微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)----微機(jī)內(nèi)存擴(kuò)充卡

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)名稱(chēng)： 微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： 微機(jī)內(nèi)存擴(kuò)充卡 </p><p>　　學(xué) 院 名 稱(chēng)： 信息工程 </p><p&g

2、t;　　專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級(jí)： </p><p>　　學(xué)號(hào)： 姓名： </p><p>　　評(píng)分： 教師： </p><p>　　20 10 年 7 月 8 日</p><p><b>　　微

3、機(jī)內(nèi)存擴(kuò)充卡</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)選題及功能說(shuō)明</p><p>　　設(shè)計(jì)選題：微機(jī)內(nèi)存擴(kuò)充卡</p><p>　　課題要求及功能說(shuō)明：</p><p>　?。?）通過(guò)ISA總線(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)存擴(kuò)充卡，假設(shè)微機(jī)內(nèi)存空間C8000H-EFFFFH為保留空間，現(xiàn)在要求用SRAM擴(kuò)充64K內(nèi)存，本次設(shè)計(jì)擴(kuò)充的是D0000H-DF

4、FFFH的空間。</p><p>　　（2）測(cè)試程序根據(jù)用戶(hù)的輸入選中本擴(kuò)充卡中某個(gè)存儲(chǔ)器芯片，然后往其中寫(xiě)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(cuò)誤。</p><p><b>　　2 硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　硬件電路采用Protel Technology 公司的CAD工具Protel 99 進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p

5、><p>　　2.1芯片介紹與選擇</p><p>　　本次課設(shè)涉及到的芯片有與門(mén)74LS08、或門(mén)74LS32、存儲(chǔ)器6264和譯碼器74LS138，另外還有ISA總線(xiàn)接口部分。</p><p><b>　　6264</b></p><p>　　本次課設(shè)要擴(kuò)充64KB的容量，需要用到8片6264來(lái)字?jǐn)U展；</p>

6、;<p>　　6264有兩個(gè)片選信號(hào)（20腳的/CS1和26腳的CS2），這里/CS1接到了74LS138的相應(yīng)譯碼輸出端，CS2接了高電平；</p><p>　　6264還有兩個(gè)特殊的信號(hào)，即/OE和/WE，它們分別是6264的輸出使能端和寫(xiě)使能端，這里將它們分別接到了ISA接口的/MEMR和/MEMW；</p><p>　　6264還有其他的引腳，如D0~D7數(shù)據(jù)線(xiàn)、A0

7、~A19地址線(xiàn)等等。</p><p><b>　　74LS138</b></p><p>　　74LS138是3-8譯碼器，因?yàn)檫@里要擴(kuò)充的地址范圍為D0000~DFFFF，A19至A16都固定了，而6264片內(nèi)有13位地址，因而74LS138的3個(gè)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(yīng)ISA總線(xiàn)的信號(hào)經(jīng)邏輯

8、組合而成，具體見(jiàn)原理圖。</p><p><b>　　ISA總線(xiàn)</b></p><p>　　本次課設(shè)要用到ISA總線(xiàn)的引腳信號(hào)如下：</p><p>　　D0~D7 數(shù)據(jù)線(xiàn)</p><p>　　A0~A19地址線(xiàn)</p><p>　　AEN地址允許信號(hào)</p><

9、p>　　/MEMR存儲(chǔ)器讀信號(hào)</p><p>　　/MEMW存儲(chǔ)器寫(xiě)信號(hào)</p><p><b>　　VCC和GND</b></p><p><b>　　2.2電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本課設(shè)使用74LS138譯碼選中不同的6264，從而實(shí)現(xiàn)基于ISA總線(xiàn)接口的64KB的內(nèi)

10、存擴(kuò)充，其地址范圍為D0000~DFFFF，原理圖如下：</p><p><b>　　6264存儲(chǔ)器部分</b></p><p><b>　　說(shuō)明：</b></p><p>　?。?）6264的/CS1片選信號(hào)接74LS138的譯碼輸出端，CS2要保證始終有效，因而接高電平；</p><p>　?。?/p>

