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1、 微机课程设计 姓名： 班别： 学号： 指导老师： 日期： 目录一设计目的和内容21.1题目描述21.2设计要求31.3设计提示3二硬件设计及原理图32.1. 芯片74LS244基本性能及结构32.1.1. 74LS244芯片介绍32.1.2. 芯片引脚及逻辑图42.2. 芯片8255基本性能及结构42.2.1. 8255芯片介绍42.2.2. 8255芯片引脚及逻辑图52.2.3 8255芯片编程结构及工作原理52.3. 芯片8279基本性能及结构62.3.1. 8279芯片介绍62.3.2. 8279芯片引脚及逻辑图62.3.3 8279芯片编程结构及工作原理82.4. 各芯片电路原理图1
2、1三程序流程图133.1. 设计流程图133.2. 游戏机原理图14四源程序清单及注释14五问题分析与解决方案21六总结与体会22七参考资料22一 设计目的和内容1.1题目描述用8个LED发光管(4个红，4个绿)的来回滚动显示来模拟打乒乓球时乒乓球在两边球台上的来回运动。比赛双方用按钮（双方各用1个按钮）的方法来模拟发球与接球 , 即发球方按动其控制的按钮 , 球从发球方一侧向对方运动（LED发光管从发球方到对方逐个点亮，滚动显示），当球运动至接球方时，接球方立即按动其控制的按钮，“击球”使球“弹回”发球方一侧，如此周而复始，直至在规定的击球时间内有一方未能完成击球动作，从而对方得一分，然后继
3、续比赛。1.2设计要求比赛规则可参照一般的乒乓球比赛规则。要求： （1）球以每0.5秒滚过1个LED的速度移动；（2）回球需在球到达后的0.5秒内进行（按下按钮）, 否则按失球计；（3）球未到达提前按下按钮不起回球作用 ; （4）用4个八段码为双方记分（每方2个八段码，10进制计数，初始值0:0）。1.3设计提示球到达接球方后，立即读接球方的按钮状态，若未按则有效（若已按下则无效），然后不断读此按钮状态，直到按下代表“击球”动作。二 硬件设计及原理图2.1. 芯片74LS244基本性能及结构2.1.1. 74LS244芯片介绍74LS244为三态输出的八组缓冲器和总线驱动器。本课题中74LS2
4、44作为总线驱动器，将逻辑电平开关的状态传送至cpu中处理。2.1.2. 芯片引脚及逻辑图2.2. 芯片8255基本性能及结构2.2.1. 8255芯片介绍8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片(40引脚)。 其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分
5、为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。2.2.2. 8255芯片引脚及逻辑图数据总线DB：编号为D0D7，三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。地址总线AB：编号为A0A1，用于选择A、B、C口与控制寄存器。控制总线CB：片选信号、复位信号RST、写信号、读信号。当CPU要对8255进行读、写操作时，必须先向8255发片选信号选中8255芯片，然后发读信号或写信号对8255进行读或写数据的操作。A口：编号为PA0PA7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。B口：编
6、号为PB0PB7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。C口：编号为PC0PC7，用于8255向外设输入输出8位并行数据，当8255工作于应答I/O方式时，C口用于应答信号的通信。RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输.RD:读信号线，当这个输入引脚为低跳变沿时,即/RD产生一个低脉冲且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU
7、从8255读取信息或数据。WR:写入信号，当这个输入引脚为低跳变沿时,即/WR产生一个低脉冲且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。2.2.3 8255芯片编程结构及工作原理并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位或32位等。8255 A可编程外围接口芯片是Intel 公司生产的通用并行I/O 接口芯片，它具有A、B、C 三个并行接口，用+5V 单电源供电，能以下三种方式下工作：方式0：基 输入/输出方式方式1：选通输入/输出方式方式2：双向选通工作方式图 8255工作方式控制字和C口按位置
