基于8086的Proteus軟件仿真應(yīng)用

王峻崧

【摘 要】英國(guó)的實(shí)驗(yàn)中心電子開(kāi)發(fā)的Proteus軟件支持模擬電路，數(shù)字電路，單片機(jī)和模擬ARM的仿真。在Proteus7.5開(kāi)始，可以支持8086 CPU，它為計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)和研究提供了極大的方便。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，在Proteus軟件中模擬LED右流水燈亮的過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】8086處理器；微機(jī)原理；仿真

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，因?yàn)樗鼈兊捏w積小，重量輕，功耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，使用方便，以及擁有高性?xún)r(jià)比。而嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，使微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在通信、機(jī)電一體化等方面的應(yīng)用更加廣泛。

本次設(shè)計(jì)，通過(guò)匯編語(yǔ)言控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，用8086CPU控制8255A的端口PA，再利用74ls245芯片通過(guò)控制8只LED發(fā)光二極管，PB口接1只開(kāi)關(guān)，編寫(xiě)程序LED燈右循環(huán)亮。

二、設(shè)計(jì)方案

2.1設(shè)計(jì)原理

本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容為模擬流光燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。根據(jù)需要，選擇的芯片有8086cpu芯片，74273芯片，74ls254芯片，8255A可編程并行接口。然后編寫(xiě)程序，用Proteus8軟件進(jìn)行仿真，控制8個(gè)LED燈實(shí)現(xiàn)流水效果。

2.2設(shè)計(jì)環(huán)境及設(shè)備

PC機(jī)一臺(tái)、windows 10系統(tǒng)

2.3模擬燈右循環(huán)亮工作原理

2.3.1現(xiàn)象：右向移動(dòng)流水燈的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是首先最左邊的燈亮，然后是最左邊的燈滅，此時(shí)左起第二個(gè)燈亮，依次輪流亮，直到第八個(gè)燈亮。然后循環(huán)上述過(guò)程。

2.3.2原理：右向移動(dòng)流水燈是根據(jù)發(fā)光二極管的顯示原理，首先點(diǎn)亮最右的二極管，然后進(jìn)位置一，通過(guò)帶進(jìn)位的循環(huán)右移指令編寫(xiě)程序以實(shí)現(xiàn)模擬流水燈的右向移動(dòng)。

三、系統(tǒng)硬件介紹

3.1 8086處理器介紹

8086CPU是INTEL系列微處理器中具有代表性的高性能16位微處理器.它使用的HMOS工藝制造，外形封裝為雙列直插，有40個(gè)引腳。使用單個(gè)5V電源，8086處理器的主時(shí)鐘頻率為4.77MHZ。8086 CPU具有16位數(shù)據(jù)總線(xiàn)和20位地址總線(xiàn)，所以它的直接尋址空間是1MB。

8086CPU采用了2級(jí)流水線(xiàn)的處理方式，8086CPU內(nèi)部設(shè)置了兩個(gè)獨(dú)立的部分總線(xiàn)接口部件（BIU）和指令執(zhí)行部件（EU）來(lái)實(shí)現(xiàn)取指令與執(zhí)行指令的流水線(xiàn)操作?？偩€(xiàn)接口部件負(fù)責(zé)取指令，存取操作數(shù)和存結(jié)果，即負(fù)責(zé)所有的外部操作。指令執(zhí)行部件負(fù)責(zé)執(zhí)行指令，即從BIU的指令隊(duì)列中取出指令，并執(zhí)行指令，不必訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O端口，節(jié)省了取指令時(shí)間，加快程序執(zhí)行速度。

3.2 8255芯片介紹

8255芯片是來(lái)自于Intel家族，型號(hào)8255用24個(gè)輸入/輸出引腳和可編程通用并行輸入/輸出接口電路（改性8255A和8255A-5）的可編程外圍接口電路。它是一個(gè)40針雙列直插集成電路，并且使用單個(gè)+ 5V電源。

