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微机系统与接口技术课程设计报告

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2012~2013年度 第1学期 设计题目：实现特定功能的键盘及LED显示

院系： 计算机学院 学号： 姓名：

指导教师： 张健 成绩评定： 完成日期：2014年11月 4 日

微机系统与接口技术 课程设计 1. 设计说明

《微机系统与接口技术》是一门实践性很强的课程，本课程设计是这门课程的最后一个教学环节，是对这门课程一个较全面的应用设计实践，目的在于在巩固学生在课堂上学到的基础知识，加强学生的综合能力与系统设计能力、创新能力。 在本课程设计中，我的题目是在TD-PITE实验箱中实现特定功能的键盘及LED显示。整个系统的目标实现功能具体一点是通过键盘输入来控制点阵LED显示器显示不同的内容，同时要求有一定的扩展能力特性。 整个系统的具体目标功能特性如下; 1) 按1键显示年，按2键显示月、日。 2) 按3键显示自己的姓名。 3) 按4键由左向右循环显示自己的学号或其它特效功能。

1.1. 设计思路 从上面的任务说明中可以知道程序的功能很简单，从总体上可以感受得到关键问题在于获取键盘的输入、控制点阵LED的输出显示。前者在于接收到键盘是否被按下以及哪一个键被按下的数据，在取得这些数据后程序就能够按规则将后者的显示内容进行更改，从而达到通过键盘输入来控制点阵LED的输出。

系统运行流程图如下:

上面流程图中LED的显示特效是动态的，同时系统需要监控键盘的输入情况，初始化

默认显示姓名 LED显示

有输入?

切换显示内容 即系统需要控制LED输出，也需要控制键盘的输入检测。在此有两种方案可以考虑。 第一种是使用中断的方式(8259A芯片)将键盘的检测独立出来，当键盘被按下时，键盘就会发出一个中断信号来中断当前的系统操作，进而系统可以从键盘的扫描结果来决定是否进行功能的切换。 第二种则是使用程序查询的方式进行，此方式相对第一种会更加简单。具体的实施方式是在每一次的LED输出后，马上查询一个键盘是不是有按键被按下，如果发现存在被按下的键，则读取键盘的按键住处，进而进行功能切换，否则继续控制LED的动态效果输出。 相比之下，第二种方式比较简单实用，所以本系统采取了程序查询的方式解决了边控制LED输出边监控键盘输入的问题。 下面针对键盘输入与LED输出两个关键问题进行详细的说明。

1.1.1. 键盘输入 为了得到键盘的输入，本系统使用8255A作为输入输出芯片，并连接到一个4*4的键盘上。该键盘从左上角到右下角分别是0~F的编号。在实际连接时，主要使用8255A的端口C的低4位来作为读入键盘的扫描码的输入端口。由于该键盘还带有数码显示管单元，为了能够进行键盘输入操作的调试，这里对数码显示管使用端口A与端口B分别连接之，调试过程中将使用端口A、B来将键盘的键值使用数码管显示之，注意在最终的执行过程中将不会使用到该单元的数码显示管单元器件。 下面是系统总线与8255A、4*4的键盘单元的连接线路图。

D0D7...WRRDCSXD0XD7...IOW#IOR#IOY0AB系统总线8255单元A0A1XA1XA2键盘及数码管显示单元PB0PB1CPB2DPB3EPB4FPB5GPB6DpPB7

X1X2PA0PA1X3PA2X4PA3

Y1PC0Y2PC1Y3PC2Y4PC3

X5PA4X6PA5

基于上图的芯片单元配置连接图，在程序中可以通过8255A的端口C来读取键盘的扫描码。当发现有按键被按下时，程序会取得按键对应的数字编号，以便进一步处理LED的显示内容。 关于详细的扫描键盘及读取键盘按键值的实现请参考后续的源代码实现。 1.1.2. 点阵LED输出 本系统的输出将采用点阵式的LED单元进行输出，实验箱自带的点阵LED的大小是16*16的，即由四块8*8的点阵块组成，这四个点阵块分别占用了两行两列。实验箱的点阵LED的显示方式是行为1时，列为0时对应的LED点会亮。 具体的点阵LED的示意图及内部结构图如下:

