2022年接口技术计算器设计方案书课程设计方案书.docx

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1、精品学习资源目 录一、引言 4二、实验题目及要求5三、硬件电路 52.1 、键盘输入模块52.2 、可编程并行通信接口芯片8255A 62.3 、可编程定时器 / 计数器 9四、源程序 10六、课程设计体欢迎下载精品学习资源会 25七、参考文献 26引言本学期我们学习了微型运算机技术及应用这门应用性很强的课程，通过平常的上机试验，使我们初步明白了8086 系统的硬件结构以及部分芯片结构，为了进一步巩固和检测所学学问，我挑选基于8086CPU的模拟运算器设计；要完成设计第一需要构建简洁的微型运算机应用系统，其次是确定组成各部件的芯片，然后画原理图，依据相应的原理以及实现过程，编写出相应的汇编代码

2、；再依据原理图连接硬件电路，电路连接完成后进行调试；设计过程中我们用到了8088CPU、可编程计时器欢迎下载精品学习资源8253、可编程并行输入 / 输出芯片 8255A、74LS138、矩阵式键盘、六位七段 LED 数码管；我们的模拟运算器能实现 2 位十进制数以内的及减法运算；模拟运算器设计一、 概述设计题目及要求：1. 通过小键盘做加减运算；七段数码管显示器作输入数据和结果数据的显示；2. 数字用小键盘 09，R，P，M，G作功能键Rp+ m- g=E开头运算（包括撤销运算），显示0退出返回 dos3 运算次序：a.b.输入一原始数据显示器跟随显示按+或- 显示器内容不变欢迎下载精品学习

3、资源c.d.e.f.再输入一数据，显示器跟随显示；按=显示器显示结果数据，当超出能显示的最大值，显示按 R重新开头运算按 E，终止退出F（溢出）设计思路 ： 第一利用程序不断扫描键盘是不是有输入，假如没有就始终扫描，假如有就停止扫描，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 2 位十进制数以内的及减法运算；运算完成后将运算的结果储存并显示到 LED显示器上；二、 硬件电路设计硬件电路 键盘输入及 LED数码管通过 8255A 接口与系统总线连接，键盘的 16 个按键组成 8*2 矩阵，其中 8 根矩阵线作为 8255A 的输出线与 PB7PB0连接， 2 根矩阵线作为 82

4、55A 的输入线与 PC7、PC6 连接；键盘采纳逐次扫描原理， 16 个按键中 0 9 座位数字健， +、- 、=作为加、减和等号功能键， C为清零键；1、 键盘输入模块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，假如是独立按钮的话必需要需要一个I/O口对它进行检测，而键盘往往这需要键盘按钮数一半的I/O口数对它进行检测，或许对一个比较简洁的系统I/O口数一般不是问题，但对于一个大型、复 杂的系统来说 I/O资源就显得特别宝贵了，尽量削减I/O使用是特别利于降低成本，另外一方面键盘比用独立按键要美观；我们设计时使用的是8*2 行列式键盘，如图2-1 所示；图中有 8 行 2 列，

5、8 根行线与 PA口相连， 2 根列线与 PC口的 PC6、PC7相连； PA、PB 口要么全部输入或输出；PC 口可以进行输入和输出；按键设置在行、类交点处（数字或字符为其键号），行、列线分别连接到按键开关的两端；当列线通过上拉电阻接+5V 时，就被钳位在高电平状态；键盘中有无按键按下是由行线送入全扫描字、列线读入行线状态来判定；这就是：给航线全部I/O线均置成低电平，然后读入列线电平状 态；如国有按键盘下，总会有一根列线电平被拉至低电平，从而使列线输入不全为1；欢迎下载精品学习资源图 2-1键盘电路图 2-2 数码管电路2、 可编程并行通信接口芯片8255A（ 1）并行输入 /输出端口 A

6、 ， 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；通常将端口 A 和端口 B 定义为输入 /输出的数据端口，而端口C 就既可以作数据端口，又可以作为端口 A 和端口 B 的状态和掌握信息的传送端口；（ 2）A 组和 B 组掌握部件端口 A 和端口 C 的高 4 位（ PC7 PC4）构成 A 组；由 A 组掌握部件实现掌握功能；端口B 和端口 C 的低 4 位（ PC3PC0 ）构成 B 组；由 B 组掌握部件实现掌握功能；A 组和 B 组利用各

