为了硬件上的简化，可采用动态显示。动态显示的基本思路就是利用人的视觉暂留特性，使每一位 LED 每秒钟显示几十次(例如

44、 50 次)，显示时间 l5ms。显示时间越短，显示亮度越暗。动态显示的优点是节省了锁存译码电路2）电路原理图设计在该设计中，键盘，显示部分采用一片 8255 进行设计。其电路如下：- 20 -123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Jun-2009Sheet of File:D:我我我我micro_computerm_c.ddbDrawnBy:D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB4

45、22PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710RD5WR36A09A18RESET35CS6U?8255R?RES2R?RES2R?RES2R?RES2S?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBS?W-PBS? SW-PBS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBvcab fc gd eDPY 1234567abcdefg 8dpdpDS?DPY_7-SEG_DPab fc gd eDPY 1234567abcdefg 8dpdpDS?DPY_7-SEG_DPab fc

46、gd eDPY 1234567abcdefg 8dpdpDS?DPY_7-SEG_DPab fc gd eDPY 1234567abcdefg 8dpdpDS?DPY_7-SEG_DPD13 Q1 2D24 Q2 5D37 Q3 6D48 Q4 9D513 Q5 12D614 Q6 15D717 Q7 16D818 Q8 19CLK11 CLR1 U?74LS273D13 Q1 2D24 Q2 5D37 Q3 6D48 Q4 9D513 Q5 12D614 Q6 15D717 Q7 16D818 Q8 19CLK11 CLR1 U?74LS273D13 Q1 2D24 Q2 5D37 Q3 6

47、D48 Q4 9D513 Q5 12D614 Q6 15D717 Q7 16D818 Q8 19CLK11 CLR1 U?74LS273D13 Q1 2D24 Q2 5D37 Q3 6D48 Q4 9D513 Q5 12D614 Q6 15D717 Q7 16D818 Q8 19CLK11 CLR1 U?74LS273A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U?74LS138123U?A74ALS02123U?A74ALS02123U?A74ALS02123U?A74ALS02ALEPC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7GNDGNDG

48、NDGND231 U?A74ALS01231U?A74ALS01WR RDIO/MD0-D7A0A1RESETA1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U?74LS138A9A8A7A6A5121312U?A74ALS27A4A3A2121312U?A74ALS27231U?A74LS01123U?A74ALS32A5A4A3 A7A8A9A6A0A1A2- 21 -三 最小系统 PCB 版图设计最小系统的 PCB 版图设计如下：- 7 -四 总结从工程应用出发，本课程设计使我们熟练使用 Protel99 完成微处理器 8088 组成的微机应用系统的设计。正确地设计微处理器 8088 最小系统和应用接口电路，培养我们良好的设计能力和动手能力，为微机软硬件打下良好的基础。心得及其感受：1 通过自学初步掌握了 Protel 99SE 的使用，能过使用其进行简单的电路原理图和 PCB 版图设计。2 通过这次的课程设计，对 8088 微机系统又有更深的理解，尤其是总线的形成，同时对一些常用的芯片也进一步熟悉了如何使用。参考文献1.李伯成 微型计算机原理与接口技术 北京：电子工业出版社 20022.李永山等 微型计算机原理 西安：西安电子科技大学出版社