硬件課程設(shè)計----出租車計價器

1、<p>　　硬件課程設(shè)計實踐報告</p><p>　　題 目： 出 租 車 計 價 器 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2011年 10月16日</p><p>　　1． 子程 序 …………………………………………………………… </p><p>　?。ū菊轮饕v解個人設(shè)計的程序）</p><p>

3、;　　2. 分 析 與 測 試 ………………………………………………………… </p><p><b>　　3.結(jié) 論與體會</b></p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………… </p><p><b>　　硬件描述：</b></p><p><b&

4、gt;　　1.8279的應(yīng)用</b></p><p>　　實驗中要利用8279的數(shù)碼顯示功能，在實驗中將8279鍵盤接口顯示器件選中后，對其進行初始化，在將8253送入的時鐘信號在鍵盤顯示器上予以顯示，在本實驗中8279鍵盤顯示的是模擬的出租車行駛公里數(shù)和需要交納的費用。</p><p>　　8279的編程方法： </p><p>　　1.8279可按其

5、功能分為:鍵盤功能塊;顯示功能塊;控制功能塊;與CPU接口功能塊控制功能塊包括 </p><p>　　控制和定時寄存器,定時和控制,掃描計數(shù)器三部分,它主要用來控制鍵盤和顯示功能塊工作. </p><p>　　控制和定時寄存器:用于存貯來自CPU的編程命令,CPU對8279編程以確定鍵盤與顯示器工作方式和其它工作條件時,先把命令控制數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線上,然后使A0=1,WR=0CS=0,并在

6、WR上升沿把命令鍵存在控制和定時寄存器中,并經(jīng)譯碼,建立適當?shù)墓δ? </p><p>　　定時和控制:它含基本的定時計數(shù)器,第一個計數(shù)器是一個分頻系數(shù)為2-31的前置定時器,分頻系數(shù)可由程序預(yù)置,使內(nèi)部頻率為100KHz,從而能給出5.1ms鍵盤掃描時間和10.3ms反跳時間,其它計數(shù)器將此基本頻率分頻后,提供適當?shù)陌存I掃描.行掃描.鍵盤陣列掃描.以及顯示器掃描次數(shù). </p><p>

7、　　掃描計數(shù)器:掃描計數(shù)器有兩種工作方式,在編碼工作方式時,計數(shù)器提供一種二進制計數(shù),通過管腳SL0-SL3輸出后經(jīng)外部譯碼才能提供給鍵盤和顯示器的掃描作用,在譯碼工作方式時,掃描計數(shù)器對最低二位進行譯碼,SL0-SL3輸出4選1的譯碼信號,作為顯示器和鍵盤的譯碼掃描. </p><p>　　鍵盤功能塊包括:返回緩沖器,鍵盤反跳及控制,8x8 FIFO傳感器RAM,FIFO/傳感器RAM狀態(tài). </p>

8、;<p>　　2.返回緩沖器與鍵盤反跳及控制 8條返回線被返回緩沖器緩沖,在鍵盤工作方式中,這幾條線被逐個檢測,以找出該行鍵中閉合的鍵,如果反跳電路測知某鍵閉合,則它等待10.3ms,然后重核此鍵是否仍然閉合,如果仍閉合, 那么該鍵在矩陣中的行列地址以及SHIFT和CNTL的狀態(tài)一起被送到FIFORAM中,其在FIFO RAM中的數(shù)據(jù)格式如下: </p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D

9、2 D1 D0 </p><p>　　CNTL SHIFT SCAN RET URN </p><p>　　數(shù)據(jù)格式中,最高位CNTL,次高位為SHIFT狀態(tài),D5-D3來自掃描計數(shù)器,D2-D0來自返回計數(shù)器,掃描線計數(shù)器和回掃線計數(shù)器的值分別反映出被按下鍵的行.列的值,如果在傳感器陣列中,返回線上的數(shù)據(jù)直接進入傳感器RAM中相應(yīng)于陣列中正被掃中的那行,這樣每個開關(guān)位置就直接反映為一個傳

10、感器RAM的位置. </p><p>　　FIFO/傳感器RAM </p><p>　　一個8x8 RAM,在鍵盤方式和選通方式中它是一個先入先出(FIFO)存貯器,每一條新的信息順次寫入,然后又按寫入順序讀出,在傳感器陣列掃描方式時,存貯器作為傳感器RAM,這時RAM中的各行存著傳感器陣列中相應(yīng)行的狀態(tài). </p><p>　　FIF0/傳感器RAM狀態(tài) <

