微機系統(tǒng)與接口技術課程設計報告

1、微機系統(tǒng)與接口技術課程設計20122013年度 第1學期設計題目：實現(xiàn)特定功能的鍵盤及LED顯示院系： 計算機學院學號： 姓名： 指導教師： 張健 成績評定：完成日期：2014年11月 4 日1. 設計說明微機系統(tǒng)與接口技術是一門實踐性很強的課程，本課程設計是這門課程的最后一個教學環(huán)節(jié)，是對這門課程一個較全面的應用設計實踐，目的在于在鞏固學生在課堂上學到的基礎知識，加強學生的綜合能力與系統(tǒng)設計能力、創(chuàng)新能力。在本課程設計中，我的題目是在TD-PITE實驗箱中實現(xiàn)特定功能的鍵盤及LED顯示。整個系統(tǒng)的目標實現(xiàn)功能具體一點是通過鍵盤輸入來控制點陣LED顯示器顯示不同的內容，同時要求有一定的擴展能力

2、特性。整個系統(tǒng)的具體目標功能特性如下;1) 按1鍵顯示年，按2鍵顯示月、日。2) 按3鍵顯示自己的姓名。3) 按4鍵由左向右循環(huán)顯示自己的學號或其它特效功能。1.1. 設計思路從上面的任務說明中可以知道程序的功能很簡單，從總體上可以感受得到關鍵問題在于獲取鍵盤的輸入、控制點陣LED的輸出顯示。前者在于接收到鍵盤是否被按下以及哪一個鍵被按下的數(shù)據(jù)，在取得這些數(shù)據(jù)后程序就能夠按規(guī)則將后者的顯示內容進行更改，從而達到通過鍵盤輸入來控制點陣LED的輸出。系統(tǒng)運行流程圖如下:初始化默認顯示姓名LED顯示有輸入?切換顯示內容上面流程圖中LED的顯示特效是動態(tài)的，同時系統(tǒng)需要監(jiān)控鍵盤的輸入情況，即系統(tǒng)需要控

3、制LED輸出，也需要控制鍵盤的輸入檢測。在此有兩種方案可以考慮。第一種是使用中斷的方式(8259A芯片)將鍵盤的檢測獨立出來，當鍵盤被按下時，鍵盤就會發(fā)出一個中斷信號來中斷當前的系統(tǒng)操作，進而系統(tǒng)可以從鍵盤的掃描結果來決定是否進行功能的切換。第二種則是使用程序查詢的方式進行，此方式相對第一種會更加簡單。具體的實施方式是在每一次的LED輸出后，馬上查詢一個鍵盤是不是有按鍵被按下，如果發(fā)現(xiàn)存在被按下的鍵，則讀取鍵盤的按鍵住處，進而進行功能切換，否則繼續(xù)控制LED的動態(tài)效果輸出。相比之下，第二種方式比較簡單實用，所以本系統(tǒng)采取了程序查詢的方式解決了邊控制LED輸出邊監(jiān)控鍵盤輸入的問題。下面針對鍵盤輸

4、入與LED輸出兩個關鍵問題進行詳細的說明。1.1.1. 鍵盤輸入為了得到鍵盤的輸入，本系統(tǒng)使用8255A作為輸入輸出芯片，并連接到一個4*4的鍵盤上。該鍵盤從左上角到右下角分別是0F的編號。在實際連接時，主要使用8255A的端口C的低4位來作為讀入鍵盤的掃描碼的輸入端口。由于該鍵盤還帶有數(shù)碼顯示管單元，為了能夠進行鍵盤輸入操作的調試，這里對數(shù)碼顯示管使用端口A與端口B分別連接之，調試過程中將使用端口A、B來將鍵盤的鍵值使用數(shù)碼管顯示之，注意在最終的執(zhí)行過程中將不會使用到該單元的數(shù)碼顯示管單元器件。下面是系統(tǒng)總線與8255A、4*4的鍵盤單元的連接線路圖。基于上圖的芯片單元配置連接圖，在程序中可

5、以通過8255A的端口C來讀取鍵盤的掃描碼。當發(fā)現(xiàn)有按鍵被按下時，程序會取得按鍵對應的數(shù)字編號，以便進一步處理LED的顯示內容。關于詳細的掃描鍵盤及讀取鍵盤按鍵值的實現(xiàn)請參考后續(xù)的源代碼實現(xiàn)。1.1.2. 點陣LED輸出本系統(tǒng)的輸出將采用點陣式的LED單元進行輸出，實驗箱自帶的點陣LED的大小是16*16的，即由四塊8*8的點陣塊組成，這四個點陣塊分別占用了兩行兩列。實驗箱的點陣LED的顯示方式是行為1時，列為0時對應的LED點會亮。具體的點陣LED的示意圖及內部結構圖如下: 1616點陣示意圖 1616點陣內部結構圖使用點陣LED輸出文字時的關鍵在于符合點陣格式的文字點陣數(shù)據(jù)，在本系統(tǒng)中將使

