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1、合肥学院计算机科学与技术系微机原理与接口技术课程设计报告20072008学年第2学期课程微机原理与接口技术课程设计名称排队管理器 学生姓名付 硕 学号 0704012024专业班级计算机科学与技术专业（07计本2） 指导教师何立新、龙夏2010年4月一、题义分析与解决方案1 题义与需求分析1、显示排队序号功能，提示功能，通过LED显示器提示请XXX号顾客到XX号柜台 办理业务；2、在LED显示器显示XX号服务员正在为XXX号顾客进行服务功能。2 解决问题的方法与思路1）硬件部分8279A芯片LED发光二极管十六进制小键盘。74LS24074LS1382）软件部分（汇编语言编写程序）8279是可
2、编程接口芯片，通过编程使其实现相应的功能，编程的过程实际 上就是CPU向8279发送控制指令的过程。在软件设计中，显示方式采用了 8个 字符显示，从左输入方式，编码扫描键盘，双键锁定。由于该系统对实时性及速 度要求并不十分高，所以时钟频率采用4M Hz已足够了，故程序时钟命令字取为 34H，用以保证100kHz的内部工作频率。由于采用10ms定时扫描查询方式，所以在下次开始扫描时，先应清空8279, 清除显示RAM大约需要160 Ms的时间，在此期间，FIFO状态字的最高位DU=1， 表示显示无效，CPU不能显示RAM写入数据，所以清除命令状态字取0DEH。CPU对8279的控制是先读回827
3、9的状态字，查看PIFORAM中有无字符，若 有将根据字符个数读出所有字符，并进行相应处理；若无，则直接返回。二、硬件设计1选择芯片8279A1）8279A在本设计中的作用8279作为键盘/显示器接口，实现对键盘、显示器自动扫描，管理键盘输入和 显示器输出的。2) 8279A的功能分析(rIRQ显示RAMRDWRZZOUTBOUTBnOUTA旷OUT扎丽RU-RLtRESE7CI.K fs -C和示命令寄存器日FIFORAMSHIFTCNTDSTB給图2-1DB0DB7：双向数据总路线(传送命令、数据、图2-1, IRQ：中断请求输出线，状态)，西、麻：读写控制输入端，RESET：复位输入端，
4、CLK:时钟输入端，尿： 片选,C和/D(A0)：片内寄存器选址,0UTA0A1、0UTB0B3： 8位显示输出端，貶: 熄灭显示输出端，SL0SL3:公用扫描输出线，RL0RL7:键盘回馈输入线，SHIFT： 抵挡键输入线，CNTL/STB：控制/选通输入线。另外，8279的键盘接口部分内部有 一个8X8位先进先出的堆栈(FIFO)，用来存放键盘输入代码，显示器接口部分内部有一个16X8位显示RAM，用来显示段数据，能为16位LED显示器(或其它显 示器)提供多路扫描接口。3) 8279A的技术参数1、8279内部结构及基本工作原理1) 数据缓冲器及I/O控制数据缓冲器为双向缓冲器，连接内、
5、外总线，用于传送CPU和8279之间的命令 或数据。I/O控制线实现CPU对8279内部各种寄存器、缓冲器读写数据和读写控制 命令进行控制。2) 控制与定时寄存器及定时控制控制与定时寄存器用于寄存键盘及显示工作方式控制字以及其它操作方式控制 字。该寄存器接收并锁存CPU送来的命令，然后通过译码产生相应的控制信号，从 而完成相应的控制功能。定时与控制电路由N个基本计数器组成，其中，第一个计 数器是一个可编程N级分频器，N可由软件编程在231间取值。该分频器将外部 时钟CLK分频得到内部所需的100kHz时钟，再经分频为键盘提供适当的扫描频率和 显示时间。3) 扫描计数器该电路为键盘和显示器提供扫
6、描信号，有两种工作方式：编码方式和译码方式。 按编码方式工作时，计数器进行二进制计数并由扫描线SLOSL3输出，经外部译码 器译码后，为键盘和显示器提供扫描信号。按译码方式工作时，扫描计数器的最低 两位被译码后，从SLOSL3输出，提供了 4选1的扫描译码。4) 回复缓冲器、键盘去抖动及控制(1) 在键盘工作方式中，从SLOSL3送出的扫描信号，将会去扫描键盘，如有 按键被按下时，去抖电路被置位，延时等待10ms后，再检查该键是否仍处在闭合状 态。若不闭合，则视作干扰信号；若仍闭合，则将该键的地址和附加的移位、控制 状态一起形成键盘数据送入8279内部的FIFO (先入先出)存储器，数据格式如
7、下:表2-1D7D6D5D4D3D2D1D0控制移位扫描回复(2) 在传感器开关状态矩阵方式中，回复线的内容直接被送往相应的 传感器RAM (即FIFO存储器)中。(3) 在选通输入方式工作时，回复线的内容在CNTL/STB线的脉冲上升沿被送入 FIFO存储器。5) FIFO/传感器RAM及其状态寄存器FIFO/传感器RAM是一个双重功能的8X8位RAM。在键盘或选通工作方式时，它 是FIFO RAM，其输入/输出遵循先入后出的原则。此时，FIFO状态寄存器存放FIFO 的工作状态，若FIFO不空，IRQ信号为高电平，向CPU申请中断。在传感器矩阵方式工作时，该存储器用于存放传感器矩阵中每一个
