1、硬件課程設計報告題 目： 出租車計價器目錄1 引言 錯 誤! 未定義書簽1.1 設計目的 錯誤 !未定義書簽1.2 設計任務 錯誤 !未定義書簽1.3 設計思路 錯誤 ! 未定義書簽2. 需求分析 錯 誤! 未定義書簽2.1 芯片原理 錯誤 !未定義書簽2.1.1 可編程計數器 /定時器 8253/8254 原理 錯誤 ! 未定義書簽2.1.2 可編程外圍接口芯片 8255 原理 錯誤 ! 未定義書簽2.1.3 12864 液晶顯示器 ST7920 原理 錯誤 ! 未定義書簽2.2 硬件設計 錯誤 !未定義書簽2.3 軟件設計 錯誤 ! 未定義書簽2.3.1 功能模塊圖 錯誤 !未定義書簽2.

2、3.2 程序流程圖 錯誤 !未定義書簽2.3.3 模塊流程圖 錯誤 ! 未定義書簽3. 詳細設計 錯 誤! 未定義書簽3.1 程序模塊分析 錯誤 !未定義書簽3.1.1 初始化模塊程序分析 錯誤 !未定義書簽3.1.2 判斷開關程序模塊分析 錯誤 !未定義書簽3.1.3 圈數統計模塊程序分析 錯誤 !未定義書簽3.1.4 計算里程模塊程序分析 錯誤 !未定義書簽3.1.5 顯示模塊程序分析 錯誤 !未定義書簽3.1.6 結束模塊程序分析 錯誤 ! 未定義書簽3.2 程序代碼 錯誤 !未定義書簽4. 程序結果 錯 誤! 未定義書簽5. 分析與測試 錯 誤! 未定義書簽6. 體會 錯 誤! 未定義

3、書簽附錄 A ：參考文獻 錯 誤! 未定義書簽、引言1.1 設計目的現在各大城市出租車已經成為了一種重要的交通工具， 當然出租車的收費問 題也成了人們關注的焦點， 那么怎么樣才能實現一種合理的收費方式讓大家都認 可呢？在這種要求下， 出租車自動計價器就走進了人們的生活， 當然這就要求有 一種合理公正的計價器收費方式。 這不僅關系到出租車計價器的市場， 也影響這 出租車的市場，這就要求我們設計出更好的計價器來滿足人們的需求。本設計是關于出租車計價器的設計。 在本次設計中， 我以計價器的基本功能 作為設計的重點。為了完成上述設計，我們采用了 8254、8255 等芯片，用計算 機匯編語言進行軟件功

4、能的實現。1.2 設計任務1. 實現一個出租車計價器，可以顯示起步價。2. 一個鍵來控制是否到達終點，是否計價要清零。3. 基于路程的出租車計價方式。1.3 設計思路 利用直流電機來模仿出租車輪子的轉動來計算出租車行進的路程。 將直流電 機的直流端與滑動變阻器相連，通過人工控制滑動變阻器來模擬出租車的行進； 并將計數端與 8253CLK0 端相連， GATE0 接高電平，工作方式為方式二。直流 電機每轉 1000 圈，8253輸出一個高電平，假設出租車已經走了 1公里。同時將 8253OUT0 接入 8255 方便 CPU 讀取。再將 8255 與 ST7920 顯示器相連， CPU 通過控制

5、 8255來控制顯示，一旦 8255從8253讀入一個高電平，則公里數加一， 同時價格相應增加。另有一個開關連入 8255，用以判斷出租車計價器是否啟動。 二、需求分析2.1 芯片原理 本節主要在介紹本次設計所用到的芯片的原理，共有可編程計數器/定時器8253/8254、可編程外圍接口芯片8255和12864液晶顯示器ST7920原理三種芯 片。可編程計數器 /定時器 8253/8254原理圖2-1 8254內部結構圖從圖2-1可見，8254內部包含數據總線緩沖器、讀/寫控制邏輯、控制字寄 存器和3個結構完全相同的計數器，這 3個計數器分別稱為計數器0、計數器1 和計數器2。D7424D622

