微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)--基于pc機(jī)isa 或pci總線的io卡設(shè)計(jì)

1、<p>　　《微機(jī)原理及接口技術(shù)》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題 目：基于PC機(jī)ISA 或PCI總線的I/O卡設(shè)計(jì)</p><p>　　院 系：機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院</p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p

2、><b>　　班 級(jí)： </b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　日 期：2012-12-9&l

3、t;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一 中文摘要 ……………………………………………………2</p><p>　　二 英文摘要 ……………………………………………………2</p><p>　　三 設(shè)計(jì)任務(wù)書 ……………………………………………………3</p><

4、p>　　四 設(shè)計(jì)正文 ……………………………………………………4</p><p>　　1 硬件設(shè)計(jì) ……………………………………………………4</p><p>　　1.1 PCI總線 …………………………………………………4</p><p>　　1.1.1 PCI總線特點(diǎn) ………………………………………4</p><p>　

5、　1.1.2 PCI總線簡介 ………………………………………4</p><p>　　1.2 74LS138譯碼器 …………………………………………8</p><p>　　1.3 比較譯碼器74LS688 …………………………………………9</p><p>　　1.4 地址鎖存器74ALS373 ………………………………………9</p><p

6、>　　1.5 總線緩沖器74LS245…………………………………………10</p><p>　　1.6 功率放大器ULN2803A ………………………………………10</p><p>　　1.7 光電耦合器 …………………………………………………11</p><p>　　1.8 發(fā)光二級(jí)管 …………………………………………………12</p>

7、<p>　　2 軟件設(shè)計(jì) ………………………………………………………12</p><p>　　3 總結(jié)與體會(huì) ……………………………………………………14</p><p>　　五 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………15</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著計(jì)

8、算機(jī)軟硬件技術(shù)和控制、測量技術(shù)的不斷發(fā)展，許多工程技術(shù)人員都將PC機(jī)作為控制、測量開發(fā)的首選平臺(tái)。而PCI(Peripheral Component Interconnect，即外圍部件互連)總線作為一種高性能、通用的局部總線，是目前計(jì)算機(jī)插卡式外設(shè)總線的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。PCI總線具有32/64位總線寬度。地址線和數(shù)據(jù)線復(fù)用，支持猝發(fā)傳輸，傳輸速率高達(dá)132MB/s;系統(tǒng)占用率低，具有較好的兼容性;有完備的即插即用(PnP)管理體制，可同時(shí)支

9、持多組外圍設(shè)備。雖然PCI總線也經(jīng)歷了從PCI、PCI-X到PCI Express的發(fā)展，但PCI總線由于存在時(shí)間長，開發(fā)工具、開發(fā)資料眾多，在對(duì)數(shù)據(jù)吞吐量要求不是很高的工業(yè)控制、測量領(lǐng)域仍有著頑強(qiáng)的生命力。在此處設(shè)計(jì)了基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集卡，可以完成8路數(shù)字量I/O采集功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：微機(jī)原理； 控制系統(tǒng)；單片機(jī)； 匯編語言；接口設(shè)計(jì)</p><p><b&

10、gt;　　Abstract</b></p><p>　　Along with the computer hardware and software technology, measurement and control technology continues to develop, many engineering and technical personnel will be PC as the

11、control, measurement and development platform of choice.PCI (Peripheral Component Interconnect, i.e. peripheral component interconnect) bus is a high performance, generic local bus, is the computer plug-in peripheral bus

12、 standard in fact.PCI bus with 32/64 bus width.Address line and data line multiplexing, supporting burst t</p><p>　　Key words：Principle of Microcomputer control system chip microcomputer</p><p

13、>　　assembler language Framework </p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　一、 設(shè)計(jì)題目：基于PC機(jī)ISA 或PCI總線的I/O卡設(shè)計(jì)</p><p>　　二、 設(shè)計(jì)目的： </p><p>　　1．通過PC機(jī)ISA I/O卡的設(shè)計(jì)鞏固8086微