6、用DotReader這款中文點陣生成器自動生成目標文字的點陣數(shù)據(jù)，具體的使用方法可以在參考文獻的相關引用資料1中找到。在本系統(tǒng)中，每一個中文的點陣大小是16*16的，在輸出的時候只要將對應的點陣數(shù)據(jù)放到點陣LED的對應位置即可，整個LED會在點陣數(shù)據(jù)填充過程中正確顯示文字。在滑動地顯示文字這個特效功能上，本系統(tǒng)采用逐行掃描方式，不斷地將文字的點陣數(shù)據(jù)向某一個方向”滑動”地在LED上面顯示，最終達到整體上文字的滑動特效顯示。16*16的點陣LED的數(shù)據(jù)端口有一個,通過IOY0IOY4來進行片選操作,從而能夠訪問各行各列的點陣.下面是本16*16點陣LED的四個端口的定義:ROW1EQU 0600

7、H;第07行ROW2EQU 0640H;第815行COL1EQU 0680H ;第07列COL2EQU 06C0H ;第815列下面是16*16點陣LED與系統(tǒng)總線的連接線路圖。1.2. 運用技術本系統(tǒng)整體結構比較簡單，運用到實現(xiàn)技術主要是: 鍵盤輸入單元 點陣LED輸出單元 并行接口單元8255A芯片 16*16中文字符點陣生成器1.3. 完成情況目前系統(tǒng)的完成情況基本能夠達到題目要求，按0鍵的功能是從上至下滑動顯示學生學號，按1鍵則從下至上是滑動顯示學生姓名，并進行LED顯示內容的切換。最后LED的顯示特效也符合預期，能夠正常自下而上地”滑動式”顯示輸出內容2. 源代碼清單本系統(tǒng)結構簡單，

8、主要的代碼量是中文點陣數(shù)據(jù)，在此就不列出了。以下整個系統(tǒng)的匯編源代碼清單。整個系統(tǒng)初始運行時默認是滑動顯示學生姓名。MY8255_A EQU 0600H;端口定義MY8255_B EQU 0602H;鍵盤輸入相關接口MY8255_C EQU 0604HMY8255_CONEQU 0606HROW1EQU 0600H ;端口定義ROW2EQU 0640H ;點陣LED輸出相關接口COL1EQU 0680HCOL2EQU 06C0H;堆棧段STACK1SEGMENT STACKDW 256 DUP(?)STACK1ENDS;數(shù)據(jù)段DATA SEGMENTINPUTS DB ?INCLUDE chu

9、nrong.asm ;所有數(shù)據(jù)漢字點陣DATA ENDS;代碼段CODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOV AX, DATAMOV DS, AXMOV DX, ROW1MOV AL, 00HOUT DX, ALMOV DX, ROW2OUT DX, ALMOV AL, 0ffHMOV DX, COL1OUT DX, ALMOV DX, COL2OUT DX, ALMOV DX, MY8255_CON ;初始化8255AMOV AL, 81HOUT DX, ALJMP SHOW_ZHOU ;默認顯示名字;=滑動顯示姓名=SHOW_ZHOU:NAME_BG

10、0:MOV AX, 16*4MOV SI, OFFSET HZDOT_NameNAME_BG1:CALL DISP ;滑動一行SUB SI, 2PUSH SIPUSH AXCALL SCAN_KEYBOARD ;掃描一個鍵盤碼POP AXPOP SIDEC AXJZ NAME_BG0 ;下一輪滑動JMP NAME_BG1 ;下一行;=滑動顯示學號=SHOW_XUEHAO:XUEHAO_BG0:MOV AX, 24MOV SI, OFFSET HZDOT_XUEXUEHAO_BG1:CALL DISP ;滑動一行ADD SI, 2PUSH SIPUSH AXCALL SCAN_KEYBOARD

11、;掃描一個鍵盤碼POP AXPOP SIDEC AXJZ XUEHAO_BG0 ;下一輪滑動JMP XUEHAO_BG1 ;下一行;=掃描鍵盤并選擇功能=SCAN_KEYBOARD:BEGIN: CALL CCSCAN ;掃描JNZ INK1RET;INK1: CALL DALLYCALL DALLYCALL CCSCANJNZ INK2 ;有鍵按下，進行取鍵值INK2_BRK:MOV AL, INPUTS ;得到鍵值CMP AL, 0JZ SHOW_ZHOU ;0顯示姓名;default.CMP AL, 1 ;1顯示學號JZ SHOW_XUEHAORET;=獲取鍵盤輸入的鍵值=INK2:MO

