CPU模型机的Proteus仿真设计 附单片机源码与各部分原理图说明

CPU模型机的设计Proteus仿真附件包含DSN电路图和各部分单元的文档说明

首先打开NEWest.DSN。在AT89C51器件上双击，在Program File： 路径选中该文件夹中的new.hex文件。然后可以按仿真开始按钮。大概经过5~10秒程序写入完毕。然后将一些开关拨回。即将SW15，SW18，SW10，SW9拨至右边。SW14拨至上边。和U41连接的LOGICSTATE拨为0，和U45连接的LOGICSTATE拨至1。然后可以按动START上的LOGICSTATE。整个系统开始运行。

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

此文档为模型计算机的电路说明文档。共分为四个部分。具体如下：

第一部分：ALU，PC及I/O部分

1．PC（74LS161）

图  X-1

图X-2

2．存储器（6116）

3．寄存器（74LS374）

4．ALU（74LS181）

5．I/O部分

第二部分：微控制部分

1.控制台转移

2.地址转移

3．微地址输入

4．微命令输入

5．微控制输出

              U38，U39，U40为3个3-8译码器，E1,E2,E3为1，0，0。输入端为A，B，C字段，译码的情况如下：

第三部分：自动输入

本系统若使用开关拨代码及微程序，则由于数据量较多且容易拨错，致使调试效率低下。因此用一个AT89C51来自动写入代码及微程序，省却拨动开关的时间。下面是具体电路及写入51的代码，经验证可正确写入及读出。

• AT89C51部分
  

2．微程序存储写入部分

3．存储器写入部分

4．代码部分

具体代码如下：

1. #include "reg51.h"
   
2. 
   
3. sbit OE =P2^7;                            //控制微控器里三个6116（RAM）的输出
   
4. sbit WE =P2^6;                            //控制微控器里三个6116（RAM）的写入
   
5. sbit CS2=P2^5;                            //控制微控器里三个6116（RAM）的片选
   
6. sbit CS1=P2^4;
   
7. sbit CS0=P2^3;
   
8. sbit t=P2^2;                                          //给微地址寄存器写入地址提供时序信号
   
9. sbit WE_RAM=P2^1;                            //为主存储器提供写允许信号
   
10. sbit LDRAM=P2^0;              //给主存储器写入地址或数据的74LS245的允许信号
    
11. sbit tr=P1^7;                                          //为主存储器提供地址的74LS273的时序信号
    
12. 
    
13. #define n 100                                          //用于提供延时的变量
    
14. void delay(void)                            //延时功能函数
    
15. {
    
16.               char i,j;
    
17.               for(i=0;i<n;i++)
    
18.                             for(j=0;j<n;j++)
    
19.                             {}
    
20. }
    
21. void init(void)                                          //初始化函数
    
22. {
    
23.               OE=1;
    
24.               WE=1;
    
25.               CS2=1;
    
26.               CS1=1;
    
27.               CS0=1;
    
28.               WE_RAM=1;
    
29.               LDRAM=1;
    
30.               t=0;
    
31. }
    
32. void main(void)
    
33. {
    
34.               char c2[25]= {0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x01,0x95,0x00,0x00,0x01,0x01,
    
35.                             0x01,0x01,0x02,0x00,0x00,0x01,0x01,0x00,0x01,0x00,0x07,0x00,0x07,0x06};
    
36.               //微程序的高八位数据
    
37.               char c1[25]= {0x81,0xed,0xc0,0xe0,0xb0,0xa2,0x9a,0xe0,0x10,0xed,0xed,
    
38.                             0xed,0xed,0x82,0xe0,0xa0,0xed,0xed,0xa0,0x80,0x20,0x0a,0xd1,0x0a,0x8a};
    
39.               //微程序的中八位数据
    
40.               char c0[25]= {0x10,0x82,0x48,0x04,0x05,0x06,0x01,0x0d,0x01,0x83,0x87,
    
41.                             0x8e,0x96,0x01,0x0f,0x15,0x92,0x94,0x17,0x01,0x18,0x01,0x81,0x10,0x11};
    
42.               //微程序的低八位数据
    
43. 
    
44.               char ram[11]={0x00,0x10,0x0a,0x20,0x0b,0x30,0x0b,0x40,0x00,0x00,0x01};
    
45.               //主存储器里的数据及指令
    
46.               char i;
    
47. 
    
48.               init();
    
49.               WE=0;
    
50.               for(i=0;i<=24;i++)
    
51.               {
    
52.                             P1=i;                            //P1口用来提供微程序地址
    
53.                             t=!t;                                          //微地址寄存器的时序信号
    
54. 
    
55.                             P0=c2[i];                            //P0口用来提供微程序，先提供高八位程序
    
56.                             CS2=0;                            //选中高八位的存储器
    
57.                             delay();                            //延时
    
58.                             CS2=1;                            //片选无效
    
59. 
    
60.                             P0=c1[i];
    
61.                             CS1=0;                            //选中中八位存储器
    
62.                             delay();
    
63.                             CS1=1;                            //片选无效
    
64. 
    
65.                             P0=c0[i];
    
66.                             CS0=0;                            //选中低八位存储器
    
67.                             delay();
    
68.                             CS0=1;                            //片选无效
    
69.                             t=!t;                                         
    
70.               }
    
71. 
    
72.               WE=1;
    
73.               CS2=0;
    
74.               CS1=0;
    
75.               CS0=0;
    
76.               OE=0;
    
77. 
    
78.               P0=0x00;                                          //置微地址为0x00
    
79. 
    
80.               for(i=0;i<25;i++)              //显示微程序数据，用来检查是否输入有误
    
81.               {
    
82.                             P1=i;
    
83.                             t=!t;
    
84. 
    
85.                             t=!t;
    
86.                             delay();
    
87.               }
    
88. 
    
89.               P1=0x01;
    
90.               t=!t;
    
91.               t=!t;
    
92.               delay();
    
93.             
    
94.               LDRAM=0;
    
95.               tr=0;
    
96.               for(i=0;i<11;i++)
    
97.               {
    
98.                             P3=i;                            //提供主存储器地址
    
99. 
    
100.                             tr=!tr;
     
101.                             tr=!tr;                            //将地址写入地址寄存器
     
102.                             P3=ram[i];              //提供主存储器数据或指令
     
103. 
     
104.                             WE_RAM=0;              //主存储器写有效
     
105.                             delay();
     
106.                             WE_RAM=1;            
     
107. 
     
108.               }
     
109.               P3=0x00;
     
110.               tr=!tr;
     
111.               tr=!tr;
     
112. 
     
113.               LDRAM=1;
     
114.               while(1){}
     
115. }

复制代码

此代码在Keil μVersion2中编译为*.hex文件，然后加载到Proteus中的AT89C51，便可运行。

第四部分：时序及控制

下图为时序的部分控制电路：

单步执行与连续执行的开关定义，如图

全部资料51hei下载地址：

模型机.rar (1.03 MB, 下载次数: 80)

2018-10-12 18:07 上传

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仿真DSN文件和文档说明

参考设计:http://www.51hei.com/bbs/dpj-181762-1.html

楼主您好，我想问一下你的操作说明文档里写的START是指哪里呀

楼主您好，请问在仿真电路图上按你的写得操作说明操作，没有反应可能是因为什么啊

呆桃呀呀呀呀 发表于 2020-9-14 15:37
楼主您好，请问在仿真电路图上按你的写得操作说明操作，没有反应可能是因为什么啊

需要把LED的阻值调低，太高了电流过不去

只有a.hex,哪来的new.hex