計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)實(shí)踐報(bào)告姓名〔電站方向〕班級(jí)學(xué)號(hào)上海電力學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院一、設(shè)計(jì)題目及目的本次課程設(shè)計(jì)的試驗(yàn)?zāi)康氖?通過該試驗(yàn)把握較簡潔程序的設(shè)計(jì)；能獨(dú)立完成用程序?qū)?086、8255A把握鍵盤和LED顯示的把握,完成計(jì)算器加減法的應(yīng)用；獨(dú)立編寫程序，明白和把握程序的原理和實(shí)現(xiàn)方式；學(xué)習(xí)和把握計(jì)算機(jī)中常用接口電路的應(yīng)用和設(shè)計(jì)技術(shù)，充分生疏理論學(xué)問對(duì)應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用；進(jìn)一步加強(qiáng)理論學(xué)問與應(yīng)用相結(jié)合的實(shí)踐和鍛煉，為以后的設(shè)計(jì)供給閱歷。這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，加深了我對(duì)專業(yè)學(xué)問和理論學(xué)問學(xué)習(xí)的生疏和理解，使我的設(shè)計(jì)水平和對(duì)所學(xué)的學(xué)問的應(yīng)用力氣以及分析問題解決問題的力氣得到全80860~92LED0-9，+，-，×，÷，=，NO/C16二、小組成員分工及成果在試驗(yàn)課程要求下，我們選擇基于8086CPU的模擬計(jì)算器設(shè)計(jì)。要完成設(shè)計(jì)首先需要構(gòu)建簡潔的微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，其次是確定組成各部件的芯片，然后畫原理圖，依據(jù)相應(yīng)的原理以及實(shí)現(xiàn)過程，編寫出相應(yīng)的匯編代碼。再依據(jù)原理圖連接硬件電路，電路連接完成后進(jìn)展調(diào)試。設(shè)計(jì)過程中我們用到了8086CPU、可編程并行輸入/輸出芯片8255A、74HC138、74HC373、矩陣式鍵盤、LED數(shù)碼管。我們的模擬計(jì)算器能實(shí)現(xiàn)2位十進(jìn)制數(shù)以內(nèi)的加減乘除法運(yùn)算。首先，本組的三個(gè)成員一起爭論爭論簡易計(jì)算器設(shè)計(jì)的主要方案。粗略設(shè)計(jì)程序流程圖以確定簡易計(jì)算器設(shè)計(jì)的或許框架。明確目的后各自查詢資料了解設(shè)計(jì)原理、逐步清楚設(shè)計(jì)思路。以下為大體分工：主要負(fù)責(zé)：1、設(shè)計(jì)主要程序，編寫；2、查找資料驗(yàn)證修改；主要負(fù)責(zé)：1、選擇需要用的各個(gè)芯片；2、設(shè)計(jì)硬件原理圖；主要負(fù)責(zé)：1、各個(gè)芯片功能的資料查找；2、設(shè)計(jì)程序流程圖三、設(shè)計(jì)方案思路80860~92LED0-9，+，-，×，÷，=，NO/C161、通過小鍵盤做加減乘除運(yùn)算。2、數(shù)碼管顯示器作輸入數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)的顯示。30~9，“C、＋、－、×、÷、=”做功能鍵4、運(yùn)算挨次：a.首先輸入一個(gè)原始數(shù)據(jù)〔0~9之間，否則無反響〕顯示器跟隨顯示b.按“+、－、×、÷”顯示器內(nèi)容不變c.