14、機(jī)的接口知識(shí)，強(qiáng)化微機(jī)總線概念；</p><p>　　2．學(xué)會(huì)利用電子CAD軟件設(shè)計(jì)電路板，熟悉電路板的制作；</p><p>　　3、建立基于PC機(jī)的測控概念，學(xué)會(huì)對(duì)ISA I/O卡實(shí)現(xiàn)簡單的測控任務(wù)．</p><p>　　三、 設(shè)計(jì)要求：基本要求：</p><p>　　1、設(shè)計(jì)一款具有8位可編程數(shù)字量輸入和8位可編程數(shù)字量輸出.<

15、;/p><p>　　2、利用Protel軟件繪制電路板原理用，并生成PCB圖；</p><p>　　3、編寫讀入8位可編程數(shù)字量輸入，然后從8位可編程數(shù)字量輸出的程序。</p><p><b>　　四、 設(shè)計(jì)步驟：</b></p><p>　　1、熟悉PC機(jī)ISA總線概念及ISA 或 PCI I/O卡的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；</p

16、><p>　　2、熟悉Protel99 軟件的使用；</p><p>　　3、I/O卡原理設(shè)計(jì)：按照設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出I/O卡的電路原理圖；</p><p>　　4、I/O卡電路板布線：利用Protel軟件生成' I/O卡的PCB板布線圖；</p><p>　　5、在設(shè)計(jì)出的I/O卡的基礎(chǔ)上，編寫讀入8位可編程數(shù)字量輸入，然后從8位可編程數(shù)字

17、量輸出，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的程序，高級(jí)設(shè)計(jì)增加將1模擬量輸入轉(zhuǎn)到1模擬量輸出；</p><p>　　6、編寫設(shè)計(jì)說明書；</p><p><b>　　7、答辯；</b></p><p>　　五、 查詢資料： </p><p>　　1、ISA總線資料，pc104總線資料，PCI總線資料；</p>&

18、lt;p>　　2、芯片資料：CH365、74LS688、74LSl38、8255、8253、DAC0832、ADC0809等；</p><p><b>　　設(shè)計(jì)正文</b></p><p><b>　　1 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　先在具體甄選設(shè)計(jì)過程中可能要設(shè)計(jì)的芯片，分析它們的功能特點(diǎn)，確定它們的工作

19、模式；按照各芯片的使用特點(diǎn)以及本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求逐步連接，畫出系統(tǒng)硬件連接圖，并生成PCB板。正如A3圖紙系統(tǒng)硬件連接圖所示，CPU我選用PC104，它足以完成8路數(shù)字量I/O采集功能；由于PCI104有32根地址與數(shù)據(jù)共用線，故有必要將地址碼與數(shù)據(jù)碼分開，PCI104采用了分時(shí)傳送的方法，即先傳送地址碼，再傳送數(shù)據(jù)碼，故必須用鎖存器將地址碼鎖存起來。我選用74系列的74LS373作為地址鎖存器；由于外設(shè)、內(nèi)存存取數(shù)據(jù)速度不匹配，故有必要

20、使用緩沖器來暫時(shí)記憶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，我選用74系列的74LS245作為數(shù)據(jù)緩沖器；存儲(chǔ)器譯碼我采用全譯碼方式，用74LS688比較譯碼器可減少邏輯組合電路；可編程芯片的片選信號(hào)譯碼，我采用線譯碼方式，這樣可以保證其端口地址只有8位，易于程序編寫，因而74LS138譯碼器是最好的選擇。在具體設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)，我選用光電耦合器模擬數(shù)字量的輸入輸出，最后以發(fā)光二極管為負(fù)載的系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.1 P

21、CI總線</b></p><p>　　1.1.1 PCI總線特點(diǎn)</p><p>　　PCI是先進(jìn)的高性能局部總線，可同時(shí)支持多組外圍設(shè)備。其特點(diǎn)是：總線操作與處理器一存儲(chǔ)器子系統(tǒng)操作并行；線性突發(fā)傳輸；極小的存取延誤；不受處理器限制；基于PCI卡設(shè)備信息，實(shí)現(xiàn)即插即用。PCI的地址空間有3類：存儲(chǔ)器、I／O和配置地址空間。存儲(chǔ)器空間和I／O空間同以前的ISA總線規(guī)范相同，而

