高敏-簡(jiǎn)易計(jì)算器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、合肥學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系頁(yè)：1寫(xiě)明課程名稱(chēng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告頁(yè)：1第幾學(xué)期課程微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)名稱(chēng)簡(jiǎn)易計(jì)數(shù)器學(xué)生姓名高敏學(xué)號(hào)0604031035專(zhuān)業(yè)班級(jí)06網(wǎng)工（1）指導(dǎo)教師張向東教授2009 年 2月簡(jiǎn)易計(jì)數(shù)器報(bào)告頁(yè)：2題目可以不寫(xiě)一題意需求分析及解決方案：頁(yè)：2標(biāo)題不要標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，其他雷同1題意分析：設(shè)計(jì)一個(gè)可以進(jìn)行2位數(shù)四則運(yùn)算的計(jì)數(shù)器，要求：1.用按鍵輸入數(shù)和運(yùn)算符號(hào)；2.用LED顯示運(yùn)算過(guò)程和結(jié)果（十進(jìn)制數(shù)）；3.可以表示出當(dāng)前的運(yùn)算類(lèi)型；4.具有清零和復(fù)位的功能；5.具有連續(xù)運(yùn)算的功能。本設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題有:(1)選擇什么芯片(2)怎樣完成硬件的連接（3）怎樣編寫(xiě)程序來(lái)

2、正確完成功能頁(yè)：2調(diào)節(jié)文章格式，是文章更有條理。其他雷同2解決問(wèn)題方法及思路：頁(yè)：2這部分主要分硬件和軟件兩部分，可以分別從整個(gè)系統(tǒng)由哪些硬件組成，各個(gè)硬件在系統(tǒng)中所起的作用。軟件部分從總體上分析各個(gè)軟件模塊所完成的功能。1 ) 硬件部分頁(yè)：2這部分在添加一些描述性文字，表格中的字體5號(hào)。組號(hào)器件名稱(chēng)特 點(diǎn)1小鍵盤(pán)鍵盤(pán)（Keyboard）是常用的輸入設(shè)備，它是由一組開(kāi)關(guān)矩陣組成，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜邏輯開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜28255A芯片8255芯片是可編程的并行接口芯片，不需要附加外部電路便可和大多數(shù)并行傳輸數(shù)據(jù)的外部設(shè)備相連，數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送，使用十分方便8279A芯片8279芯片可

3、以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤(pán)/顯示器的自動(dòng)掃描，以減輕CPU負(fù)擔(dān)，具有顯示穩(wěn)定，程序簡(jiǎn)單，不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作等3L E DLED顯示器與LCD顯示器相比，LED在亮度、功耗、可視角度和刷新速率等方面，都更具優(yōu)勢(shì)。LED與LCD的功耗比大約為10:1，LED的最顯著特點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)，光電轉(zhuǎn)換效能高，綠色環(huán)保L C DLCD占用空間小，低功耗，低輻射，能降低視覺(jué)疲勞，但是會(huì)出現(xiàn)閃爍問(wèn)題表1-1 硬件器件選擇頁(yè)：2表標(biāo)在表格上方結(jié)論：輸入口用一片8279及小鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)，顯示設(shè)備為L(zhǎng)ED顯示器。2 ) 軟件部分8279是可編程接口芯片，通過(guò)編程使其實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，編程的過(guò)程實(shí)際上就是CPU向8279發(fā)送控制指令的過(guò)程。在軟

4、件設(shè)計(jì)中，顯示方式采用了8個(gè)字符顯示，從左輸入方式，編碼掃描鍵盤(pán)，雙鍵鎖定。由于該系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性及速度要求并不十分高，所以時(shí)鐘頻率采用6M Hz已足夠了，故程序時(shí)鐘命令字取為2AH，用以保證100kHz的內(nèi)部工作頻率。由于采用10ms定時(shí)掃描查詢(xún)方式，所以在下次開(kāi)始掃描時(shí)，先應(yīng)清空8279，清除顯示RAM大約需要160s的時(shí)間，在此期間，F(xiàn)IFO狀態(tài)字的最高位DU=1，表示顯示無(wú)效，CPU不能顯示RAM寫(xiě)入數(shù)據(jù)，所以清除命令狀態(tài)字取D1H。CPU對(duì)8279的控制是先讀回8279的狀態(tài)字，查看PIFORAM中有無(wú)字符，若有將根據(jù)字符個(gè)數(shù)讀出所有字符，并進(jìn)行相應(yīng)處理；若無(wú)，則直接返回。CPU對(duì)827

5、9的監(jiān)視采用查詢(xún)方式，對(duì)8279分配的數(shù)據(jù)口地址為8000H，狀態(tài)口地址為8001H，CPU每隔10ms定時(shí)中斷查詢(xún)一次，所有顯示采用查詢(xún)段碼表的方式實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)過(guò)程，提高了程序質(zhì)量。頁(yè)：3注意文章的格式和縮進(jìn)二硬件設(shè)計(jì)：頁(yè)：3這部分分為硬件作用，功能分析，技術(shù)參數(shù)3部分來(lái)寫(xiě)1選擇芯片(1)8279A1 ) 8279A在本設(shè)計(jì)中的作用： 在本設(shè)計(jì)中用8279A芯片控制鍵盤(pán)輸入和LED顯示。2 ) 8279A的功能分析： 1、8279A主要特性8279A芯片是一種通用的可編程序的鍵盤(pán)/顯示接口器件，單個(gè)芯片就能完成鍵盤(pán)輸入和LED顯示控制兩種功能?？膳c任何8位機(jī)接口。8279A芯片包括鍵