07815列

078

15行

16×16点阵示意图 9148121725

1334106111516

16×16点阵内部结构图 使用点阵LED输出文字时的关键在于符合点阵格式的文字点阵数据，在本系统中将使用DotReader这款中文点阵生成器自动生成目标文字的点阵数据，具体的使用方法可以在参考文献的相关引用资料[1]中找到。 在本系统中，每一个中文的点阵大小是16*16的，在输出的时候只要将对应的点阵数据放到点阵LED的对应位置即可，整个LED会在点阵数据填充过程中正确显示文字。 在滑动地显示文字这个特效功能上，本系统采用逐行扫描方式，不断地将文字的点阵数据向某一个方向”滑动”地在LED上面显示，最终达到整体上文字的滑动特效显示。 16*16的点阵LED的数据端口有一个,通过IOY0~IOY4来进行片选操作,从而能够访问各行各列的点阵.下面是本16*16点阵LED的四个端口的定义: ROW1 EQU 0600H ;第0~7行 ROW2 EQU 0640H ;第8~15行 COL1 EQU 0680H ;第0~7列 COL2 EQU 06C0H ;第8~15列 下面是16*16点阵LED与系统总线的连接线路图。

D0D7...CS3CS4WRCS1CS2XD0XD7...

IOW#IOY0点阵LED

显示单元

系统总线IOY1

IOY2IOY3

行列

1.2. 运用技术 本系统整体结构比较简单，运用到实现技术主要是:  键盘输入单元  点阵LED输出单元  并行接口单元8255A芯片  16*16中文字符点阵生成器 1.3. 完成情况 目前系统的完成情况基本能够达到题目要求，按0键的功能是从上至下滑动显示学生学号，按1键则从下至上是滑动显示学生姓名，并进行LED显示内容的切换。最后LED的显示特效也符合预期，能够正常自下而上地”滑动式”显示输出内容

2. 源代码清单 本系统结构简单，主要的代码量是中文点阵数据，在此就不列出了。以下整个系统的汇编源代码清单。 整个系统初始运行时默认是滑动显示学生姓名。 MY8255_A EQU 0600H ;端口定义 MY8255_B EQU 0602H ;键盘输入相关接口 MY8255_C EQU 0604H MY8255_CON EQU 0606H

ROW1 EQU 0600H ;端口定义 ROW2 EQU 0640H ;点阵LED输出相关接口 COL1 EQU 0680H COL2 EQU 06C0H

;堆栈段 STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS

;数据段 DATA SEGMENT INPUTS DB ? INCLUDE chunrong.asm ;所有数据汉字点阵 DATA ENDS ;代码段 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV DX, ROW1 MOV AL, 00H OUT DX, AL MOV DX, ROW2 OUT DX, AL MOV AL, 0ffH MOV DX, COL1 OUT DX, AL MOV DX, COL2 OUT DX, AL

MOV DX, MY8255_CON ;初始化8255A MOV AL, 81H OUT DX, AL

JMP SHOW_ZHOU ;默认显示名字 ;=====滑动显示姓名===== SHOW_ZHOU: NAME_BG0: MOV AX, 16*4 MOV SI, OFFSET HZDOT_Name NAME_BG1: CALL DISP ;滑动一行 SUB SI, 2 PUSH SI PUSH AX CALL SCAN_KEYBOARD ;扫描一个键盘码 POP AX POP SI DEC AX JZ NAME_BG0 ;下一轮滑动 JMP NAME_BG1 ;下一行

;=====滑动显示学号===== SHOW_XUEHAO: XUEHAO_BG0: MOV AX, 24 MOV SI, OFFSET HZDOT_XUE XUEHAO_BG1: CALL DISP ;滑动一行 ADD SI, 2 PUSH SI PUSH AX CALL SCAN_KEYBOARD ;扫描一个键盘码 POP AX POP SI DEC AX JZ XUEHAO_BG0 ;下一轮滑动 JMP XUEHAO_BG1 ;下一行

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微机原理与接口技术-课程设计报告参考模板

微机原理与接口技术-课程设计报告参考模板

《微机原理与接口技术》课程设计报告姓名：时翰学号：040210129同组实验者：仇健指导教师：张颖日期：2005.6步进电机控制系统设计一、实验目的1、利用PC机和实验箱设计并实现给定步进电机的控制。

2、进一步掌握微机硬件和软件综合设计方法。

二、实验内容1、基本要求（1）控制步进电机转动，要求转速1步/秒。

（2）基于实验箱，设计并实现接口和驱动电路。

（3）用汇编语言编制程序。

2、提高要求（1）改善步进电机的控制性能，控制步进电机转/停；正转/反转；改变转速（至少3档）；单步。

（2）改善人机接口。

三、总体设计1、8253定时控制步进速度。

2、8255输出控制脉冲，再经75452驱动电机。

3、系统运行时，首先显示主菜单，选择子菜单（设置参数）或控制工作，或返回DOS。

四、硬件设计因采用了PC机和PC总线接口应用平台，硬件电路相对简单，除利用了PC机本身资源外（如中断资源），还利用了平台上的8253计数/定时器、8255并行接口单元，再加上外围驱动电路，便构成可步进电机控制电路，硬件原理图如图1：图中75452元件是正与非驱动器，OC门输出，所以加上拉电阻；8253的作用是输出定时信号向CPU申请中断要求输出电机走步的控制信号。

