宿迁学院10微机课程设计点阵LED显示实验.docx

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宿迁学院10微机课程设计点阵LED显示实验

课程设计报告

课程设计名称：

微型计算机技术及应用

系：

三系

学生姓名：

班级：

学号：

成绩：

指导教师：

开课时间：

2012-2013学年1学期

点阵LED显示实验

一、设计题目

课设题目：

LED显示设计

二、主要内容

在课程设计时，1人一组，设计报告由学生独立完成，不得互相抄袭。

教师的主导作用主要在于指明设计思路，启发学生独立设计的思路，解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。

学生必须发挥自身学习的主动性和能动性，主动思考问题、分析问题和解决问题，而不应处处被动地依赖指导老师。

学生在设计中可以引用所需的参考资料，避免重复工作，加快设计进程，但必须和题目的要求相符合，保证设计的正确。

学生学会掌握和使用各种已有的技术资料，不能盲目地、机械地抄袭资料，必须具体分析，使设计质量和设计能力都获得提高。

学生要在老师的指导下制定好自己各环节的详细设计进程计划，按给定的时间计划保质保量的完成个阶段的设计任务。

设计中可边设计，边修改，软件设计与硬件设计可交替进行，问题答疑与调试和方案修改相结合，提高设计的效率，保证按时完成设计工作并交出合格的设计报告。

三、具体要求

要求：

①.从键盘输入数字（0~9）；

②.从LED显示0~9。

四、实验原理

1.8×8LED双色点阵显示器及4x4键盘显示控制器

点阵LED显示器是将许多LED类似矩阵一样排列在一起组成的显示器件，当微机输出的控制信号使得点阵中有些LED发光，有些不发光，即可显示特定的信息。

8x8点阵LED相当于8x8个发光二级管组成的列阵，对于共阳极LED来说，其中每一行共用一个阳极（列控制），每一列共用一个阴极（行控制），行控制和列控制满足正确的电平就可以使相应的发光管点亮。

编程使得8位数码管初始显示8279---1，然后在小键盘上每按一个键，8位数码管上显示出相应字符，按A键返回。

2.部分实验电路图

图1键盘显示电路图

图2LED显示电路

3.8255A芯片工作原理

8255A是一种可编程的I/O接口芯片，可以与MCS-51系统单片机以及外设直接相连，广泛用作外部并行I/O扩展接口。

①．8255A的内部结构

8255A内部由PA、PB、PC三个8位可编程双向I/O口，A组控制器和B组控制器，数据缓冲器及读写控制逻辑四部分电路组成。

8255A结构框图和引脚图如下：

②．8255A的引脚功能

数据总线（8条）：

D0~D7，用于传送CPU和8255A间的数据、命令和状态字。

控制总线（6条）：

RESET：

复位线，高电平有效。

/CS：

片选线，低电平有效。

/RD、/WR：

/RD为读命令线，/WR为写命令线，皆为低电平有效。

A0、A1：

地址输入线：

用于选中PA、PB、PC口和控制寄存器中哪一个工作。

③．8255A控制字和状态字

8255A有两个控制字：

方式控制字和C口置位/复位控制字。

用户通过程序可以把这两个控制字送到8255A的控制寄存器，以设定8255A的工作方式和C口各位状态。

方式控制字用于设定8255A三个端口工作于什么方式，是输入还是输出方式。

④．8255A的工作方式

8255A在使用前要写入一个方式控制字，选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种;

方式0：

基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的I/O方式。

其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。

方式1：

选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的I/O功能，即只工作在方式0.

方式2：

双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。

8255A是一个并行输入、输出器件，具有24个可编程设置的I/O口，包括3组8位的I/O为PA口、PB口、PC口，又可分为2组12位的I/O口：

A组包括A口及C口高4位，B组包括B口及C组的低4位。

A口可以设置为方式0、方式1、方式2，B口与C口只能设置为方式0或方式1.

4.8279芯片工作原理

8279是可编程的键盘、显示接口芯片。

它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。

8279内部有键盘FIFO（先进先出堆栈）/传感器，双重功能的8*8=64BRAM，键盘控制部分可控制8*8=64个按键或8*8阵列方式的传感器。

该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。

显示RAM容量为16*8，即显示器最大配置可达16位LED数码显示。

①．8279的内部结构及引脚功能

8279采用单±5V电源供电，40脚封装，其引脚图如下：

　　DB0～DB7:

双向数据总线，用来传送8279与CPU之间的数据和命令。

　　CLK:

时钟输入线，用以产生内部定时的时钟脉冲。

　　RESET:

复位输入线，8279复位后被置为字符显示左端输入，二键闭锁的触点回弹型式，程序时钟前置分频器被置为31,RESET信号为高电平有效。

　　CS:

片选输入线，低电平有效，单片机在CS端为低时可以对8279读/写操作。

　　A0:

缓冲器低位地址，当A0为高电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为数据。

　　RD:

读信号输入线，低电平有效，将缓冲器读出，数据送往外部总线。

　　WR:

