马世宽微机原理作业

1、微机原理作业 题 目： 基于微机总线的计算器设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械电子 姓 名： 马世宽 学 号： 2014020274 指导老师： 杨杰 2015年1月5日基于微机总线的计算器设计1.设计要求 设计基于微机总线的计算器，要求能完成一位数位数的四则运算。硬件为基于ISA总线的接口板，包括键盘、LED或液晶显示。软件方面则需通过编程来实现运算功能。2.设计原理设计的思路是：首先对键盘进行扫描，如有按键按下，确定并判断键值，将该值储存并显示在LED屏上。如有“=”按下，则调取存储的数据进行相应的计算，并将结果显示在屏幕上。设计硬件如图2.1所示。图2.1电路图3.硬件功能3.

2、1可编程并行通信接口芯片8255A图3.1 8255内部原理图图3.2 8255引脚图3.1.1 并行输入/输出端口A，B，C 8255A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PA7PA0、PB7PB0、PC7PC0。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则既可以作数据端口，又可以作为端口A和端口B的状态和控制信息的传送端口。3.1.2 A组和B组控制部件端口A和端口C的高4位（PC7PC4）构成A组；由A组控制部件实现控制功能。 端口B和端口C的低4位（PC3PC0）构成B组；由B组控制部件实现控制功能

3、。 A组和B组利用各自的控制单元来接收读写控制部件的命令和CPU通过数据总线（D0D7）送来的控制字，并根据他们来定义各个端口的操作方式。3.1.3 数据总线缓冲存储器 三态双向8位缓冲器，是8255A与总线之间的数据接口。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。3.1.4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。CS 片选信号：由CPU输入，有效时表示该8255A被选中。 RD, WR 读、写控制信号：由CPU输入。RD有效表示CPU读8255A，WR有效表示CPU写8255A。RESET

4、复位信号：由CPU输入。RESET信号有效，清除8255A中所有控制字寄存器内容，并将各个端口置成输入方式。定义工作方式控制字：工作方式0：8255A中各端口的基本输入/输出方式。键盘输入模块图3.3 8255控制口3.2键盘下图是一个4x4键盘的结构图，因为4x4键盘有8个管脚，于是将键盘接8255A的PC口，进行键盘扫描一般要求有一部分的I/O口的工作方式是输入，另一部分I/O是输出，具体到4x4键盘则要求4个I/O引脚输入，另外4个输出，这一点PC口刚好符合，而PA、PB口要么全部输入或输出，所以只能是PC口接键盘。图3.4 键盘3.3 LED显示屏 因为要计算-99的四则运算，为了显示

5、更加清晰、明了，本次设计共使用了5块LED显示屏，这样就可以显示出输入的算式。电路图如下图所示。图3.5 LED显示屏4. 软件设计4.1 程序流程图8255初始化键盘扫描开始两次结果是否相同？记录并显示判断并计算显示结果结束开始有键按下？延时按键为“=”？开始有键按下？否延时是记录并显示否是否是图4.1 主程序流程图4.2 程序代码编程也可以主要分为三部分；键盘扫描、数据处理、数码管显示，另外还有译码电路，8255A口的地址是0040H,B口地址为0041H，C口地址为0042H，控制字寄存器地址0043H。8255A采用的是方式0，A、B口输出，C口的高低四位作为两个4位的端口。PORT_

6、A EQU 40H ;8255 A口地址PORT_B EQU 41H ;8255 B口地址PORT_C EQU 42H ;8255 C口地址PORT_CTL EQU 43H ;8255 控制口地址DATA SEGMENTZIFUCHUAN DB 80 DUP(?);保存输入的字符串NUMBER1 DB 0;保存第一个操作数NUMBER2 DB 0;保存第二个操作数NUMBER1SIGN DB '+'第一个数的符号 NUMBER2SIGN DB '+'第二个数的符号COMPUTESIGN DB '#'运算符号 H DB 0 ;键盘行号 L DB 0

7、 ;键盘列号 DISCODE  DB   3FH,06H,5BH,4FH, 66H,6DH,7DH,07H, 7FH,6FH, 4BH,03H,B4H,30H ;数字及运算符号段码表DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA MAIN PROC FARBEGIN:PUSH DSXOR AX,AXPUSH AXMOV AX,DATAMOV DS,AXSTART1:MOV NUMBER1SIGN,'+'MOV NUMBER2SIGN,'+'MOV COMPUTES

