FPGA的微机原理实验系统设计
关键词 FPGA VHDL 8088 微机原理
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The Design of the Experiment System of Principle of Microcomputer Based on FPGA
Abstract
《Principle of Microcomputer and Technology of Its Interface》is a core course for engineer students， which is rich and abstract in content and difficult for understanding. With the experiment system of principle of microcomputer， students can understand more deeply through experiments. But traditional experiments are executed under the circumstance where ALU， Instruction Sets， Storing System are relatively definite. Students verify mainly the function and are lack of independent design and innovation. Therefore， in order to enhance the function and flexibility of experiment system and reduce cost， use FPGA chip to update the current system of principle of microcomputer. This article mainly aims to use VHDL hardware language to design 8088 cpu and the hardware circuit of the experiment system.
Keywords FPGA VHDL 8088 Principle of Microcomputer
目 录
1.1 题目背景及意义 6
1.2 国内发展现状 7
1.3 本课题主要研究内容 7
1.4 开发环境及应用工具 7
1.4.1 FPGA芯片 8
1.4.2 VHDL语言 9
2 总体设计 11
2.1 系统要求 11
2.2 系统原理 11
2.3 系统硬件架构 11
3 8088VHDL软核的设计及仿真 14
3.1 Intel 8088内部结构和工作原理 14
3.2 Intel 8088的指令系统 15
3.2.1 Intel 8088寻址方式 15
3.2.2 8088汇编指令与机器码 16
3.2.3 用VHDL语言编写指令程序包 18
3.3 8088软核结构 19
3.3.1 软核顶层模块 19
3.3.2 设计层次 19
3.3.3 使用Modelsim 进行8088软核的整体仿真 22
4 硬件电路设计及实现 28
4.1 系统电源电路 28
4.2 FPGA芯片电路 28
4.3 FPGA配置电路 31
4.4 存储电路 32
4.5 外围芯片电路 33
4.6 8259中断芯片电路 34
4.7 8253中断定时器电路 35
4.8 键盘输入显示电路 36
5 实验系统的使用 37
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
1 绪论
1.1 题目背景及意义
计算机应用领域已经扩展到各行各业，并且在进入了家庭的形势下，“会用微机”已成为当代人所必须具有的一种基本技能。对工科学生，特别是机、电类专业的学生来说，则必须有更高的要求，否则将无法满足当今社会的需要。因此，在机、电类专业中，无一例外地开设《微机原理》课程。它是继高级语言程序设计课程之后又一门计算机技术基础课。其任务是使学生能从应用的角度出发，了解微机的工作原理，建立微机工作的整体概念，从理论与实践的结合上掌握微机接口技术和汇编语言设计方法，并在此基础上能具有软、硬件开发的能力[1]。