8255芯片一種并行輸入輸出LSI芯片，一個(gè)多功能I/O設(shè)備，可以被用作CPU總線(xiàn)與外圍設(shè)備之間的接口。

8255芯片有24可編程I/O端口，即，3個(gè)組的8位I/O端口中的端口PA，PB端口和PC端口。它們可以被分為兩個(gè)組，每組12位I/O端口。A組包括端口A(yíng)和端口C（高4位，PC4到PC7）。B組包括端口B和端口C（低4位，PC0到PC3）。A組可以被設(shè)置為基本的I/O端口，STROBE I/O閃控，雙向I/O 3點(diǎn)的模式；B組只能被設(shè)置為基本的I/O或閃控I/O模式，即完全由控制寄存器的控制字來(lái)確定。

3.3 74273芯片介紹

74273芯片是一個(gè)8位的數(shù)據(jù)鎖存器。

第1腳是復(fù)位腳，平時(shí)應(yīng)保持高電平；低電平時(shí)1Q～8Q輸出全部低電平，同時(shí)內(nèi)部寄存器全部清零。

1D～8D為數(shù)據(jù)輸入，在11腳（CLK）從低電平升變到高電平時(shí)（即上沿），1D～8D被保存到74273寄存器中，同時(shí)1Q～8Q輸出對(duì)應(yīng)1D～8D的電平。

第1腳保持高電平，第11腳為低電平、高電平、高電平到低電平跳變（下升沿）這些狀態(tài)對(duì)輸出1Q～8Q及74273內(nèi)部保存的數(shù)據(jù)無(wú)影響。

3.4 74ls245

74LS245是用于驅(qū)動(dòng)LED或其它設(shè)備通常使用的芯片。它是一個(gè)8信道的同相三態(tài)雙向總線(xiàn)收發(fā)器，其在兩個(gè)方向上傳送數(shù)據(jù)。

第1腳DIR（T/R），為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用，DIR="1"高電平時(shí)信號(hào)由"A"端輸入"B"端輸出，DIR="0"低電平時(shí)信號(hào)由"B"端輸入"A"端輸出。

第2～9腳“A”信號(hào)輸入輸出端，A0=B0，A7=B7，A0與B0是一組，如果DIR=“1”O(jiān)E=“0”則A1輸入B1輸出，其它類(lèi)同。如果DIR=“0”O(jiān)E=“0”則B1輸入A1輸出，其它類(lèi)同。

第11～18腳“B”信號(hào)輸入輸出端，功能與“A”端一樣，不再描述。

第19腳OE，使能端，若該腳為“1”A/B端的信號(hào)將不導(dǎo)通，只有為“0”時(shí)A/B端才被啟用，該腳也就是起到開(kāi)關(guān)的作用。

第10腳GND，電源地。

第20腳VCC，電源正極。

四、模擬流水燈軟件設(shè)計(jì)

4.1編程程序?qū)崿F(xiàn)

CODE SEGMENT 'CODE'

ASSUME CS：CODE

START：MOV DX，06H

MOV AL，82H

OUT DX，AL

MOV DX，00H

MOV AH，0FEH

BG： MOV AL，AH

OUT DX，AL

CALL DELAY

MOV DX，02H

IN AL，DX

TEST AL，01H

JNZ BG

ROR AH，1

MOV DX，00H

JMP BG

DELAY PROC NEAR

MOV BL，100

DELAY2： MOV CX，374

DELAY1： NOP

NOP

LOOP DELAY1

DEC BL

JNZ DELAY2

RET

DELAY ENDP

CODE ENDS

END START

五、仿真圖

六、結(jié)果分析

點(diǎn)擊軟件的右下角開(kāi)始模擬按鈕，然后關(guān)閉K0開(kāi)關(guān)?？梢杂^(guān)察到的是，在右上角的LED燈從左到右閃爍，不停止。

基于這次試驗(yàn)，讓我們對(duì)Proteus軟件有了更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)微機(jī)原理以及技術(shù)有了更深層次的了解，在21世紀(jì)新時(shí)代，微機(jī)原理會(huì)得到更深層次的發(fā)展。我們的社會(huì)也會(huì)更加的幸福。

【參考文獻(xiàn)】

[1]田輝主編.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].高等教育出版社，2011.