微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計報告

1、微機原理與接口技術(shù) 課程設(shè)計報告項目名稱：十進制數(shù)計算器的設(shè)計與實現(xiàn) 專業(yè)名稱 ： 計算機科學與技術(shù)（交通信息工程） 學生姓名 ：李?。?01324020311） 教師姓名 ： 馬榮貴 2016年1月1日一、 項目名稱及要求31 項目名稱32 項目要求3二、 項目背景及設(shè)計目的31 項目背景32 項目目的3三、 設(shè)計思路31 總體設(shè)計思路32 設(shè)計流程圖4四、 項目方案及原理圖51 項目方案52 并行接口8255A53 鍵盤輸入模塊64 LED數(shù)碼管輸出模塊75 原理圖設(shè)計8五、 結(jié)果與分析81 實現(xiàn)現(xiàn)象82 現(xiàn)象分析8六、 總結(jié)及體會9七、 附錄91 參考文獻92 源代碼9一、 項目名稱及要

2、求 1 項目名稱 十進制數(shù)計算器的設(shè)計與實現(xiàn) 2 項目要求 運用學過的微機原理與接口技術(shù)課程以及本學期的上機實驗操作經(jīng)驗，根據(jù)題目設(shè)計要求進行軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，從而加深對本課程知識點的理解。通過具體項目的實踐，來提高學生的動手能力以及實時解決問題的能力，使學生綜合能力得到顯著提升。 本課題要求學生熟練運用并行接口8255A芯片、4*4鍵盤輸入模塊以及LED數(shù)碼管輸出模塊的工作原理以及相應元件驅(qū)動程序的編寫。要求通過4*4鍵盤輸入，LED數(shù)碼管顯示來完成簡單計算器的功能（加減乘除操作） 二、 項目背景及設(shè)計目的 1 項目背景 大學課程設(shè)計是為了輔助學生加深對本課程的理論知識的理解和提高。通

3、過動手完成實際的項目設(shè)計及實現(xiàn)，減小理論與實踐的距離，讓同學對實際項目實現(xiàn)的流程有個大體的感受。通過合作完成項目，提高同學的合作意識，以及模塊化設(shè)計理念。 2 項目目的 通過十進制數(shù)計算器的設(shè)計與實現(xiàn)，了解proteus軟件使用； 熟練掌握原理圖的設(shè)計方法 知道各硬件的功能以及電路實現(xiàn) 三、 設(shè)計思路 1 總體設(shè)計思路 4*4鍵盤輸入模塊： 鍵盤“09”對應數(shù)字09 鍵盤“A”對應符號“+” 鍵盤“B”對應符號“-” 鍵盤“C”對應符號“*” 鍵盤“D”對應符號“/” 鍵盤“E”對應符號“CE” 鍵盤“F”對應符號“=” 并行接口8255A：A口用于LED數(shù)碼管的段碼輸出 B口用于LED數(shù)碼管

4、的位碼輸出 C口用于4*4鍵盤的輸入LED數(shù)碼管輸出模塊：采用動態(tài)顯示的方式，將并行接口8255A中A口中的段碼顯示2 設(shè)計流程圖四、 項目方案及原理圖1 項目方案先設(shè)計原理圖，然后用PCB布線仿真，最后去實驗室用實驗器材實現(xiàn)設(shè)計2 并行接口8255A并行接口8255A： 8255A是通用可編程并行接口芯片，是有40個引腳的雙列直插式組件，其基本功能為：8255A接口芯片有3個8位并行輸入/輸出端口，可利用編程方法設(shè)置3個端口是作為輸入端口還是輸出端口；8255A能適應CPU與I/O接口之間的多種數(shù)據(jù)傳送方式的要求，如無條件傳送、查詢方式傳送、中斷方式傳送。與此相對應，8255A設(shè)置了方式0、