6、盤(pán)輸入和顯示輸出兩個(gè)部分。若采用8279作為鍵盤(pán)/顯示器接口，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤(pán)、顯示器自動(dòng)掃描，8279主要是管理鍵盤(pán)輸入和顯示器輸出的。8279可編程鍵盤(pán)顯示器接口芯片具有動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、不占用CPU 的時(shí)間、可自動(dòng)進(jìn)行鍵盤(pán)掃描、與計(jì)算機(jī)接口方便、編程容易、系統(tǒng)靈活等特點(diǎn)當(dāng)今已成為設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，特別是實(shí)時(shí)性較高的測(cè)控系統(tǒng)的首選器件之一。2、8279A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如圖2-1) 頁(yè)：4格式不對(duì)圖2-1 8279A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中，IRQ：中斷請(qǐng)求輸出線(xiàn)，DB0DB7：雙向數(shù)據(jù)總路線(xiàn)（傳送命令、數(shù)據(jù)、狀態(tài)），、：讀寫(xiě)控制輸入端，RESET：復(fù)位輸入端，CLK：時(shí)鐘輸入端，：片選，C和/D

7、（A0）：片內(nèi)寄存器選址，OUTA0A1、OUTB0B3：8位顯示輸出端，：熄滅顯示輸出端，SL0SL3：公用掃描輸出線(xiàn)，RL0RL7：鍵盤(pán)回饋輸入線(xiàn)，SHIFT：抵擋鍵輸入線(xiàn)，CNTL/STB：控制/選通輸入線(xiàn)。另外，8279的鍵盤(pán)接口部分內(nèi)部有一個(gè)88位先進(jìn)先出的堆棧（FIFO），用來(lái)存放鍵盤(pán)輸入代碼，顯示器接口部分內(nèi)部有一個(gè)168位顯示RAM，用來(lái)顯示段數(shù)據(jù)，能為16位LED顯示器（或其它顯示器）提供多路掃描接口。3、8279A的引腳信號(hào)和功能8279可編程鍵盤(pán)顯示器接口芯片具有動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路,不占用CPU 的時(shí)間、可自動(dòng)進(jìn)行鍵盤(pán)掃描、與計(jì)算機(jī)接口方便、編程容易、系統(tǒng)靈活等特點(diǎn)。 82

8、79A是可編程的鍵盤(pán)/顯示接口芯片。它既具有按鍵處理功能，又具有自動(dòng)顯示功能，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛。8279A內(nèi)部有鍵盤(pán) FIFO （先進(jìn)先出堆棧）/傳感器，雙重功能的 88=64B RAM，鍵盤(pán)控制部分可控制 88=64 個(gè)按鍵或 88 陣列方式的傳感器。該芯片能自動(dòng)消抖并具有雙鍵鎖定保護(hù)功能。顯示 RAM容量為 168，即顯示器最大配置可達(dá) 16 位 LED數(shù)碼顯示。4、8279的命令字及其格式 8279三種工作方式：鍵盤(pán)工作方式、顯示工作方式和傳感器工作方式。鍵盤(pán)工作方式：雙鍵互鎖和N鍵輪回。雙鍵互鎖是指當(dāng)有兩個(gè)以上按鍵同時(shí)按下時(shí)，只能識(shí)別最后一個(gè)被釋放的按鍵，并把其鍵值送入內(nèi)部FI

9、FO RAM中。N鍵輪回是指當(dāng)有多個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)，所有按鍵的鍵值均可按掃描順序依次存入FIFO RAM中。顯示工作方式：是指CPU輸入至8279內(nèi)部FIFO RAM的數(shù)據(jù)的輸出格式，有8個(gè)字符左端入口顯示、16個(gè)字符左端入口顯示、8個(gè)字符右端入口顯示、16個(gè)字符右端入口顯示四種方式。傳感器方式：是指掃描傳感器陣列時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器的狀態(tài)發(fā)生變化就置位INT向CPU申請(qǐng)中斷。選擇不同的工作方式均是通過(guò)CPU對(duì)8279送入命令來(lái)進(jìn)行控制。8279共有8種命令，命令寄存器為8位，其中D7D5為命令特征位，D4D0為命令的控制位。CPU對(duì)8279寫(xiě)入的命令數(shù)據(jù)為命令字，讀出的數(shù)據(jù)為狀態(tài)字。8279共