8、传感器的状 态。在此方式中，若检出传感器发生变化，则IRQ信号变为高电平，向CPU申请中 断。6) 显示RAM和显示地址寄存器显示RAM用于存储显示数据，容量为16X8。在显示过程中，存储的显示数据轮 流从显示寄存器输出。显示寄存器分为A、B两组，OUTA30、OUTB30。它们即可 以单独送数，也可以组成一个8位的字，OUT A输出高4位，OUTB输出低4位。显 示寄存器的输出与显示扫描配合，轮流驱动被选中的显示器件，实现稳定的动态显 Z示O显示地址寄存器用来寄存CPU读/写显示RAM的地址，它可以由命令设定，也可 以设置成在每次读出或写入之后自动递增。2、8279工作方式1）键盘工作方式通
9、过命令字可将键盘工作方式设定为双键互锁与N键巡回两种工作方式。1）双键互锁：若有两个键或多个键同时按下，8279电路只识别最后一个释放的键， 并把键值送入FIFO/传感器RAM中。2）N键巡回：若有多个按键同时按下时，键盘扫描将各键键值依按下顺序依次存入 FIFO/传感器RAM中。2）显示器工作方式通过设置键盘/显示命令字和写显示RAM命令字，显示数据写入显示缓冲器时可置为 左端送入和右端送入两种方式。左端送入为依次填入方式，右端送入为移入方式。3）传感器矩阵方式通过设置读FIFO/传感器命令字，8279可工作于传感器矩阵方式，此时传感器的 开关状态直接送到传感器RAM。CPU对传感器阵列扫描
10、时，如果 检测到某个传感器状态发生变化，则产生中断请求信号IRQ。3、8279命令字1）键盘/显示方式设置命令表2-2D7D6D5D4D3D2D1D0000DDKKKD7、D6、D5是方式设置的特征位。D4、D3为显示方式设定位，D2、D1、DO位键盘 /显示工作方式设定位。2）时钟编程命令表2-3D7D6D5D4D3D2D1D0001PPPPPD7、D6、D5是时钟编程命令的特征位，D4、D3、D2、D1用于设定对CLK输入端输入 的外部时钟信号进行分频的分频系数N。3）读FIFO/传感器RAM命令表2-4D7D6D5D4D3D2D1D0010AIXAAAD7、D6、D5是读FIFO/传感器
11、RAM命令的特征位，D4自动递增设置位，D2、D1、D0 为FIFO/传感器RAM地址。4）读显示RAM命令表2-5D7D6D5D4D3D2D1D0011AIAAAAD7、D6、D5是读显示RAM命令的特征位，D4自动递增设定位，D3、D2、DI、DO为 显示RAM的存储单元地址。5）写显示RAM命令表2-6D7D6D5D4D3D2D1D0100AIAAAAD7、D6、D5是写显示RAM命令的特征位，D3、D2、DI、DO为写入显示RAM的存储单 元地址。6）显示禁止写入/消隐命令表2-7D7D6D5D4D3D2D1D0101XIWAIWBBLABLBD7、D6、D5是显示禁止写入/消隐命令的
12、特征位，D3、D2为A、B组显示RAM写入屏 蔽位，当D3=1时，A组的显示RAM禁止写入，从CPU写入显示RAM数据时，这种情 况通常用于双4位显示器，当D2=1时，可屏蔽B组显示器。DI、DO位A、B组的 消隐设置位。7）清除命令表2-8D7D6D5D4D3D2D1D0110CDCDCDCFCAD7、D6、D5是清除命令的特征位，D4、D3、D2为清除显示RAM方式设定位，D1为 置空FIFO存储器设定位，DO为总清楚设定位。8）结束中断/出错方式设置命令表2-9D7D6D5D4D3D2D1D0111EXXXXD7、D6、D5为111是结束中断/出错方式设置命令的特征位，D4为1时，N键轮
13、回工作方式可 工作得特殊出错方式，对传感器工作方式，此命令使IRQ变低，结束中断，并允许对RAM进一 步写入。2.选择芯片LED1）LED在本设计中的作用1、请XXX号顾客到XX号柜台办理业务；2、在LED显示器显示XX号服务员正在为XXX号顾客进行服务功能。2) LED的功能分析LED显示电路较为简单，成本也较低，在功能单一的仪器仪表与机电设备中应 用较广。但当设备显示的点或位较多时，就需要采用一定的驱动电路与相应的驱动图2-2 LED内部框图方式。数字dpgfedcba二进制编码011000000COH111111001F9H210100100A4H310110000BOH41001100199H51001001092H61000001082H711111000F8H81000000080H91000011090H表2-3共阴极七段LED显示段码(1)静态：数码管显示过程持续得到信号，与数码管接口的I/O 口线为专用。特点是无闪烁，元器件多，占I/O线多，无须扫描，节省CPU时间，编程简单。(2)动态：数码管显示过程轮流得到信号，与各数码管接口的I/O 口线为共用。特点是有闪烁，元器件少，占I/O线少，必须扫描，花费CPU时间，编程复杂（有 多个LED时尤为突出）。3）芯片LED的技术参数PcwIfVrIrIfAp对应型 号散射颜 色BT235-270255