再次輸入一個(gè)數(shù)據(jù)〔0~9之間，否則無反響〕顯示器跟隨顯示d.按“=”顯示器顯示結(jié)果數(shù)據(jù)eC000，并重開頭運(yùn)算f.假設(shè)輸入一個(gè)數(shù)據(jù)后直接按“=”則數(shù)據(jù)不變?cè)O(shè)計(jì)思路：將整個(gè)程序劃分為鍵盤掃描局部,顯示局部,運(yùn)算程序局部。首先利用程序不斷掃描鍵盤是不是有輸入，假設(shè)沒有就始終掃描，假設(shè)有就停頓掃描，完成輸入，利用匯編的程序核對(duì)輸入鍵的數(shù)值，通過調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)運(yùn)算。運(yùn)算完成后將運(yùn)算的結(jié)果儲(chǔ)存并顯示到LED軟件流程大致如下：開頭，然后是系統(tǒng)的初始化，進(jìn)展鍵盤掃描，對(duì)掃描的鍵值進(jìn)展推斷〔分為數(shù)字鍵和功能鍵〕，假設(shè)為數(shù)字鍵，則執(zhí)行數(shù)字鍵處理程序，即顯示數(shù)字并將數(shù)值存儲(chǔ)；假設(shè)為功能鍵，則先推斷是否為清屏，如是清屏，則執(zhí)行清屏子程序，如是加減乘除運(yùn)算鍵則調(diào)用相應(yīng)程序運(yùn)算，如是等號(hào)鍵，則先推斷上個(gè)符號(hào)位，調(diào)用相對(duì)應(yīng)的運(yùn)算子程序進(jìn)展運(yùn)算，如此就可以得到需要的結(jié)果了。四、硬件原理圖〔包括芯片的選型介紹〕硬件電路圖：〔1〕1原理圖1、鍵盤輸入模塊鍵盤是常用信息輸入元件，其實(shí)鍵盤也是由一個(gè)個(gè)按鈕組成，假設(shè)是獨(dú)立按鈕的話必必要對(duì)應(yīng)一個(gè)I/OI/O口對(duì)它進(jìn)展檢測，或許對(duì)一個(gè)比較簡潔的系統(tǒng)I/O口數(shù)一般不是問題，但對(duì)于一個(gè)大型、簡潔的系統(tǒng)來說I/OI/O使用是格外利于降低本錢，另外一方面鍵盤比用獨(dú)立按鍵要美觀，同時(shí)硬件上的節(jié)約必定導(dǎo)致軟件上編程的簡潔。我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)使用4*422鍵盤44，4根行線與PC4根列線與PA點(diǎn)處〔數(shù)字或字符為其鍵號(hào)〕，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。鍵盤中有無按鍵按下是由行線送入全掃描字、列線讀入行線狀態(tài)來推斷。這就是：給行線全部I/O線均置成低電平，然后讀入列線電平狀態(tài)。假設(shè)有按鍵按下，總會(huì)有一根列線電平被拉至低電平，1。28255A38255A〔1〕并行輸入/輸出端口A，B，C8255A8位的輸入輸出端口，分別是端口A、端口B、端口C，相應(yīng)信號(hào)線是PA7～PA0、PB7～PB0、PC7～PC0。端口都是8位，都可以作為輸入或輸出。通常將端A和端口B/輸出的數(shù)據(jù)端口，而端口CAB〔2〕A組和BAC4〔PC7～PC4〕AABC4〔PC3～PC0〕BBAB組利用各自的把握單元來接收讀寫把握部件的命令和CPU通過數(shù)據(jù)總線〔D0～D7〕送來的把握字，并依據(jù)他們來定義各個(gè)端口的操作方式?！?〕數(shù)據(jù)總線緩沖存儲(chǔ)器88255A8086CPUI/O把握字和狀態(tài)信息都是通過該緩沖器進(jìn)展傳送。(4)讀/寫把握部件8255A是能完成讀/CPU的把握命令，并依據(jù)把握命令向各個(gè)功能部件發(fā)出操作指令。CS片選信號(hào)：由CPU8255ARD,WRCPURDCPU8255A，WRCPU8255ARESET復(fù)位信號(hào)：由CPU輸入。