8098芯片是MCS－96系列的单片机，它是一种准16位单片机，具有16位的内部总线和8位的外部总线，非常适合在既需要16位处理器的速度，又要求小体积低价格的场合应用，是新一代的单片机。与MCS－51系列单片机显著不同的是：8098具有高速输入通道，用来记录外部事件的发生时间；高速脉冲发生器，用来输出高速触发脉冲；四个16位软件定时器可同时工作；片内有四路10位的A／D转换器，并带有取样保持器，转换时间只需22μs（12MHz晶振时）；8098片内有232个寄存器文件，每个寄存器文件既可作普通寄存器用，又具有MCS－51单片机中的A寄存器的功能；8098还有定时监视器（俗称看门狗），脉宽调制输出（可作D／A用）等MCS－51系列单片机所不具备的功能。
为了推动单片机的应用与普及，我们在推出TD-Ⅰ，TD-Ⅱ和TD-Ⅲ单片学习机之后，又设计了一种功能强价格低的HH98单片机仿真系统，这个系统由主板、键盘显示板、EPROM读写板、组合软件等组成。利用这个系统可直接完成8098单片机的学习、实验、编程、软硬件调试、程序固化的过程，也就是说能一步完成从学习到应用的过程。由于硬件是按积木方式设计的，所以它既能作开发仿真系统用，又能直接作为目标机用，直接装在用户应用系统之中，从而可免除使用者进行硬件设计、基本软件调试和排除干扰等各种不必要的低水平重复劳动，使用户能获得一个工作可靠，抗干扰能力强的硬件系统。以下是它的一些主要指标：
（1）32k字节仿真RAM（掉电保护）
（2）8k字节EEPROM（只读或编程可设置）
（3）四路10位带精密基准的A／D
（4）一路PWM输出，可作 D／A用
（5）单+5V供电，自动产生写EPROM和通信所需电压
（6）全部 EPROM操作功能（2764／27128／27256）
（7）二路串行通信口
（8）22路并行输出输入口
（9）8098CPU仿真插头
（10）内、外晶振任意设定（晶振6M～12M）
（11）具有与微机的联结调试功能
（12）单步、断点、全速调试功能
（13）外形尺寸：110×130×2块
一、硬件原理介绍：
硬件由主板、键盘显示板和EPROM读写板组成
1．图1是主板原理简图，主板上的IC8单片计算机8098是整个系统的核心，与仿真有关的信号都通过插座X引出，在作仿真器使用时，使用者可用仿真插头将信号引出后，直接去仿真用户系统中的809A芯片。主板上8098的外部数据总线是按8位设定的，地址总线是16位，故8098的P3口是作为低位地址和数据线复用， P4口是高位地址线，在对外部空间进行操作时， 8098先将低位地址送上P3口，然后再将P3口转为数据线。
2．集成块IC5（74LS373）是用作低位地址锁存器，当8098将低位地址送上P3口时，8098发出ALE（地址锁存允许）信号，在ALE信号的作用下，低位地址就锁存在74LS373之中，锁存在74LS373之中的低位地址与8098的P4口的高位地址，就构成了16位的地址线，这16根地址线能对64k字节地址空间进行操作。
3.8098芯片在空间管理上与MCS-51系列单片机对空间的管理不相同，MCS－51系列单片机对外部RAM和对外部ROM的操作都有专门的操作信号，而8098对RAM和ROM的操作都用同一种操作信号，而RAM和 ROM及I／O的空间都是统一分配在同一个64k字节的空间内，这样做简化了控制信号，有利于提高芯片的抗干扰能力。
4．主板上的IC11（27256）是内部固化有监控管理及演示程序的EPROM，27256具有32k字节的存储空间，监控管理及演示程序只使用10k字节的空间，余下的空间可供将来扩展用。监控只占用了0000H～1FFFH空间。
5.8098复位入口及中断转移方式与MCS－51系列单片机不同，8098的复位入口不是0000H，而是2080H，中断时，也不是直接转跳，而是在2000H～2011H单元之中取出中断转移矢量，再转移到中断子程序入口，这样安排中断转移，对使用中断来说是要方便些。为了不占用8098的复位入口和中断矢量存储单元，在监控软件的地址分配时，我们作了适当处理，将复位入口和中断矢量存储单元都留给用户使用。这对程序的一次仿真调试成功是很重要的，如果监控使用了这些单元，会给用户调试程序带来许多麻烦。
6.主板上的IC13（62256）是仿真系统中的仿真RAM，它具有32k字节的空间，用户既可运行62256之中的程序，又可将数据直接写入这32k字节的空间内，也就是说这32k字节的空间既有RAM的功能又有ROM的功能。一般来说具有32k字节的RAM和ROM仿真空间是够用了，62256安排在2000H～9FFFH这32k地址空间内，用户在使用HH98时，可直接使用复位入口地址2080H和所有中断矢量地址。在进行仿真目标机的CPU时，如果希望使用目标板上的RAM，可将插在X12上的短路插线去掉，这时仿真系统就使用目标板上的RAM，给操作者调试自己的硬件带来方便。
7．考虑到用户希望保持RAM区的数据，我们特意设计了RAM区内容保护线路，X10是后备电源插头，只要在这个插头上接入3伏的电源（一般使用2节5号电池），就能保持RAM区的数据长期不丢失，62256是一种CM05静态RAM，当它处于保持状态时，耗电非常小，大约只有几个微安的电流。IC10、VT3、VH1、VH2等组成RAM保持电压切换电路，当主电源供电正常时，VT3的集电极是高电位，这时可对RAM进行读写操作，当主电源的电压低于3.8V左右时，VT3的集电极呈低电位，62256的片选端就保持为高电平，这时就不能对62256进行读写操作，故可避免在上电或断电瞬间CPU对RAM进行误操作，而造成62256之中的数据丢失。