图1 硬件原理图五、软件设计本设计通过软件编程使8253输出定时信号申请中断，CPU发出命令由8255的下C口输出脉宽信号来控制步进电机的走步。

电机的转动和停止则是通过8255的A0端子输出高低电平来继续或暂停8253的计数从而控制中断申请来实现的。

8253的定时时间决定了电机转动的快慢。

相对简单的硬件电路，使软件设计成为本设计课题的中心内容。

1、设计思路控制系统分五个功能模块，分别是转速设置、转向设置、固定步数转动、连续转动、退出系统，在前四个功能块中都设置了ESC键来取消或暂停执行当前操作。

程序中同时提供五个操作界面，一个主菜单和四个子菜单界面，进行可视控制。

（1）转速设置根据赋给计数器的计数初值，我们可以计算出步进电机各相脉宽信号的频率和电机转速，也可以反过来根据对电机转速要求，计算并调整计算初值。

微型机系统与接口技术课程设计

微型机系统与接口技术课程设计

微型机系统与接口技术课程设计一、题目理解微型机系统与接口技术课程设计是一门计算机科学课程，主要研究关于微型机系统与接口技术的开发和应用。

这门课程为电子信息工程专业的高级课程，旨在让学生了解微型机系统与接口技术，并能够独立开发和设计相关系统。

二、课程目标微型机系统与接口技术课程设计主要目标如下：1.让学生了解微型机系统与接口技术的相关知识和理论基础；2.增强学生的技术实践能力，让他们可以独立设计和开发相关系统；3.提高学生的团队协作能力，让他们能够有效沟通和合作；4.培养学生的创新意识和解决问题的能力，让他们具备创新思维和综合运用知识的能力。

三、课程内容微型机系统与接口技术课程设计的内容包括以下几个部分:1. 微控制器原理学生首先需要掌握微控制器的基本原理，包括器件和接口特性、指令系统、存储器体系结构等。

这些基础知识对于学生后续的学习和设计非常重要。

2. 编程语言学生需要学习至少一种微型机编程语言，如C语言、汇编语言等。

这些编程语言在微型机系统的开发中得到广泛应用，掌握这些语言对于学生的就业和职业发展也非常有帮助。

3. 系统设计在微型机系统设计中，学生需要学习和掌握多种设计方法和技能，包括电路设计、硬件设计、软件设计等。

通过真实项目的设计，学生可以锻炼自己的设计思维和能力。

4. 项目实践微型机系统与接口技术课程设计中的项目实践是非常重要的一部分。

学生需要在指导教师的协助下，完成一个实际的微型机系统设计项目，此过程需要学生实际操作和调试，并最终呈现完整的系统设计方案。

四、学习方法在学习微型机系统与接口技术课程设计的过程中，学生需要采用一些有效的学习方法，如下所示：1. 自主学习学生需要主动学习，积极阅读相关的教材、论文和文献，了解最新的技术发展和应用。

学生需要保持敏锐的思维和学习意识，自我激励，并在自学的基础上，积极和指导教师交流。

2. 合作学习在项目实践中，学生们需要分组合作，并根据自己的特长和能力分工合作，共同完成任务。

微机基础原理与接口技术课程教学设计报告

微机基础原理与接口技术课程教学设计报告

微机原理与接口技术课程设计报告项目名称：十进制数计算器的设计与实现专业名称：计算机科学与技术（交通信息工程）学生姓名：李俊（201324020311）教师姓名：马荣贵2016年1月1日一、项目名称及要求 (3)1项目名称 (3)2项目要求 (3)二、项目背景及设计目的 (3)1项目背景 (3)2项目目的 (3)三、设计思路 (3)1总体设计思路 (3)2设计流程图 (4)四、项目方案及原理图 (5)1项目方案 (5)2并行接口8255A (5)3键盘输入模块 (6)4LED数码管输出模块 (7)5原理图设计 (8)五、结果与分析 (8)1实现现象 (8)2现象分析 (8)六、总结及体会 (9)七、附录 (9)1参考文献 (9)2源代码 (9)一、项目名称及要求1 项目名称十进制数计算器的设计与实现2 项目要求运用学过的《微机原理与接口技术》课程以及本学期的上机实验操作经验，根据题目设计要求进行软硬件系统的设计和实现，从而加深对本课程知识点的理解。