10、有八條命令，其功能及命令字格式分述如下。（1）鍵盤(pán)/顯示方式設(shè)置命令字命令格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 D D K K K其中：D7、D6、D5=000為方式設(shè)置命令特征位。DD（D4、D3）：用來(lái)設(shè)定顯示方式，如表2-1所示。表2-1 顯示方式選擇D4D3顯示方式008個(gè)字符顯示，左端入口0116個(gè)字符顯示，左端入口108個(gè)字符顯示，右端入口1016個(gè)字符顯示，右入口所謂左入口 ，即顯示位置從最左一位（最高位）開(kāi)始，以后逐次輸入的顯示字符逐個(gè)向右順序排列；所謂右入口，則是顯示位置從最右一位（最低位）開(kāi)始，以后逐次輸入顯示字符時(shí)，已有的顯示字符依次向左移動(dòng)

11、。KKK（D2、D1、D0）：用來(lái)設(shè)定七種鍵盤(pán)/顯示掃描方式，如表2-2所示。表2-2 鍵盤(pán)/顯示掃描方式D2D1D0鍵盤(pán)/顯示掃描方式000編碼掃描鍵盤(pán)，雙鍵鎖定001譯碼掃描鍵盤(pán)，雙鍵鎖定010編碼掃描鍵盤(pán)，N鍵輪回011譯碼掃描鍵盤(pán)，N鍵輪回100編碼掃描傳感器矩陣101譯碼掃描傳感器矩陣110選通輸入，編碼顯示掃描111選通輸入，譯碼顯示掃描（2）時(shí)鐘編程命令命令格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 P P P P P其中：D7、D6、D5=001為時(shí)鐘命令特征位。PPPPP（D4、D3、D2、D1、D0）用來(lái)設(shè)定外部輸入CLK時(shí)鐘脈沖的分頻系數(shù)N。N取值

12、范圍為231。如CLK輸入時(shí)鐘頻率為2MHZ，PPPPP應(yīng)被置為10100（N=20），才可獲得8279內(nèi)部要求的100KHZ的時(shí)鐘頻率。（3）讀FIFO/傳感器RAM命令命令格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 AI X A A A其中：D7、D6、D5=010為讀FIFO/傳感器RAM命令特征位。該命令字只在傳感器方式時(shí)使用。在CPU讀傳感器RAM之前，必須用這條命令來(lái)設(shè)定所讀傳感器RAM中的地址。AAA（D2、D1、D0）為傳感器RAM中的八個(gè)字節(jié)地址。AI（D4）為自動(dòng)增量特征位。當(dāng)AI=1時(shí)，每次讀出傳感器RAM后地址自動(dòng)加1使地址指向下一個(gè)存儲(chǔ)單元。這

13、樣，下一個(gè)數(shù)據(jù)便從下一個(gè)地址讀出，而不必重新設(shè)置讀FIFO/傳感器RAM命令。在鍵盤(pán)工作方式中，由于讀出操作嚴(yán)格按照先入先出順序，因此，不需使用這條命令。（4）讀顯示RAM命令命令格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 1 AI A A A A其中：D7、D6、D5=011為讀顯示RAM命令字的特征位。該命令字用來(lái)設(shè)定將要讀出的顯示RAM地址。AAAA（D3、D2、D1、D0）用來(lái)尋址顯示RAM中的存儲(chǔ)單元。由于位顯示RAM中有16個(gè)字節(jié)單元，故需要4位尋址。AI（D4）為自動(dòng)增量特征位。AI=1時(shí)，每次讀出后地址自動(dòng)加1，指向下一地址。（5）寫(xiě)顯示RAM命令命令格式：

14、 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 AI A A A A其中：D7、D6、D5=100為寫(xiě)顯示RAM命令字的特征位。在寫(xiě)顯示RAM之前用這個(gè)命令字來(lái)設(shè)定將要寫(xiě)入的顯示RAM地址。AAAA（D3、D2、D1、D0）為將要寫(xiě)入的顯示RAM中的存儲(chǔ)單元地址。AI（D4）為自動(dòng)增量特征位。AI=1時(shí)，每次寫(xiě)入后地址自動(dòng)加1，指向下一次寫(xiě)入地址。（6）顯示禁止寫(xiě)入/消隱命令命令格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 1 X IW/A IW/B BL/A BL/B其中：D7、D6、D5=101為顯示禁止寫(xiě)入/消隱命令特征位。IW/A、IW/ B（D3、D2

15、）為A、B組顯示RAM寫(xiě)入屏蔽位。當(dāng)A組的屏蔽位D3=1時(shí)，A組的顯示RAM禁止寫(xiě)入。因此，從CPU寫(xiě)入顯示器RAM數(shù)據(jù)時(shí)，不會(huì)影響A的顯示。這種情況通常在采用雙4位顯示器時(shí)使用。因?yàn)閮蓚€(gè)四位顯示器是相互獨(dú)立的。為了給其中一個(gè)四位顯示器輸入數(shù)據(jù)而又不影響另一個(gè)四位顯示器，因此必須對(duì)另一組的輸入實(shí)行屏蔽。BL/A、BL/ B（D1、D0）為消隱設(shè)置位。用于對(duì)兩組顯示輸出消隱。若BL=1，對(duì)應(yīng)組的顯示輸出被消隱。當(dāng)BL=0，則恢復(fù)顯示。（7）清除命令命令格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 1 0 CD CD CD CF CA 其中：D7、D6、D5=110為清除命令特征位。

