北邮微机系统与接口技术小学期报告

北京邮电大学课程设计报告

1. 实验目的

①.进一步加深和巩固对所学知识点的理解和掌握；

②.综合运用所学知识、工程原理来分析和完成本课程设计；

③.理解计算机软件、硬件如何配合工作，能对计算机硬件进行功能扩展；

④.掌握接口电路设计过程和驱动程序的编写方法；

⑤.学会如何区分系统中软件、硬件故障和调试手段；

⑥.培养计算机软硬件的综合设计能力和调试能力。

2. 实验内容

硬件部分

4x4小键盘接口设计（利用8255 C口）

异步串行通信接口设计（8254为波特率发生器）

4位数码管显示器设计

软件部分

键盘扫描程序。将按键0F转换成015的二进制值

串行接口通信程序。1.发送/接收均为查询方式；2.发送为查询方式/接收采用中断方式；二者选其一

4位七段数码管显示程序。左移位方式显示09、AF

将串行接口发送端和接收端环回，当在4x4小键盘上敲击按键时，经串口发送、接收后将对应键值显示在4位数码管上。（要求：依次敲击1、2、3、4、5、…，则依次显示xxx1、xx12、x123、1234、2345、…）

要求

两个实验组间进行双机通信，一方用小键盘键入数字，另一方接收到后在4位数码管上显示

在液晶显示器上实现显示功能（选作，成绩加10分，但满分为100分）

3. 实验原理

设计思想

主函数

发送端：从8255C口进行键盘扫描读入按键，获得其ASCII码值，将其发送给8251，并把发送值变换为七段译码值在LED上进行移位显示。

接收端：8251接收到发送来的ASCII码值，在液晶显示器LCD上进行移位显示。

主函数为一个大循环，采用查询方式，依次查询是否有键被按下，发送是否准备好，按键是否为E，接收是否准备好，接受到的数据是否为E，条件满足则执行相应操作，不满足则进行下一个查询，而不是原地踏步地查询。若按键不为E则返回一开始循环执行主程序。

键盘扫描

8255C口高四位PC7-PC4输出，低四位PC3-PC0输入，接键盘的行3-列0。

采用行扫描法，使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值；

如果列值中有某位为低电平，则表明当前行与当前列交点处的键被按下；否则扫描下一行，直到扫完全部的行线为止。

分别用寄存器记录当前行和当前列，并用行数X 4+列数计算键值。

数码管显示

8255B口输出，高四位PB7-PB4接LED位码S3-S0，选择某一个数码管。

8255A口输出，PA7-PA0接LED的DP-A，将七段译码值输出到数码管，并进行显示。

液晶屏显示

8255B口输出，低三位PB2，PB1，PB0分别接LCD的E，RW，DI，控制液晶显示器的使能，读/写，数据/指令。

8255A口输出，PA7-PA0接LCD的D7-D0，与LED复用数据线，将ASCII值输出到液晶屏，并进行显示。

实验原理图

系统接线图

自发自收

CLK0 /8254 接 1M时钟

GATE0/8254 接 +5V

OUT0 /8254 接 TX/RXCLK/8251

CS /8254 接 Y0/IO地址

CS /8251 接 Y7/IO地址

RXD /8251 接 TXD/8251

双机通信

机器A的RXD/8251接机器B的TXD/8251 ，机器B的RXD/8251 接机器ATXD/8251，其余接线与自发自收相同。

显示模块

PA7~PA0/8255 接 DP-A/7段译码管

PA7~PA0/8255 接 D7-D0/LCD12864

PB7-PB4/8255 接 S3-S0/7段译码管

PB2 /8255 接 E/LCD12864

PB1 /8255 接 R/W /LCD12864

PB0 /8255 接 D/I /LCD12864

PC7~PC0/8255 接行3-列0/4*4键盘

CS /8255 接 Y1/IO地址

流程图

4. 实验程序

5. 实验结果

硬件连线图

自发自收

自发自收时，按下4×4键盘，可以看到对应键值在数码管上移位显示，即发送的数据，同时，在LCD液晶显示屏上出现接收的数据，与数码管显示的一致。当在键盘按下E，数码管不再显示，LCD液晶屏也清屏。

双机通信

两机通信时，A机按下4×4键盘，A机的数码管显示按下的键值，B机收到A机发送的数据，在LCD液晶显示屏显示，即A机的数码管与B机的液晶显示屏显示内容一致。B机发送数据时，在B机的数码管显示B机按下的键值，A机LCD液晶显示屏显示收到的数据，即B机的数码管与A机的液晶显示屏显示内容一致。通信过程中，任意一端均可做发送或接受端。在任意一端4×4键盘按下E时，两机都结束通信，数码管不显示，LCD液晶屏清屏。

6. 问题解决及收获体会

问题解决

问题：LED显示出现明显的闪烁

解决：LED是靠高电平点亮，要保持其显示，必须要持续给LED高电平。所以在每个循环中，要多次调用LED显示函数。

问题：LED输出重叠显示

解决：在进行数码管显示时，要先输出数据，再选择位码，否则会因为顺序相反造成重叠显示。

问题：运行程序时，只按键一次程序就退出

解决：在主程序中有个大循环，在大循环的最后要使用jmp语句跳到开头重复进行查询。

问题：LCD无法显示

解决：在一开始要对LCD进行初始化，如发送基本指令集等。

问题：双机通信时双方没有显示

解决：数据未能稳定传输，将两台机器共地。

实验过程还有很多如编译错误，赋值错误等问题，不再一一列出。还有部分问题解决见收获体会↓。

收获体会