微機(jī)原理簡易計(jì)算器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　簡易計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^該實(shí)驗(yàn)掌握較復(fù)雜程序的設(shè)計(jì)。能夠獨(dú)立完成用程序?qū)?255控制鍵盤和LED顯示的控制，完成計(jì)算器加減法的應(yīng)用。獨(dú)立編寫程序，明白和掌握程序的原理和實(shí)現(xiàn)方式。為以后的設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)。學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)中常

2、用接口電路的應(yīng)用和設(shè)計(jì)技術(shù)，充分認(rèn)識理論知識對應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用，進(jìn)一步加強(qiáng)理論知識與應(yīng)用相結(jié)合的實(shí)踐和鍛煉。通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐能夠進(jìn)一步加深對專業(yè)知識和理論知識學(xué)習(xí)的認(rèn)識和理解，使自己的設(shè)計(jì)水平和對所學(xué)的知識的應(yīng)用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。</p><p>　　微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)的意義是為了使學(xué)生加深對所學(xué)的微機(jī)原理知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，提高其利用微機(jī)原理知識處理問題的能力，為今后專業(yè)

3、課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作打下良好的基礎(chǔ)。使學(xué)生能比較扎實(shí)地掌握微機(jī)原理的基礎(chǔ)知識和基本理論，掌握控制系統(tǒng)及有關(guān)設(shè)備的分析、開發(fā)等基本技能，受到必要工程訓(xùn)練、初步的科學(xué)研究方法訓(xùn)練和實(shí)踐鍛練，增強(qiáng)分析問題和解決問題的能力，了解微機(jī)原理和接口技術(shù)的新發(fā)展。 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一計(jì)算器，要求至少能完成2位數(shù)的加減運(yùn)算。

4、獨(dú)立完成用程序?qū)?255控制鍵盤和LED顯示的控制，完成計(jì)算器加減法的應(yīng)用。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　在課程設(shè)計(jì)時，1人1題，同批次同學(xué)中選擇同一題的人數(shù)不超過3人。在教師指導(dǎo)下，可以相互討論，但設(shè)計(jì)報(bào)告由學(xué)生獨(dú)立完成，不得互相抄襲。教師的主導(dǎo)作用主要在于指明設(shè)計(jì)思路，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)的思路，解答疑難問題和按設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行階段審

5、查。學(xué)生必須發(fā)揮自身學(xué)習(xí)的主動性和能動性，主動思考問題、分析問題和解決問題，而不應(yīng)處處被動地依賴指導(dǎo)老師。同學(xué)應(yīng)積極主動的提出問題、解決問題、討論問題，互相幫助和啟發(fā)。</p><p>　　學(xué)生在設(shè)計(jì)中可以引用所需的參考資料，避免重復(fù)工作，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，但必須和題目的要求相符合，保證設(shè)計(jì)的正確。指導(dǎo)教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會掌握和使用各種已有的技術(shù)資料，不能盲目地、機(jī)械地抄襲資料，必須具體分析，使設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)能力都獲得

6、提高。學(xué)生要在老師的指導(dǎo)下制定好自己各環(huán)節(jié)的詳細(xì)設(shè)計(jì)進(jìn)程計(jì)劃，按給定的時間計(jì)劃保質(zhì)保量的完成個階段的設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)中可邊設(shè)計(jì)，邊修改，軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)可交替進(jìn)行，問題答疑與調(diào)試和方案修改相結(jié)合，提高設(shè)計(jì)的效率，保證按時完成設(shè)計(jì)工作并交出合格的設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p>　　四、設(shè)計(jì)原理與硬件電路</p><p>　　設(shè)計(jì)的思路是：首先利用程序不斷掃描鍵盤是不是有輸入，如果沒有就一直掃描，

7、如果有就停止掃描，完成輸入，利用匯編的程序核對輸入鍵的數(shù)值，通過調(diào)用子程序完成數(shù)據(jù)的儲存或者是加減的運(yùn)算。運(yùn)算完成后將運(yùn)算的結(jié)果儲存并顯示到LED顯示器上。</p><p><b>　　各部分硬件功能：</b></p><p>　　可編程并行通信接口芯片8255A</p><p><b>　　8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)</b>&l