16、表2-3 顯示RAM清除方式D4D3D2清除方式10將全部顯示RAM清為00H110將全部顯示RAM置為20H，A組輸出0010，B組輸出0000111將全部顯示RAM置為FFH0D0=0不清除，D0=1按上述方法清除CF（D1）用來(lái)置空FIFO存儲(chǔ)器，當(dāng)CF=1時(shí)，執(zhí)行清除命令后，F(xiàn)IFO RAM被置空，使INT輸出線(xiàn)復(fù)位。同時(shí)，傳感器RAM的讀出地址也被置為0。CA （D0）為總清的特征位。它兼有CD和CF的聯(lián)合效能。在CF =1時(shí)，對(duì)顯示的清除方式由D3、D2的編碼決定。顯示RAM清除時(shí)間約需160us。在此期間狀態(tài)字的最高位Du=1，表示顯示無(wú)效。CPU不能向顯示RAM寫(xiě)入數(shù)據(jù)。（8）

17、結(jié)束中斷/錯(cuò)誤方式設(shè)置命令命令格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 1 1 E X X X X其中：D7、D6、D5=111為該命令的特征位。此命令有兩種不同的作用。作為結(jié)束中斷命令。在傳感器工作方式中使用。每當(dāng)傳感器狀態(tài)出現(xiàn)變化時(shí)，掃描檢測(cè)電路就將其狀態(tài)寫(xiě)入傳感器RAM，并啟動(dòng)中斷邏輯，使INT變高，向CPU 請(qǐng)求中斷，并且禁止寫(xiě)入傳感器RAM。此時(shí)，若傳感器RAM 讀出地址的自動(dòng)遞增特性沒(méi)有置位（AI=0），則中斷請(qǐng)求INT在CPU第一次從傳感器RAM讀出數(shù)據(jù)時(shí)就被清除。若自動(dòng)遞增特征已置位（AI=1），則CPU對(duì)傳感器RAM 的讀出并不能清除INT，而必須通過(guò)給82

18、79寫(xiě)入結(jié)束中斷/錯(cuò)誤方式設(shè)置命令才能使INT變低。因此，在傳感器工作方式中，此命令用來(lái)結(jié)束傳感器RAM的中斷請(qǐng)求。作為特定錯(cuò)誤方式設(shè)置命令。在8279已被設(shè)定為鍵盤(pán)掃描N鍵輪回方式以后，如果CPU給8279又寫(xiě)入結(jié)束中斷/錯(cuò)誤方式設(shè)置命令（E=1），則8279將以一種特定的錯(cuò)誤方式工作。這種方式的特點(diǎn)是：在8279的消抖周期內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)多個(gè)按鍵同時(shí)按下，則FIFO狀態(tài)字中的錯(cuò)誤特征位S/E將置1，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)和禁止寫(xiě)入FIFO RAM。上述八種用于確定8279操作方式的命令字皆由D7D6D5特征位確定，輸入8279后能自動(dòng)尋址相應(yīng)的命令寄存器。因此，寫(xiě)入命令字時(shí)唯一的要求是使數(shù)據(jù)選擇信

19、號(hào)A0 =1。5、8279的狀態(tài)字及其格式 8279的FIFO狀態(tài)字，主要用于鍵盤(pán)和選通工作方式，以指示FIFO RAM中的字符數(shù)和有無(wú)錯(cuò)誤發(fā)生。其格式為： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DU S/E O U F N N N其中：Du（D7）為顯示無(wú)效特征位。當(dāng) Du=1表示顯示無(wú)效。當(dāng)顯示RAM由于清除顯示或全清命令尚未完成時(shí)，Du=1，此時(shí)不能對(duì)顯示RAM寫(xiě)入。S/E（D6）為傳感器信號(hào)結(jié)束/錯(cuò)誤特征位。該特征位在讀出FIFO 狀態(tài)字時(shí)被讀出。而在執(zhí)行CF =1的清除命令時(shí)被復(fù)位。當(dāng)8279工作在傳感器工作方式時(shí)，若S/E=1，表示傳感器的最后一個(gè)傳感器信號(hào)已進(jìn)入傳感器R

20、AM；而當(dāng)8279工作在特殊錯(cuò)誤方式時(shí)，若S/E=1則表示出現(xiàn)了多鍵同時(shí)按下錯(cuò)誤。O、U（D5、D4）為超出、不足錯(cuò)誤特征位。對(duì)FIFO RAM 的操作可能出現(xiàn)兩種錯(cuò)誤：超出或不足。當(dāng)FIFO RAM 已經(jīng)充滿(mǎn)時(shí)，其它的鍵盤(pán)數(shù)據(jù)還企圖寫(xiě)入FIFO RAM ，則出現(xiàn)超出錯(cuò)誤，超出錯(cuò)誤特征位O（D5）置1；當(dāng)FIFO RAM已經(jīng)置空時(shí)，CPU還企圖讀出，則出現(xiàn)不足錯(cuò)誤，不足錯(cuò)誤特征位U（D4）置1。F（D3）表示FIFO RAM中是否已滿(mǎn)標(biāo)志，若F=1表示已滿(mǎn)。NNN（D2、D1、D0）表示FIFO RAM中的字符數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。6、數(shù)據(jù)輸入/輸出格式對(duì)8279輸入/輸出數(shù)據(jù)不僅要先確定數(shù)據(jù)地址口，而且