6、3D5322D4421D3520D219D17825318D0s17CLKJ91S UTT1015GATED1114&ND1213RDCTA1CLK2OUT2CATE2CLK1OUT1GATE1圖2-2 8254管腳圖A1、AO :地址輸入線，用來控制8253內部的4個端口，即3個計數器和1 個控制字寄存器與CPU系統地址線相連。CLKO-2 :時鐘脈沖輸入端，用于輸入定時脈沖或計數脈沖信號。CLK可以 是系統的時鐘脈沖，也可以由系統時鐘分頻或者其他脈沖源提 供。當用于定時時，這個脈沖必須是均勻的、連續的、周期精確 的，而用于計數時，這個脈沖可以是不均勻的、斷續的、周期不 定的。GAT

7、EO-2:門控輸入端，用于外部控制計數器的啟動計數和停止計數的操作。兩個或兩個以上計數器連用時，可用此信號同步，也可用 于與外部某信號的同步。OUTO-2 :計數輸出，當計數器從初值開始完成計數操作進，OUT引腳輸出 相應的信號。8253的方式控制字JrD5DIE5E?DlDOsetSCORL1RLOM2miMOBCD圖2-3 8254控制字圖本設計中8254的功能只是用通道1采用方式三。采用二進制計數，輸入0FFFH。先輸入低字節， 再輸入高字節。當8254從0FFFFH遞減到159FH時(即轉了 60000圈時)，8254 向總線發信號使程序向下進行。可編程外圍接口芯片8255原理內部結構

8、如圖所示，由以下4個部分組成：圖2-4 8255內部結構圖PAr-PAnPC7-FC4PC3PCoPBz PBd(1)輸入/輸出端口的結構和功能也稍有不同。A、B、C。這三個端口均可看作是I/O端口，但它們A 口和B 口是一個獨立的8位I/O 口。C 口：可以看(2) A組和B組控制電路。這是兩組根據 CPU命令控制8255A工作方式 的電路，這些控制電路內部設有控制寄存器，可以根據 CPU送來的編程命令來 控制8255A的工作方式，也可以根據編程命令來對 C 口的指定位進行置/復位的 操作。A組控制電路用來控制 A 口及C 口的高4位；B組控制電路用來控制B 口及C 口的低4位(3) 讀/寫

9、控制邏輯。(同上：它負責管理8255A的數據傳輸過程。它接收CS*及RD*、WR*、RESET，還有來自系統地址總線的口地址選擇信號 A0和A1。 將這些信號組合后，得到對 A組控制部件和B組控制部件的控制命令，并將命 令發給這兩個部件，以完成對數據、狀態信息和控制信息的傳輸。)(4) 數據總緩沖器。(同上：它是8位的雙向的三態緩沖器。作為 8255A與 系統總線連接的界面，輸入/輸出的數據，CPU的編程命令以及外設通過8255A 傳送的工作狀態等信息，都是通過它來傳輸的。)如圖所示8255A的芯片引腳信號。除了電源和地以外，其他信號可以分為 兩組：PA3 140PA4PA2239PA5PA1

10、 3陽PA6PAO37L- PA7而一&3&一庶&35RESSET734一 00AIS3301A0932D2PC7 103103P芮一118255A30一 04PC5122905PC4132&06PCO 2707pci 152&VCCPC21625P87PC3 1724Pfi6P旳一18231 P65PB1 -1922P04P02 2021一 P03圖2-5 8255管腳圖1和外設一邊相連的：PA7-PA0: A組數據信號PB7-PB0: B組數據信號PC7-PC0: C組數據信號2和CPU 一邊相連的：RESET復位信號，低電平有效。當RESET信號來

11、到時，所有內部寄存器就被清除，同時，3個數據端口被自動設為輸入端口。D7-D0:它們是8255A的數據線，和系統數據總線相連。CS*:芯片選擇信號，低電平有效。在一個系統中，一般根據全部接口芯片 來分配若干較低位地址（比如 A5、A4、A3 ）來組成各種芯片選擇碼，當這幾位 地址組成某一個代碼時，譯碼器便往8255A的CS*端輸出一個低電平，于是8255A被選中。只有當CS*有效時，讀信號RD*和寫信號 WR*才對8255A有效RD* :芯片讀出信號低電平有效。WR* :芯片寫入信號低電平有效。8255的方式控制字格式1D6D5D4D3D2D1DO方式按制宇怖志位（0 :端口輸出 t 1：端口