11、2）/OE和/WE接ISA總線(xiàn)的/MEMR和/MEMW，從而實(shí)現(xiàn)ISA總線(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)控制；</p><p>　?。?）其它地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)分別接ISA總線(xiàn)上的相應(yīng)信號(hào)。</p><p>　　74LS138譯碼部分</p><p><b>　　說(shuō)明：</b></p><p>　?。?）74LS138的地址輸入信號(hào)C、B、

12、A分別接了ISA地址線(xiàn)A15、A14、A13。這三個(gè)信號(hào)對(duì)8個(gè)6264進(jìn)行選擇，當(dāng)全為000時(shí)選中0號(hào)6264，001時(shí)選中1號(hào)6264，010時(shí)選中2號(hào)6264，其它依此類(lèi)推；</p><p>　?。?）74LS138的G1、/G2A、/G2B分別連的是ISA地址線(xiàn)和一些控制線(xiàn)的組合信號(hào)，只有當(dāng)A19A18A17A16為1101且AEN為0時(shí)才能選中本內(nèi)存擴(kuò)充卡，進(jìn)而進(jìn)行讀寫(xiě)操作；</p><

13、;p>　?。?）74LS138的譯碼輸出端分別接8個(gè)6264的片選信號(hào)/CS1；</p><p>　?。?）74LS138還有相應(yīng)的電源和地信號(hào)，這里沒(méi)有標(biāo)明。</p><p><b>　　完整原理圖</b></p><p>　　2.3印刷電路圖設(shè)計(jì)</p><p>　　印刷電路圖的設(shè)計(jì)具體步驟如下：</p&

14、gt;<p><b>　?。?）確定原點(diǎn)；</b></p><p>　?。?）畫(huà)邊框，限制插卡的尺寸，這里將插卡設(shè)計(jì)為長(zhǎng)120mm，寬80mm；</p><p>　?。?）添加所需的芯片，并對(duì)其進(jìn)行布局；</p><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(gè)與門(mén)）、1片74LS32

15、（僅用其中的1個(gè)或門(mén)）；</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)ISA接口部件，這里使用的是62腳的ISA接口，之后調(diào)整布局；</p><p>　?。?）布局完后，即可開(kāi)始對(duì)芯片連線(xiàn)了，這里正面是紅線(xiàn)（豎線(xiàn)），反面是藍(lán)線(xiàn)（橫線(xiàn)）。</p><p>　?。?）由于8片6264除20引腳（/CS1）外，其他引腳都是接相同信號(hào)的，所以在畫(huà)其他線(xiàn)路之前應(yīng)將8片6264的相同引腳連接

16、起來(lái)，這樣以后對(duì)其中1個(gè)6264連線(xiàn)時(shí)就相當(dāng)于對(duì)所有6264連線(xiàn)了。</p><p>　　這里的做法是將6264分成三列，先用紅線(xiàn)將每一列連在一起，然后用藍(lán)線(xiàn)將三列連在一起，這樣就完成了6264的連接。</p><p>　?。?）完成74LS08、74LS32和74LS138內(nèi)部的連線(xiàn)；</p><p>　?。?）完成74LS138和所有6264的連接，這里是指片選

17、信號(hào)的連接；</p><p>　?。?）完成74LS08、74LS32、74LS138和ISA接口的連接；</p><p>　　（10）完成6264和ISA接口的連接；</p><p>　　（11）完成電源線(xiàn)和地線(xiàn)的連接，要將ISA總線(xiàn)上的電源和地分別接到每個(gè)芯片上。</p><p><b>　　印刷電路圖如下：</b>

18、</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><b>　　3 測(cè)試程序</b></p><p>　　測(cè)試程序根據(jù)用戶(hù)的輸

19、入選擇往哪個(gè)6264中寫(xiě)入哪些數(shù)據(jù)，之后又會(huì)從中讀取數(shù)據(jù)，判斷是否出錯(cuò)，具體程序如下：</p><p>　　DSEG SEGMENT</p><p>　　TS0DB "你想訪(fǎng)問(wèn)幾號(hào)6264（0~7）？",0DH,0AH,"$"</p><p>　　TS1DB "輸入你想用于測(cè)試的數(shù)據(jù)（字節(jié)）：",