21、數(shù)據(jù)存放也要按一定格式，其格式在鍵盤(pán)和傳感器方式有所不同。（1） 鍵盤(pán)掃描方式數(shù)據(jù)輸入格式鍵盤(pán)的行號(hào)、列號(hào)及控制鍵格式如下：圖2-2 鍵盤(pán)控制鍵格式控制鍵CNTL、SHIFT為單獨(dú)的開(kāi)關(guān)鍵。CNTL與其它鍵連用作特殊命令鍵，SHIFT可作上、下?lián)蹩刂奇I。（2）傳感器方式數(shù)據(jù)輸入格式此種方式8位輸入數(shù)據(jù)為RL0RL7的狀態(tài)。格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0RL7RL6RL5RL4RL3RL2RL1RL02、選擇器件(2)74LS138譯碼器1 ) 74LS138譯碼器在本設(shè)計(jì)中的作用 掃描計(jì)數(shù)器采用編碼工作方式2 ) 74LS138譯碼器的功能分析74LS138是3/8

22、譯碼器，即對(duì)3個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行譯碼。得到8個(gè)輸出狀態(tài)。G1,G2A,G2B,為數(shù)據(jù)允許輸出端，G2A,G2B低電平有效。G1高電平有效。A,B,C為譯碼信號(hào)輸出端，Y0Y7為譯碼輸出端，低電平有效。 圖2-3 74LS138管腳圖 表2-4 74LS138功能表 3 ) 74LS138譯碼器的技術(shù)參數(shù) 電源電壓-7V 輸入電壓-7V 工作環(huán)境溫度-070 貯存溫度-65150 3、選擇器件(3)74LS2401 ) 74LS240譯碼器在本設(shè)計(jì)中的作用 本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中主要是為增加LED的驅(qū)動(dòng)電流2 ) 74LS240譯碼器的功能分析 74LS240 TTL 八反相三態(tài)緩沖器/線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器引出端符號(hào):

23、1A，2A 輸入端 , 三態(tài)允許端(低電平有效) 1Y8Y 輸出端 圖2-4 邏輯圖輸入輸出AYLLHLHXHLZ表2-5 功能表3 ) 74LS240譯碼器的技術(shù)參數(shù) 電源電壓-7V 輸入電壓-5.5V 輸出電壓-5.5V 工作環(huán)境溫度-070 存儲(chǔ)溫度-651504、選擇器件(4)小鍵盤(pán)1 ) 小鍵盤(pán)在本設(shè)計(jì)中的作用本設(shè)計(jì)中，小鍵盤(pán)用于輸入十六進(jìn)制數(shù)字。2 ) 小鍵盤(pán)的功能分析通常使用的鍵盤(pán)是矩陣結(jié)構(gòu)的。對(duì)于44=16個(gè)鍵的鍵盤(pán)，采用矩陣方式只要用8條引線(xiàn)和2個(gè)8位端口便完成鍵盤(pán)的連接。如圖，這個(gè)矩陣分為4行4列，如果鍵5按下，則第1行和第1列線(xiàn)接通而形成通路。如果第1行線(xiàn)接低電平，則鍵5

24、的閉合，會(huì)使第1列線(xiàn)也輸出低電平。矩陣式鍵盤(pán)工作時(shí)，就是按行線(xiàn)和列線(xiàn)的電平來(lái)識(shí)別閉合鍵的。 圖2-5 44鍵盤(pán)矩陣圖行掃描法識(shí)別按鍵的原理如下：先使第0行接低電平，其余行為高電平，然后看第0行是否有鍵閉合。這是通過(guò)檢查列線(xiàn)電位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即在第0行接低電平時(shí)，看是否有哪條列線(xiàn)變成低電平。如果有某列線(xiàn)變?yōu)榈碗娖?，則表示第0行和此列線(xiàn)相交位置上的鍵被按下；如果沒(méi)有任何一條列線(xiàn)為低電平，則說(shuō)明第0行沒(méi)有任何鍵被按下。此后，再將第1行接低電平，檢測(cè)是否有變?yōu)榈碗娖降牧芯€(xiàn)。如此重復(fù)地掃描，直到最后一行。在掃描過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一行有鍵閉合時(shí)，也就是列線(xiàn)輸入中有一位為0時(shí)，便退出掃描，通過(guò)組合行線(xiàn)和列線(xiàn)即可識(shí)

25、別此刻按下的是哪一鍵。實(shí)際應(yīng)用中，一般先快速檢查鍵盤(pán)中是否有鍵按下，然后再確定按鍵的具體位置。為此，先使所有行線(xiàn)為低，然后檢查列線(xiàn)。這時(shí)如果列線(xiàn)有一位為0，則說(shuō)明必有鍵被按下， 采用掃描法可進(jìn)一步確定按鍵的具體位置。5、選擇器件(5)七段LED顯示器1 ) 七段LED顯示器在本設(shè)計(jì)中的作用本設(shè)計(jì)中，LED顯示器用于顯示按鍵值。2 ) 七段LED顯示器的功能分析LED顯示器有共陽(yáng)極和共陰極兩類(lèi)。其中共陰極原理圖如下：圖2-6 LED顯示器原理圖筆畫(huà)型LED顯示器是由8個(gè)二極管電路adp按字型8的方式排列，當(dāng)不同的二極管被選通后根據(jù)發(fā)光效果會(huì)顯示不同的自型。本設(shè)計(jì)中采用共陰極連接方式，adp分別與