22、配置空間是PCI所特有的。配置空間使系統(tǒng)處理器能夠枚舉PCI總線上的各種設(shè)備，并根據(jù)設(shè)備要求自動(dòng)配置存儲(chǔ)器和I／O的地址空間。操作系統(tǒng)在自檢的過程中檢測所有PCI設(shè)備，讀取設(shè)備的配置信息，并給每一設(shè)備分配系統(tǒng)資源，如中斷、I／O空間、存儲(chǔ)器空間等。在PCI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，為每個(gè)PCI都提供了256個(gè)字節(jié)(至少是前64個(gè)字節(jié))的配置空間，這256個(gè)字節(jié)的配置空間中前64個(gè)字節(jié)稱為頭區(qū)域，是每一個(gè)PCI設(shè)備都應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的，他的主要功能是識(shí)別PCI

23、接口設(shè)備，以及PC訪問板卡的方式等。其余的192個(gè)字節(jié)根據(jù)不同的PCI設(shè)備有所不同。</p><p>　　1.1.2 PCI總線簡介</p><p>　　PC/104總線是嵌入式PC機(jī)所用的總線標(biāo)準(zhǔn).有兩個(gè)總線插頭.其中Ｐ１ 有 ６４ 個(gè)引腳, Ｐ２ 有 ４０ 個(gè)引腳 共有 104個(gè)引腳,這也是PC/104名稱的由來.PC104有兩個(gè)版本，8位和16位，分別與PC和PC/AT相對(duì)應(yīng)。PC

24、104PLUS 則與PCI總線相對(duì)應(yīng).。PC/104模塊本質(zhì)上就是尺寸縮小為3.８英寸 3.９ 英寸的ＩＳＡ 總線板卡。它的總線與ISA在 ＩＥＥＥ-Ｐ９９６ 中定義基本相同。具有１６位數(shù)據(jù)寬度，最高工作頻率為 ８ＭＨｚ 數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到８ＭＢ／ｓ，地址線 ２４ 條，可尋訪16M字節(jié)地址單元。 　</p><p>　　所有PC/104總線信號(hào)定義和功能與它們?cè)贗SA總線相應(yīng)部分是完全相同的。104根線分為5類：地

25、址線、數(shù)據(jù)線 、控制線、時(shí)鐘線、電源線 。簡要介紹如下 ：　</p><p><b>　?。ǎ保┑刂肪€</b></p><p>　?。樱粒皛ＳＡ１９和 ＬＡ１７~ＬＡ２３</p><p>　?。樱粒皛ＳＡ１９ 是可鎖存的地址信號(hào),ＬＡ１７~ＬＡ２３ 是非鎖存信號(hào) 由于沒有鎖存延遲因而給外設(shè)插板提供了一條快捷途徑。ＳＡ０~ＳＡ１９加上ＬＡ１７~Ｌ

26、Ａ２３ 可實(shí)現(xiàn)16MB空間尋址（其中 ＳＡ１７~ＳＡ１９和 ＬＡ１７~ＬＡ１９ 是重復(fù)的）</p><p><b>　?。ǎ玻?shù)據(jù)線</b></p><p>　　數(shù)據(jù)線 ＳＤ０~ＳＤ７和 ＳＤ８~ＳＤ１５ 其中 ＳＤ０~ＳＤ７ 位為低8位數(shù)據(jù)，ＳＤ８~ＳＤ１５ 為高8位數(shù)據(jù) 　</p><p><b>　?。ǎ常┛刂凭€ 　</b

27、></p><p>　?。罞N： 地址允許信號(hào)，輸出線，高電平有效。ＡEN＝１，表明處于ＤＭＡ控制周期；ＡEN＝０，表示非ＤＭＡ周期。此信號(hào)用來在ＤＭＡ期間禁止Ｉ／Ｏ端口的地址譯碼。　</p><p>　　BALE：允許地址鎖存，輸出線。這信號(hào)由總線控制器 ８２８８提供，作為 ＣＰＵ 地址的有效標(biāo)志 。當(dāng) ＢＡＬＥ為高電平時(shí) 將 ＳＡ０~ＳＡ１９ 接到系統(tǒng)總線。 其下降沿用來鎖存ＳＡ