11、/p><p>　　在鍵盤或選通方式中,FIFO狀態(tài)跟蹤FIFO中字符數(shù)量注意它是"滿"還是"空",寫入或讀出過多均被認作出錯,當FIFO非空時,狀態(tài)邏輯提供一個中斷申請IRQ信號,在傳感器陣列掃描方式中,若測知某一傳感器變時,IRQ則為有效高電平.FIFO狀態(tài)字的低3位表示FIFO中的字符數(shù),F表示FIFORAM已滿;O(over mn)表示越限錯誤,即試圖向已滿的FIFO送另

12、一字符;U(Under done) 表示取空錯誤,即試圖讀取已空的FIFO.S/F有兩種含義:在傳感器掃描方式時,S/F表示在傳感器RAM中至少包含了一個傳感器閉合指示,在特殊錯誤方式時S/F位是出錯標志,用來指示是否發(fā)生了多路同時閉合錯誤,Du位表示由于 CLEAR DISPLAY或CLEAR ALL命令尚末完成其消除操作而使顯示RAM尚不可用. </p><p>　　3.顯示功能塊包括:顯示寄存器,16X8顯

13、示RAM,顯示地址寄存器. </p><p>　　顯示RAM和顯示寄存器 </p><p>　　8279內(nèi)部有16X8的顯示RAM,通過顯示寄存器和兩個四位端口0UT A0-3,0UT BO-3來刷新顯示,顯示器可以是白熾燈,也可以是8段數(shù)碼管,顯示RAM可以是16X8的形式,也可以構(gòu)成兩個16x4 的RAM形式,顯示RAM可由CPU進行讀寫,被讀寫的RAM字節(jié)地址由顯示地址寄存器指示.

14、顯示地址寄存器保存當前CPU讀或?qū)懙哪莻€RAM地址,以及正顯示著的那兩個4位半字節(jié)的地址,讀寫地址由CPU命令編程,也可置為每次讀寫后地址自動加1的工作方式,在設(shè)置了正確的工作方式后,顯示RAM可直接由CPU讀出,半字節(jié)A和半字節(jié)B地址自動由8279更新,以適應(yīng)由CPU送入的數(shù)據(jù),A和B半字節(jié)可獨立送入,也可作為一個字送入,隨CPU所設(shè)置的工作方式而定 </p><p>　　4．I/O 接口功能塊 </p&

15、gt;<p>　　8279通過數(shù)據(jù)緩沖器與I/O控制,使8279與CPU系統(tǒng)總線接口,I/O控制部分用CS.A0.RD和WR四條線控制CPU與8279之間的數(shù)據(jù)交換,數(shù)據(jù)緩沖器是數(shù)據(jù)交換的雙向通道,控制信號與數(shù)據(jù)交換間的邏輯關(guān)系見下表: </p><p>　　CS A0 WR RD </p><p>　　1 0 CPU從8279讀狀態(tài) </p><p>

16、;　　0 1 0 1 CPU向8279寫狀態(tài) </p><p>　　1 0 CPU從8279讀數(shù)據(jù) </p><p>　　0 0 1 CPU向8279寫數(shù)據(jù) </p><p>　　1 X X X 數(shù)據(jù)緩沖器輸出呈三態(tài) </p><p>　　x為任意數(shù)(0或1) </p><p><b>　　8279的操作 &

17、lt;/b></p><p>　　由前所述,8279可適應(yīng)各種鍵盤和顯示器的不同工作方式,這是由于8279內(nèi)的各功能塊的工作是可程控的,用戶可根據(jù)自己的要求,利用向8279寫命令字的方法對8279的工作方式等進行編程,從上表可見,只要同時使CS=0 WR=0A0=1,則可向8279寫命令字,并在wR的上升沿把命令打入8279. </p><p>　　對CPU而言,8279只有兩個口地

18、址,一個用于讀寫命令和狀(CS=0,A0=1),一個用于讀寫數(shù)據(jù)(CS=0,A0=0)但用于編程命令字卻有多種,在8279中用于區(qū)別各種不同命令字的方法是命令字代碼的高3位(D7,D6,D5,)編碼而低5位是命令字的真正內(nèi)容 </p><p>　　1.8279的編程命令 </p><p>　　a.鍵盤/顯示器方式設(shè)置 </p><p><b>　　最高位