RESET8255A中全部把握字存放器內(nèi)容，并將各個(gè)端口置成輸入方式。48255A定義工作方式把握字：0：8255A/輸出方式。58255A3、顯示模塊6顯示器顯示原理：顯示子程序把數(shù)據(jù)每一位獨(dú)立顯示，每次從最高位顯示到最低位，在掃描鍵盤的時(shí)候不斷調(diào)用顯示子程序，形成了從高位到低位的不斷循環(huán)顯示，由于循環(huán)速度快，看起來就似乎一起顯示的。4、74HC373774HC373AD0-AD7A0-A7當(dāng)三態(tài)允許把握端OE為低電尋常，A0-A7為正常規(guī)律狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線，當(dāng)OE為高電尋常，A0-A7LEAADLEAD據(jù)電平。5、74HC138874HC13874HC138是一款高速CMOS74HC138TTL〔LSTTL〕系列。74HC1383〔A0,A1A2〕，并當(dāng)使能時(shí)，供給8〔Y0Y7〕。74HC1383〔E1E2〕和一個(gè)高有效〔E3〕。除非E1E2E374HC13874HC1388個(gè)輸出端中譯出一個(gè)低電平輸出。兩個(gè)低電平有效的賦能輸入端和一個(gè)高電平有效的賦能輸入端削減了擴(kuò)展所需要的外接門或倒相器。6、8086CPU98086CPU的40條引腳信號(hào)可按功能分可分為四類，它們是：地址總線，數(shù)據(jù)總線，把握總線，其它(時(shí)鐘與電源)。最小模式下一些引腳功能(MN/MX5V)：AD15～AD0，地址/數(shù)據(jù)總線A19/S6～A16/S3，地址/狀態(tài)總線RD，讀信號(hào)WR，寫信號(hào)M/IO，存儲(chǔ)器/輸入輸出把握信號(hào)ALE，地址鎖存允許信號(hào)READY(Ready)，預(yù)備就緒信號(hào)INTR，可屏蔽中斷懇求信號(hào)INTA，中斷響應(yīng)信號(hào)NMI，非屏蔽中斷懇求信號(hào)RESET，系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)DEN，數(shù)據(jù)允許信號(hào)DT/R，數(shù)據(jù)發(fā)送/接收把握信號(hào)HOLD，總線保持懇求信號(hào)輸入HLDA，總線保持響應(yīng)信號(hào)TEST，測試信號(hào)CLK，時(shí)鐘輸入信號(hào)VCC(+5V)，GND開頭8255A開頭8255A有無壓鍵N連續(xù)掃描OPER0Y加號(hào)Y保存第一個(gè)數(shù)據(jù)OPER減號(hào)NN乘號(hào)YOPER放鍵除號(hào)NY等號(hào)OPER清零Y NYOPERN YOPERNN連續(xù)掃描鍵盤YNY清零顯示器和數(shù)據(jù)N進(jìn)展+、－、×、÷運(yùn)算，并將結(jié)果進(jìn)展顯示，等待C被按下六、程序清單，要有適當(dāng)?shù)淖⑨孌ATASEGMENTNUM1 DB03HDUP(0)NUM DB03HDUP(0)DATAENDSSTACKSEGMENTDW100DUP(0)STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKPORTAEQU30H;A口地址PORTBEQU32HPORTCEQU34HPORT8255 EQU36H ;8255片選始地址MAINPROCFAR(8255START:MOVAX,DATA;數(shù)據(jù)段MOVDS,AXAX的內(nèi)容傳送給存放器DSMOV DX,PORT8255 8255DXMOV AL,81H ;A口輸出，C