26、8279的OUTA0-OUTA3 和OUTB0-OUTB3相連，接收段選碼信號(hào)（高電平）；4位LED顯示器的4根共陰極引線(xiàn)與8279A的PL0-PL3相連，接收位選碼信號(hào)（低電平）。段選碼和位選碼共同作用以顯示不同的字型。表2-6 LED字型顯示原理字符二進(jìn)制輸入A B C D字型碼a b c d e f g dpOX01234567890 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 1 1 1 1 1 0 00 1 1 0 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1 01 1 1 1 0 0 1 0

27、0 1 1 0 0 1 1 01 0 1 1 0 1 1 00 0 1 1 1 1 1 01 1 1 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 01 1 1 0 0 1 1 03f065b4f666d7d077f6f10/a11/b12/c13/d14/e15/f1 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 11 1 1 0 1 1 1 00 0 1 1 1 1 1 01 0 0 1 1 1 0 00 1 1 1 1 0 1 01 0 0 1 1 1 1 01 0 0 0 1 1 1 0777c395e79713) 七段LED顯示器的技術(shù)參數(shù)表2-7 技

28、術(shù)參數(shù)PcwIfVrIrIfp對(duì)應(yīng)型號(hào)散射顏色BT235702551.52.5200SEL_100紅色BT1441004050.52.5565綠色BT1341004050.52.5585藍(lán)色6、硬件總邏輯圖及其說(shuō)明： 圖2-7 硬件接線(xiàn)圖圖2-7中8279的地址由和A0決定，故數(shù)據(jù)口地址為7FFEH，命令口地址為7FFFH。所接的16個(gè)按鍵，掃描線(xiàn)接在74HC138的譯碼輸出端和上，當(dāng)為0（SL2SL1SL0=000）時(shí)，掃描第1列按鍵，當(dāng)為0（SL2SL1SL0=001）掃描第2列按鍵，故07號(hào)按鍵的鍵值為00H07H，815號(hào)按鍵鍵值為08H0FH。當(dāng)某一按鍵被按下后，鍵值就自動(dòng)進(jìn)入緩沖區(qū)

29、，當(dāng)8279內(nèi)部RAM不空時(shí)由INT輸出高電平告知CPU取走，故INT連接CPU的中斷輸入需加一反向器。8279鍵盤(pán)配置最大為88，若要配置64個(gè)按鍵，其它列掃描線(xiàn)可分別連至至上，形成8行8列的按鍵掃描電路。圖2-7中顯示部分段選碼由8279的OUTA3OUTA0、OUTB3OUTB0通過(guò)驅(qū)動(dòng)器74LS240提供，位選碼由SL2SL0 經(jīng)3-8譯碼器通過(guò)驅(qū)動(dòng)器74LS240提供。三控制程序設(shè)計(jì)：1設(shè)計(jì)思路說(shuō)明：8279是可編程接口芯片，通過(guò)編程使其實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，編程的過(guò)程實(shí)際上就是CPU向8279發(fā)送控制指令的過(guò)程。在軟件設(shè)計(jì)中，顯示方式采用了8個(gè)字符顯示，從左輸入方式，編碼掃描鍵盤(pán)，雙鍵鎖

30、定。由于該系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性及速度要求并不十分高，所以時(shí)鐘頻率采用6M Hz已足夠了，故程序時(shí)鐘命令字取為2AH，用以保證100kHz的內(nèi)部工作頻率。由于采用10ms定時(shí)掃描查詢(xún)方式，所以在下次開(kāi)始掃描時(shí)，先應(yīng)清空8279，清除顯示RAM大約需要160s的時(shí)間，在此期間，F(xiàn)IFO狀態(tài)字的最高位DU=1，表示顯示無(wú)效，CPU不能顯示RAM寫(xiě)入數(shù)據(jù)，所以清除命令狀態(tài)字取D1H。CPU對(duì)8279的控制是先讀回8279的狀態(tài)字，查看PIFORAM中有無(wú)字符，若有將根據(jù)字符個(gè)數(shù)讀出所有字符，并進(jìn)行相應(yīng)處理；若無(wú)，則直接返回。CPU對(duì)8279的監(jiān)視采用查詢(xún)方式，對(duì)8279分配的數(shù)據(jù)口地址為8000H，狀態(tài)口地址

