马世宽微机原理作业讲述.doc

微机原理作业 题 目： 基于微机总线的计算器设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械电子 姓 名： 马世宽 学 号： 2014020274 指导老师： 杨杰 2015年1月5日 基于微机总线的计算器设计 1.设计要求 设计基于微机总线的计算器，要求能完成一位数位数的四则运算。硬件为基于ISA总线的接口板，包括键盘、LED或液晶显示。软件方面则需通过编程来实现运算功能。 2.设计原理 设计的思路是：首先对键盘进行扫描，如有按键按下，确定并判断键值，将该值储存并显示在LED屏上。如有“=”按下，则调取存储的数据进行相应的计算，并将结果显示在屏幕上。设计硬件如图2.1所示。 图2.1电路图 3.硬件功能 3.1可编程并行通信接口芯片8255A 图3.1 8255内部原理图 图3.2 8255引脚图 3.1.1 并行输入/输出端口A，B，C 8255A内部包括三个8位的输入输出端口，分别是端口A、端口B、端口C，相应信号线是PA7～PA0、PB7～PB0、PC7～PC0。端口都是8位，都可以作为输入或输出。通常将端口A和端口B定义为输入/输出的数据端口，而端口C则既可以作数据端口，又可以作为端口A和端口B的状态和控制信息的传送端口。 3.1.2 A组和B组控制部件 端口A和端口C的高4位（PC7～PC4）构成A组；由A组控制部件实现控制功能。 端口B和端口C的低4位（PC3～PC0）构成B组；由B组控制部件实现控制功能。 A组和B组利用各自的控制单元来接收读写控制部件的命令和CPU通过数据总线（D0～D7）送来的控制字，并根据他们来定义各个端口的操作方式。 3.1.3 数据总线缓冲存储器 三态双向8位缓冲器，是8255A与总线之间的数据接口。与I/O操作有关的数据、控制字和状态信息都是通过该缓冲器进行传送。 3.1.4读/写控制部件 8255A完成读/写控制功能的部件。能接收CPU的控制命令，并根据控制命令向各个功能部件发出操作指令。 CS 片选信号：由CPU输入，有效时表示该8255A被选中。 RD, WR 读、写控制信号：由CPU输入。RD有效表示CPU读8255A，WR有效表示CPU写8255A。RESET 复位信号：由CPU输入。RESET信号有效，清除8255A中所有控制字寄存器内容，并将各个端口置成输入方式。 定义工作方式控制字： 工作方式0：8255A中各端口的基本输入/输出方式。 键盘输入模块 图3.3 8255控制口 3.2键盘 下图是一个4x4键盘的结构图，因为4x4键盘有8个管脚，于是将键盘接8255A的PC口，进行键盘扫描一般要求有一部分的I/O口的工作方式是输入，另一部分I/O是输出，具体到4x4键盘则要求4个I/O引脚输入，另外4个输出，这一点PC口刚好符合，而PA、PB口要么全部输入或输出，所以只能是PC口接键盘。 图3.4 键盘 3.3 LED显示屏 因为要计算-9~9的四则运算，为了显示更加清晰、明了，本次设计共使用了5块LED显示屏，这样就可以显示出输入的算式。电路图如下图所示。 图3.5 LED显示屏 4.软件设计 4.1 程序流程图 否 是 否 是 否 是 图4.1 主程序流程图 4.2 程序代码 编程也可以主要分为三部分；键盘扫描、数据处理、数码管显示，另外还有译码电路，8255A口的地址是0040H,B口地址为0041H，C口地址为0042H， 控制字寄存器地址0043H。8255A采用的是方式0，A、B口输出，C口的高低四位作为两个4位的端口。 PORT_A EQU 40H ;8255 A口地址 PORT_B EQU 41H ;8255 B口地址 PORT_C EQU 42H ;8255 C口地址 PORT_CTL EQU 43H ;8255 控制口地址 DATA SEGMENT ZIFUCHUAN DB 80 DUP(?) ;保存输入的字符串 NUMBER1 DB 0 ;保存第一个操作数 NUMBER2 DB 0 ;保存第二个操作数 NUMBER1SIGN DB + ;第一个数的符号 NUMBER2SIGN DB + ;第二个数的符号 COMPUTESIGN DB