28、０~ＳＡ１９　</p><p>　　IOR：Ｉ／Ｏ讀命令，輸出線 ，低電平有效。 用來把選中的 Ｉ／Ｏ 設(shè)備的數(shù)據(jù)讀到數(shù)據(jù)總線上 ，在 ＣＰＵ啟動(dòng)的周期通過地址線選擇Ｉ／Ｏ。在ＤＭＡ 周期，Ｉ／Ｏ 設(shè)備由 ＤＡＣＫ選擇 　</p><p>　　IOW：Ｉ／Ｏ寫命令，輸出線 ，低電平有效 ，用來把數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫入被選中的 Ｉ／Ｏ 端口 　</p><p>　　SM

29、EMR和SMEMW：存儲(chǔ)器讀／寫命令 ，低電平有效， 用于對(duì)ＳＡ０~ＳＡ１９ 這 ２０位地址尋址的 １ＭＢ 內(nèi)存的讀／寫操作 　</p><p>　　MEMR和MEMW：低電平有效 ，存儲(chǔ)器讀／寫命令， 用于對(duì) ２４ 位地址線全部存儲(chǔ)空間讀／寫操作　</p><p>　　MEMCS16 和I/OCS16：它們是存儲(chǔ)器１６位片選信號(hào)和Ｉ／Ｏ１６位片選信號(hào) ，分別指明當(dāng)前數(shù)據(jù)傳送是１６ 位存儲(chǔ)

30、器周期和１６ 位Ｉ／Ｏ周期 　</p><p>　　SBHE：總線高字節(jié)允許信號(hào)，該信號(hào)有效時(shí)表示數(shù)據(jù)總線上傳，送的是高位字節(jié)數(shù)據(jù) 　</p><p>　?。桑遥眩硚ＩＲＱ７ ,ＩＲＱ９ ,ＩＲＱ１０~ＩＲＱ１５用于作為來自外部設(shè)備的中斷請(qǐng)求輸入線 分別連在主片 ８２５９Ａ 和從片８２５９Ａ 中斷控制器的輸入端 。其中ＩＲＱ１３ 留給數(shù)據(jù)協(xié)處理器使用，不在總線上出現(xiàn)。這些中斷請(qǐng)求線都是邊沿

31、（上跳邊） 觸發(fā)， 三態(tài)門驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。 優(yōu)先級(jí)排隊(duì)是：ＩＲＱ０ 最高 ，依次為 ＩＲＱ１，ＩＲＱ８~ＩＲＱ１５，然后是 ＩＲＱ３~ＩＲＱ７ 　</p><p>　　ＤＲＱ０~ＤＲＱ３和 ＤＲＱ５~ＤＲＱ７ 來自外部設(shè)備的 ＤＭＡ 請(qǐng)求輸入線 高</p><p>　　電平有效，分別連在主片 ８２３７Ａ 和從片 ８２３７Ａ。ＤＭＡ控制器輸入端 ＤＲＱ０優(yōu)先級(jí)最高， ＤＲＱ７ 最低， ＤＲＱ４

32、用于級(jí)聯(lián)， 在總線上不出現(xiàn) 　</p><p>　　DACK0 ~ DACK3和DACK5 ~ DACK7：ＤＭＡ 回答信號(hào)， 低電平有效。有效時(shí)表示 ＤＭＡ 請(qǐng)求，被接受 ＤＭＡ控制器占用總線 ，進(jìn)入 ＤＭＡ 周期 　</p><p>　　Ｔ／Ｃ ：ＤＭＡ 終末／記數(shù)結(jié)束 輸出線 該信號(hào)是一個(gè)正脈沖表明ＤＭＡ 傳送的數(shù)據(jù)已達(dá)到其程序預(yù)置的字節(jié)數(shù) ，用來結(jié)束一次ＤＭＡ 數(shù)據(jù)塊傳送 　<