31、為8001H，CPU每隔10ms定時(shí)中斷查詢(xún)一次，所有顯示采用查詢(xún)段碼表的方式實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)過(guò)程，提高了程序質(zhì)量。2程序流程圖：頁(yè)：17流程圖超出邊界開(kāi)始調(diào)用地址轉(zhuǎn)化調(diào)用8279初始化DI取數(shù)據(jù)首地址CALL SCAN_KEYCF=0NAL與KEYCOUNT換AL+AL=6AL與KEYCONT換CALL KEY_NUMAL中是否為+AL是否為-AL是否為乘號(hào)AL是否為AL中大于10ALKEYOUNT,INC ALAL=5KEYCOUN ,0 CALL INT18279轉(zhuǎn)加法轉(zhuǎn)減法轉(zhuǎn)乘法轉(zhuǎn)除法轉(zhuǎn)ZHUANCALL INIT8279_1加法入口NUM首地址DIDI-ALAL乘以10AL+DI

32、中的第二個(gè)數(shù)AL-BL將第三個(gè)數(shù)給ALAL乘10加第四個(gè)數(shù)AL+BL-ALLED_TAB-LEADATA_8279-DXAH=0:10-CLAL除CL: 余數(shù)-AHAH-CH顯示AL轉(zhuǎn)到FIRST減法入口NUM首地址DIDI-ALAL乘以10AL+DI中的第二個(gè)數(shù)AL-BL將第三個(gè)數(shù)給ALAL乘10加第四個(gè)數(shù)AL-BL-ALLED_TAB-LEADATA_8279-DXAH=0:10-CLAL除CL: 余數(shù)-AHAH-CH顯示AL轉(zhuǎn)到FIRST乘法入口NUM首地址DIDI-ALAL乘以10AL+DI中的第二個(gè)數(shù)AL-BL將第三個(gè)數(shù)給ALAL乘10加第四個(gè)數(shù)AL乘BL-ALLED_TAB-LEA

33、DATA_8279-DXAH=0:10-CLAL除CL: 余數(shù)-AHAH-CH顯示AL轉(zhuǎn)到FIRST除法入口NUM首地址DIDI-ALAL乘以10AL+DI中的第二個(gè)數(shù)AL-BL將第三個(gè)數(shù)給ALAL乘10加第四個(gè)數(shù)AL除以BL-ALLED_TAB-LEADATA_8279-DXAH=0:10-CLAL除CL: 余數(shù)-AHAH-CH顯示AL轉(zhuǎn)到FIRST圖3-1程序流程圖3控制程序：頁(yè)：22程序要有分欄符.MODELTINYPCIBAR3EQU1CH;8位I/O空間基地址(它就是實(shí)驗(yàn)儀的基地址,也為DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址)Vendor_IDEQU10EBH;廠(chǎng)

34、商ID號(hào)Device_IDEQU8376;設(shè)備ID號(hào).STACK100.DATAIO_Bit8_BaseAddress DW?msg0DBBIOS不支持訪(fǎng)問(wèn)PCI $msg1DB找不到Star PCI9052板卡 $msg2DB讀8位I/O空間基地址時(shí)出錯(cuò)$KEYCOUNT DB ?NUMDB00H,00H,00,00HRESULTDW0000HLED_TABDB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H DB 080H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EHCMD_8279 DW 00B1H;8279命令字、狀態(tài)字地址DATA_8279 D

35、W 00B0H;8279讀寫(xiě)數(shù)據(jù)口的地址.CODESTART: MOVAX,DATAMOVDS,AXNOP CALLInitPCI CALLModifyAddress;根據(jù)PCI提供的基地址,將偏移地址轉(zhuǎn)化為實(shí)地址CALL INIT8279 ;初始化子程序 MOV KEYCOUNT,0 ;KEYCOUNT存貯數(shù)碼塊上顯示的個(gè)數(shù),有鍵按下加1FIRST:MOVDI,OFFSET NUMCONTROL: CALL SCAN_KEY ;鍵掃描 JNC CONTROL XCHG AL,KEYCOUNT ;有按鍵，將鍵值個(gè)數(shù)賦給AL，而AL用來(lái)保存鍵值個(gè)數(shù) INC AL CMP AL,6 ;判斷數(shù)碼塊是

36、否寫(xiě)滿(mǎn) JNZ SHOWJUD MOV KEYCOUNT,0 ;寫(xiě)滿(mǎn)計(jì)數(shù)器KEYCOUNT置零 CALL INIT8279_1;8個(gè)數(shù)碼塊全有字符顯示后,再按鍵,清除顯示 JMP FIRST SHOWJUD: XCHG AL,KEYCOUNT ;取出鍵值 CALL KEY_NUM ;鍵值轉(zhuǎn)換為鍵號(hào)CMPAL,0AH;+JZAACMPAL,0BH;-JZBBCMPAL,0CH;*JZZHUAN2CMPAL,0DH;/JZZHUAN1 CMP AL,10 ;判斷按下的鍵的值是否大于10 JB ZHUAN CMP AL,5 ;判斷數(shù)碼塊是否寫(xiě)滿(mǎn) jz ka JNC CONTROL ka:MOV KE

37、YCOUNT,0 CALL INIT8279_1 JMP CONTROL AA:MOVDI,OFFSET NUMMOVAL,DIMOVDL,10MULDLADDAL,DI+1MOVBL,ALMOVAL,DI+2MULDLADDAL,DI+3ADDAL,BLLEABX,LED_TABMOVDX,DATA_8279MOVAH,0MOVCL,10DIVCLMOVCH,AHMOVAH,0DIVCLXLATOUTDX,ALMOVAL,AHXLATOUTDX,ALMOVAL,CHXLATOUTDX,ALJMPFIRSTZHUAN:JMPSHOW1ZHUAN1:JMPDDDZHUAN2:JMPCCBB:MO

