微机原理课程设计课程设计说明书.doc

南昌航空大学信息工程学院课程设计报告 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： 微机内存扩充卡 学 院 名 称： 信息工程 专业：计算机科学与技术班级： 学号： 姓名： 评分： 教师： 20 10 年 7 月 8 日微机内存扩充卡1 设计选题及功能说明 设计选题：微机内存扩充卡 课题要求及功能说明：（1）通过ISA总线设计内存扩充卡，假设微机内存空间C8000H-EFFFFH为保留空间，现在要求用SRAM扩充64K内存，本次设计扩充的是D0000H-DFFFFH的空间。（2）测试程序根据用户的输入选中本扩充卡中某个存储器芯片，然后往其中写入数据，最后读出并且与输入的数据比较，判断是否出了错误。2 硬件电路设计 硬件电路采用Protel Technology 公司的CAD工具Protel 99 进行设计。2.1芯片介绍与选择 本次课设涉及到的芯片有与门74LS08、或门74LS32、存储器6264和译码器74LS138，另外还有ISA总线接口部分。 6264 本次课设要扩充64KB的容量，需要用到8片6264来字扩展； 6264有两个片选信号（20脚的/CS1和26脚的CS2），这里/CS1接到了74LS138的相应译码输出端，CS2接了高电平； 6264还有两个特殊的信号，即/OE和/WE，它们分别是6264的输出使能端和写使能端，这里将它们分别接到了ISA接口的/MEMR和/MEMW； 6264还有其他的引脚，如D0D7数据线、A0A19地址线等等。 74LS138 74LS138是3-8译码器，因为这里要扩充的地址范围为D0000DFFFF，A19至A16都固定了，而6264片内有13位地址，因而74LS138的3个地址输入端分别接了A15、A14、A13，至于其他的G1、/G2A、/G2B则由固定地址部分和相应ISA总线的信号经逻辑组合而成，具体见原理图。ISA总线本次课设要用到ISA总线的引脚信号如下：D0D7 数据线A0A19地址线AEN地址允许信号/MEMR存储器读信号/MEMW存储器写信号VCC和GND2.2电路设计本课设使用74LS138译码选中不同的6264，从而实现基于ISA总线接口的64KB的内存扩充，其地址范围为D0000DFFFF，原理图如下：6264存储器部分说明：（1）6264的/CS1片选信号接74LS138的译码输出端，CS2要保证始终有效，因而接高电平；（2）/OE和/WE接ISA总线的/MEMR和/MEMW，从而实现ISA总线对存储器的读写控制；（3）其它地址线和数据线分别接ISA总线上的相应信号。74LS138译码部分说明：（1）74LS138的地址输入信号C、B、A分别接了ISA地址线A15、A14、A13。这三个信号对8个6264进行选择，当全为000时选中0号6264，001时选中1号6264，010时选中2号6264，其它依此类推；（2）74LS138的G1、/G2A、/G2B分别连的是ISA地址线和一些控制线的组合信号，只有当A19A18A17A16为1101且AEN为0时才能选中本内存扩充卡，进而进行读写操作；（3）74LS138的译码输出端分别接8个6264的片选信号/CS1；（4）74LS138还有相应的电源和地信号，这里没有标明。完整原理图2.3印刷电路图设计印刷电路图的设计具体步骤如下：（1）确定原点；（2）画边框，限制插卡的尺寸，这里将插卡设计为长120mm，宽80mm；（3）添加所需的芯片，并对其进行布局；这里要用到的芯片有8片6264、1片74LS138、1片74LS08（仅用其中3个与门）、1片74LS32（仅用其中的1个或门）； （4）设计ISA接口部件，这里使用的是62脚的ISA接口，之后调整布局； （5）布局完后，即可开始对芯片连线了，这里正面是红线（竖线），反面是蓝线（横线）。（6）由于8片6264除20引脚（/CS1）外，其他引脚都是接相同信号的，所以在画其他线路之前应将8片6264的相同引脚连接起来，这样以后对其中1个6264连线时就相当于对所有6264连线了。这里的做法是将6264分成三列，先用红线将每一列连在一起，然后用蓝线将三列连在一起，这样就完成了6264的连接。（7）完成74LS08、74LS32和74LS138内部的连线；（8）完成74LS138和所有6264的连接，这里是指片选信号的连接；（9）完成74LS08、74LS32、74LS138和ISA接口的连接；（10）完成6264和ISA接口的连接；（11）完成电源线和地线的连接，要将ISA总线上的电源和地分别接到每个芯片上。印刷电路图如下：顶层图底层图完整印刷电路图3 测试程序测试程序根据用户的输入选择往哪个6264中写入哪些数据，之后又会从中读取数据，判断是否出错，具体程序如下：DSEG SEGMENTTS0DB 你想访问几号6264（07）？,0DH,0AH,$TS1DB 输入你想用于测试的数据（字节）：,0DH,0AH,$TS2DB 测试成功！,0DH,0AH,$TS3DB 存储器读写错误！,0DH,0AH,$DSEG ENDSCSEG SEGMENTASSUME CS:CSEG,DS:DSEGSTART:MOV AX,DSEGMOV DS,AXMOV AX,0D000H;ES为存储卡的段地址，即D000HMOV ES,AXINPUT:MOV DX,OFFSET TS0CALL SHOWMOV AH,1;输入想访问的6264编号INT 21HCMP AL,0;比0小或比7大则重新输入JB INPUTCMP AL,7JA INPUTAND AL,0FH;转换为数字，放在AX中XOR AH,AHMOV CL,3;循环右移3次将数字转换为要访问的6264的起始偏移地址ROR AX,CLMOV BX,AX;BX中存放了要访问的6264的起始偏移地址MOV DX,OFFSET TS1CALL SHOWMOV AH,1;输入用于数据测试的字节型变量，在AL中INT 21HMOV CX,1FFFH;填满某个6264MOV DI,0WRITER: MOV ES:BX+DI,AL;写6264INC DILOOP WRITERMOV CX,1FFFHMOV SI,0READR: MOV AH,ES:BX+SI;读6264INC SICMP AH,AL JNZ ERRORLOOP READRJMP OKOK:MOV DS:OFFSET TS2CALL SHOWJMP EXITERROR: MOV DS:OFFSET TS3CALL SHOWJMP EXITEXIT: MOV AH,4CHINT 21HSHOWPROCMOV AH,9 INT 21HRETSHOWENDPCSEG ENDSEND START4 小结这次课程设计我们完成了一个微机系统总线扩展接口的设计微机内存扩充卡。通过这次课设，我们对微机原理与接口技术的相关内容有了进一步的认识，如内存的字扩展和位扩展，74LS138对内存芯片的全译码方式和ISA总线与各个芯片之间的连接等等。除此之外，我们还学会了如何使用Protel 99 完成原理图以及PCB版的设计，将理论联系了实际，增强了自己的动手能力。在程序设计方面，我们开始考虑的不是很周到，仅做了对部分地址单元的测试，之后我们修改了一个代码，这个代码考虑了各个6264芯片，对每个芯片都有读写操作，并且可以判断是否有读写错误。 在老师和同学的帮助下，我们成功地完成了这次课题，我们也付出了很多，花了许多精力，得到的收获也很大。我们得到很好的锻炼，这使得我们更有信心去面对今