33、;/p><p>　　MASTER：輸出信號(hào)，低電平有效 ，它由要求占用總線的有主控能力的外設(shè)卡驅(qū)動(dòng) ，并與 ＤＲＱ 一起使用 ，外設(shè)的 ＤＲＱ得到確認(rèn) ＤＡＣＫ有效 后 才使 ＭＡＳＴＥＲ 有效 ，從此該設(shè)備保持對(duì)總線的控制直到MASTER 無效 　</p><p>　　RESER DRV: 系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)， 輸出線， 高電平有效 ，此信號(hào)在系統(tǒng)電源接通時(shí)為高電平，當(dāng)所有電平都達(dá)到規(guī)定以后變低，

34、即上電復(fù)位時(shí)有效， 用它來復(fù)位和初始化接口和 Ｉ／Ｏ 設(shè)備 　</p><p>　　IOCHCHK：Ｉ／Ｏ通道檢查 ，輸出線 ，低電平有效 ，當(dāng)它變?yōu)榈碗娖綍r(shí)， 表明接口插件的 Ｉ／Ｏ 通道出現(xiàn)了錯(cuò)誤 ，它將產(chǎn)生一次不可屏蔽中斷　</p><p>　?。桑稀。茫龋模遥?：Ｉ／Ｏ 通道就緒 ，輸入線 ，高電平表示就緒。 該信號(hào)線可供低速 Ｉ／Ｏ設(shè)備或存儲(chǔ)器請(qǐng)求延長總線周期之用。當(dāng)?shù)退僭O(shè)備在

35、被選中， 且收到讀或?qū)懨顣r(shí)將此線電平拉低 ，表示未就緒 以便在總線周期中加入等待狀態(tài)。ＴＷ但最多不能超過 １０ 個(gè)時(shí)鐘周期 　</p><p>　　REFRESH：刷新信號(hào)為了防止在內(nèi)存刷新周期內(nèi)產(chǎn)生不必要的中斷。ＩＳＡ 提供該刷新信號(hào) 防止中斷發(fā)生 　</p><p><b>　　KEY：鑰匙位 　</b></p><p>　　ENDXFR

36、：零等待狀態(tài)信號(hào)，輸入線， 該信號(hào)為高電平時(shí) ，無需插入等待周期 　</p><p>　　SYSCLK：系統(tǒng)時(shí)鐘 　</p><p>　　OSC： 主振信號(hào)輸出　</p><p>　　除了以上信號(hào)外， 還有電源正負(fù) １２Ｖ 正負(fù) ５Ｖ ，地線 ＧＮＤ等。</p><p>　　我們知道IEEE-P996是PC和PC/AT工業(yè)總線規(guī)范，IEEE協(xié)

37、會(huì)將它定義IEEE-P996.1，很明顯PC104實(shí)質(zhì)上就是一種緊湊型的IEEE-P996，其信號(hào)定義與PC/AT相同，但電氣和機(jī)械規(guī)范卻完全不同:　</p><p>　　a. 自堆?？偩€，省掉了昂貴的底板 　</p><p>　　b.針孔總線連接器，提高了可靠性 　</p><p>　　c.減小了總線驅(qū)動(dòng)電流，降低了功耗和電路的驅(qū)動(dòng)要求</p>&l

38、t;p>　　至于16位的PC/104總線比ISA的信號(hào)線多6根(104&98),都是地線.</p><p>　　3 PCI接口芯片的選擇</p><p>　　PCI接口電路至少實(shí)現(xiàn)如下功能： </p><p>　　(1) 高速的地址產(chǎn)生單元；</p><p>　　(2) 地址譯碼及命令譯碼單元；</p><p

39、>　　(3) 標(biāo)準(zhǔn)配置寄存器(64個(gè)字節(jié))、PCI總線邏輯接口單元、用戶設(shè)備邏輯接口、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等。</p><p>　　1.2 74LS138譯碼器</p><p>　　譯碼是編碼的逆過程，譯碼是編碼的逆過程，它的功能是將具有特定含義的二進(jìn)制碼進(jìn)行辨別，并轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，具有譯碼功能的邏輯電路稱為譯碼器。三八譯碼器屬于二進(jìn)制譯碼器,即它具有N個(gè)輸入端， 2n個(gè)輸出端和一個(gè)使能輸入端

