微机接口课设4乘4矩阵键盘计算机设计.docx

微机原理与接口技术课程设计报告设计题目 ：4*4矩阵键盘计算器设计学 院 ：专 业 ：学 生 ：指导教师 ：时 间 ：一、概述设计目的1、巩固和加深对《微机原理与接口技术》课程内容的认识和理解，提高应用水平。2、掌握汇编语言程序的编程方法。3、熟悉键盘控制和七段数码管的使用。需求分析电子计算器的设计主要分为键盘扫描、读取编码、七段LED数码管显示和四则运算的编写。这次设计中我们采用可编程接口芯片8255链接4*4键盘和七段LED数码管，8255从键盘扫描读入数字，通过数码管显示相应的数字，并通过运算将结果显示在LED上。本次设计只是进行一些简单的自然数的四则运算。设计思路本次设计通过设置芯片8255A的方式字，使用方式0，使A口输出LED码，B口输出LED的位选信号，C口输入用来读取键盘数据，完成总线与键盘和数码管的连接。计算器键盘按键为数字0-9，运算符号“+” “-” “*” “/”“=”和清零“C”键。首先利用程序不断扫描键盘是不是有输入，如果没有就一直扫描，如果有就停止扫描，完成输入。利用汇编的程序核对输入键的数值，通过调用子程序实现数的加减乘除运算。四位LED数码管第一次显示运算的第一个操作数，第二次显示运算符，第三次显示第二个操作数，每次按键将会在LED上显示，“+”、“—”、“*”、“/”分别用数字12、13、14、15来显示，将操作数、运算符从键盘正确输入，按下“=”运算结果将会在LED上显示，在此期间输入有误，可以按C键清屏重新输入。本次实验采用一个字节存储数据，所以只能进行255以内的数值计算。二、硬件设计电路设计电路设计主要研究键盘按键位置设计和各个芯片器件之间的连线。可编程并行接口芯可为8086微处理器与外部设备之间提供并行输入/输出的通道。通过编程可以设置芯片的工作方式。并行输入/输出端口A，B，C8255A内部包括三个8位的输入输出端口，分别是端口A、端口B、端口C，相应信号线是PA7～PA0、PB7～PB0、PC7～PC0。端口都是8位，都可以作为输入或输出。（2）数据总线缓冲存储器三态双向8位缓冲器，是8255A与8086CPU之间的数据接口。与I/O操作有关的数据、控制字和状态信息都是通过该缓冲器进行传送。（3）读/写控制部件8255A完成读/写控制功能的部件。能接收CPU的控制 命令，并根据控制命令向各个功能部件发出操作指令。 本次设计实验采用的控制字A口输出、B口输出、C口输入。键盘及显示电路设计键盘是常用信息输入元件，其实键盘也是由一个个按钮组成，为了扫描键盘判断键值的方便将八个管脚中的列接PC四位和行接PC四位。我们设计的是4*4行列式键盘，设计如下图所示：0123456789=C+-*/键盘编码采用共阴极编码，对应键盘编码如下图所示：777B7D7EB7BBBDBED7DBDDDEE7EBEDEE键盘有X1～X4四根列线，Y1～Y4四根行线，LED数码管有A,B,C,D,E,F,G,DP八根管脚，可以与8255A接口连接。七段LED数码管LED由7个字符段和一个小数点段组成，每段对应一个发光二极管，当发光二极管点亮时，相应的字符段点亮。LED有共阴极和共阳极两种供应状态。共阴极显示时，将LED显示的COM接地，将八个字符段端a、b、c、d、e、f、g、dp依次与一个8位I/O口的最低到最高位连接，当I/O给LED的哪个字符段送入一个高电平时，该段就被点亮，从而可从这7个字符段中被点亮的构成相应的字符显示出来。同理，COM阳极即将COM端接Vcc，其显示原理与COM阴极的基本相同，但I/O口送入低电平是相应的段才被点亮。本次设计我们采用共阴极。数码管管脚图键盘数字LED显示dpgfedCba段码0 0011111113fh1 10000011006h 2 2010110115bh 3 3010011114fh 4 40110011066h 5 5011011016dh 6 6011111017dh 7 70000011107h 8 8011111117fh 9 9011011116fh A \ B \ C 12 D 13 E 14 F 15B分别表示“=”和“清空”，C、D、E、F分别表示“+”、“—”、“*”、“/”并且在键上用12、13、14、15来显示运算符号的按下。电路图连接图三、软件设计流程图按键扫描流程图初始化8255A扫描按键是否有按键？N Y数码管位选扫描保存键值计算器运算流程图保护现场t