12、C輸入J 0；端口日輸岀I 1 :端口E輸入f Oi端口B方式。 I :潔口B方式I0 ；端口嚇出1 端口C血入圖2-6 8255控制字圖本設計中8255的功能8255PA0-PA7和 PC0-PC2與 ST7920相連，控制輸出。PB0 與 8253 的 0UT1 相連，讀入8253OUT1的數據。PB1與開關K0相連，讀入K0的數值用于確定 是否開啟計價器。可編程外圍接口芯片8255原理ST7920控制器系列中文圖形液晶模塊的軟件特性主要由 ST7920控制驅動 器決定。ST7920同時作為控制器和驅動器，它可提供33路com輸出和64路seg 輸出。在驅動器ST7921的配合下，最多可以

13、驅動256X32點陣液晶。ST7920是臺灣矽創電子公司生產的中文圖形控制芯片，它是一種內置12864漢字圖形點陣的液晶顯示控制模塊，用于顯示漢字及圖形。該芯片共內置 8192個中文漢字（16X16點陣）、128個字符的ASCII字符庫（8X16點陣）及64X2 256 點陣顯示 RAM （GDRAM ）。為了能夠簡單、有效地顯示漢字和圖形，該模塊內部設計有2MB的中文字型CGROM和64X256點陣的GDRAM繪圖區域；同時，該模塊還提供有4組可 編程控制的16X16點陣造字空間；除此之外，為了適應多種微處理器和單片機接 口的需要，該模塊還提供了 4位并行、8位并行、2線串行以及3線串行等多

14、種 接口方式。利用上述功能可方便地實現漢字、 ASCII碼、點陣圖形、自造字體的 同屏顯示，所有這些功能（包括顯示 RAM、字符產生器以及液晶驅動電路和控 制器）都包含在集成電路芯片里，因此，只要一個最基本的微處理系統就可以通 過ST7920芯片來控制其它的芯片/國工® 員軒LHyln_ Qu-ld左中®r巴島d11，O5±O,5QQ.7Q±：) :Qfl.OOtQDQM 總xaao13J4±D.5Q *4,60±00fli-tch S.54xL?=48.PS 2.50-：1.50±0.00"圖2-7 ST7920

15、外觀尺寸圖I ;r5t叱 旨"!as -3aa31a wa-laB 3al-a-巧 Dnmx<8：5rncix')ILiJna.<14.lria.w)Far LEZD kiQckUgh-ty<-*-0.40i-rj本設計中ST7920的功能用于顯示出租車行駛路程與應收費用。2.2硬件設計其中，8253GATE1連+5V高電平，直流電機連 0+5V，8253連280h287h, 8255 連 288h28fh。8255PA0-PA7連 ST7920 顯示器 D0-D7，PC0連 DI，PC1 連 RW，PC2連E。開關K0連8255PB0。8253CLK1連直

16、流電機計數端。0+5V直流電機ST7920顯示屏計數+5VGATE1 CLK18253CSD0-D7di rw EPA0-PA7+|PC0 PC8255CS280H-288H總線圖2-8硬件連接圖PC2PB0開關K0+5V289H-28FH實際連接圖如下圖所示圖2-9硬件實際連接圖2.3軟件設計功能模塊圖本節先給出一個程序的功能模塊圖圖2-10軟件功能模塊圖程序流程圖本節先給出一個程序的整體流程圖。開始8253初始化液晶顯示屏初始化8255初始化If否V液晶顯示屏初始化通過8255讀 入b0計價器是否開始工作是1液晶顯示屏調用顯示價格功能從直流電機讀入輸入圈數結束是:否有鍵盤輸 入 -'