8、t;/p><p>　　1. 并行輸入/輸出端口A，B，C</p><p>　　8255A內(nèi)部包括三個8位的輸入輸出端口，分別是端口A、端口B、端口C，相應(yīng)信號線是PA7～PA0、PB7～PB0、PC7～PC0。端口都是8位，都可以作為輸入或輸出。通常將端口A和端口B定義為輸入/輸出的數(shù)據(jù)端口，而端口C則既可以作數(shù)據(jù)端口，又可以作為端口A和端口B的狀態(tài)和控制信息的傳送端口。</p>

9、<p>　　2.A組和B組控制部件</p><p>　　端口A和端口C的高4位（PC7～PC4）構(gòu)成A組；由A組控制部件實(shí)現(xiàn)控制功能。 端口B和端口C的低4位（PC3～PC0）構(gòu)成B組；由B組控制部件實(shí)現(xiàn)控制功能。 A組和B組利用各自的控制單元來接收讀寫控制部件的命令和CPU通過數(shù)據(jù)總線（D0～D7）送來的控制字，并根據(jù)他們來定義各個端口的操作方式。</p><p>　　3.

10、 數(shù)據(jù)總線緩沖存儲器</p><p>　　三態(tài)雙向8位緩沖器，是8255A與8086CPU之間的數(shù)據(jù)接口。與I/O操作有關(guān)的數(shù)據(jù)、控制字和狀態(tài)信息都是通過該緩沖器進(jìn)行傳送。</p><p>　　4. 讀/寫控制部件</p><p>　　8255A完成讀/寫控制功能的部件。能接收CPU的控制命令，并根據(jù)控制命令向各個功能部件發(fā)出操作指令。</p><

11、;p>　　CS 片選信號：由CPU輸入，有效時表示該8255A被選中。 RD, WR 讀、寫控制信號：由CPU輸入。RD有效表示CPU讀8255A，WR有效表示CPU寫8255A。RESET 復(fù)位信號：由CPU輸入。RESET信號有效，清除8255A中所有控制字寄存器內(nèi)容，并將各個端口置成輸入方式。</p><p>　　定義工作方式控制字：</p><p>　　工作方式0：8255A

12、中各端口的基本輸入/輸出方式。</p><p><b>　　鍵盤輸入模塊</b></p><p>　　鍵盤是常用信息輸入元件，其實(shí)鍵盤也是由一個個按鈕組成，如果是獨(dú)立按鈕的話必須要需要一個I/O口對它進(jìn)行檢測，而鍵盤往往這需要鍵盤按鈕數(shù)一半的I/O口數(shù)對它進(jìn)行檢測，也許對一個比較簡單的系統(tǒng)I/O口數(shù)一般不是問題，但對于一個大型、復(fù)雜的系統(tǒng)來說I/O資源就顯得非常珍貴了

13、，盡量減少I/O使用是非常利于降低成本，另外一方面鍵盤比用獨(dú)立按鍵要美觀，這也是鍵盤能夠長期得到人們青睞的原因，可是硬件上的節(jié)省必然導(dǎo)致軟件上編程的復(fù)雜，那就來看看鍵盤到底使軟件編程有多復(fù)雜?</p><p>　　下圖是一個3*3鍵盤的結(jié)構(gòu)圖，因?yàn)?*4鍵盤有7個管腳，于是將鍵盤接8255A的PC口，至于為什么選擇PC是有原因的，進(jìn)行鍵盤掃描一般要求有一部分的I/O口的工作方式是輸入，另一部分I/O是輸出，具體到

14、3*3鍵盤則要求3個I/O口輸入，另外3個輸出，這一點(diǎn)PC口剛好符合，而PA、PB口要么全部輸入或輸出，所以只能是PC口接鍵盤。</p><p>　　硬件電路如下圖所示：</p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)流程圖</b></p><p><b>　　六、程序代碼</b></p><p>　　編程也

15、可以主要分為三部分；鍵盤掃描、數(shù)據(jù)處理、數(shù)碼管顯示，另外還有譯碼電路，8255各口的地址所使用的是200H-207H。8255A采用的是方式0，A組輸入，B組輸出。</p><p>　　code segment</p><p>　　assume cs:code,ds:code</p><p>　　start:jmp start1</p><p&

16、gt;　　buffdb 1,2,3,4,5,6</p><p>　　tablekdw3e07h,3e0bh,3d0bh,3b0bh,3e0dh,3d0dh,3b0dh,3e0eh,3d0eh,3b0eh ;0~9鍵盤值</p><p>　　dw 370eh,370dh,370bh,3707h,3b07h,3d07h,2f07h,2f0bh,2f0dh,2f0eh,1f07h,1f