40、。在使能輸入端為有效電平時(shí)，對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼，能輸入端為有效電平時(shí)，對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼，只有其中一個(gè)輸出端為有效電平，只有其中一個(gè)輸出端為有效電平，其余輸出端則為非有效電平。</p><p>　　地址譯碼器用于對(duì)存儲(chǔ)器和I/O口地址譯碼，產(chǎn)生片選信號(hào)。常用的地址譯碼器有74LS138，其引腳如下圖，功能表見下表。</p><p>　　74LS138譯碼器是譯碼電路中最常用的，在本設(shè)計(jì)中我

41、選用兩片74LS138譯碼器產(chǎn)芯片的片選信號(hào)，如果選用比較譯碼器74LS688則需要多片，既增加了芯片數(shù)量，也增加了電路消耗，同時(shí)占用了過多的空間，使線路連接更加復(fù)雜，更不直觀。74ls138是3/8譯碼器，即對(duì)3個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行譯碼。得到8個(gè)輸出狀態(tài)。G1,G2A,G2B,為數(shù)據(jù)允許輸出端，G2A,G2B低電平有效。G1高電平有效。接線時(shí)將A，B，C接單片機(jī)的高位地址。Y0到Y(jié)7接片外芯片片選信號(hào)，低電平有效</p>&l

42、t;p><b>　　引腳圖</b></p><p><b>　　功能表</b></p><p>　　1.3 比較譯碼器74LS688</p><p>　　在存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，我選用74LS688作為譯碼器，其一是為了在全譯碼時(shí)減少組合邏輯電路，二是為了與本組其他成員相區(qū)別。74LS688作譯碼器時(shí)， 必須為低電平，且當(dāng)且

43、僅當(dāng)對(duì)應(yīng)的8個(gè)輸入端P與8個(gè)輸入端Q相等時(shí)， 才會(huì)輸出低電平。利用這一特性將 低電平作為存儲(chǔ)器的片選信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)其譯碼片選功能。</p><p>　　由硬件連接圖可知，在設(shè)計(jì)中，我將8個(gè)輸入端Q全部接地，即低電平，保證了存儲(chǔ)器高8位全部為0。實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)器從最低地址0H－0FFFH，4KB的存儲(chǔ)容量。</p><p>　　1.4 地址鎖存器74ALS373 </p><p

44、>　　地址鎖存器就是一個(gè)暫存器，它根據(jù)控制信號(hào)的狀態(tài)，將總線上地址代碼暫存起來。PC104中數(shù)據(jù)和地址總線采用分時(shí)復(fù)用操作方法，即用同一總線既傳輸數(shù)據(jù)又傳輸?shù)刂?。?dāng)微處理器與存儲(chǔ)器交換信號(hào)時(shí)，首先由CPU發(fā)出存儲(chǔ)地址，同時(shí)發(fā)出允許鎖存信號(hào)ALE給鎖存器，當(dāng)鎖存器接到該信號(hào)后將地址/數(shù)據(jù)總線上的地址鎖存在總線上，隨后才能傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　74LS373是帶三態(tài)輸出的8位鎖存器，共有8個(gè)輸入端D1

45、—D8及8個(gè)輸出端Q1—Q8。當(dāng)三態(tài)端OE為有效低電平，74LS373的G端為輸人選通端，使能端 G為有效高電平時(shí)，輸出跟隨輸入變化；當(dāng)G＝1時(shí)，鎖存器處于透明工作狀態(tài)，即鎖存器的輸出狀態(tài)隨數(shù)據(jù)端的變化而變化，即腳1=Di(I=1，2，…，8)。當(dāng)G端由1變0時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存起來，此時(shí)輸出端Qi不再隨輸入端的變化而變化，而一直保持鎖存前的值不變。G端(或STB端)可直接與PC104的鎖存控制信號(hào)端ALE相連，在ALE的下降沿進(jìn)行地址鎖存。

46、</p><p>　　在PC104系統(tǒng)中，地址線和數(shù)據(jù)線時(shí)復(fù)用的，故有必要鎖存地址。74ALS373管腳及功能圖如圖所示。其數(shù)據(jù)送入是由時(shí)鐘的約定電平來進(jìn)行的。 E為低電平時(shí)，鎖存器才能工作。在此處我選用兩片74ALS373。</p><p>　　1.5 總線緩沖器74LS245 </p><p>　　緩沖器主要用于CPU總線的緩沖，以增加總線驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力。74L