組方式0；AOUT DX,AL ;B0；B口輸出，CLOPL: XOR AH,AH ;抑或指令，使AH清零CALL KEY KEY序CMP AH,00H AH00H較JZ LOPL ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LOPL

，即結(jié)CMP AL,0FH AL0FH較JZ CCCL 0，則轉(zhuǎn)到CCCLCMP AL,0AH AH0AHJZ LOPL ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LOPL

，即結(jié)果JNC LOPL ;假設(shè)CF=0，表示第一個(gè)數(shù)大，轉(zhuǎn)向LOPLOUT 32H,AL B口數(shù)據(jù)ALLOPL2: LEA SI,NUM NUM的偏移地址給SIMOV [SI],AL ;將AL的數(shù)據(jù)存SIPUSH AX ;AX出棧LOPL1: XOR AH,AH AHCALL KEY KEYCMP AH,00H AH00HJZ LOPL1 ;ZF=1，即結(jié)果0，則轉(zhuǎn)到LOPL1CMP AL,0FH AL0FH較JZ CCCL 0，則轉(zhuǎn)到CCCLCMP AL,0AH AL0AHJZ XX1 0，則轉(zhuǎn)到XX1CMP AL,0BH AL0BH較JZ XX2 ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到XX2CMP AL,0CH AL0CH較JZ XX3D 0，則轉(zhuǎn)到XX3DCMPAL,0DHAL0DHJZXX4D;ZF=10，則轉(zhuǎn)到XX4DJMPLOPL1LOPL1CCCL: MOVAL,00HOUT 32H,AL B口數(shù)據(jù)ALJMP LOPL LOPLXX3D: CALL XX3 XX3XX4D: CALL XX4 XX4MAINENDPXX1PROCNOP LOPL3: XOR AH,AH AHCALL KEY KEYCMP AH,00H AH00HJZ LOPL3 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LOPL3

，即結(jié)果CMP AL,0FH AL0FHJZ CCCL ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到CCCLCMP AL,0AH AL0AHJZ LOPL3 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LOPL3

，即結(jié)果為JNC LOPL3 ;假設(shè)CF=0，表示第一個(gè)數(shù)大，轉(zhuǎn)向LOPL3OUT 32H,AL BALPUSH AX ;AX出棧LEA SI,NUM NUMSI中MOV[SI+1],AL ;將AL的數(shù)據(jù)存放在SI+1LOPL4:XORAH,AH AHCALLKEYKEYCMPAH,00HAH00HJZLOPL4;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LOPL4CMP AL,0FH AL0FHJZ CCCL ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到CCCLCMP AL,0EH AL0EHJZ XXX1 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到XXX1JMP LOPL4 LOPL4XXX1: LEA SI,NUMMOV AL,[SI]AND AL,0FHMOV DL,[SI+1]AND DL,0FH 保持不變，賦給DLADD AL,DL

