单片微型计算机外设模块设计技术研究

发布时间：2021-01-21 17:07

　　本文利用自顶向下的正向设计方法,研究使用Verilog HDL语言设计兼容Intel MCS-51系列单片机的外围设备模块。整个设计流程中,设计软件选用Mentor公司的Modelsim编译仿真软件、Synplicity公司的Synplify PRO综合软件及Altera公司的Quartus FPGA开发平台,在软件开发环境中完成单片微型计算机外设模块的前端代码设计、功能仿真验证、最终综合于Altera公司Cyclone系列FPGA（Field Programmable Gate Array）芯片上,实现与Intel MCS-51完全兼容的HP-51型单片微型计算机外围设备模块。本文首先介绍了单片微型计算机的发展历史、应用方向、发展趋势以及大规模数字集成电路一般的设计流程;接着详细说明了本项目设计的HP-51型单片微型计算机的特点、架构及其指令、时序和中断系统,并重点分析说明了该型单片微型计算机的外设模块的功能、结构及工作方式;然后详细说明了串行通信接口、定时/计数器两个外设模块的设计过程,并给出了外设模块各子功能模块的输入输出端口、部分HDL源代码、详细的模块功能仿真波形图和RTL级... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

集成电路的典型设计流程

图 2-1 HP-51 单片机 CPU 框图Fig.2-1 Architecture chart of HP-51 CPU个单片机的“大脑”，单片机通过它来读取用户程序，执行1 个 8 位算术逻辑运算单元 ALU，相关的 A、B、PSW 和器，数据指针寄存器等。列单片机的 I/O 端口是多功能的输入输出端口，共有 32 I/O 端口：分别为 port0，port1，port2 和 port3，每一个端入、输出或作为双向端口，并可以进行字节或位操作。在一为特殊功能应用。指令通过复用 port0 为地址和数据总线 每一个引脚都有一个特殊功能：两个外部中断输入；两输入输出的两条线路；两个外部时钟信号输入。

片机工作时序一条指令由若干个字节组成，执行一条指令需要的时间周期就是 CPU 访问存储器一次所需要的时间。例如，需要的时间。HP-51 单片机的一个机器周期包含 12 个S1～S6，每个状态又分为两拍，称为 P1 和 P2，这样一个为 S1P1，S1P2，S2P1,…，S6P2。在 HP-51 单片机中，周期指令。指令的运算速度和机器周期字节数相关。令的执行时序如图 2-2 所示[19]：

【参考文献】：
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本文编号：2991562