7、自的掌握单元来接收读写掌握部件的命令和CPU 通过数据总线（D0 D7 ）送来的掌握字，并依据他们来定义各个端口的操作方式；（ 3）数据总线缓冲储备器三态双向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、掌握字和状态信息都是通过该缓冲器进行传送；4读 /写掌握部件8255A 完成读 /写掌握功能的部件；能接收CPU 的掌握命令，并依据掌握命令向各个功能部件发出操作指令；图 2-3.8255A 芯片图CS 片选信号：由 CPU 输入，有效时表示该8255A 被选中； RD, WR 读、写掌握信号：由欢迎下载精品学习资源图 2-4 .8255A 内部结

8、构定义工作方式掌握字：工作方式 0： 8255A 中各端口的基本输入 /输出方式；CPU 输入； RD 有效表示 CPU 读 8255A ， WR 有效表示 CPU 写 8255A ；RESET 复位信号： 由 CPU 输入； RESET 信号有效，清除8255A 中全部掌握字寄存器内容，并将各个端口置成输入方式；图 2-5 .8255A 工作方式掌握欢迎下载精品学习资源由 CPU掌握着拜访 8253 的内部通道；接收 CPU 送入的读写掌握信号，并完成对芯片内部 各功能部件的掌握功能，因此， 它实际上是8253 芯片内部的掌握器；A1A0：端口挑选信号，由 CPU输入； 8253 内部有 3

9、 个独立的通道和一个掌握字寄存器，它们构成 8253 芯片的4 个端口， CPU可对 3 个通道进行读写操作3 对掌握字寄存器进行写操作；这 4 个端口地址由最低 2 位地址码 A1、A0 来挑选；D D7 6 D5 D4 D3 D2 D1 D0CLK0 OUT0 GET0 GND12345678911012825322423212109118711615413+5WR RDCS A1AC0 KL G2 ATEOUT C2 LK1 GATE10UT13、可编程计数器 / 定时器8253 具有 3 个独立的计数通道，采纳减1 计数方式；在门控信号有效时，每输入 1 个计数脉冲，通道作 1 次计数

10、操作；当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时；（1） ）、8253 内部结构8253 芯片有 24 条引脚，封装在双列直插式陶瓷管壳内；1. 数据总线缓冲器数据总线缓冲器与系统总线连接，8 位双向，与 CPU交换信息的通道；这是8253 与 CPU之间的数据接口，它由之间交换信息的必经之路；8 位双向三态缓冲寄存器构成，是CPU与 82532. 读写掌握读写掌握分别连接系统的IOR 和 IOW，欢迎下载精品学习资源一、 源程序；386 以上微机适用；纯 dos 下才能使用；tasm4.1 或以上编译；*；*LED*；*；io_plx_device_id equ 05406h；TPC卡

11、设备 ID io_plx_vendor_id equ 010b5h；TPC卡厂商 IDIO_PLX_SUB_IDEQU 0905410B5H；TPC卡子设备及厂商 IDTIM_CTLEQU 203H-200H；8253 端口地址TIMER0EQU 200H-200HTIMER1EQU 201H-200HMODE03EQU 36H；8253 端口数据MODE12EQU 74HINTA00EQU 20HINTA01EQU 21HPORTSEGEQU 211H-200H；数码管端口地址PORTBITEQU 210H-200Hpa55equ 218h-200H；8255 端口pb55equ 219h-

12、200Hp55ctlequ 21bh-200Hdata segmentcsregdw.ipregdw.；旧中断向量储存空间io_9054base_addressdb 4 DUP0；TPC卡 PCI 接口芯片 I/O 基地址暂存空间io_base_addressdb 4 DUP0；TPC卡 I/O 基地址暂存空间interrupt_linedb 2 DUP0；TPC卡中断号暂存空间pcicardnotfinddb0dh,0ah,TPCpcicardnotfindor address/interrupt error .,0dh,0ah,$io9054baseaddressdb0dh,0ah,TPC

13、pcicard9054ChipI/OBase Address : ,$iobaseaddressdb 0dh,0ah,TPC pci card I/O Base Address : ,$ intnumberdb 0dh,0ah,TPC pci card Interrupt Line : ,$ enter_returndb 0dh,0ah,$MESS DB8253A TIMER0 IN MODE3. COUNT=0200H,0AH,0DHDB8253A TIMER1 IN MODE2. COUNT=0aH,0AH,0DH,$irq_vectdb08h,09h,0ah,0bh,0ch,0dh,0e

