1、計算機硬件技術課程設計 學院： 自動化工程學院 班級： 姓名： 學號： 同組人: 2015年1月目錄一、設計題目2二、設計要求2三、設計方案以及論證2四、硬件原理圖24.1 主要硬件及其功能34.2硬件連接圖5五、程序流程圖5六、程序清單67、 程序運行結果7八、結果評述或總結8一、設計題目鍵盤數字輸入訓練器程序設計二、設計內容與要求利用PC機鍵盤和屏幕實現鍵盤數字輸入訓練器的模擬。基本要求：1）在緩沖區中預放了一些字符，當有鍵盤輸入，則從緩沖區中取出字符并進行顯示；2）對取出的字符進行隊列管理。提高要求：增加left_shift和right_shift鍵的功能，即在按下left_shift或

2、right_shift鍵的同時，又按下09或az等鍵，則CPU取得并顯示鍵得上檔符號或大寫字母。附加要求：必要的輔助功能（設置、修改等）。編程提示：在PC機中，對鍵盤的管理是通過中斷機構和8255芯片來實現的，在8255中有兩個端口PA和PB，在這個硬件接口的基礎上，系統在BIOS中配備了鍵盤服務功能，可以調用鍵盤的DOS和BIOS功能編程，也可以直接在硬件接口的基礎上編程。三、 設計方案以及論證 首先利用程序不斷掃描鍵盤是不是有少輸入，如果沒有就一直掃描如果有就停止掃描，完成輸入，利用匯編的程序核對輸入鍵的數值，通過調用了程序完成數據的儲存，將結果存儲并顯示到LED顯示器上。四、 硬件原理圖

3、1、6位數碼管原理及其功能每位數碼由八段發光二極管構成，這八個發光段分別稱為a,b,c,d,e,f,g,dp；數碼管分為共陽和共陰兩種，共陽數碼管的所有二極管的正極相連，負極引線，輸入0時有效；共陰數碼管的所有二極管負極相連，正極引線，輸入1時有效；通過控制不同段的點亮和熄滅，以顯示所要得到的數字七段LED 的輸出功能也是通過8255的并行輸出實現；仿真時我們采用的是共陽數碼管。2、8255 引腳功能說明：RESET:復位輸入線，當該輸入端外于高電平時，所有內部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O 口均被置成輸入方式。PA0PA7:端口A 輸入輸出線，一個8 位的數據輸出鎖存器/緩沖器

4、， 一個 8 位的數據輸入鎖存器。PB0PB7:端口B 輸入輸出線，一個8 位的I/O 鎖存器， 一個 8 位的輸入輸出緩沖器。PC0PC7:端口C 輸入輸出線，一個8 位的數據輸出鎖存器/緩沖器， 一個 8 位的數據輸入緩沖器。端口C 可以通過工作方式設定而分成2 個4 位的端口， 每個 4 位的端口包含一個4 位的鎖存器，分別與端口A 和端口B 配合使用，可作為控制信號輸出或狀態信號輸入端口。CS:片選信號線，當這個輸入引腳為低電平時，表示芯片被選中，允許8255 與CPU 進行通訊。RD:讀信號線，當這個輸入引腳為低電平時，允許8255 通過數據總線向CPU 發送數據或狀態信息，即CPU

5、 從8255 讀取信息或數據。WR:寫入信號，當這個輸入引腳為低電平時，允許CPU 將數據或控制字寫8255。D0D7:三態雙向數據總線，8255 與CPU 數據傳送的通道，當CPU 執行輸入輸出指令時，通過它實現8 位數據的讀/寫操作，控制字和狀態信息也通過數據總線傳送。8255 的讀寫控制：8255 的讀/寫控制邏輯電路接受CPU 發來的控制口號RD、WR、RESET 和地址信號A1A0。然后根據命令端口，控制信號的要求，將端口的數據讀出選信CPU 或者將CPU送來的數據寫入端口，各端口的工作狀態。通過用輸出指令對8255A 的控制字寄存器編程，寫入設定工作方式的控制字，可以讓3個數據口以