20、0DH,0AH,"$"</p><p>　　TS2DB "測(cè)試成功！",0DH,0AH,"$"</p><p>　　TS3DB "存儲(chǔ)器讀寫(xiě)錯(cuò)誤！",0DH,0AH,"$"</p><p>　　DSEG ENDS</p><p>　　

21、CSEG SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CSEG,DS:DSEG</p><p>　　START:MOV AX,DSEG</p><p><b>　　MOV DS,AX</b></p><p>　　MOV AX,0D000H;ES為存儲(chǔ)卡的段地址，即D000H</p>&

22、lt;p><b>　　MOV ES,AX</b></p><p>　　INPUT:MOV DX,OFFSET TS0</p><p><b>　　CALL SHOW</b></p><p>　　MOV AH,1;輸入想訪(fǎng)問(wèn)的6264編號(hào)</p><p><b>　　INT 2

23、1H</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'</p><p><b>　　JA INPUT</b></p>

24、<p>　　AND AL,0FH;轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換為要訪(fǎng)問(wèn)的6264的起始偏移地址</p><p><b>　　ROR AX,CL</b></p><p&

25、gt;　　MOV BX,AX;BX中存放了要訪(fǎng)問(wèn)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,1;輸入用于數(shù)據(jù)測(cè)試的字節(jié)型變量，在AL中</p><p><b>　　INT

26、21H</b></p><p>　　MOV CX,1FFFH;填滿(mǎn)某個(gè)6264</p><p><b>　　MOV DI,0</b></p><p>　　WRITER: MOV ES:[BX+DI],AL;寫(xiě)6264</p><p><b>　　INC DI</b></p

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

28、;/p><p><b>　　CMP AH,AL</b></p><p><b>　　JNZ ERROR</b></p><p>　　LOOP READR</p><p><b>　　JMP OK</b></p><p>　　OK:MOV DS:OFFSE

29、T TS2</p><p><b>　　CALL SHOW</b></p><p><b>　　JMP EXIT</b></p><p>　　ERROR: MOV DS:OFFSET TS3</p><p><b>　　CALL SHOW</b></p><

30、p><b>　　JMP EXIT</b></p><p>　　EXIT: MOV AH,4CH</p><p><b>　　INT 21H</b></p><p><b>　　SHOWPROC</b></p><p><b>　　MOV AH,9</

31、b></p><p><b>　　INT 21H</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　SHOWENDP</p><p>　　CSEG ENDS</p><p><b>　　END START</b><

32、/p><p><b>　　4 小結(jié)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)我們完成了一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)擴(kuò)展接口的設(shè)計(jì)——微機(jī)內(nèi)存擴(kuò)充卡。</p><p>　　通過(guò)這次課設(shè)，我們對(duì)微機(jī)原理與接口技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，如內(nèi)存的字?jǐn)U展和位擴(kuò)展，74LS138對(duì)內(nèi)存芯片的全譯碼方式和ISA總線(xiàn)與各個(gè)芯片之間的連接等等。</p>&l

33、t;p>　　除此之外，我們還學(xué)會(huì)了如何使用Protel 99 完成原理圖以及PCB版的設(shè)計(jì)，將理論聯(lián)系了實(shí)際，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力。</p><p>　　在程序設(shè)計(jì)方面，我們開(kāi)始考慮的不是很周到，僅做了對(duì)部分地址單元的測(cè)試，之后我們修改了一個(gè)代碼，這個(gè)代碼考慮了各個(gè)6264芯片，對(duì)每個(gè)芯片都有讀寫(xiě)操作，并且可以判斷是否有讀寫(xiě)錯(cuò)誤。</p><p>　　在老師和同學(xué)的幫助下，我們成功地

34、完成了這次課題，我們也付出了很多，花了許多精力，得到的收獲也很大。我們得到很好的鍛煉，這使得我們更有信心去面對(duì)今后的挑戰(zhàn)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　秦業(yè) Protel 99SE實(shí)戰(zhàn)詳解與技巧 機(jī)械工業(yè)出版社 2009年7月</p><p>　　戴梅萼 史嘉權(quán) 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用（第3版） 清華大