14、h,0fh,70h,71h,72h,73h,74h,75h,76h,77h；新的中断向量 , 中断 0-7的向量为 :08h-0fh,中断 8-15 的向量为:70h-77h欢迎下载精品学习资源irq_mask_0_7_tabledb 011111110b,011111101b,011111011b,011110111b db 011101111b,011011111b,010111111b,001111111bdb 011111011b,011111011b,011111011b,011111011b db 011111011b,011111011b,011111011b,011111011

15、b；新的中断掩码 , 中断 0-7时从低至高相应位为零 , 中断 8-15 时第 2 位为零irq_mask_8_15_tabledb 0ffh,0ffh,0ffh,0ffh,0ffh,0ffh,0ffh,0ffhdb 011111110b,011111101b,011111011b,011110111b db 011101111b,011011111b,010111111b,001111111b；新的中断掩码 , 中断 0-7时全一, 中断 8-15 时从低至高相应位为零INTMASK DB.LEDDB3FH,06,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07,7FH,6FH,40H DB0

16、AH,0DH,$table1dw 0101h,0102h,0104h,0108h,0110h,0120h,0140h,0180h dw 0201h,0202h,0204h,0208h,0210h,0220h,0240h,0280hdw 0401h,0402h,0404h,0408h,0410h,0420h,0440h,0480h char db CDEFBA9845673210RPMGmesdb PLAY ANY KEY IN THE SMALL KEYBOARD. ,0ah,0dhdb IT WILL BE ON THE SCREEN. END WITH R or ANY KEY,0ah,0

17、dh,$；extra datanum1 db 6 dup .num2 db 6 dup . result db 6 dup . count db 0operator db 0 LedNum db 6 dup .data ends stacks segment db 100 dup .STADW512 DUP . TOPEQULENGTH STAstacks ends code segmentassume cs:code,ds:data,ss:stacks,es:datastart:；Enable Local Interrupt Input.386climov ax,data mov ds,ax

18、 mov es,ax欢迎下载精品学习资源mov ax,stacks mov ss,axcallfindtpc；查找 TPC卡资源并显示MOV DX,word ptr io_base_address；初始化 8253 add dx,TIM_CTLMOV AL,MODE03 OUT DX,ALMOV DX,word ptr io_base_address add dx,TIMER0MOV AL,00hOUT DX,AL MOV AL,02H OUT DX,ALMOV DX,word ptr io_base_address add dx,TIM_CTLMOV AL,MODE12 OUT DX,ALM

19、OV DX,word ptr io_base_address add dx,TIMER1MOV AL,0aHOUT DX,AL MOV AL,00 OUT DX,ALMOV DX,OFFSET MESS MOV AH,09INT 21HMOV DX,OFFSET MES；显示提示MOV AH,09 INT 21Hmov dx,word ptr io_9054base_addressadd dx,68h；设置 tpc卡中 9054 芯片 io 口, 使能中断in ax,dxor ax,0900h out dx,axmov bx,word ptr interrupt_line；储存原中断向量mov

20、 al,byte ptr irq_vect+bx mov ah,35hint 21hmov ax,es mov csreg,ax欢迎下载精品学习资源mov ipreg,bxmov bx,word ptr interrupt_line；设置新中断向量mov al,byte ptr irq_vect+bx mov cx,csmov ds,cxmov dx,offset int_proc mov ah,25hint 21hmov ax,data mov ds,ax mov es,axinal, 21h；设置中断掩码mov bx,word ptr interrupt_linemov ah,byte p

21、tr irq_mask_0_7_table+bx andal,ahout21h, alinal, 0a1hmov bx,word ptr interrupt_linemov ah,byte ptr irq_mask_8_15_table+bx andal,ahout0a1h, alsti；开中断Reset:；initialization LEA BX,num1CALL ClearNum LEA BX,num2 CALL ClearNumMOV byte ptr count,0LEA BX,num1 CALL LedShowFirstRead:LEA BX,num1 CALL ReadNumCM

22、P byte ptr operator,4 JZ ResetCMP byte ptr operator,5 JZ FunExitLoopRead:欢迎下载精品学习资源MOV DL,operator LEA BX,num2 CALL ReadNumCMP byte ptr operator,4 JZ ResetCMP byte ptr operator,5 JZ FunExitCMP DL,1JZ FunAdd CMP DL,2JZ FunMinusMidJmp2:JMP FirstRead MidJmp3:JMP Reset；several choice for the prior opera