5、方式1以及方式2；8255A的C口比較特殊，除作為數(shù)據(jù)口之外，在工作方式1和方式2下，它的部分信號線被分配作為專用的聯(lián)絡(luò)應答信號。8255A引腳圖： 8255A的工作原理： 方式0：基本輸入輸出方式；方式1：選通式輸入/輸出方式；方式2：雙向選通輸入/輸出方式。8255的控制字：工作方式選擇控制字，D7D0控制位的含義見下圖：本實驗中使8255端口C高四位（PC7-PC4）與鍵盤掃描行連接，低四位（PC0-PC3）與鍵盤掃描列連接，B口低四位（PB0-PB3）用于控制數(shù)碼管位碼，端口A輸出段碼信號用于控制數(shù)碼管對鍵盤數(shù)值的顯示。3 鍵盤輸入模塊 4*4鍵盤： 矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它是用4

6、條I/O線作為行線，4條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每一個交叉點上，設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是4×4個。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。4*4鍵盤的電路實現(xiàn)： 4 LED數(shù)碼管輸出模塊 LED數(shù)碼管：8段數(shù)碼顯示管用于一般的狀態(tài)或數(shù)字的顯示共陰極對應字符的段碼表： 顯示字形dpgfedcba段碼0001111113fh10000011006h201011o115bh3010011114fh40110011066h5011011016dh6011111017dh70000011107h8011111117fh9011011116fh

7、.1000000080hV001111103eh5 原理圖設(shè)計 五、 結(jié)果與分析1 實現(xiàn)現(xiàn)象 2 現(xiàn)象分析由于LED顯示是動態(tài)的，就沒有以圖片的方式展示，不過在電子版的報告中，現(xiàn)象視頻在附錄文件中。上述現(xiàn)象包含加減乘除以及混合運算的演示。其中已經(jīng)演示了包含高于兩位十進制數(shù)、負數(shù)的運算。六、 總結(jié)及體會這次實驗真是一波三折，剛開始我的選題是8259的級聯(lián)，我和我的小組成員已經(jīng)將實驗的流程以及具體實施方案規(guī)劃好了。但是由于臨時的變動了選題，我們開始重新設(shè)計，利用課余時間陸陸續(xù)續(xù)的完成了整個設(shè)計流程。到課設(shè)的第一天，我們開始連線，以及將驅(qū)動程序?qū)懭?，但是測試的時候出現(xiàn)各種問題，比如說顯示不正常，屏幕

8、閃爍太頻繁。我們晚上回去思考，第二天重新調(diào)試，得到了預期的結(jié)果。由于課設(shè)的時間還沒有結(jié)束，我們又將其功能進行了擴展：可以實現(xiàn)多位計算器，可實現(xiàn)負數(shù)運算，可實現(xiàn)連續(xù)運算。不足的地方在于，沒有實現(xiàn)對不同級別運算的先后順序的判斷。七、 附錄1 參考文獻微機原理與接口技術(shù)，郭蘭英等編著，清華大學出版社，2006年C+語言程序設(shè)計（第四版），鄭麗等編著，清華大學出版社，2010年TPC-ZK產(chǎn)品說明，清華大學器材部編寫，清華大學出版社，2008年2 源代碼/*/*實驗名稱:運算器*/*實驗內(nèi)容:實現(xiàn)加減乘除運算*/*作者:李俊、豐翔*/*時間：2015-11-21*/*/#include<stdi

9、o.h>#include<conio.h>#include "ApiExusb.h"#pragma comment(lib,"ApiExusb.lib")char led18=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00,0x40; /* 0F 無字符 負號 */void toshu(byte *a,int &shu1) /*將數(shù)組a中的字符轉(zhuǎn)化為一個數(shù)*/if(a3=16)shu1=0;else if(a

10、2=16)shu1=a3;else if(a1=16)shu1=a3+10*a2;else if(a0=16)shu1=a3+10*a2+100*a1;else shu1=a3+10*a2+100*a1+1000*a0;void shuto(byte* a,int shu1) /*將一個數(shù)的各個位轉(zhuǎn)化到數(shù)組a中*/int fuhao1;if(shu1<0)fuhao1=-1;shu1=-shu1;a0=shu1/1000%10;/* 保證溢出的時候仍能正常顯示低位*/a1=shu1/100%10;a2=shu1/10%10;a3=shu1%10;if(a0=0&&a1=0