相與，高四位置0，低四位DAA BCDOUT 32H,AL BALJMP LOPL XX1ENDPXX2PROCNOP LOPL5: XOR AH,AH AHCALL KEY CMP AH,00H AH00HJZ LOPL5 ;ZF=10，則LOPL5CMP AL,0FH AL0FHJZ CCCL ;ZF=1，即結(jié)果為0，則CCCLCMP AL,0AH AL0AHLOPL5JZJNCLOPL5LOPL5;ZF=1，即結(jié)果為0，則OUT32H,ALBALPUSHAX;AX出棧LEASI,NUMNUMSI中MOV[SI+1],ALALSI+1LOPL6:XORAH,AHAHCALLKEYKEYCMPAH,00HAH00HJZLOPL6;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LOPL6CMP AL,0FH AL0FHJZ CCCL7 ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LOPL7CMPAL,0EHAL0EH則轉(zhuǎn)到XXX2JZXXX2;ZF=1，即結(jié)果為0，JMPLOPL6XXX2:LEASI,NUMNUMSIMOVAL,[SI]ANDAL,0FHMOVDL,[SI+1]ANDDL,0FHSUBAL,DLADDAL,00HDAAOUT32H,ALBALJMPLOPLCCCL7:MOVAL,00HOUT32H,ALBALJMPLOPLXX2ENDPXX3PROCLOPL7:XORAH,AH;乘AHCALLKEYKEYCMPAH,00HAH00HJZLOPL7;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LOPL7CMP AL,0FH AL0FHJZ CCCL2 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到CCCL2CMP AL,0AH AL0AHJZ LOPL7 ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LOPL7JNC LOPL7 CF=0，表示第一個(gè)數(shù)大，轉(zhuǎn)向LOPLOUT 32H,AL BALPUSH AX ;AX出棧LEA SI,NUM NUMSIMOV [SI+1],AL ALSI+1LOPL8: XOR AH,AH AHCALL KEY KEYCMP AH,00H AH00HJZ LOPL8 ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LOPL8CMP AL,0FH AL0FHJZ CCCL3 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到CCCL3CMP AL,0EH AL0EHJZ XXX3 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到XXX3XXX3:LEASI,NUM XXX3:LEASI,NUM NUMSIMOVAL,[SI]ANDAL,0FHMOVDL,[SI+1]ANDDL,0FHMULAAMDL ;DL*ALAH，余ALMOVCL,4SALAH,CLAHORAL,AH11OUT32H,ALBALJMPLOPLLOPLCCCL2:MOVAL,00HOUT32H,ALBALJMPLOPLLOPLCCCL3:MOVAL,00HOUT32H,ALBAL數(shù)JMP LOPL LOPLXX3ENDPXX4PROC;除LOPL9:XORAH,AHAHCALLKEYKEYCMPAH,00HAH00HJZLOPL9;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LOPL9CMP AL,0FH AL0FHJZ CCCL5 ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到CCCL5CMP AL,0AH AL0AHJZ LOPL9 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LOPL9OUT32H,ALBALOUT32H,ALBALPUSHAX;AX出棧LEASI,NUMNUMSIMOV[SI+1],AL;將AL的數(shù)據(jù)存放在SI+1LOPL10:XORAH,AHAHCALLKEYKEYCMPAH,00HAH00HJZLOPL10;ZF=1，即結(jié)果為0，則LOPL10CMPAL,0FHAL0FHJZCCCL4;ZF=10，則轉(zhuǎn)到CCCL4CMPAL,0EH AL0EHJZXXX4 ;ZF=10則轉(zhuǎn)到XXX4JMPLOPL10 XXX4:LEASI,NUM NUMSIMOVAL,[SI]ANDAL,0FH ;與指令，高四位清零，低四位不變MOVBL,[SI+1]ANDBL,0FH，AND AX,000FHDIV BL ;ALBL，商放ALAHOUT 32H,AL B口數(shù)據(jù)ALJMP LOPL LOPLCCCL4: MOV AL,00HOUT 32H,AL BALJMP LOPL LOPLCCCL5: MOV AL,00HOUT 32H,AL B口數(shù)據(jù)ALJMP LOPL LOPLXX4ENDPKEY PROCNOPLEASI,NUM1MOVAL,0EHOUT30H,AL AALINAL,34HCMPAL,07H AL07HJZLL7 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LL7

，即結(jié)果為CMPAL,0BH AL0BHJZLL8 ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LL8CMPAL,0DH AL0DHJZLL9 ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LL9CMPAL,0EH AL0EHJZLDIV ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LDIVSS1: MOVAL,0DHOUT30H,ALAALINAL,34HCMPAL,07HAL07HJZLL4;ZF=1，即結(jié)果0，則轉(zhuǎn)到LL4CMPAL,0BH AL0BHJZLL5 ;ZF=1，即結(jié)果0，則轉(zhuǎn)到LL5CMPAL,0DH AL0DHJZLL6 ;ZF=1，即結(jié)果0，則轉(zhuǎn)到LL6CMPAL,0EH AL0EHJZLMUL ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LMULSS2: MOVAL,0BHOUT30H,AL A口數(shù)據(jù)ALINAL,34HCMPAL,07H AL07HJZLL1 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LL1

，即結(jié)CMPAL,0BH AL0BHJZLL2 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LL2

，即結(jié)CMPAL,0DH AL0DHJZLL3 ;ZF=10，則轉(zhuǎn)到LL3

，即結(jié)CMPAL,0EH AL0EHJZLSUB ;ZF=1為0，則轉(zhuǎn)到LSUBSS3: MOVAL,07H

，即結(jié)果OUT30H,ALA口數(shù)據(jù)ALINAL,34HCMPAL,07HAL07HJZSCLC;ZF=10，則轉(zhuǎn)到SCLCCMPAL,0BH AL0BHJZLL0 ;ZF=1，即結(jié)果為0，則轉(zhuǎn)到LL0CMPAL,0DHAL0DHJZ則轉(zhuǎn)到LEQUCMPLEQUAL,0EH;ZF=1AL0DH0，JZ則轉(zhuǎn)到LADDLADD;ZF=1，即結(jié)果為0，JMPKCLC KC