47、S245是帶三態(tài)輸出的8位雙向數(shù)據(jù)緩沖器，專用于需要雙向傳輸?shù)?數(shù)據(jù)總線接口。它其實(shí)也是一個(gè)三態(tài)門， 為輸出使能端， G為低電平時(shí)，緩沖器才能工作，DIR為傳輸方向控制端。當(dāng)G=0，DIR=0時(shí)，數(shù)據(jù)由B到A，當(dāng)G=0，DIR=1時(shí)，則數(shù)據(jù)由A到B。當(dāng)G=1時(shí)，A和B均處于高阻狀態(tài)。其常用于數(shù)據(jù)緩沖器，也可作于單向緩沖器，用于地址或控制信號(hào)的緩沖。在此處我選用兩片該芯片。</p><p>　　1.6 功率放大器U

48、LN2803A</p><p>　　ULN2803A是一種高電壓，大電流達(dá)林頓晶體管陣列。ULN2803A裝置由8個(gè)npn的達(dá)林頓對(duì)這一功能與開關(guān)電感性負(fù)載共陰極鉗位二極管的高電壓輸出。每個(gè)達(dá)林頓對(duì)集電極電流額定值為500毫安。在達(dá)靈頓對(duì)可能被連接在較高的電流能力平行。ULN2803A主要應(yīng)用于繼電器驅(qū)動(dòng)器，錘司機(jī)，燈驅(qū)動(dòng)器，顯示驅(qū)動(dòng)器（ LED與氣體放電） ，線路驅(qū)動(dòng)器，緩沖器和邏輯。ULN2803A已為每個(gè)操

49、作具有TTL或5 V CMOS器件直接達(dá)林頓對(duì)2.7 kΩ的電阻器系列的基礎(chǔ)。在此處由于CPU輸出功率比較小，通過此裝置可以驅(qū)動(dòng)功率較大的負(fù)載。</p><p><b>　　1.7 光電耦合器</b></p><p>　　用于數(shù)模之間的轉(zhuǎn)換。 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)

50、，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管 其工作原理時(shí)：在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就可以實(shí)現(xiàn)電一光一電的轉(zhuǎn)換。在此處為了實(shí)現(xiàn)外界量進(jìn)去CPU使用8個(gè)光電耦合器，為了實(shí)現(xiàn)CPU出來的數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟M信號(hào)也要采用8個(gè)光電耦

51、合器，即總共采用16個(gè)光電耦合器。</p><p><b>　　1.8 發(fā)光二級(jí)管</b></p><p>　　發(fā)光二極管簡稱LED，采用砷化鎵、鎵鋁砷、和磷化鎵等材料制成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦浴?</p><p>　　當(dāng)在發(fā)光二極管PN結(jié)上加正向電壓時(shí)，PN結(jié)勢(shì)壘降低，載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于漂移運(yùn)動(dòng)，致使P區(qū)的空穴注入到N區(qū)，

52、N區(qū)的電子注入到P區(qū)，這樣相互注入的空穴與電子相遇后會(huì)產(chǎn)生復(fù)合，復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn)，因此而發(fā)光。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光

53、二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。</p><p><b>　　2 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　匯編語言參考程序：</b></p><p>　　org 0000hajmp mai

54、norg 0080h ;;定義P1.0,P1.1,P1.2 分別為AA,BB,CC 以便在程序中描述AA EQU P1.0BB EQU P1.1CC EQU P1.2MAIN:CLR CC ;狀態(tài)1 A,B,C為000CLR BBCLR AACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)CLR CC ;狀態(tài)2 A,B,C 為100CLR BBSETB AACALL DELAY ;調(diào)用延時(shí)CLR CC ;狀態(tài)2 A,B,C

55、 為010SETB BBCLR AACALL DELAYCLR CCSETB BBSETB AACALL DELAYSETB CCCLR BBCLR AACALL DELAYSETB CCCLR BBSETB AACALL DELAYSETB CCSETB BBCLR AACALL DELAYSETB CCSETB BBSETB AACALL DELAYJMP MAIN ;重新開始DEL