38、VDI,OFFSET NUMMOVAX,DI+2MOVDL,10MULDLADDAL,DI+3MOVBL,ALMOVAX,DIMULDLADDAL,DI+1SUBAL,BLLEABX,LED_TABMOVDX,DATA_8279MOVAH,0MOVCL,10DIVCLXLATOUTDX,ALMOVAL,AHXLATOUTDX,ALJMPFIRSTCC:MOVDI,OFFSET NUMMOVAL,DI+2MOVDL,10MULDLADDAL,DI+3MOVBL,ALMOVAL,DIMULDLADDAL,DI+1MULBLLEABX,LED_TABMOVDX,DATA_8279MOVCL,10DI

39、VCLMOVCH,AHMOVAH,0DIVCLXLATOUTDX,ALMOVAL,AHXLATOUTDX,ALMOVAL,CHXLATOUTDX,ALJMPFIRSTDDD:MOVDI,OFFSET NUMMOVAL,DI+2MOVDL,10MULDLADDAL,DI+3MOVBL,ALMOVAL,DIMULDLADDAL,DI+1DIVBLLEABX,LED_TABMOVDX,DATA_8279MOVAH,0MOVCL,10DIVCLXLATOUTDX,ALMOVAL,AHXLATOUTDX,ALJMPFIRST;顯示按下的鍵所對(duì)應(yīng)的值SHOW1: CALLSAVELEA BX,LED_TA

40、B;獲得字型碼表基地址 XLAT ;al=bx+al CALL WRITE_DATA ;將al值寫(xiě)入8279_DATA JMP CONTROL ;8279初始化SAVEPROCNEARMOVDI,ALINCDIRETSAVEENDPINIT8279 PROC NEAR MOV DX,CMD_8279;命令/狀態(tài)口地址 MOV AL,34H ;可編程時(shí)鐘設(shè)置,設(shè)置分頻系數(shù) 0011 0100 (20分頻10100） OUT DX,AL MOV AL,0;鍵盤(pán)/顯示方式設(shè)置8*8字符顯示,左邊輸入,外部譯碼鍵掃描方式 OUT DX,AL CALL INIT8279_1 ;8個(gè)數(shù)碼塊全有字符顯示后,

41、再按鍵,清除顯示 RETINIT8279 ENDP;8個(gè)數(shù)碼塊全有字符顯示后,再按鍵,清除顯示INIT8279_1 PROC NEAR CALL CLEAR ;清除顯示 MOV AL,90H;寫(xiě)顯示RAM命令，從第一個(gè)數(shù)碼管開(kāi)始移位顯示(從零單元起地址自動(dòng)加1) OUT DX,AL RETINIT8279_1 ENDP;清除顯示CLEAR PROC NEAR MOV DX,CMD_8279 ;命令/狀態(tài)口地址 MOV AL,0DEH ;清除命令11011110 (111將全部顯示RAM置為FFH,cf=1執(zhí)行清除命令后，F(xiàn)IFO RAM被置空) OUT DX,AL ;送清除命令字到命令字寄存器

42、WAIT1: IN AL,DX TEST AL,80H ;測(cè)試顯示RAM是否清除完畢(D7=1?) JNZ WAIT1 RETCLEAR ENDP;掃描鍵盤(pán)SCAN_KEY PROC NEARMOV DX,CMD_8279 ;命令/狀態(tài)口地址 IN AL,DX ;讀取狀態(tài)字;讀FIFO 放入 DATA_8279中READ_FIFO:ANDAL,7 JZ NO_KEY READ:MOV AL,40H ;讀FIFO RAM命令OUT DX,ALMOV DX,DATA_8279 IN AL,DX STC;有鍵CF置1SCAN_KEY1:RETNO_KEY: CLC;無(wú)鍵按下，清CF JMP SCAN

43、_KEY1 SCAN_KEY ENDP;鍵值轉(zhuǎn)化成鍵號(hào) 控制鍵SHIFT=1,CNTL=1 鍵值由行列號(hào)確定KEY_NUM PROC NEAR AND AL,3FH ;鍵值轉(zhuǎn)化成鍵號(hào),8位中的后6位 RET KEY_NUM ENDPWRITE_DATA PROC NEAR PUSH DX MOV DX,DATA_8279 OUT DX,AL POP DX RETWRITE_DATA ENDPInitPCIPROCNEAR MOVAH,00H ;清屏 MOVAL,03H INT10HMOVAH,0B1HMOVAL,01HINT1AH ;軟中斷CMPAH,0JZInitPCI2LEADX,msg0InitPCI1:MOVAH,09H ;字符串輸出INT21HJMPExitInitPCI2:MOVAH,0B1HMOVAL,02HMOVCX,Device_IDMOVDX,Vendor_IDMOVSI,0INT1AHJNCInitPCI3 ;是否存在Star PCI9052板卡LEADX,msg1JMPInitPCI1InitPCI3:MOVDI,PCIBAR3MOV