12、V CH,0FEHMOV CL,00HCOLUM:MOV AL,CHMOV DX,MY8255_A OUT DX,ALMOV DX,MY8255_C IN AL,DXL1:TEST AL, 01H ;is Line1?JNZ L2MOV AL, 00H ;Line1JMP KCODEL2:TEST AL, 02H ;is Line2?JNZ L3MOV AL, 04H ;Line2JMP KCODEL3:TEST AL, 04H ;is Line3?JNZ L4MOV AL, 08H ;Line3JMP KCODEL4:TEST AL, 08H ;is Line4?JNZ NEXTMOV AL

13、, 0CH ;Line4KCODE:ADD AL, CLMOV INPUTS, Al ;保存輸入值NEXT:INC CLMOV AL, CHTEST AL, 08HJZ KERRROL AL, 1MOV CH, ALJMP COLUMKERR:JMP INK2_BRK ;返回，并判斷是否需要切換功能;=鍵盤掃描子程序=CCSCAN:MOV AL, 00H ;鍵盤掃描子程序MOV DX, MY8255_AOUT DX, ALMOV DX, MY8255_CIN AL, DXNOT ALAND AL, 0FHRET;= 鍵盤延時子程序=DALLY:PUSH CX MOV CX,0006HT1:MO

14、V AX, 009FHT2:DEC AXJNZ T2LOOP T1POP CXRET;=顯示漢字子程序=;入口參數(shù): SI = 存放漢字點陣起始地址DISP:MOV CX, 000FHPUSH AXML0:PUSH CXMOV BL, 01H MOV CX, 0008HML1:MOV DX, ROW1 ;控制0-7行MOV AL, 00HOUT DX, ALMOV AL, SInot al ;0 表示高亮MOV DX, COL1 ;0-7列 OUT DX, ALINC SI ;下一個字節(jié)(下一列)MOV AL, SInot alMOV DX, COL2 ;8-15列OUT DX, ALINC

15、SIMOV DX, ROW1 ;控制0-7行MOV AL, BLOUT DX, ALROL BL, 1CALL DELAYLOOP ML1MOV DX, ROW1MOV AL, 00HOUT DX, ALMOV CX, 0008HML2:MOV DX, ROW2 ;控制8-15行MOV AL, 00HOUT DX, ALMOV AL, SINOT ALMOV DX, COL1 ;0-7列OUT DX, ALINC SIMOV AL, SI NOT ALMOV DX, COL2 ;8-15列OUT DX, ALINC SIMOV DX, ROW2 ;控制8-15行MOV AL, BLOUT DX

16、, ALROL BL, 1CALL DELAYLOOP ML2MOV DX, ROW2MOV AL, 00HOUT DX, ALSUB SI, 32POP CXLOOP ML0POP AXRET;=顯示延時子程序=DELAY:PUSH CX ;延時子程序MOV CX, 00C0HDL1:PUSH AXPOP AXLOOP DL1POP CXRETCODEENDSEND START; ;本文件為1616點陣中文字庫文件,字的橫向8點構成一字節(jié),左邊點在字節(jié)的高位,字符點陣四角按左上角右上角左下角右下角取字;如你想在以后繼續(xù)用HZDotReader打開文件,追加漢字點陣數(shù)據(jù),請不要修改或增刪所有注

17、釋CD5C5 EQU 00000H;李CBCCC EQU CD5C5+1;俊CB7E5 EQU CBCCC+1;杰 ;杰 CBDDCDB 080H,001H,080H,001H,0FEH,03FH,0FEH,03FHDB 0E0H,003H,0E0H,007H,0B0H,00DH,098H,019HDB 08EH,071H,082H,021H,000H,000H,06CH,033HDB 04CH,066H,0C6H,064H,006H,000H,000H,000H;俊 CBFA1DB 018H,003H,098H,001H,0DCH,018H,0ECH,03FHDB 0EEH,03FH,08E

18、H,019H,0CFH,030H,06DH,023HDB 08CH,01FH,0CCH,01FH,06CH,019H,02CH,00FHDB 00CH,00EH,0CCH,07BH,0ECH,070H,000H,000H;李 CC0EEHZDOT_Name:DB 080H,001H,080H,001H,0FFH,07FH,0FFH,07FHDB 0B0H,007H,09CH,01DH,007H,070H,0FAH,00FHDB 0F8H,00FH,000H,003H,0FEH,07FH,0FEH,07FHDB 080H,001H,0E0H,001H,0C0H,000H,000H,000HHZDOT_XUE:;27 C3237DB 000H,000H,000H,000H,000H,000H,018H,07EHDB 024H,040H,042H,040H,042H,020H,040H,020HDB 020H,020H,010H,010H,008H,010H,004H,010HDB 002H,008H,07EH,008H,000H,000H,000H,