19、最低位 </b></p><p>　　命令代碼 0 0 0 D D K K K </p><p>　　其中DD為顯示方式,KKK為鍵盤方式 </p><p><b>　　DD </b></p><p>　　00 8個8位字符顯示--左端傳入 </p><p>　　01 16個8位字符顯

20、示--左端送入 </p><p>　　10 8個8位字符顯示--右端送入 </p><p>　　11 16個8位字符顯示--右端送入 </p><p>　　所謂左端送入是顯示器根據(jù)用戶送的先后,從左端一位開始,向右逐位排列,到最右端一位之后,下一位再從最左端顯示,在這種顯示方式中,顯示器的每個顯示管和8279中的顯示RAM單元一一對應(yīng),RAM中的O地址對應(yīng)最左面的顯

21、示字符,而15號單元對應(yīng)最右端的顯示字符而右端送入方式是電子計算器中常用的顯示方式,第一個送入的數(shù)在最右端的顯示字符上,而以后每送 入一個新數(shù),顯示先左移一位然后把送入的數(shù)仍放在最右端顯示字符上. </p><p><b>　　K K K </b></p><p>　　0 0 0 編碼掃描鍵盤--2鍵連鎖 </p><p>　　0 0 1 譯碼

22、掃描鍵盤--2鍵連鎖 </p><p>　　0 1 0 編碼掃描鍵盤--N鍵巡回 </p><p>　　0 1 1 譯碼掃描鍵盤--N鍵巡回 </p><p>　　1 0 0 編碼掃描傳感器陣列 </p><p>　　1 0 1 譯碼掃描傳感器陣列 </p><p>　　1 1 0 選通輸入,編碼顯示掃描 </p

23、><p>　　1 1 1 選通輸入,譯碼顯示掃描 </p><p>　　其中2鍵連鎖和N鍵巡回是8279對鍵盤中被按下鍵的兩種處理方式,編碼掃描和譯碼掃描是 SL0-SL3 對鏈盤和顯示器的兩種掃描形式. </p><p><b>　　b.程序時鐘 </b></p><p>　　命令代碼 0 0 1 P P P P P &l

24、t;/p><p>　　此命令確定定時和控制中的前置定標器的分頻系數(shù),代碼PPPPP可形成2-31的數(shù),前置定標器可對外部時鐘分頻,以得到內(nèi)部基頻,選基頻為100KHZ,可得到前面規(guī)定的掃描和反跳時間,則分頻系數(shù)為;外部時鐘100KHZ復(fù)位脈沖過后若無代碼送入則自動為31. </p><p>　　c.讀FIF0/傳感器RAM </p><p>　　命令代碼:0 1 0 A

25、I X A A A X=任意 </p><p>　　此命令用于確定CPU讀操作的對象是8279中的FIF0/傳感器 RAM,并確定8個 RAM 字節(jié)中哪一個被讀,其中 AAA表示CPU要讀的行,AI為自動加1特征位,在鍵盤掃描方式中這兩者互不相干,對隨后的每次讀取8279都按照數(shù)據(jù)第一次進入的FIF0的同一順序自動送出數(shù)據(jù),所有隨后發(fā)生的讀,都是讀自FIFO,直到寫入新命令為止.在傳感器陣列方式中,AAA選擇傳感

26、器RAM 8行中的一行若AI=1,則下一次讀取便讀自傳感器RAM中的下一行. </p><p>　　d.讀顯示器RAM </p><p>　　命令代碼:0 1 1 AI A A A A </p><p>　　CPU對8279寫此命令,則確定了 CPU 以顯示器 RAM為數(shù)據(jù)源進行讀操作,其中AAAA為顯示器RAM的地址,AI 為自動加1特征位,若AI=1,則每讀一行

27、RAM之后,行地址自動加1 </p><p>　　e.寫顯示器RAM </p><p>　　命令代碼: 1 0 0 AI A A A A </p><p>　　CPU向8279寫此命令,規(guī)定了下一步要對8279的顯示RAM進行寫,尋址方式和自動加1功能均與讀顯示器RAM相同 </p><p>　　f.顯示器寫入禁止/空格 </p>