写信号输入线，低电平有效，将缓立器读出,将数据从外部数据总线写入8279的缓冲器。

　　IRQ:

中断请求输出线，高电平有效，在键盘工作方式下，当FIFO/传感器RAM中有数据时，此中断线变为高电平，在FIFO/传感器RAM每次读出时，中断线就下降为低电平，若在RAM中还有信息，则此线重又变为高电平。

在传感器工作方式中，每当探测到传感器信号变化时，中断线就变为高电平。

　　SL0～SL3:

扫描线，用来扫描按键开关，传感器阵列和显示数字，这些可被编程或被译码。

　　RL0～RL7:

回送线，经过按键或传感器开关与扫描线联接，这些回送线内部设置有上拉电路，使之保持为高电平，只有当一个按闭合时，对应的返回线变为低电平；无按键闭合时，均保持高电平。

　　SHIFT:

换位功能，当有开关闭合时被拉为低电平，没有按下SHIFT开关时，SHIFT输入端保持高电平，在键盘扫描方式中，按键一闭合，按键位置和换位输入状态一起被存贮起来。

　　CNTL/STB:

当CNTL/STB开关闭合时将其拉到低电平，否则始终保持高电平，对于键盘输入方式，此线用作控制输入端，当键被按下时，按键位置就和控制输入状态一起被存贮起来，在选通输入方式中，作选通用，把数据存入FIFORAM中。

　　OUTA3～OUTA0及OUTB3～OUTB0:

显示输出A口及B口，这两个口是16×4切换的数字显示。

这两个端口可被独立控制，也可看成一个8位端口。

　　BD:

空格显示,此输出端信号用于在数字转换时将显示空格或者用显示空格命令控制其显示空格字符。

　　VCC:

+5V电源输入线。

VSS:

地线输入线。

②．8279的编程方法

1.8279可按其功能分为:

键盘功能块;显示功能块;控制功能块;与CPU接口功能块控制功能块包括控制和定时寄存器,定时和控制,扫描计数器三部分,它主要用来控制键盘和显示功能块工作。

　　控制和定时寄存器:

用于存贮来自CPU的编程命令,CPU对8279编程以确定键盘与显示器工作方式和其它工作条件时,先把命令控制数据放到数据总线上,然后使A0=1,WR=0CS=0,并在WR上升沿把命令键存在控制和定时寄存器中,并经译码,建立适当的功能。

　　定时和控制:

它含基本的定时计数器,第一个计数器是一个分频系数为2-31的前置定时器，分频系数可由程序预置,使内部频率为100KHz,从而能给出5.1ms键盘扫描时间和10.3ms反跳时间,其它计数器将此基本频率分频后,提供适当的按键扫描.行扫描.键盘阵列扫描.以及显示器扫描次数。

　　扫描计数器:

扫描计数器有两种工作方式,在编码工作方式时,计数器提供一种二进制计数，通过管脚SL0-SL3输出后经外部译码才能提供给键盘和显示器的扫描作用,在译码工作方式时,扫描计数器对最低二位进行译码,SL0-SL3输出4选1的译码信号,作为显示器和键盘的译码扫描。

键盘功能块包括:

返回缓冲器,键盘反跳及控制,8x8FIFO传感器RAM,FIFO/传感器RAM状态.

　　2.返回缓冲器与键盘反跳及控制：

8条返回线被返回缓冲器缓冲,在键盘工作方式中,这几条线被逐个检测,以找出该行键中闭合的键,如果反跳电路测知某键闭合,则它等待10.3ms,然后重核此键是否仍然闭合,如果仍闭合,那么该键在矩阵中的行列地址以及SHIFT和CNTL的状态一起被送到FIFORAM中,其在FIFORAM中的数据格式如下:

　　D7D6D5D4D3D2D1D0

　　CNTLSHIFTSCANRETURN

　　3.显示功能块包括:

显示寄存器,16X8显示RAM,显示地址寄存器.

　　4.I/O接口功能块：

8279通过数据缓冲器与I/O控制,使8279与CPU系统总线接口,I/O控制部分用CS.A0.RD和WR四条线控制CPU与8279之间的数据交换,数据缓冲器是数据交换的双向通道,控制信号与数据交换间的逻辑关系见下表:

　　CSA0WRRD

　　10CPU从8279读状态

　　0101CPU向8279写状态

　　10CPU从8279读数据

　　001CPU向8279写数据

　　1XXX数据缓冲器输出呈三态

　　x为任意数（0或1）

五、

流程图

六、代码

datasegment

ioportEQU0c400h-0280h;端口始地址

PORT0EQUioport+2B0H;8279DATAPORT

PORT1EQUioport+2B1H;8279CTRLPORT

IO273EQUioport+280h;273端口地址

io8255aEQUioport+288h;8255端口A地址

io8255bEQUioport+289h;8255端口B地址

io8255cEQUioport+28ah;8255端口C地址

io8255ctrEQUioport+28bh;8255控制端口地址

TABDB000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h,000h

DB000h,000h,000h,03ch,000h,024h,000h,024h,000h,024h,000h,024h,000h,03ch,000h,000h