微機原理課程設計課程設計----微機內存擴充卡

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課程設計名稱： 微機原理與接口技術課程設計 </p><p>　　課程設計題目： 微機內存擴充卡 </p><p>　　學 院 名 稱： 信息工程 </p><p&g

2、t;　　20 12 年 5 月 3 日</p><p><b>　　微機內存擴充卡</b></p><p>　　1 設計選題及功能說明</p><p>　　設計選題：微機內存擴充卡</p><p>　　課題要求及功能說明：</p><p>　?。?）通過ISA總線設計內存擴充卡，假

3、設微機內存空間C8000H-EFFFFH為保留空間，現(xiàn)在要求用SRAM擴充64K內存，本次設計擴充的是D0000H-DFFFFH的空間。</p><p>　?。?）測試程序根據(jù)用戶的輸入選中本擴充卡中某個存儲器芯片，然后往其中寫入數(shù)據(jù)，最后讀出并且與輸入的數(shù)據(jù)比較，判斷是否出了錯誤。</p><p><b>　　2 硬件電路設計</b></p><

4、p>　　硬件電路采用Protel Technology 公司的CAD工具Protel 99 進行設計。</p><p>　　2.1芯片介紹與選擇</p><p>　　本次課設涉及到的芯片有與門74LS08、或門74LS32、存儲器6264和譯碼器74LS138，另外還有ISA總線接口部分。</p><p><b>　　6264</b>&l

5、t;/p><p>　　本次課設要擴充64KB的容量，需要用到8片6264來字擴展；</p><p>　　6264有兩個片選信號（20腳的/CS1和26腳的CS2），這里/CS1接到了74LS138的相應譯碼輸出端，CS2接了高電平；</p><p>　　6264還有兩個特殊的信號，即/OE和/WE，它們分別是6264的輸出使能端和寫使能端，這里將它們分別接到了ISA接口

6、的/MEMR和/MEMW；</p><p>　　6264還有其他的引腳，如D0~D7數(shù)據(jù)線、A0~A19地址線等等。</p><p><b>　　74LS138</b></p><p>　　74LS138是3-8譯碼器，因為這里要擴充的地址范圍為D0000~DFFFF，A19至A16都固定了，而6264片內有13位地址，因而74LS138的3個

7、地址輸入端分別接了A15、A14、A13，至于其他的G1、/G2A、/G2B則由固定地址部分和相應ISA總線的信號經(jīng)邏輯組合而成，具體見原理圖。</p><p><b>　　ISA總線</b></p><p>　　本次課設要用到ISA總線的引腳信號如下：</p><p>　　D0~D7 數(shù)據(jù)線</p><p>　　A

8、0~A19地址線</p><p>　　AEN地址允許信號</p><p>　　/MEMR存儲器讀信號</p><p>　　/MEMW存儲器寫信號</p><p><b>　　VCC和GND</b></p><p><b>　　2.2電路設計</b></p&

9、gt;<p>　　本課設使用74LS138譯碼選中不同的6264，從而實現(xiàn)基于ISA總線接口的64KB的內存擴充，其地址范圍為D0000~DFFFF，原理圖如下：</p><p><b>　　6264存儲器部分</b></p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　（1）6264的/CS1片

10、選信號接74LS138的譯碼輸出端，CS2要保證始終有效，因而接高電平；</p><p>　?。?）/OE和/WE接ISA總線的/MEMR和/MEMW，從而實現(xiàn)ISA總線對存儲器的讀寫控制；</p><p>　　（3）其它地址線和數(shù)據(jù)線分別接ISA總線上的相應信號。</p><p>　　74LS138譯碼部分</p><p><b>

11、;　　說明：</b></p><p>　?。?）74LS138的地址輸入信號C、B、A分別接了ISA地址線A15、A14、A13。這三個信號對8個6264進行選擇，當全為000時選中0號6264，001時選中1號6264，010時選中2號6264，其它依此類推；</p><p>　?。?）74LS138的G1、/G2A、/G2B分別連的是ISA地址線和一些控制線的組合信號，只有

12、當A19A18A17A16為1101且AEN為0時才能選中本內存擴充卡，進而進行讀寫操作；</p><p>　?。?）74LS138的譯碼輸出端分別接8個6264的片選信號/CS1；</p><p>　?。?）74LS138還有相應的電源和地信號，這里沒有標明。</p><p><b>　　完整原理圖</b></p><p&

13、gt;　　2.3印刷電路圖設計</p><p>　　印刷電路圖的設計具體步驟如下：</p><p><b>　　（1）確定原點；</b></p><p>　?。?）畫邊框，限制插卡的尺寸，這里將插卡設計為長120mm，寬80mm；</p><p>　?。?）添加所需的芯片，并對其進行布局；</p><

14、p>　　這里要用到的芯片有8片6264、1片74LS138、1片74LS08（僅用其中3個與門）、1片74LS32（僅用其中的1個或門）；</p><p>　?。?）設計ISA接口部件，這里使用的是62腳的ISA接口，之后調整布局；</p><p>　　（5）布局完后，即可開始對芯片連線了，這里正面是紅線（豎線），反面是藍線（橫線）。</p><p>　?。?