8、位/复位控制字2.3. 芯片8279基本性能及结构2.3.1. 8279芯片介绍8279是Intel公司生产的通用可编程键盘和显示器IO接口部件。利用8279，可实现对键盘显示器的自动扫描，并识别键盘上闭合键的键号，不仅可以大大节省CPU对键盘显示器的操作时间，从而减轻CPU的负担，而且显示稳定，程序简单，不会出现误动作，由于这些优点，8279芯片日益被设计者所采用。2.3.2. 8279芯片引脚及逻辑图8279主要由下列部件组成，各部件的作用以及引脚的作用如下： (1) IO控制和数据缓冲器 双向的三态数据缓冲器将内部总线和外部总线DBo DB7，用于传送CPU和8279之间的命令，数据和状
9、态。 为片选信号。当为低电平时，CPU才选中8279读写。 A。用以区分信息的特性。当A。为1时，CPU写入8279的信息为命令，CPU从 8279读出的信息为8279的状态。当A。为0时，IO信息都为数据。图1 8279的引脚图 (2) 控制逻辑 控制与定时寄存器用以寄存键盘及显示器的工作方式，锁存操作命令，通过译码产生相应的控制信号，使8279的各个部件完成一定的控制功能。 定时控制含有一些计数器，其中有一个可编程的5位计数器，对外部输入时钟信号进行分频，产生100kHz的内部定时信号。外部时钟输入信号的周期不小于500ns。 (3) 扫描计数器 扫描计数器有两种输出方式。一种为外部译码方
10、式(也称编码方式)，计数器以二进制方式计数，4位计数状态从扫描线SL。SL3输出，经外部译码器译码出16位扫描线，另一种为内部译码方式(也称译码方式)，即扫描计数器的低二位经片内译码器译码后从SL。一SL3输出。 (4) 键输入控制 这个部件完成对键盘的自动扫描，锁存RL。RL7的键输入信息，搜索闭合键，去除键的抖动，并将键输入数据写入内部先进先出(FIFO)的存储器RAM。(5)FIFO RAM和显示缓冲器RAM 8279具有8个先进先出(FIFO)的键输入缓冲器，并提供16个字节的显示缓冲器RAM。 8279将段码写入显示缓冲器RAM，8279自动对显示器扫描，将其内部显示缓冲器RAM中的
11、数据在显示器上显示出来。 IRQ为中断请求输出线，高电平有效。当FIFO RAM缓冲器中存有键盘上闭合键的编码时，IRQ线升高，向CPU请求中断，当CPU将缓冲器中的输入键的数据全部读取时，中断请求线下降为低电平； SHIFT、CNTLSTB为控制键输入线，由内部拉高电阻拉成高电平，也可由外部控制按键拉成低电平。 RL。RL7为反馈输入线，作为键输入线，由内部拉高电阻（或称为上拉电阻）拉成高电平，也可由键盘上按键拉成低电平。 SL。SL3为扫描输出线，用于对键盘显示器扫描。 OUT B。-3、OUTA。-3为显示段数据输出线，可分别作为两个半字节输出，也可作为8位段数据输出口，此时OUTB。为
12、最低位，OUTA3为最高位。 BD为消隐输出线，低电平有效，当显示器切换时或使用显示消隐命令时，将显示消隐。 RESET为复位输入线，高电平有效。当RESET输入端出现高电平时，8279被初始复位。2.3.3 8279芯片编程结构及工作原理CPU通过对8279编程(将命令字写入8279)来选择其工作方式。8279的操作命令字简述如下： (1) 键盘显示器方式设置命令字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0000DDKKK高三位D7D6D5位为特征位000，D4D3两位用来设定显示方式，其定义如下：D4 D3显示方式0 08个字符显示左边输入0 116个字符显示左边输入1 08个字符显
13、示右边输入1 116个字符显示右边输入 8279最多可用来控制LED显示器显示16位，当显示位数超过8位时，均须设定为16位字符显示。显示器的每一位对应一个8位的显示缓冲器RAM单元。CPU将显示数据写入缓冲器时有左边输入和右边输入两种方式。左边输入是较简单的方式，地址为015的显示缓冲器RAM单元分别对应于显示器的0(左)位15(右)位。CPU依次从0地址或某一个地址开始将段数据写入显示缓冲器。当16个显示缓冲器都已写满时(从0地址开始写，写了16次)，第17次写，再从0地址开始写入。 右边输入方式是移位输入方式，输入数据总是写入右边的显示缓冲器，数据写入显示缓冲器后，原来缓冲器的内容左移一
14、个字节，原最左边显示器缓冲器的内容被移出。 在右边输入方式中，显示器的各位和显示缓冲器RAM的地址并不是对应的。若选用内部译码的键扫描方式，字符显示器只接4位。D2D1D。为键盘工作方式选择位，如下表，D2 D1 D。操 作 方 式0 0 0外部译码键扫描方式，双键互锁0 0 1内部译码键扫描方式， 双键互锁0 1 0外部译码键扫描方式， N键依次读出0 1 1内部译码键扫描方式，N键依次读出1 0 0外部译码扫描传感器矩阵方式1 0 1内部译码扫描传感器矩阵方式1 1 0选通输入方式，外部译码键扫描方式1 1 1选通输入方式，内部译码键扫描方式 当设定为外部译码工作方式时，内部计数器作二进制计数，四位二进制