6、不同的方式工作，端口A 可工作于3 種方式的任一種，端口B 只能工作于方式0 和方式1，端口C 除了用于輸入輸出端口外，還能配合A 口和B 口工作，為這兩個端口的輸入輸出操作提供聯系信號3、8086處理器當引腳接高電平時，CPU工作于最小方式(單處理器系統方式，適合于較小規模的應用)。此時，引腳功能如下： (1)AD15AD0：分時復用的存儲器或端口的地址和數據總線。傳送地址時為單向的三態輸出，而傳送數據時為雙向三態輸入/輸出。（2）IO/M存儲器/輸入、輸出控制信號（輸出、三態）：它用于區分CPU當前是訪問存儲器還是訪問輸入/輸出端口。高電表示訪問存儲器，說明當前要進行CPU與存儲器之間的數

7、據傳送。低電平表示訪問輸入/輸出設備。表示當前要進行CPU與I/O端口之間的數據傳送。在時，它被置為浮空。 （3）WRLOCK(輸出，低電平有效，三態)： 信號有效，即為低電平時，表示CPU正在執行存儲器或I/O寫操作，在寫周期中，在、期間都有效。在時，被置為浮空。（4）INTA：可屏蔽中斷響應信號，輸出，低電平有效。 CPU通過信號對外設提出的可屏蔽中斷請求做出響應。為低電平時，表示CPU已經響應外設的中斷請求，即將執行中斷服務程序。 （5）ALE：地址鎖存允許信號，輸出，高電平有效。 CPU利用ALE信號可以把AD15 AD0地址/數據、A19/S6A16/S3地址/狀態線上的地址信息鎖存

8、在地址鎖存器中。 （5）DT：數據發送/接收信號，輸出，三態。 DT/信號用來控制數據傳送的方向。DT/為高電平時，CPU發送數據到存儲器或I/O端口；DT/為低電平時，CPU接收來自存儲器或I/O端口的數據。 （6）DEN：數據允許控制信號，輸出，三態，低電平有效。信號用作總線收發器的選通控制信號。當為低電平時，表明CPU進行數據的讀/寫操作。 （7）HOLD：總線保持請求信號，輸入，高電平有效。在DMA數據傳送方式中，由總線控制器8237A發出一個高電平有效的總線請求信號，通過HOLD引腳輸入到CPU，請求CPU讓出總線控制權。 （8）HLDA：總線保持響應信號，輸出，高電平有效。HLDA

9、是與HOLD配合使用的聯絡信號。在HLDA有效期間，HLDA引腳輸出一個高電平有效的響應信號，同時總線將處于浮空狀態，CPU讓出對總線的控制權，將其交付給申請使用總線的8237A控制器使用，總線使用完后，會使HOLD信號變為低電平，CPU又重新獲得對總線的控制權。（9）RD：讀控制信號，三態，輸出。當RD=0時，表示執行存儲器或端口的讀操作。是對內存單元還是對端口讀取數據，取決于信號。在執行DMA操作時，RD被浮空。（10）READY：“準備好”信號線，輸入。該引腳接受被尋址的內存或端口發給CPU的響應信號，高電平時表示內存或端口已準備就緒，CPU可以進行數據傳輸。CPU在T3狀態開始對REA

10、DY信號采樣。若檢測到READY為低電平，表示內存或 端口尚未準備就緒，則在狀態之后自動插入等待狀態，直到READY信號變為高電平，內存或端口已準備就緒，才可以進行數據傳輸。4.74LS138譯碼器（1）當選通端S1、S2、S3為有效時，可將地址端（A0、A1、A2）的二進制編碼在Y0至Y7對應的輸出端以低電平譯出。比如：A2A1A0=110時，則Y6輸出端輸出低電平信號。 （2）若將選通端中的一個作為數據輸入端時，74LS138還可作數據分配器。 （3）可用在8086的譯碼電路中，擴展內存。74LS273鎖存器（1） MR為使能端，為低電平時，可傳送數據（2） D0-D7是數據輸入端，Q0-