11、&&a2=0&&a3=0)a0=16; a1=16;a2=16;a3=0;else if(a0=0&&a1=0&&a2=0)a0=16;a1=16;a2=16;if(fuhao1<0)a2=17;else if(a0=0&&a1=0)a0=16;a1=16;if(fuhao1<0)a1=17;else if(a0=0)a0=16;if(fuhao1<0)a0=17;void jisuan(int &shu1,int shu2,char fuhao) /*計算，將結(jié)果存入shu1中*/if(

12、fuhao='+')shu1+=shu2;else if(fuhao='-')shu1=shu2-shu1;else if(fuhao='*')shu1*=shu2;else if(fuhao='/'&&shu1!=0)shu1=shu2/shu1;else printf("運算不合法");exit(0);void main() byte data; byte i,j,k=3,ll=0,l=0;/*k是用來控制數(shù)碼管位碼的*/ byte a4=16,16,16,0;/*用來存儲LED對應段碼的在

13、數(shù)組中的下標*/ int shu1=0,shu2=0;/* shu1是臨時操作數(shù)；shu2是上一步的計算結(jié)果*/ char fuhao='+'printf("Press any key to begin!n");getch();if(!Startup()/*打開設(shè)備*/printf("ERROR: Open Device Error!n");return; printf("press any key to exitn"); PortWriteByte(0x28b,0x81);/*設(shè)置8255的A口B口均為輸出、C口輸入

14、 1000 10001*/PortWriteByte(0x28a,0x0f); PortReadByte(0x28a,&data);/* 預讀端口值 */ i=data; while(!kbhit()/*如果不按接盤，一直循環(huán)工作*/ PortWriteByte(0x28b,0x81);/*設(shè)置8255的A口B口均為輸出 C口輸入 1000 10001*/ /PortWriteByte(0x289,0); PortWriteByte(0x288,leda3); PortWriteByte(0x289,0x01);/* 動態(tài)顯示a中的數(shù)字 */ Sleep(50); PortWriteB

15、yte(0x288,leda2); PortWriteByte(0x289,0x02); Sleep(50); PortWriteByte(0x288,leda1); PortWriteByte(0x289,0x04); Sleep(50); PortWriteByte(0x288,leda0); PortWriteByte(0x289,0x08); Sleep(50); PortWriteByte(0x289,0); PortWriteByte(0x28a,0x0f); PortReadByte(0x28a,&data);/*讀a口的數(shù)字*/ i=data; if (k>=0&

16、amp;&i!=0x0f)/*只有四個led數(shù)碼管，通過查看a口來判斷是否有鍵按下*/ i=data; Sleep(50); PortWriteByte(0x28b,0x88); PortWriteByte(0x28a,0xf0); PortReadByte(0x28a,&data); Sleep(20); i=i|data; if(ll=1&&k=3) a0=16; a1=16; a2=16; a3=0; if (i=0x77)ak=0;printf("0");Sleep(1000); /*鍵和對應的功能*/ else if(i=0x7b)

17、l=1;printf("1");ll=0; else if(i=0x7d)l=2;printf("2");ll=0; else if(i=0x7e)l=3;printf("3");ll=0; else if(i=0xb7)l=4;printf("4");ll=0; else if(i=0xbb)l=5;printf("5");ll=0; else if(i=0xbd)l=6;printf("6");ll=0; else if(i=0xbe)l=7;printf("7

18、");ll=0; else if(i=0xd7)l=8;printf("8");ll=0; else if(i=0xdb)l=9;printf("9");ll=0; else if(i=0xdd)printf("+");toshu(a,shu1);jisuan(shu1,shu2,fuhao);shu2=shu1;shuto(a,shu2);fuhao='+'k=4;ll=1; else if(i=0xde)printf("-");toshu(a,shu1);jisuan(shu1,shu2,fuhao);shu2=shu1;shuto(a,shu2);fuh