15、）由于8片6264除20引腳（/CS1）外，其他引腳都是接相同信號的，所以在畫其他線路之前應將8片6264的相同引腳連接起來，這樣以后對其中1個6264連線時就相當于對所有6264連線了。</p><p>　　這里的做法是將6264分成三列，先用紅線將每一列連在一起，然后用藍線將三列連在一起，這樣就完成了6264的連接。</p><p>　?。?）完成74LS08、74LS32和74LS1

16、38內部的連線；</p><p>　?。?）完成74LS138和所有6264的連接，這里是指片選信號的連接；</p><p>　?。?）完成74LS08、74LS32、74LS138和ISA接口的連接；</p><p>　?。?0）完成6264和ISA接口的連接；</p><p>　　（11）完成電源線和地線的連接，要將ISA總線上的電源和地

17、分別接到每個芯片上。</p><p><b>　　印刷電路圖如下：</b></p><p><b>　　頂層圖</b></p><p><b>　　底層圖</b></p><p><b>　　完整印刷電路圖</b></p><p>

18、<b>　　3 測試程序</b></p><p>　　測試程序根據(jù)用戶的輸入選擇往哪個6264中寫入哪些數(shù)據(jù)，之后又會從中讀取數(shù)據(jù)，判斷是否出錯，具體程序如下：</p><p>　　DSEG SEGMENT</p><p>　　TS0DB "你想訪問幾號6264（0~7）？",0DH,0AH,"$"

19、</p><p>　　TS1DB "輸入你想用于測試的數(shù)據(jù)（字節(jié)）：",0DH,0AH,"$"</p><p>　　TS2DB "測試成功！",0DH,0AH,"$"</p><p>　　TS3DB "存儲器讀寫錯誤！",0DH,0AH,"$&q

20、uot;</p><p>　　DSEG ENDS</p><p>　　CSEG SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CSEG,DS:DSEG</p><p>　　START:MOV AX,DSEG</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p>

21、<p>　　MOV AX,0D000H;ES為存儲卡的段地址，即D000H</p><p><b>　　MOV ES,AX</b></p><p>　　INPUT:MOV DX,OFFSET TS0</p><p><b>　　CALL SHOW</b></p><p>　　M

22、OV AH,1;輸入想訪問的6264編號</p><p><b>　　INT 21H</b></p><p>　　CMP AL,'0';比0小或比7大則重新輸入</p><p><b>　　JB INPUT</b></p><p>　　CMP AL,'7'

23、</p><p><b>　　JA INPUT</b></p><p>　　AND AL,0FH;轉換為數(shù)字，放在AX中</p><p><b>　　XOR AH,AH</b></p><p>　　MOV CL,3;循環(huán)右移3次將數(shù)字轉換為要訪問的6264的起始偏移地址</p>

24、;<p><b>　　ROR AX,CL</b></p><p>　　MOV BX,AX;BX中存放了要訪問的6264的起始偏移地址</p><p>　　MOV DX,OFFSET TS1</p><p><b>　　CALL SHOW</b></p><p>　　MOV AH,

25、1;輸入用于數(shù)據(jù)測試的字節(jié)型變量，在AL中</p><p><b>　　INT 21H</b></p><p>　　MOV CX,1FFFH;填滿某個6264</p><p><b>　　MOV DI,0</b></p><p>　　WRITER: MOV ES:[BX+DI],AL

26、;寫6264</p><p><b>　　INC DI</b></p><p>　　LOOP WRITER</p><p>　　MOV CX,1FFFH</p><p><b>　　MOV SI,0</b></p><p>　　READR: MOV AH,ES:[BX+SI

27、];讀6264</p><p><b>　　INC SI</b></p><p><b>　　CMP AH,AL</b></p><p><b>　　JNZ ERROR</b></p><p>　　LOOP READR</p><p><b&g

28、t;　　JMP OK</b></p><p>　　OK:MOV DS:OFFSET TS2</p><p><b>　　CALL SHOW</b></p><p><b>　　JMP EXIT</b></p><p>　　ERROR: MOV DS:OFFSET TS3</p&

29、gt;<p><b>　　CALL SHOW</b></p><p><b>　　JMP EXIT</b></p><p>　　EXIT: MOV AH,4CH</p><p><b>　　INT 21H</b></p><p><b>　　SHOW

30、PROC</b></p><p><b>　　MOV AH,9</b></p><p><b>　　INT 21H</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　SHOWENDP</p><p>　　CSEG

31、ENDS</p><p><b>　　END START</b></p><p><b>　　4 小結</b></p><p>　　這次課程設計我完成了一個微機系統(tǒng)總線擴展接口的設計——微機內存擴充卡。</p><p>　　通過這次課設，我對微機原理與接口技術的相關內容有了進一步的認識，如內存的字

32、擴展和位擴展，74LS138對內存芯片的全譯碼方式和ISA總線與各個芯片之間的連接等等。</p><p>　　除此之外，我還學會了如何使用Protel 99 完成原理圖以及PCB版的設計，將理論聯(lián)系了實際，增強了自己的動手能力。</p><p>　　在程序設計方面，我開始考慮的不是很周到，僅做了對部分地址單元的測試，之后我修改了一個代碼，這個代碼考慮了各個6264芯片，對每個芯片都有讀寫操

33、作，并且可以判斷是否有讀寫錯誤。</p><p>　　在老師和同學的幫助下，我成功地完成了這次課題，我也付出了很多，花了許多精力，得到的收獲也很大。我得到很好的鍛煉，這使得我更有信心去面對今后的挑戰(zhàn)！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　秦業(yè) Protel 99SE實戰(zhàn)詳解與技巧 機械工業(yè)出版社 2009年7