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摘 要

如今，国内众多高校很多专业都陆续开设了“微机原理及应用”方面的课程。随着计算机技术的发展，其中教学设备亦不断更新。“TPC—2003A通用微机接口（PCI）实验系统”增进了试验系统的开放性和灵活性，使一些典型的微机实验趋于方便。本次毕设主要借助该实验平台在32位总线试验箱的扩展区域中放入AT24C02串行存储器，并实现基于Proteus的软件仿真和串行存储器AT24C02的数据读写。 本文将详细介绍软件设计和硬件接口电路的设计：电源模块，驱动模块，以及控制器的设计原理与实现方案。 在现代工农业生产中，大部分已经实现了工业自动化。在小型自动控制系统的运行现场，在通电与断电中，需要把重要数据保存在非易失存储器中，通常所需要保存的数据量不大，针对这种情况，一般选择串行存储器AT24C02。AT24C02芯片具有很多优点，使用方便，深受电子工程师的喜爱，因此应用非常广泛。

关键词: AT24C02；Proteus；TPC-2003A 32位总线微机实验箱

Simulation and Realization of serial memory based on microcomputer experiment platform

Abstract

Today, many domestic many professional colleges and universities are gradually opened “Microcomputer Principles and Applications” aspects of the curriculum. With the development of computer technology including teaching equipment is also constantly updated. “TPC-2003A universal computer interface (PCI) experimental system” to increase the openness and flexibility of the test system, so some typical microcomputer experimental convenience. The complete set mainly through the experimental platform into AT24C02 serial memory bus 32 in the extended area in the chamber, reading and writing data based Proteus software simulation of the serial memory AT24C02. In modern industrial and agricultural production has been largely achieved in industrial automation. In a small automatic control system operating site, in electricity and power, it is necessary to save important data to non-volatile memory, generally small amount of data that needs to be saved, for this situation, the general choice of serial memory AT24C02. AT24C02 chip has many advantages, easy to use, by the electronic engineer"s favorite, and therefore is widely used.

Keywords; AT24C02; Proteus; the TPC-2003A 32 bit bus microcomputer experiment box

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究的背景与意义 1

1.2论文研究的内容 1

第二章 课题框架 2

2.1 系统总体结构 2

2.2 微机实验箱介绍 3

2.3微机实验箱在本课题中的作用 7

第三章 本课题所涉及硬件 8

3.1 AT24C02存储器介绍 8

3.2 8255I/O接口芯片简介 13

3.3 8086CUP简介 14

3.4 数码管简介 15

第四章 软件设计 18

4.1 Protel99se 18

4.2 汇编语言 20

4.3 Proteus仿真 22

第五章 实物调试及总结 27

5.1 实物调试 27

5.2 总结 27

致谢 29

参考文献（References） 30

附录一 31

附录二 32

附录三 33

第一章 绪论

1.1课题研究的背景与意义

现在，越来越多的大学理科专业相继开设了“微机原理与应用”这方面的课程。与以往的专业课相比，这一专业的课程对实验操作比较多。其中用到的主要教学实验设备为清华大学科教仪器厂研制的TPC-2003A通用微机接口实验箱。该实验箱主要结合微机原理或微机接口这门课程去完成一个教学实践环节。是一个基于32位总线X86平台的微机实验箱，主要和微机系统结合起来完成微机原理或微机系统与接口的相关接口实验。TPC-2003A实验箱增进了微机实验系统的开放能力和灵动性。一些典型的微机接口实验得以使用方便操作，与以往传统的实验方法想比较而言，学生在实验过程中可以节约很多的时间，把多数时间花在微机接口的设计和仿真、验证上。一些对计算机硬件要求较高的理科专业的学生更能锤炼自己的动手能力。

在自己选到这个课题以后，我首先查阅了资料，了解了该课题研究的背景情况，知道了该课题的完成主要是基于清华大学科教仪器厂研制的微机实验箱。该微机实验箱能够辅助我完成最后的一个实物操作，去完成一个串行存储器的读写。整个课题的研究都要自己不断的动手锤炼，去提高自己动脑设计，动手锤炼的能力。实践表明，这种新的实验教学模式激发了大多数学生专业学习的积极性，加深了对这门课程的掌握程度，同时学生还能够学习到先进的设计思想，高校老师和同学也普遍认为这种新的教学模式改革，能够有效的锤炼学生的自我创造能力和实践动手能力。

1.2论文研究的内容

本课题在I²C通信协议的基础上，利用实验箱上的8255可编程输入输出接口设备和8086CUP等芯片，通过相关电路的搭建，实现了对AT24C02串行存储器读写功能。首先把数据载入串行存储器中，然后再读取出来都显示在微机实验箱上的数码管上。其中涉及的主要研究内容有I/O串行接口技术， AT24C02读写原理、8255串口芯片、8086CPU芯片和I²C通讯协议等。

第二章 课题框架

2.1 系统总体结构

2.1.1 系统任务规划：在研究课题之前，首先要明确课题研究的方向，掌握了方向，才会有明确的思路。有了思路后运用科学的方法，这里可以通过导师指导，学校图书馆查阅资料，学校微机房下载知网资料，都可以有大量资料可以借鉴。老师讲过再好的记性不如记录下来，在翻阅资料的同时可以适当记载一些有用的资料。在以后写论文的时候就可以很方便的使用上去，可以节约后期论文撰写作时间。虽然说本课题是基于微机实验箱，但由于客观原因，实验操作箱不是每天都能接触到。所以接下来的仿真就是很课题任务里很重要的一步了。由于现在绝大部分仿真都能在Protues上面完成，所用能熟练操作仿真软件也很重要。在仿真之前也有一步很重要，那就是程序编写和初期的原理图绘制。老师给定的课题里主要用到的是X86系列处理器，就是8086CPU。理解并编写好汇编语言程序，完成Protel的原始电路图的绘制。仿真中会涉及其它一些汇编软件，在下文中会也会有介绍。完成仿真并记录仿真结果，重要的操作步骤要图片截屏保存。了解8255芯片，8080CPU和串行存储器读写的原理后，就可以借助实验教学设备，顺利完成仿真后，就可以完成具体的实物操作了。

2.1.2 系统设计方案：熟悉32位总线微机实验箱，通过一些基于该微机实验箱的经典实验，了解它的功能并知道本课题中所要运用到的一些具体硬件模块，如8255I/O接口芯片，数码管等。其次熟悉软件部分，编写I²C串口通信程序，并使用PROTEUS仿真软件调试，最后用汇编语言编写出可在32位微机实验箱上运行的程序。设计主要分了三个步骤来实现，对串行存储器读写操作主要基于I²C通讯协议，划分为控制部分、串行存储器读写部分和最后的显示部分。整体流程如下图2.1.1所示。

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