23、tor FunAdd:CALL AddNum LEA BX,num1 JMP Ope2FunMinus:CALL MinusNum LEA BX,num1Ope2:CALL LedShow LEA BX,num2 CALL ClearNum LEA BX,num1 CALL ClearNum JMP FirstReadFunEqual:JMP ResetFunClear:JMP ResetFunExit:JMP ExitErrorOut:；output the error message MOV word ptr num1,0A0AH欢迎下载精品学习资源MOV word ptr num1+2,

24、0A0AH MOV word ptr num1+4,0A0AH LEA BX,num1call LedShow ErrorGet:；reset the error status；only R and E can pass CALL keyCMP DL,EJZ FunExit CMP DL,RJZ MidJmp3JMP ErrorGetJudge:CMP byte ptr operator,3 JZ MidJmp2Exit:climov bx,word ptr interrupt_line；复原中断掩码mov ah,byte ptr irq_mask_0_7_table+bx not ahina

25、l, 21horal, ahout21h, almov bx,word ptr interrupt_linemov ah,byte ptr irq_mask_8_15_table+bx not ahinal, 0a1horal, ahout0a1h, almov bx,word ptr interrupt_line；复原原中断向量mov al,byte ptr irq_vect+bx mov dx,ipregmov cx,csreg mov ds,cx mov ah,25hint 21hmov ax,data；设置 tpc卡中 9054 芯片 io 口, 关闭中断mov ds,axmov dx

26、,word ptr io_9054base_address欢迎下载精品学习资源add dx,68h in ax,dxand ax,0f7ffhout dx,axmov ax,4c00hint 21h；退出ReadNum proc；if you want to use this procedure；you must provide the number address to BX PUSH AXPUSH CX PUSH DXReadin:；enter the first number PUSH BXcall key；get a char in dl and display itPOP BX MO

27、V AL,DL；operator symbol；plusMOV byte ptr operator,1 CMP AL,PJZ ExitRead；minusMOV byte ptr operator,2 CMP AL,MJZ ExitRead；equalMOV byte ptr operator,3 CMP AL,GJZ ExitRead；clearMOV byte ptr operator,4 CMP AL,RJZ ExitRead；exitMOV byte ptr operator,5 CMP AL,EJZ ExitRead；illegal symbol欢迎下载精品学习资源CMP AL,0J

28、B Readin CMP AL,9JA Readin；numberCMP byte ptr count,6 JZ ReadinLeftMove:；mov the number MOV CX,5 MOV SI,0MoveData:MOV DL,BX+SI+1 MOV BX+SI,DL INC SILOOP MoveData；insert the number AND AL,0FHMOV BX+5,ALcall LedShow INC count JMP ReadinExitRead:MOV count,0 POP DX POP CX POP AXret ReadNum endpMidJmp:JM

29、P ErrorOut AddNum proc；add num1 and num2MOV CX,6 LEA BX,num1 DEC BXAND CX,CXAddLoop:MOV SI,CX欢迎下载精品学习资源MOV AL,BX+SI ADC AL,BX+SI+6 AAAMOV BXSI,ALLOOP AddLoop JC MidJmpret AddNum endpMinusNum proc；minus num1 and num2 MOV CX,6LEA BX,num1 DEC BXAND CX,CXMinusLoop:MOV SI,CXMOV AL,BX+SISBB AL,BX+SI+6 AAS

30、MOV BXSI,ALLOOP MinusLoop JC MidJmpret MinusNum endpLedShow proc；simulate LED show；provide the number address to BX；clear LED segment PUSH BXLEA BX,LedNum ADD BX,2CALL ClearNum POP BX；Move the data to LED segmentLEA DI,LedNum MOV CX,6 MOV SI,0ShowLoop:MOV AL,BX+SI PUSH DIADD DI,SI MOV DI,AL欢迎下载精品学习资

31、源POP DI INC SILOOP ShowLoop retLedShow endpClearNum proc；clear the number；provide number address to BX MOV CX,6DEC BXClearZero:MOV SI,CXMOV byte ptr BX+SI,0LOOP ClearZero retClearNum endpkey proc near kst:欢迎下载精品学习资源wait1: next:mov al,82hMOV DX,word ptr io_base_address add dx,p55ctlout dx,al；set comm

32、and word of 8255a；porta for output,portb for inputmov al,00MOV DX,word ptr io_base_address add dx,pa55out dx,al；porta output 00MOV DX,word ptr io_base_address add dx,pb55in al,dx；get col datacmp al,0ffhjz wait1；no key is closed ,waitpush ax；save the col data push ax欢迎下载精品学习资源call delayMOV DX,word pt

