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FPGA的微机原理实验系统设计 摘要《微机原理及接口技术》是众多工科学生的一门核心课程，内容广泛，内容抽象难于理解。借助于微机原理实验系统，学生通过实验环节，可以进一步融会贯通学习内容。但传统的微机原理实验是在运算器、指令格式、存储器等都相对固定的情况下进行，学生主要进行功能实现和验证，缺少自主设计和创新过程。因此为了增强实验系统的功能，提高系统的灵活性，降低实验成本，采用FPGA芯片技术来更新现有的微机原理实验系统。本文重点研究基于FPGA芯片，用VHDL语言设计并实现8088软核，以及实验系统硬件电路的设计。6422 关键词FPGAVHDL8088微机原理 毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleThe 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. KeywordsFPGAVHDL8088Principle of Microcomputer 目录 1.1题目背景及意义6 1.2国内发展现状7 《微机原理》课程的主要内容为以Intel8088/8086为例介绍微机基础，结合8255、8259等接口芯片介绍接口技术，以及汇编语言程序设计等。该课具有综合性强、知识面广、抽象性较强和学习难度大等特点。无论从课程本身的特点，还是从专业素质的培养来看，加强该课程的实验教学都是很重要的。有关基础知识、基本原理、基本方法，必须靠大量的上机实践和动手实验，才能加深理解并且较好地掌握。其内容主要包含以下几部分：(1)原理部分。包括8086/8088指令系统与汇编语言程序设计、存储器与I/O机理的认知等。 (2)接口部分。包括典型的可编程接口芯片的扩展、性能验证及输入输出应用等内容，主要包括可编程中断控制器8259、可编程定时器8253、可编程外围接口芯片8255和8251以及模数(A/D)和数模(D/A)转换等。 (3)综合应用包括多种接口芯片的组合、自动实时控制等方面的内容[2]。 通过微机原理与接口技术实验可以培养学生利用计算机技术和编程手段分析、解决专业领域的各种问题的能力和意识，并进一步感受微机发展的新技术和新方法。因此微机实验教学是整个微机教学中重要的环节，它与理论课程相得益彰，是课堂教学内容的补充、延伸和深化。 为了增强实验系统的功能，提高系统的灵活性，降低实验成本，采用FPGA芯片技术。该技术可根据用户要求为芯片载入由VHDL语言所编写出的不同的硬件逻辑，FPGA芯片具有重复编程能力，使得系统内硬件的功能可以像软件一样被编程，这种称为ldquo;软rdquo;硬件的全新系统设计概念，使实验系统具有极强的灵活性和适应性[3]。他不仅使该系统性能的改进和扩充变得十分简易和方便，而且使学生自己设计不同的实验变为可能。V