北邮微机系统与接口技术小学期报告

北京邮电大学课程设计报告

目录

1. 实验目的...................................................................................................................................... 3 2. 实验内容...................................................................................................................................... 3

2.1 硬件部分............................................................................................................................ 3 2.2 软件部分............................................................................................................................ 3 2.3 要求 ................................................................................................................................... 3 3. 实验原理...................................................................................................................................... 4

3.1 设计思想............................................................................................................................ 4 3.2 实验原理图 . ....................................................................................................................... 7 3.3 流程图.............................................................................................................................. 10 4. 实验程序.................................................................................................................................... 12 5. 实验结果.................................................................................................................................... 23

5.1 硬件连线图 . ..................................................................................................................... 23 5.2 自发自收.......................................................................................................................... 23 5.3 双机通信.......................................................................................................................... 23 6. 问题解决及收获体会 . ............................................................................................................... 24

6.1 问题解决.......................................................................................................................... 24 6.2 收获体会.......................................................................................................................... 24

①. 进一步加深和巩固对所学知识点的理解和掌握；

②. 综合运用所学知识、工程原理来分析和完成本课程设计；

③. 理解计算机软件、硬件如何配合工作，能对计算机硬件进行功能扩展； ④. 掌握接口电路设计过程和驱动程序的编写方法； ⑤. 学会如何区分系统中软件、硬件故障和调试手段； ⑥. 培养计算机软硬件的综合设计能力和调试能力。

2. 实验内容

2.1硬件部分

4x4小键盘接口设计（利用8255 C口）

异步串行通信接口设计（8254为波特率发生器） 4位数码管显示器设计

2.2 软件部分

键盘扫描程序。将按键0~F 转换成0~15的二进制值

串行接口通信程序。1. 发送/接收均为查询方式；2. 发送为查询方式/接收采用中断

方式；二者选其一

4位七段数码管显示程序。左移位方式显示0~9、A ~F

将串行接口发送端和接收端环回，当在4x4小键盘上敲击按键时，经串口发送、接

收后将对应键值显示在4位数码管上。（要求：依次敲击1、2、3、4、5、…，则依次显示xxx1、xx12、x123、1234、2345、…）

2.3 要求

两个实验组间进行双机通信，一方用小键盘键入数字，另一方接收到后在4位数码

管上显示

在液晶显示器上实现显示功能（选作，成绩加10分，但满分为100分）

3.1 设计思想

3.1.1 主函数

发送端：从8255C 口进行键盘扫描读入按键，获得其ASCII 码值，将其发送给8251，并把发送值变换为七段译码值在LED 上进行移位显示。

接收端：8251接收到发送来的ASCII 码值，在液晶显示器LCD 上进行移位显示。 主函数为一个大循环，采用查询方式，依次查询是否有键被按下，发送是否准备好，按键是否为E ，接收是否准备好，接受到的数据是否为E ，条件满足则执行相应操作，不满足则进行下一个查询，而不是原地踏步地查询。若按键不为E 则返回一开始循环执行主程序。

3.1.2键盘扫描

8255C 口高四位PC7-PC4输出，低四位PC3-PC0输入，接键盘的行3-列0。

采用行扫描法，使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值；如果列值中有某位为低电平，则表明当前行与当前列交点处的键被按下；否则扫描下一行，直到扫完全部的行线为止。

分别用寄存器记录当前行和当前列，并用 行数X 4+列数 计算键值。

3.1.3 数码管显示

8255B 口输出，高四位PB7-PB4接LED 位码S3-S0，选择某一个数码管。 8255A 口输出，PA7-PA0接LED 的DP-A ，将七段译码值输出到数码管，并进行显示。

3.1.4 液晶屏显示

8255B 口输出，低三位PB2，PB1，PB0分别接LCD 的E ，RW ，DI ，控制液晶显示器的使能，读/写，数据/指令。

8255A 口输出，PA7-PA0接LCD 的D7-D0，与LED 复用数据线，将ASCII 值输出到液晶屏，并进行显示。

3.2 实验原理图

3.2.1 系统接线图

3.2.2 自发自收

CLK0 /8254 接 1M时钟 GATE0/8254 接 +5V

OUT0/8254 接 TX/RXCLK/8251 CS /8254 接 Y0/IO地址 CS/8251 接 Y7/IO地址 RXD /8251 接

TXD/8251

3.2.3 双机通信

机器A 的RXD/8251接机器B 的TXD/8251 ，机器B 的RXD/8251 接机器ATXD/8251，其余接线与自发自收相同 。

3.2.4 显示模块

PA7~PA0/8255 接DP-A/7段译码管 PA7~PA0/8255 接 D7-D0/LCD12864

PB7-PB4/8255 接 S3-S0/7段译码管 PB2 /8255 接 E/LCD12864 PB1 /8255 接 R/W /LCD12864 PB0 /8255 接 D/I /LCD12864

PC7~PC0/8255 接 行3-列0/4*4键盘 CS /8255 接 Y1/IO地址

3.3 流程图

否

是

是

否

否

是

否是

否

是

否

是

否

是

否是

4. 实验程序

5. 实验结果

5.1 硬件连线图

5.2 自发自收

自发自收时，按下4×4键盘，可以看到对应键值在数码管上移位显示，即发送的数据，同时，在LCD 液晶显示屏上出现接收的数据，与数码管显示的一致。当在键盘按下E ，数码管不再显示，LCD 液晶屏也清屏。

5.3 双机通信

两机通信时，A 机按下4×4键盘，A 机的数码管显示按下的键值，B 机收到A 机发送的数据，在LCD 液晶显示屏显示，即A 机的数码管与B 机的液晶显示屏显示内容一致。B 机发送数据时，在B 机的数码管显示B 机按下的键值，A 机LCD 液晶显示屏显示收到的数据，即B 机的数码管与A 机的液晶显示屏显示内容一致。通信过程中，任意一端均可做发送或接受端。在任意一端4×4键盘按下E 时，两机都结束通信，数码管不显示，LCD 液晶屏清屏。

6. 问题解决及收获体会

6.1 问题解决

问题：LED 显示出现明显的闪烁

解决：LED 是靠高电平点亮，要保持其显示，必须要持续给LED 高电平。所以在每个循环中，要多次调用LED 显示函数。

问题：LED 输出重叠显示

解决：在进行数码管显示时，要先输出数据，再选择位码，否则会因为顺序相反造成重叠显示。

问题：运行程序时，只按键一次程序就退出

解决：在主程序中有个大循环，在大循环的最后要使用jmp 语句跳到开头重复进行查询。

问题：LCD 无法显示

解决：在一开始要对LCD 进行初始化，如发送基本指令集等。

问题：双机通信时双方没有显示

解决：数据未能稳定传输，将两台机器共地。

实验过程还有很多如编译错误，赋值错误等问题，不再一一列出。还有部分问题解决见收获体会↓。

6.2 收获体会