56、AY: ;延時(shí)子程序MOV R5,#255D3:MOV R2,#255D4: </p><p><b>　　3 總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　這次這個(gè)單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)我們完成的不太理想，在設(shè)計(jì)中遇到了許多問題。首先是自己對(duì)題目的理解不透徹，不知道其原理也不知道自己該如何動(dòng)手，并且對(duì)Protel 99 軟件使用也不熟悉，自己后來通過建立元件庫繪制出PC1

57、04芯片和ULN2803A芯片，但其在生成PCB板時(shí)出現(xiàn)了許多錯(cuò)誤，主要是自己建立的PC104芯片中的錯(cuò)誤，后來自己花了許多時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。其次自己對(duì)之前學(xué)習(xí)的微機(jī)原理的記憶已經(jīng)很模糊，對(duì)匯編語言也已經(jīng)基本忘得差不多，以致加大了該次課程設(shè)計(jì)的難度和任務(wù)量。當(dāng)然此次設(shè)計(jì)中的耗時(shí)也比較長，這是由于我們對(duì)課程設(shè)計(jì)的原理不懂，沒有認(rèn)識(shí)到課程設(shè)計(jì)的重要性，許多人都沒有認(rèn)真對(duì)待這次課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　“科技以人為本

58、”，縱觀歷史，從遠(yuǎn)古工具的出現(xiàn)到近代工業(yè)革命，科技發(fā)展的根本目的無不是為了使人們從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來。牛頓說他站在巨人的肩膀上，是的，我想所有的設(shè)計(jì)創(chuàng)新都是在前人的理論上發(fā)展起來的。而設(shè)計(jì)的根本就是更好更和諧的利用已有資源。對(duì)已有資源進(jìn)行開發(fā)利用。</p><p>　　二十一世紀(jì)的科技競爭主要就是人才的競爭。經(jīng)濟(jì)危機(jī)后的工業(yè)已逐步蓬勃發(fā)展起來，而中國要實(shí)現(xiàn)從農(nóng)業(yè)國向工業(yè)國的轉(zhuǎn)型，工業(yè)設(shè)計(jì)是必不可少的一部分，

59、人才儲(chǔ)備更是重中之重。作為一個(gè)要有所作為的大學(xué)生，我們應(yīng)該具有一定的創(chuàng)新能力。而在這一次的設(shè)計(jì)中，本人從查找關(guān)于微機(jī)接口的各種資料開始，并經(jīng)過仔細(xì)的比較和論證，得到所要設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理圖。同時(shí)也要對(duì)機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行逐一的說明，并在老師的要求下，對(duì)所設(shè)計(jì)的電路原理圖和生成的PCB板用A3圖紙表達(dá)出來。因此，在此次設(shè)計(jì)中，我對(duì)微機(jī)接口設(shè)計(jì)進(jìn)行了一次比較系統(tǒng)的了解和認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)中，也難免會(huì)有所起氣餒，會(huì)遇到一些意想不到的疑難問題，在老師的

60、嚴(yán)格要求和幫助下，我得以繼續(xù)把我的畢業(yè)設(shè)計(jì)做下來。</p><p>　　通過這次微機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)微機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新可以是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使之功能不斷完善，成為真己的東西。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><

61、;p>　　[1].高永仁. PCI總線接口卡軟硬件的設(shè)計(jì)方法[J ] .電工技術(shù) ,2005 (10) :27 - 28.</p><p>　　[2].南京沁恒電子. CH365 使用說明書及擴(kuò)展說明[Z] .南京:南京沁恒電子 ,2003.</p><p>　　[3].普林德克著,陳逸譯. PC接口技術(shù)內(nèi)幕[M]. 北京：高等教育出版社. 2002.07</p>

62、<p>　　[4] CH365芯片.南京恒沁電子有限公司. http://wch.cn/</p><p>　　[5].徐文祥 ,羅正全.基于CH365 的 PCI通信卡設(shè)計(jì)[J ] .現(xiàn)代電子技術(shù) ,2006 ,29 (2) :118 - 120.</p><p>　　[6] 談世哲.Protel DXP 2004電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與典型范例[M].第1版.北京：電子工業(yè)出版社.20