17、0bh,1f0dh；其他鍵值</p><p>　　table db 3fh,6,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,7,7fh,6fh,46h,40h,48h,00；0~9的字型碼</p><p><b>　　xdw 0</b></p><p><b>　　ydw 0</b></p><p

18、><b>　　fdb 0</b></p><p><b>　　ndb 0</b></p><p><b>　　cdb 0</b></p><p><b>　　addfdb 0</b></p><p><b>　　subfdb

19、 0</b></p><p>　　start1:mov ax,cs </p><p><b>　　mov ds,ax</b></p><p>　　call clear</p><p>　　again:mov dx,203h</p><p>　　mov al,10001001b&l

20、t;/p><p>　　out dx,al；8255A初始化</p><p>　　call led；調(diào)用子程序</p><p><b>　　call key</b></p><p><b>　　cmp f,1</b></p><p>　　jne again</p>

21、<p>　　cmp bl,9；對比數(shù)字鍵盤</p><p>　　jle d_proce</p><p><b>　　cmp bl,10</b></p><p>　　je to_add；轉(zhuǎn)到加法</p><p><b>　　cmp bl,11</b></p><p&g

22、t;　　je to_sub；轉(zhuǎn)到減法</p><p><b>　　cmp bl,12</b></p><p>　　jmp again；返回</p><p>　　clear1:call clear</p><p>　　call clbuf</p><p>　　jmp again</p&g

23、t;<p>　　d_proce:cmp n,1</p><p><b>　　je d_p_y</b></p><p><b>　　mov cl,4</b></p><p><b>　　shl x,cl</b></p><p><b>　　mov bh,

24、0</b></p><p><b>　　add x,bx</b></p><p>　　call bshift</p><p>　　mov buff+5,bl</p><p><b>　　jmp again</b></p><p>　　d_p_y:mov cl,

25、4</p><p><b>　　shl y,cl</b></p><p><b>　　mov bh,0</b></p><p><b>　　add y,bx</b></p><p>　　call bshift</p><p>　　mov buff+5,b

26、l</p><p><b>　　jmp again</b></p><p>　　to_add: call bshift；加法程序</p><p>　　mov buff+5,bl</p><p><b>　　mov f,0</b></p><p><b>　　mov

27、 n,1</b></p><p>　　movaddf,1</p><p><b>　　jmp again</b></p><p>　　to_sub: call bshift；減法程序</p><p>　　mov buff+5,bl</p><p><b>　　mov f,

28、0</b></p><p><b>　　mov n,1</b></p><p>　　mov subf,1</p><p><b>　　jmp again</b></p><p>　　to_s:mov bx,y；</p><p><b>　　sub a

29、l,bl</b></p><p><b>　　das</b></p><p><b>　　mov bl,al</b></p><p><b>　　mov al,ah</b></p><p><b>　　sbb al,bh</b></p&g

30、t;<p><b>　　das</b></p><p><b>　　mov bh,al</b></p><p><b>　　mov x,0</b></p><p><b>　　mov y,0</b></p><p>　　mov subf,0&

31、lt;/p><p>　　call store</p><p><b>　　jmp again</b></p><p>　　keyproc；鍵盤的掃描程序</p><p>　　mov dx,203h</p><p>　　mov al,10001001b</p><p>　　

32、out dx,al；初始化8255，寫控制字</p><p><b>　　mov f,0</b></p><p>　　mov dx,201h</p><p><b>　　mov al,0</b></p><p>　　out dx,al；初始化8255</p><p>　　mo

33、v dx,202h</p><p>　　in al,dx；初始化8255</p><p>　　and al,0fh</p><p>　　cmp al,0fh</p><p><b>　　je k_exit</b></p><p>　　mov cx,3000</p><p>

34、　　loop $;10ms</p><p><b>　　in al,dx</b></p><p>　　and al,0fh</p><p><b>　　push ax</b></p><p>　　mov dx,203h</p><p>　　mov al,1000001

35、0b;b_in,c_out</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p><b>　　pop ax</b></p><p><b>　　mov bl,al</b></p><p>　　mov dx,202h</p><p>&

36、lt;b>　　out dx,al</b></p><p>　　mov dx,201h</p><p><b>　　in al,dx</b></p><p>　　and al,3fh</p><p>　　mov bh,al</p><p>　　lea si,tablek</