8、IGN,'#'对所有的数据进行初始化 MOV AX,0MOV BX,0MOV DI,0MOV SI,0MOV CX,0MOV DX,0MOV NUMBER1,0MOV NUMBER2,0 MOV DI,OFFSET ZIFUCHUAN CALL KEYKEY PROC NEAR ;键盘扫描子程序MOV DX, PORT_CTLMOV AL, 10000001BOUT DX,AL ;送控制字KS： ;检查有无按键按下MOV DX, PORT_CMOV AL,00H ;低四行送0OUT DX,ALIN AL,DXAND AL,0FH ;检查高四列CAM AL,0FHJNE XSH1

9、 ;无键按下,跳转MOV CX,50 LOOP $             ;延时消抖 IN  AL,DX        ;重读列值 AND AL,0FH CAM AL,0FHJNE XSH1       MOV H,0    &

10、#160;      ;有键按下，先把行列号变量清0 MOV L,0 MOV BH,0EH     ; 扫描法读键值：NEXT: MOV AL,BH OUT   PORT_C,AL NEXTH:IN  AL,PORT_C      读列值，判断是第几列有键按下 AND AL,0FHCMP AL,0F

11、HJNE NEXTLROL BH,01INC H ;每读一列，H加1JMP NEXTNEXTL: ;读行值MOV DX, PORT_CTLMOV AL, 10010000B OUT DX,ALMOV BH,E0HNEXTL1:MOV AL,BHIN  AL,PORT_C      读行值，判断是第几行有键按下 AND AL,0FHCMP AL,0FHJNE DONEROL BH,01INC L ;JMP NEXTL1DONE: CALL KEYCHECK JMP EXITXSH1: CALL XIANSH

12、I JMP EXITEXIT: RETKEY ENDPKEYCHECK PROC NEAR ;键值计算子程序MOV DL,L MOV DH,H SHL DL,1 SHL DL,1            列号乘4 ADD DL,DH CMP DL,9          &

13、#160; 按下的是数字键 JNG NUM_CALL CMP DL,14 JL  CONT_CALL    按下的是运算键 CMP DL,14 JZ  OUTP_CALL     按下的是等于键NUM_CALL:  MOV ZIFUCHUANSI, DLINC SICALL XIANSHICONT_CALL:  MOV ZIFUCHUAN

14、SI, DL           存放运算键的键值   INC SI CALL XIANSHIJMP EXIT1 OUTP_CALL:CALL CHECKJAMP EXIT1EXIT1:    RET KEYVALUE  ENDPXIANSHI PROC NEAR ;显示子程序MOV SI,0KSH:MOV AL,ZIFUCHUANSIMOV BX,OFSET DISCODEXLAT D

15、ISCODE ;查表，取段码 MOV DX, PORT_A OUT DX,AL ;段码送PA口 MOV DX, PORT_B OUT DX,SI MOV CX,50  LOOP $  ;延时 INC SI CMP SI,2 JBE KSH RETXIANSHI ENDP MAIN ENDPCHECK PROC NEAR ;第一个数的识别 MOV SI,0 MOV AL,ZIFUCHUANSI MOV NUMBER1,AL INC SI CALL CHECK1 JMP EXIT1EXIT1:RETCHECK ENDPCHECK1 PROC NEAR ;运算

16、符的识别 MOV AL,ZIFUCHUANSI CMP AL,0AHJZ COMPUTE1 ;将运算符保存CMP AL,0BJZ COMPUTE1CMP AL,0CHJZ COMPUTE1CMP AL,0DHJZ COMPUTE1COMPUTE1: MOV COMPUTESIGN,AL;记录为运算符号INC SI CALL CHECK2CHECK1 ENDP CHECK2 PROC NEAR ;检验第二个数字 MOV AL,ZIFUCHUANSI MOV NUMBER2,AL INC SI CALL CHECK3 JMP EXIT2EXIT2:RET CHECK2 ENDPCHECK3 PRO

17、C NEAR ;比较运算符 CMP COMPUTESIGN,0CH ;12为乘法JZ MULTIPLY1CMP COMPUTESIGN,0DH ;13为除法JZ DEVIDE11CMP COMPUTESIGN,0AH ;10为加法JZ PLUS1CMP COMPUTESIGN,0BH ;11为减法JZ MINUS1JMP EXIT3MULTIPLY1:CALL MULTIPLYJMP EXIT3DEVIDE11:CALL DIVIDEJMP EXIT3PLUS1:CALL PLUSJMP EXIT3MINUS1:CALL MINUS EXIT3:RETCHECK3 ENDPMULTIPLY PROC NEAR;两个数的乘法运算MOV AL,NUMBER1MOV CL,NUMBER2; MUL CL MOV SI,0 MOV ZIFUCHUANSI,AH INC SI MOV ZIFUCHUANSI,AL CALL XIANSHIRETMULTIPLY ENDPDIVIDE PROC NEAR ;除法运算 MOV AL,NUMBER1MOV BL,NUMBER2DIV B