28、<p>　　命令代碼: 1 0 1 X IW IW BL BL X=任意 A B A B </p><p>　　此命令用于屏蔽A或B端口輸出及使顯示器顯示空格,如果顯示器用作雙排4位顯示,則必須把其中一個4位屏蔽掉這樣CPU送入顯示器的信息就不會影響另一半,IW為屏蔽特征位,若對某一端口設(shè)置IW=1,則該端口就被屏蔽,有必要注意的是:B0與D0對應(yīng),BL為顯示空格標志位,若某一端口的BL置1,則此端

29、口顯示空格.當要使一個單8位輸出格式的顯示器空格時,則必須使兩個BL標志全都置位,以使顯示完全空格.</p><p>　　2.3 霍爾傳感器的應(yīng)用</p><p>　　霍爾傳感器采用非接觸式的工作方式來采集信號。在轉(zhuǎn)動的物體上置定一個磁鐵，當磁鐵隨物體轉(zhuǎn)動一圈時，就通過霍爾傳感器旁邊一次，霍爾傳感器此時接到信號，并向外輸出一個脈沖，完成一次信號的采集。將霍爾傳感器與8253的CLK0相連，

30、就將“輪子轉(zhuǎn)動了一圈”這個信號以脈沖形式傳給了8253。</p><p><b>　　子程序：</b></p><p><b>　　START:</b></p><p>　　PUSH CS;初始化8279</p><p>　　POP DS</p><

31、p>　　MOV DX,Z8279</p><p>　　XOR DX,DX ;0832轉(zhuǎn)動</p><p><b>　　XOR AX,AX</b></p><p>　　MOV DX,200H ;模數(shù)轉(zhuǎn)換</p><p>　　MOV AL,05H

32、 </p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p><b>　　INC DX</b></p><p><b>　　OUT DX,AL</b></p><p>　　MOV AL,LEDMOD</p><p&

33、gt;　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV AL,LEDFEQ</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,D8279</p><p>　　MOV AL,7FH</p><p>　　OUT DX,AL&l

34、t;/p><p>　　MOV DX,D8279 </p><p>　　MOV AL,7FH</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,D8279 </p><p>　　MOV AL,7DH</p><p>

35、;　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,D8279 </p><p>　　MOV AL,7FH</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,D8279 </p><p>　　MOV AL,70H

36、</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,D8279 </p><p>　　MOV AL,5BH</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,D8279 </p><p&

37、gt;　　MOV AL,70H</p><p>　　OUT DX,AL </p><p>　　MOV DX,D8279</p><p>　　MOV AL,76H</p><p>　　OUT DX,AL ;以上為寫(ZK88)</p>&l

38、t;p><b>　　NOP</b></p><p>　　MOV DX,Z8279</p><p>　　MOV AL,0C2H</p><p>　　OUT DX,AL ;置空FIFO寄存器</p><p>　　CLEAR:

39、 ;初始化8253</p><p>　　MOV AL,00110101B ;計數(shù)器0，接收霍爾元件脈沖計數(shù)，計數(shù)初值9999</p><p>　　MOV DX,20BH</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV AL,99H</p>&l

40、t;p>　　MOV DX,208H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV AL,99H</p><p>　　MOV DX,208H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　本段程序主要描述了0832、82

41、53、霍爾傳感器的工作過程，隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動模擬輪胎的轉(zhuǎn)動，0832進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，8253進行計數(shù)操作。</p><p><b>　　2、分析與測試：</b></p><p>　　本次實驗有一重大問題：實驗裝置有很大問題，有很多時候為了找臺可用的機子差不多要花一小時，真的是很浪費課堂時間，希望學院能夠集中整修這批機子，畢竟客觀決定主觀么。</p><

42、p>　　不說客觀原因，我們本身動手能力較弱，自學8279的確比較困難，做實驗時屢次出現(xiàn)問題，經(jīng)過多次實驗才取得最終勝利！</p><p><b>　　試驗電路圖：</b></p><p><b>　　電路實物圖：</b></p><p><b>　　3、結(jié)論與體會：</b></p>

43、<p>　　我們設(shè)計的出租車計價器在試驗箱上運行良好，可以通過切換得到路程和費用！</p><p>　　經(jīng)過本次試驗，我大致理解了簡單出租車計價器的原理，同時對電子技術(shù)的有關(guān)知識有了更進一步的理解。</p><p>　　本次試驗知識對出租車計價器的初步設(shè)計，更復(fù)雜的設(shè)計將在本實驗的基礎(chǔ)上隨后進行！</p><p><b>　　4、參考文獻：&l