11、Q7是鎖存數據輸出端（3） CLK是時鐘輸入端，在一個信號的上升沿，鎖存數據在使用74LS273時，應注意由于8086的數據是下降沿有效的，應在CLK輸入端加一個反相器4.2硬件連接圖五、實驗流程圖主程序六、 實驗程序DATA SEGMENTNUM1 DB 03H DUP('?')NUM DB 03H DUP('?')DATA ENDSSTACK SEGMENTDW 100 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKPORTA EQU 30H ;A口地址PORTB EQU 32H ;B口

12、地址PORTC EQU 34H ;C口地址PORT8255 EQU 36H ;8255控制口地址MAIN PROC FARSTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,PORT8255 ;8255初始化MOV AL,81HOUT DX,ALLOPL: XOR AH,AH ;清零 CALL KEYCMP AH,00HJZ LOPLOUT 32H,ALJMP LOPLMAIN ENDPKEY PROCNOP;LEA SI,NUM1MOV AL,0EHOUT 30H,ALIN AL,34HCMP AL,07H ;檢查是否有按鍵按下JZ LL7 CMP AL,0BHJZ LL8C

13、MP AL,0DHJZ LL9CMP AL,0EHJZ LDIVSS1: MOV AL,0DHOUT 30H,ALIN AL,34HCMP AL,07HJZ LL4CMP AL,0BHJZ LL5CMP AL,0DHJZ LL6CMP AL,0EHJZ LMULSS2: MOV AL,0BHOUT 30H,ALIN AL,34HCMP AL,07HJZ LL1CMP AL,0BHJZ LL2CMP AL,0DHJZ LL3CMP AL,0EHJZ LSUBSS3: MOV AL,07HOUT 30H,ALIN AL,34HCMP AL,07HJZ SCLCCMP AL,0BHJZ LL0CMP

14、 AL,0DHJZ LEQUCMP AL,0EHJZ LADDJMP KCLCLDIV: MOV AL,0DHJMP LCLCLL0: MOV AL,00HJMP LCLCLL1: MOV AL,01HJMP LCLCLL2: MOV AL,02HJMP LCLCLL3: MOV AL,03HJMP LCLCLL4: MOV AL,04HJMP LCLCLL5: MOV AL,05HJMP LCLCLL6: MOV AL,06HJMP LCLCLL7: MOV AL,07HJMP LCLCLL8: MOV AL,08HJMP LCLCLL9: MOV AL,09HJMP LCLCLADD: M

15、OV AL,0AHJMP LCLCLSUB: MOV AL,0BHJMP LCLCLMUL: MOV AL,0CHJMP LCLCLEQU: MOV AL,0EHJMP LCLCSCLC: MOV AL,0FHLCLC: ;MOV SI,ALMOV AH,01HKCLC:RETKEY ENDPCODE ENDSEND START七、程序運行結果運行顯示數字6：運行顯示字符C八 實驗小結：本次課程設計是自由選擇設計課題的，我選擇了鍵盤數字輸入訓練器程序設計。看起來不是很難，但真正做起來才發現其困難之處。本次的課程設計是一個相對而言比較難得設計，應為這次設計部僅僅舌課本知識的整合，而且還有很多事課外拓展。這次課程設計可以說是一個挑戰。首先8255a的初始化和8086的減小也是十分簡單，但是等到編程的時候發現有很多不懂的地方，我到圖書館查找資料以及翻閱應用課本尋找答案。課程設計是對我們在這學期學到的計算機硬件這門課程的理論知識的一個綜合測評，是對于我們將理論結合時間的綜合能力的一種考查方式，培養了