17、;F r將更改過的路程在 顯示器中顯示出來價格為7元將儲存的顯示字符 串內路程價格改為目前路程價格讀到一定圈數走的 路程加一比較路程是否 大于3公里價格為（路程-3）*2+7 元圖2-11軟件程序流程圖模塊流程圖如果對整個程序進行細分則可以分為初始化模塊，判斷開關模塊，圈數統計 模塊，計算里程模塊、結束模塊和顯示模塊。其中初始化模塊是8253芯片、8255 芯片和顯示屏的初始化。判斷開關模塊是對8255的b0端是否有高電平進行判斷。初始化模塊調用圈數統計模塊是對直流電機傳入 8253中高電平的數量進行圈數統計。計算里程 模塊是對里程及價格進行計算的模塊。 結束模塊是程序結束的操作與方法。 顯示

18、 模塊是控制顯示屏顯示計算模塊的結果。顯示模塊結束模塊圈數統計模塊計算里程模塊調用判斷開關模塊 <顯示模塊圖2-12軟件模塊流程圖三、詳細設計3.1程序模塊分析我們將按模塊分析程序的功能并給出模塊內的功能流程圖。初始化模塊分析在初始化模塊中，我們定義了需要使用的8255和8254的接口，需要使用的 變量如JSS,要輸出的字符串等，初始化了 DS,完成了 8255的初始化以及顯示 屏的初始化。其流程圖為圖3-1初始化模塊流程圖判斷開關模塊分析以上為判斷開關模塊，在判斷開關模塊中，系統讀入8255PB0的電平，如果是高電平則程序繼續進行，如果是低電平則程序調用chushi函數，用屏幕顯示“空

19、車 歡迎乘坐”，并繼續度8255PB0直到有高電平為止。其流程圖如下 所示：8255PB0/ 是否為高電平是圈數統計模塊否ZLChush函數計數變量和對應的字符串置零顯示空車歡迎乘 調用顯示模塊坐圖3-2判斷開關模塊流程圖圈數統計模塊分析在圈數統計模塊中，我們將直流電機計數端連入 8254CLK1中（8253采用 方式三），在CLK1中讀所記的數，從OFFFFH向下計，一直計到159FH，即轉 了 6000圈后，進入程序的下一段。其流程圖如下所示：是重新將8254計數初值設為OFFFFH計算里程模塊圖3-3圈數統計模塊流程圖計算里程模塊分析我們用地址JSS里表示已經走過的公里，即8254傳過來

20、的高電平，同時我 們采用價格公式來計算價格，將其里程和價格對應的中文字碼表存入要顯示的字 符串中。我們用地址JSS里表示已經走過的公里，即8254傳過來的高電平，同 時我們采用價格公式來計算價格，將其里程和價格對應的中文字碼表存入要顯示 的字符串中。計算公式為： 價格=（里程-3） * 2（里程3）價格=7.里程=3）并調用顯示模塊來顯示這些字碼其流程圖如下所示：計數值JSSrn并十進制化里程數加一里程數是否是大于3價格為（里程-3） *2調用顯示模塊價格為7圖3-4計算里程模塊流程圖顯示模塊分析在顯示模塊中，我們使用 ST7920顯示我們要顯示的兩行字符串。我們采取 先顯示第一行，再顯示第二

21、行的方法，只是用ST7920的中間兩行。調整顯示屏指針指向第二行調整顯示屏指針指向第三行調整字符串指針指向第一個字調整字符串指針指向第九個字圖3-5顯示模塊流程圖結束模塊分析結束模塊在程序的尾部在結束模塊中，我們規定只要在鍵盤上按任意一個鍵 就會結束整個程序。如果無鍵按下，則程序自動跳轉到程序頭部。其程序流程圖 如下圖所示：調用DO沖斷是否有鍵按下是結束判斷開關模塊圖3-6結束模塊流程圖3.2 程序代碼IO8253AIO8253BIO8253CEQU 280HEQU 281HEQU 283HDATASEGMENTHZ DW 0C2B7H,0B3CCH,0A3B0H,0A3B0H,0A3AEH,

22、0A3B0H,0B9ABH,0C0EFHDW BCDBH,0B8F1H,0A3B0H,0A3B0H,0A3B0H,0A3AEH,0A3B0H,0D4AAH ;存放原始輸出HZ_TAB DW0C2B7H,0B3CCH,0A3B0H,0A3B0H,0A3AEH,0A3B0H,0B9ABH,0C0EFHDW0BCDBH,0B8F1H,0A3B0H,0A3B0H,0A3B0H,0A3AEH,0A3B0H,0D4AAH ;存放要輸出的值HZ_BG DW0BFD5H,0B3B5H,0A2A0H,0A2A0H,0BBB6H,0D3ADH,0B3CBH,0D7F8HDW0A2A0H,0A2A0H,0A2A0H

