【Proteus】swjtu西南交大微机原理与接口技术课设：8086 最小模式下的最简硬件核设计

一、实验目的

让学生深入理解计算机硬件的基本组成结构、工作原理和设计方法，掌握 16 位微处理 器（如 8086）的内部结构和原理，并能够通过实际操作实现对其功能的在线调试和验证。 这样可以加深对计算机系统的认识和理解，使学生具备进一步深入学习和研究计算机硬件 体系结构的基础。 通过实践操作，加深对 8086 微处理器的理解和掌握，尤其是对其存储器、输入输出端 口和中断控制等核心功能的实现过程有更深入的了解。同时还可以对电路原理图的理解和 分析能力进行训练，提高实验技能和分析问题的能力。

二、实验原理

8086 微处理器是 Intel 公司推出的一款 16 位微处理器。学习 8086 微处理器可以帮助我 们更好地了解计算机的组成和运行原理。在进行 8086 微处理器学习时，首先需要做的是构 建一个最小的 8086 系统，包括 8086 微处理器、时钟电路、存储器等。 最小的 8086 系统由 8086 微处理器、一个时钟电路和存储器组成，通常包括 ROM 和 RAM 存储芯片，以及与之对应的地址线、数据线、控制线。为了使其能够运行程序，我们 还需要将程序写入存储器中。 在实验中，我们使用 proteus 仿真软件创建 8086 微处理器工程，然后设计其最小系统 电路。电路中通过晶振产生时钟信号，同时将 ROM 和 RAM 存储芯片连接到 8086 微处理 器。接下来，我们需要将程序编写并烧入 ROM 中。 在最小的 8086 系统中，当系统上电时，CPU 将从 ROM 中读取程序并将其加载到 RAM 中，然后开始执行程序。当程序结束时，CPU 会停止运行，等待下一个指令的到来。

三、8086引脚

四、最小系统搭建 

 由于 proteus 中已将 RAM 与 ROM 集成在 8086 内部，故搭建最小系统时只需处理地址锁存与数据缓冲部分即可。

（1）数据缓冲 采用 74HC245 芯片

（2）地址锁存 采用 74HC573 芯片 该芯片可实现有效 8 位锁存，并有较强的驱动能力，可在驱动多芯片时不掉电压。本系统共采用 3 块 74HC573 芯片锁存 20 位地址信号至新的地址总线中（与总线连接后，最小模式中 16~19 位地址并不复用，也可以不做锁存处理）

（3）译码电路 由于 RAM 与 ROM 均已内置，故只需对 IO 口所接外设芯片地址译码，此处采用 138 译 码器，并保证 IO/M 口低电压时有效。（只对 A5~8 译码即可覆盖绝大多数常用 IO 外设的微 机标准地址，故此处仅设计一个 74HC138 译码器，后续其余功能若出现不足可再酌情增加。

（4）完整电路

 

器件列表：

测试代码：

CODE    SEGMENT PUBLIC 'CODE'
        ASSUME CS:CODE

START:
        ; Write your code here
        MOV DX,00C0H
        MOV AL,55H
        OUT DX,AL
ENDLESS:
        JMP ENDLESS
CODE    ENDS
        END START

 五、实验结果与分析

双击仿真电路中 8086 芯片，运行仿真 （1）实验结果：如图所示。 （2）实验分析：观察电路得，该系统成功输出了 55H（01010101B），验证了电路的设 计成功，程序的生效