8.主板上的IC12插座，既可插EEPROM2864，也可插普通RAM6264，当要求具有电可改写功能时，就插2864，插上2864后，能方便操作，自由改写数据，断电时又不丢失其中的数据。X11是2864的使能插座，如果用短路插线插在X11上，就能对2864进行正常的读写操作，如果将X11上的短路插线去掉，那么就只能读出2864之中的内容，而又不能改写2864之中的内容。这样设计的目的是为了方便用户改变存放在2864之中的参数，而又不会因误操作使数据丢失。当然也可将正在调试的程序保存在2864之中，以避免断电时，键入的调试程序丢失。2864具有8k字节的存储空间，它安排在A000H～BFFFH这个空间内。
9．在主板上还扩展了一片并行I／O口 8155，以满足用户对I／O口的要求，8155的所有I／O口都通过X1引出，以便用户使用，EPROM读写板也是通过X1联结的，8155有22个I／O口，分成三组：A口，B口和C口，这三组口可分别定义为输入口或输出口，另外8155内部还有一个十四位的定时器。8155内的256字节的RAM，已由监控使用，故用户不得使用8155内部的RAM，主板上已有足够的RAM空间供用户使用。
10．考虑到HH98除了作普通单片计算机使用外，还要作仿真器使用，故HH98与微机联机组成仿真系统时，只是使用了8155的PB．7和PC．5作串行通信用，而将8098所具有的串行口留给用户使用，这虽然给编制监控程序带来许多麻烦，但保留完整的仿真功能给用户，用户在联机仿真时可直接调试有关8098的串行通信有关的程序，8155的PB.7和PC.5作串行口时是经过MC1488和MC1489电平转换的，这样能保证在串行通信时，HH98具有标准的RS－232串行通信电平，以利于提高通信的抗干扰能力。当然8155也可作为打印机的并行接口。
11．在主板上还扩展了一片IC9（8254），8254具有三个独立的十六位定时计数器，它的最高计数频率可达10MHz，它是一种功能很强的定时／记数器，它有许多种工作状态，它能满足高速计数（测频率用）和作精密定时之用，以满足用户对精密定时的要求。如果在8254的输入端再接上适当的分频器，就能使HH98单片计算机具有频率计的功能。
12.为了减少使用多组电源的麻烦，HH98只使用了一组+5V电源，其它功能所需的电压都由HH98自己产生。IC6、VT1、L1和L3等组成电压变换器，由它们产生写 EPROM所需的+12V电压和通信所需的-8V电压。
13．为了使用户既能使用HH98的晶振，又能使用外部晶振，故又专门设计了一个振荡电路，振荡电路由IC7（74HC04）、C10、C11和XTAL组成，74HC04缓冲输出的振荡时钟，分别送到8098的 XTAL1（晶振输入端）和8279的时钟输入端。如果希望使用外部晶振，只要用短路插线将X3的2、3引脚短路即可，短接X3的1、2引脚就使用内部的6MHz晶振，外部晶振可在6M～12M范围内任意选择。
14.在设计HH98时，我们考虑到它可直接作用户板使用，故8098的A／D基准电压，采用了精密稳压源TL431，我们将TL431接成2.5V稳压方式，这时8098的 A／D满量程输入也是+2.5V。英特尔公司的现行手册上规定VREF（参考源）必须在VCC＋10％以内，但有一部分8098芯片的参考源是可采用+2.5V的，这样做可简化对供电电源的要求。采用TL431作基准参考源后，能保证HH98的A／D具有足够温度稳定性和抗电压波动影响的能力，当电源电压在较大范围内波动时，不会影响A／D的精确度。在设计印制板时，也对模拟接地线作了认真的处理，从而避免了数字信号对A／D的干扰和影响。
15．主板上的地址分配和管理是由IC4（16V8）进行的，由于16V8是一种可编程逻辑芯片，使用它后减少了外围芯片数量，从而使得HH98可靠性和抗干扰能力提高，而且空间分配也能做到比较合理。
16．键盘和显示数码管专门安排在一块印制板上，图2是键盘显示板的原理简图，键盘显示板是以8279为核心，8279是一种显示和键扫描的专用芯片，它能在没有CPU的干预下完成显示扫描和键扫描。M1413是笔划驱动器，74LS138是扫描译码器和字选译码器，VT4～VT11是字选缓冲器，键盘板上有8位数码管和30个轻触按键。键盘显示板的外形尺寸与主板的外形尺寸完全相同，主板与键盘显示板是通过软线或接插件相联结的，当将HH98单片计算机用于仪器仪表或小体积控制设备之中时，可将键盘显示板与主板折叠起来使用，也就是说可将主板安装在键盘显示板的背后，从而节省面板面积，这一点在小体积设备中是很重要的。当然如果不使用键盘显示板，主板也可单独作用。数码管除了能显示数字外，还能显示一些字符，在监控程序中已装入了常用的一些字符，当进入演示程序时，这些字符和字符代码都会轮流显示出来。
17．EPROM的读写是通过X1接插一块EPROM读写板进行的，在EPROM读写板上可直接固化2764、27128、27256三种芯片，既可使用HH98板上的固化电压，也可使用外部固化电压，固化电压是在进行固化操作时自动接通的，这样可避免因误操作而损坏EPROM芯片。EPROM读写板元件排布图和原理简图将在下期刊登。（未完待续）(朱小华 陈尚品 梁建国)