23、,0A2A0H,0A2A0H,0A2A0H,0A2A0H,0A2A0H;存放“空車 歡迎乘坐”HZ_ADR DB ?;存放顯示行起始端口地址JSS DW 0000HDIIDW 0000HGAODW 0000HZHEDW 0000HNUMBERDW0A3B0H,0A3B1H,0A3B2H,0A3B3H,0A3B4H,0A3B5H,0A3B6H,0A3B7H,0A3B8H ,0A3B9HDATAENDSIO_ADDRESSEQU 288HCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,IO_ADDRESSADD

24、DX,3MOV AL,82HOUT DX,AL;8255 初始化MOV AL,0FFHMOV DX,300HOUT DX, ALCALL CLEAR ;LCD 清除LLL:MOV DX,IO_ADDRESSADD DX,1IN AL,DXAND AL,01HCMP AL,01HJZ F0CALL CHUSHIJMP LLL;判斷開關是否打開F0:MOV AL,01110110BMOV DX,IO8253COUT DX,ALMOV AL,0FFHMOV DX,IO8253BOUT DX,ALMOV AL,0FFHOUT DX,AL;8254 初始化;設置計數初值 0FFFFHF1:MOV AL,

25、01000000BMOV DX,IO8253COUT DX,ALMOV DX,IO8253BIN AL,DXMOV AH,ALIN AL,DXXCHG AH,ALCMP AX,159FHJA F1;查看是否下降到 159FH;不滿足條件繼續讀值MOV AL,01110110BMOV DX,IO8253COUT DX,ALMOV AL,0FFHMOV DX,IO8253BOUT DX,ALMOV AL,0FFHOUT DX,AL;重置 8253CALL DDSPCALL DELAYPUSH DXMOV AH,06HMOV DL,0FFHINT 21HPOP DXJZ LLLMOV AH,4CH;

26、退出INT 21HL1: JMPSTART ; L1CHUSHI PROC NEARLEA SI, HZ_TABLEA DI,HZMOV CX,0FHF3:ADD SI,2ADD DI,2MOV AX,DIMOV SI,AXLOOP F3;重置 HZ_TABMOV AX,0000HLEA BX,JSSMOV BX,AXLEA BX, HZ_BGMOV CH,2CALL LCD_DISPLEA BX, HZ_BGMOV CH,3;顯示“空車 歡迎乘坐”CALL LCD_DISPRETCHUSHI ENDPDDSP PROC NEARLEA DI,HZ_TABLEA BX,JSSLEA SI,NU

27、MBERMOV AX,WORD PTRBXMOV BP,AXAND BP,00FFHADD BP,BPMOV DX,WORD PTRBP+SIMOV WORD PTRDI+6,DXMOV BP,AXAND BP,0FF00HROR BP,8ADD BP,BPMOV DX,WORD PTRBP+SIMOV WORD PTRDI+4,DXLEA BX, HZ_TABMOV CH,2息CALL LCD_DISPLEA DI,HZ_TABLEA BX,JSSLEA SI,NUMBERMOV AX,WORD PTRBXCMP AX,0003HJBE L3CALL BJLEA BX,JSSJMP L4L3

28、:MOV BP,0007HADD BP,BPMOV DX,WORD PTRBP+SI MOV WORD PTRDI+24,DXJMP L4L4:LEA BX, HZ_TABMOV CH,3CALL LCD_DISPRETDDSP ENDPBJ PROC NEAR;將JSS中低八位傳入 HZ_TAB;將JSS中高八位傳入 HZ_TAB; 顯示第 2 行信; 比較路程與 3 的大小; 路程比 3 小的情況顯示第 3 行信息LEA DI,HZ_TABLEA BX,JSSLEA SI,NUMBERMOV AX,WORD PTRBXCMP AL,03HJAE BJ1SUB AH,01HADD AL,0A