33、r io_base_address add dx,p55ctlmov al,90h；set command word of 8255a欢迎下载精品学习资源tt:out dx,al；porta for input,portb for output MOV DX,word ptr io_base_addressadd dx,pb55 pop axout dx,al；output col data from portbMOV DX,word ptr io_base_address add dx,pa55in al,dx；al is row datapop bxmov ah,bl；ah is col

34、data not axmov si,offset table1 mov di,offset char mov cx,24cmp ax,si；cmp col,row with every wordjz nn；in the tabledec cx jz kst add si,2 inc di jmp tt欢迎下载精品学习资源nn:wait2:mov dl,di mov ah,02 int 21h push dx mov al,82hMOV DX,word ptr io_base_addressadd dx,p55ctlout dx,al；set command word of 8255a；port

35、a for output,portb for input欢迎下载精品学习资源mov al,00MOV DX,word ptr io_base_address add dx,pa55out dx,al；porta output 00 MOV DX,word ptr io_base_addressadd dx,pb55in al,dx；get col datacmp al,0ffhjnz wait2；wait until the key is up pop dxret欢迎下载精品学习资源key endpdelay proc nearpush ax；delay 50ms-100ms push bxp

36、ush cx push dx mov ah,0 int 1ah mov bx,dxdelay1:mov ah,0 int 1ahcmpbx,dxjzdelay1 movbx,dxdelay2:movah,0 int1ah cmpbx,dx jz delay2 popdxpopcxpopbxpopax retdelay endpint_proc proc far clipush axPUSH CXpush dxPUSH DIpush dsMOVAX,DATAMOVDS,AXMOVDI,OFFSET LedNum MOVCL,01DIS1:MOVAL,DIMOVBX,OFFSET LED XLAT

37、MOV DX,word ptr io_base_address add dx,PORTSEG欢迎下载精品学习资源OUTDX,ALMOVAL,CLMOV DX,word ptr io_base_address add dx,PORTBITOUTDX,ALPUSHCXMOVCX,8000H；显示时间推迟TimeDELAY:LOOPTimeDELAY POPCXCMPCL,20H JZQUITINCDISHLCL,1MOVAL,00OUTDX,ALJMPDIS1QUIT:MOV DX,word ptr io_base_address add dx,PORTBITMOVAL,00OUTDX,ALmov

38、 al,20h；Send EOI out 0a0h,alout 20h,almovcx,0ffffh loopx:noplooploopx；延时pop dsPOP DIpop dxPOP CXpop ax stiiret int_proc endpfindtpc proc near；查找 TPC卡资源并显示pushadpushfdMOVAX,0B101H INT1AHJCfindtpc_notfind；检查 PCI BIOS 是否存在欢迎下载精品学习资源MOVAX,0B102HMOVCX,io_plx_device_idMOVDX,io_plx_vendor_idMOVSI,0INT1AHJC

39、findtpc_notfind；检查 TPC卡是否安装 , 设备号、厂商号MOVAX,0B10AHMOVDI,02CHINT1AHJCfindtpc_notfindCMPECX,IO_PLX_SUB_IDJNZfindtpc_notfind；检查 TPC卡是否安装 , 子设备号、厂商号MOVAX,0B10AHMOVDI,14HINT1AHJCfindtpc_notfind；读 TPC卡 9054 芯片 I/O 基址信息movdword ptr io_9054base_address,ecx andecx,1jzfindtpc_notfind；检查是否为 i/o基址信息movecx,dword

40、ptr io_9054base_address andecx,0fffffffehmovdword ptr io_9054base_address,ecx；去除 i/o指示位并储存MOVAX,0B10AH MOVDI,18HINT1AHJCfindtpc_notfind；读 TPC卡 I/O 基址信息movdword ptr io_base_address,ecx andecx,1jzfindtpc_notfind；检查是否为 i/o基址信息movecx,dword ptr io_base_address andecx,0fffffffehmovdword ptr io_base_addres

41、s,ecx；去除 i/o指示位并储存MOVAX,0B10AH MOVDI,3CHINT1AHJCfindtpc_notfind；读 TPC卡中断信息andcx,0ffhmovword ptr interrupt_line,cx；去除 interrupt其它指示位并储存欢迎下载精品学习资源movdx,offset io9054baseaddress；显示 i/o提示信息movah,09hint21hmovax,word ptr io_9054base_addresscalldispword；显示 i/o基地址movdx,offset iobaseaddress；显示 i/o提示信息movah,09hint21hmovax,word ptr io_base_addresscalldispword；显示 i/o基地址movdx,offset