37、p><p><b>　　mov cx,23</b></p><p><b>　　mov ah,0</b></p><p>　　nk:cmp bx,[si]</p><p><b>　　je found</b></p><p><b>　　inc

38、 ah</b></p><p><b>　　add si,2</b></p><p><b>　　loop nk</b></p><p>　　found:mov al,0；不斷掃描，等待輸入</p><p>　　mov dx,202h</p><p><b

39、>　　out dx,al</b></p><p>　　mov dx,201h</p><p><b>　　in al,dx</b></p><p>　　and al,3fh</p><p>　　cmp al,3fh</p><p><b>　　jne found<

40、/b></p><p>　　mov cx,3000</p><p><b>　　loop $</b></p><p><b>　　mov f,1</b></p><p>　　mov bl,ah ;鍵值</p><p>　　k_exit:ret</p>

41、;<p><b>　　keyendp</b></p><p>　　storeproc；儲存程序</p><p>　　mov word ptr buff,1414h ;不顯示，存儲</p><p>　　lea si,buff</p><p><b>　　mov ch,4</b&g

42、t;</p><p>　　s_re1:mov cl,4；儲存的方式</p><p>　　rol bx,cl；循環(huán)左移4位</p><p><b>　　mov al,bl</b></p><p>　　and al,0fh</p><p>　　mov [si+2],al</p><

43、;p><b>　　inc si</b></p><p><b>　　dec ch</b></p><p>　　jnz s_re1 </p><p>　　call clear</p><p><b>　　ret</b></p><p>　　store

44、endp</p><p><b>　　codeends</b></p><p><b>　　end start</b></p><p><b>　　七、設(shè)計(jì)總結(jié)體會</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)師自由選擇設(shè)計(jì)課題的，我選擇了簡易加減法計(jì)算器的題目，看起來不是

45、很難，但是真正做起來才發(fā)現(xiàn)其困難之處。</p><p>　　本次的課程設(shè)計(jì)是一個相對而言比較難的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)不僅僅是課本上知識的整合，而且還有很多是課外的擴(kuò)展。這次課程設(shè)計(jì)可以說是一個挑戰(zhàn)。我們做的題目是簡易計(jì)算器的設(shè)計(jì)。才開始思路很清晰?；蛟S是因?yàn)槲覀兯究找姂T了這種小機(jī)器，可是等做起來發(fā)現(xiàn)真的好難。首先8255A的初始化和8086的接線也是十分簡單，但是等到編成的時候發(fā)現(xiàn)有很多不懂得地方，覺得很容易的算法

46、在編程中很難實(shí)現(xiàn)。于是我開始查看課本和有關(guān)的資料，知道了一些編程常用的方法。受益匪淺。而后我用心編寫這程序。經(jīng)過自己的努力和同學(xué)的幫助終于完成了相應(yīng)的要求。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì),不僅使我加深了對接口程序設(shè)計(jì)的認(rèn)識,對接口各部件的工作原理也有了進(jìn)一步的了解,也增強(qiáng)了分析故障的能力，更重要的是培養(yǎng)了我們面對問題、解決問題的能力。從理論知識上我對8086和8255的作用、功能以及初始化更加熟悉，并且有了客

47、觀上的理解。對鍵盤的使用和數(shù)碼管顯示問題也完全弄懂了。這次課程設(shè)計(jì)還是比較成功的。</p><p>　　當(dāng)然我還有很多不足之處，比如知識掌握的不夠全面，研究的深度不夠，有問題畏畏縮縮不敢問，程序編寫不會查漏補(bǔ)缺。課后沒有及時解決課上的問題留到第二天上課程設(shè)計(jì)在想辦法，這說明我的惰性也很強(qiáng)。這些都是我需要去改進(jìn)的地方。我會在以后的學(xué)習(xí)中多加注意。</p><p>　　最后感謝老師的辛苦指導(dǎo)，

48、使我的設(shè)計(jì)能過成功實(shí)現(xiàn)，使我完成了這次課程設(shè)計(jì)。另外感謝網(wǎng)絡(luò)給予我便利，讓我找到有些相關(guān)資料幫我解決了一些問題。同時也感謝與我一起學(xué)習(xí)、探討，一起研究、查找資料的唐云虹同學(xué)。</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　CNDS教育資源網(wǎng)站</p><p>　　河南理工大學(xué)門戶網(wǎng)站</p><p&