通过具体项目的实践，来提高学生的动手能力以及实时解决问题的能力，使学生综合能力得到显著提升。

本课题要求学生熟练运用并行接口8255A芯片、4*4键盘输入模块以及LED数码管输出模块的工作原理以及相应元件驱动程序的编写。

要求通过4*4键盘输入，LED数码管显示来完成简单计算器的功能（加减乘除操作）二、项目背景及设计目的1 项目背景大学课程设计是为了辅助学生加深对本课程的理论知识的理解和提高。

通过动手完成实际的项目设计及实现，减小理论与实践的距离，让同学对实际项目实现的流程有个大体的感受。

通过合作完成项目，提高同学的合作意识，以及模块化设计理念。

2 项目目的通过十进制数计算器的设计与实现，了解proteus软件使用；熟练掌握原理图的设计方法知道各硬件的功能以及电路实现三、设计思路1 总体设计思路4*4键盘输入模块：键盘“0~9”对应数字0~9键盘“A”对应符号“+”键盘“B”对应符号“-”键盘“C”对应符号“*”键盘“D”对应符号“/”键盘“E”对应符号“CE”键盘“F”对应符号“=”并行接口8255A：A口用于LED数码管的段码输出B口用于LED数码管的位码输出C口用于4*4键盘的输入LED数码管输出模块：采用动态显示的方式，将并行接口8255A中A口中的段码显示2四、项目方案及原理图1 项目方案先设计原理图，然后用PCB布线仿真，最后去实验室用实验器材实现设计2 并行接口8255A并行接口8255A：8255A是通用可编程并行接口芯片，是有40个引脚的双列直插式组件，其基本功能为：8255A接口芯片有3个8位并行输入/输出端口，可利用编程方法设置3个端口是作为输入端口还是输出端口；8255A能适应CPU 与I/O接口之间的多种数据传送方式的要求，如无条件传送、查询方式传送、中断方式传送。

微机系统及其接口技术设计原理课程设计

微机系统及其接口技术设计原理课程设计

微机系统及其接口技术设计原理课程设计题目背景随着计算机技术的不断更新和升级，微机的应用越来越广泛。

微机是目前应用最为广泛的计算机系统之一，它用于各种控制、监测和数据处理系统。

微机系统包括计算机主机、外设和系统软件，其中，外设与系统软件的连接涉及接口技术。

接口技术是指用于连接不同设备之间软件和硬件的协议和标准。

因此，掌握微机系统及其接口技术设计原理是计算机专业学生必须要掌握的基础知识。

本次课程设计将从系统硬件设计、软件设计和接口技术设计三个方面展开。

设计内容1.系统硬件设计根据课程要求，要求学生设计并实现一个小型微机系统，包括主机、显示器和键盘三个部分。

在设计时需要考虑硬件参数和数据传输速度等问题。

具体要求如下：•主机部分：采用x86架构的微型计算机主板，包括CPU、主板、内存、硬盘、电源等部分。

•显示器：采用VGA接口的彩色液晶显示器，能够显示图形和文本。

•键盘：采用USB接口的标准键盘，能够实现输入文字和指令。

2.软件设计针对硬件设计的要求，需要学生设计和编写相关的系统软件，包括操作系统、BIOS以及驱动程序等。

具体要求如下：•操作系统：基于Windows操作系统进行二次开发，要求能够支持串口通信、显示输出以及键盘输入等功能。

•BIOS：设计并实现BIOS引导程序，要求能够检测并初始化硬件设备。

•驱动程序：设计并实现驱动程序，能够支持操作系统对硬件的调用与控制。

3.接口技术设计在完成硬件和软件设计后，需要进行接口技术设计，保证系统的稳定性和可靠性。

具体要求如下：•接口标准：保证系统硬件和软件的互通性，按照USB、VGA等标准接口进行设计。

•通信协议：选择可靠的通信协议，保证数据传输的稳定性和正确性。

•接口实现：完成接口设计后，需要进行测试和验证，保证系统的正常运行。

设计方法本次课程设计需要采用项目化、实践性和综合性的教学方法。

具体来说，可以安排课堂讲解、实验演示以及个人实践等教学环节。

•课堂讲解：讲解硬件设计、软件设计和接口技术设计的基本原理和方法，介绍常用的软件工具和平台。