29、HSUB AL,03HAASJMP BJ2BJ1:SUB AX,0003HBJ2:MOV CX,AXAND AX,00FFHADD AL,ALAAAADD AX,07HAAALEA BX,DIIMOV BX,AX ;DIIMOV BP,AXAND BP,00FFHADD BP,BPMOV DX,WORD PTRBP+SIMOV WORD PTRDI+24,DXMOV AX,CXSHR AX,8AND AX,00FFHADD AL,ALAAALEA BX,GAOMOV BX,AX ;GAOLEA BX,DIIMOV DX,BX ;DIIAND AX,00FFHAND DX,0FF00HSHR D

30、X,8AND DX,00FFHADD AL,DLAAALEA BX,ZHEMOV BX,AX ;ZHEMOV BP,AXAND BP,00FFHADD BP,BPMOV DX,WORD PTRBP+SI;路程減三并十進制化;路程加七并十進制化;先計算個位;十位相加;再加進位MOV WORD PTRDI+22,DXLEA BX,ZHEMOV DX,BXLEA BX,GAOMOV AX,BXAND DX,0FF00HAND AX,0FF00HSHR AX,8SHR DX,8ADD DL,ALAAAMOV BP,DXAND BP,00FFHADD BP,BPMOV DX,WORD PTRBP+SIM

31、OV WORD PTRDI+20,DXRETBJ ENDP;再計算十位;百位加進位;最后計算百位DISP PROC NEAR;顯示子程序PUSH DXLEA BX, JSSMOV AX,WORD PTRBXADD AL,01HCMP AL,09H;判斷是否 <=9JLE NUM;若是則為'O'-'9',ASCII 碼加 30HMOV AL,00HADD AH,01HCMP AH,0AHJZ L2NUM:MOV WORD PTRBX,AXADD AL,30HADD AH,30HMOV DL,AHMOV DH,ALMOV AH,02H;屏幕顯示INT 21HM

32、OV DL,DHMOV AH,02H;屏幕顯示INT 21HMOV DL,0DH;加回車符INT 21HMOV DL,0AH;加換行符;子程序返回;退出INT 21H POP DX RETDISP ENDPL2: MOV AH,4CHINT 21HCLEAR PROCMOV AL,0CHCLEARFUNCUPFUNCUPLCD_DISPMOV DX, IO_ADDRESS OUT DX,ALCALL CMD_SETUPRETENDPPROCMOV AL, 0FH OUT DX, AL CALL CMD_SETUP MOV AL, 34H OUT DX, AL CALL CMD_SETUP RE

33、TENDPPROCLEA BX, HZ_TABCMP CH, 2; 設置 CLEAR 命令;啟動 LCD 執行命令;LCD 功能設置命令;LCD 顯示狀態命令;設定 DDRAM 地址命令;先送漢字編碼高位;輸出漢字編碼高字節JZ DISP_SECMOV BYTE PTR HZ_ADR, 88H;第三行起始端口地址ADD BX,16;指向第二行信息JMP NEXTDISP_SEC:NEXT:MOV BYTE PTR HZ_ADR,90HMOV CL,8CONTINUE: PUSH CXMOV AL,HZ_ADRMOV DX, IO_ADDRESS OUT DX, ALCALL CMD_SETUP

34、MOV AX,BXPUSH AXMOV AL,AHMOV DX,IO_ADDRESSOUT DX,ALCALL DATA_SETUPCALL DELAYPOP AXMOV DX,IO_ADDRESSOUT DX, ALCALL DATA_SETUPCALL DELAYINC BXINC BXINC BYTE PTR HZ_ADRPOP CXDEC CLJNZ CONTINUERET LCD_DISP ENDP CMD_SETUP PROCMOV DX,IO_ADDRESS 制端口ADD DX,2NOPMOV AL,00000000B(LCD I 端=0, W 端=0)OUT DX, ALCALL DELAYNOPMOV AL,00000100B=1)OUT DX, ALNOPCALL DELAYMOV AL, 00000000B0)OUT DX, ALCALL DELAYRET CMD_SETUPENDPDATA_SETUPPROCMOV DX,IO_ADDRESS 口ADD DX,2MOV AL,00000001B(LCD I 端=1)OUT DX, ALNOP;延遲;輸出