中国矿业大学硬件课程设计(拔河游戏机).docx
- 文档编号:145032
- 上传时间:2022-10-04
- 格式:DOCX
- 页数:47
- 大小:2.23MB
中国矿业大学硬件课程设计(拔河游戏机).docx
《中国矿业大学硬件课程设计(拔河游戏机).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中国矿业大学硬件课程设计(拔河游戏机).docx(47页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
硬件课程设计报告
献给各位矿大学弟
姓 名:
学 号:
专 业:
计算机科学与技术
班 级:
计算机科学与技术
设计题目:
拔河游戏机
指导教师:
2015年1月16 徐州
课程设计指导教师评阅书
指导教师评语:
成绩:
指导教师签字:
2015 年 1 月 16
摘要
随着科学技术的不断发展,促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种
多样。
拔河游戏机作为一种工具,已经广泛应用于各种智力抢答竞赛场合。
但拔河机的使用频率较低,有的制作复杂,有的可靠性低,减少实用性。
硬件课程设计是硬件技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识和实践能力相统一的一个环节,是真正锻炼学生能力的一个环节。
拔河机能保证比赛中的公正性,在很多场合得到了广泛的应用。
要将拔河机系统产品化,应该根据客户不同的需求进行不同的设计,应该在程序中增加一些可以人为改变的参数,以便客户根据不同的需要随时调节。
因此,研究拔河机及扩大其应用,有着非常现实的意义。
本课程设计是基于微机原理与接口技术的简单应用。
通过硬件与软件的结合,用汇编语言编写程序模拟分析了拔河游戏机系统的运用,结合比赛的实际情况阐述了抢答系统的工作原理,给出了一种简单实用的拔河游戏机系统的硬件、软件电路设计方案。
该拔河机由主持人控制开始开关,开始后比赛双方通过按CD两个按键来使自己行的方块数增多,10s倒计时结束时,哪行的方块数多,谁就获胜,并将获胜者显示在第三行
本课题设计了一种采用8255芯片和汇编语言制作的多功能拔河游戏机,实验箱中的开关区和LCD显示区共同完成。
主要功能:
1.用8253可编程计时器计时 2.用液晶显示屏显示比赛结果。
它除了具有基本的拔河功能之外,还有显示结果的功能,当比赛开始后,第一行开始位置显示C,第二行开始位置显示D,如果有人胜出,系统自动锁存直到按下E键重新开始。
通过利用8254计数器,8255输入输出接口,4*4键盘、液晶显示屏等器件实现拔河游戏机系统的设计工作。
关键词:
8255可编程并行接口;LCD显示屏;8254可编程定时器/计数器;4×4键盘
目录
1概述 5
2需求分析 6
2.1总体任务 6
2.2各模块要求 6
2.3硬件需求分析 6
2.3.18254芯片 错误!
未定义书签。
2.3.28255芯片 6
2.3.34×4键盘 10
2.3.4128×64字符图形液晶显示屏 11
3硬件方案 14
3.1系统功能模块 14
3.2电路连线图 14
4软件方案 16
4.1端口和数据部分 17
4.28254初始化部分 17
4.38255初始化部分 17
4.4LCD初始化部分 18
4.5主体代码部分 错误!
未定义书签。
5问题与调试部分 19
5.1问题一 19
5.2问题二 19
5.3实物连线图 19
6运行结果 21
6.1结果截图 21
7实验结论 22
8实验体会 23
9参考文献 23
计算机科学与技术学院2011级硬件课程设计报告
第2页
1 概述
用8253可编程计时器计时,用液晶显示屏显示比赛结果。
它除了具有基本的拔河功能之外,还有显示结果的功能,当比赛开始后,第一行中央位置出现一个方块,比赛者双方开始按键拔河,按下C键方块左移一格,按下
D键方块右移一格,比赛者双方各执一键开始“拔河”,当10秒倒计时结束后以方块相对开始位置作比较,分出胜负。
如果有人胜出,系统自动锁存直到按下E键重新开始。
通过利用8253计数器,8255输入输出接口,4*4键盘、液晶显示屏等器件实现拔河游戏机系统的设计工作。
2.1总体任务
2 需求分析
用微机原理与接口实验箱,利用8255、8253、4×4键盘、128×64字符图形液晶显示等实现拔河游戏机。
2.2各模块要求
利用以上器件实现拔河游戏机。
2.2.18253要求
实现10s倒计时。
2.2.28255要求
实现数据的输入输出。
2.2.3LCD显示屏要求实现显示字母和图形
2.2.34×4键盘要求
实现C、D、E、F按键的输入。
2.3硬件需求分析
2.3.18253芯片
8253在本实验中工作于方式3,控制字为:
00110111B。
含义为:
选择通道0,先读写计数器的低字节,再读/写计数器的高字节,采用的是BCD 计数的方法。
8253具有3个独立的计数通道,采用减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。
8253芯片有24条引脚,封装在双列直插式陶瓷管壳内,内部结构如下:
(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8位双向三态缓冲存储器构成,是CPU与8253之间交换信息的必经之路。
(2).读/写控制
读/写控制分别连接系统的IOR#和IOW#,由CPU控制着访问8253的内部通道。
接收CPU送入的读/写控制信号,并完成对芯片内部各功能部件的控制功能,因此,它实际上是8253芯片内部的控制器。
A1A0:
端口选择信号,由CPU输入。
8253内部有3个独立的通道和一个控制字寄存器,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对控制字寄存器进行写操作。
这4个端口地址由最低2
位地址码A1A0来选择。
(3).通道选择
CS——片选信号,由CPU输入,低电平有效,通常由端口地址的高位地址译码形成。
RD、WR——读/写控制命令,由CPU输入,低电平有效。
RD有效时,CPU读取由A1A0所选定的通道内计数器的内容。
WR有效时,CPU将计数值写入各个通道的计数器中,或者是将方式控制字写入控制字寄存器中。
(4).计数通道0~2
每个计数通道内含1个16位的初值寄存器、减1计数器和1个16位的(输出)锁存器。
8253内部包含3个功能完全相同的通道,每个通道内部设有一个16位计数器,可进行二进制或十进制(BCD码)计数。
采用二进制计数时,最大计数值是FFFFH,采用BCD码计数时。
最大计数值是9999。
与此计数器相对应,每个通道内设有一个16位计数值锁存器。
必要时可用来锁存计数值。
当某通道用作计数器时,应将要求计数的次数预置到该通道的计数器中、被计数的事件应以脉冲方式从CLK端输入,每输入一个计数脉冲,计数器内容减“1”,待计数值计到“0”。
OUT端将有输出。
表示计数次数到。
当某个通道用作定时器时。
由CLK输入一定频率的时钟脉冲。
根据要求定时的时间长短确定所需的计数值。
并预置到计数器中,每输入一个时钟脉冲,计数器内容减“1”,待计数值计到“0”。
OUT将有输出,表示定时时间到。
允许从CLK输入的时钟频在1~2MHz范围内。
因此,任一通道作计数器用或作定时器用,其内部操作完全相同,区别仅在于前者是由计数脉冲进行减“1”计数。
而后者是内时钟脉冲进行减“1”计数。
作计数器时,要求计数的次数可直接作为计数器的初值预置到减“1”计数器中。
作定时器时,计数器的初值即定时系数应根据要求定时的时间进行如下运算才能得到:
定时系数=需要定时的时间/时钟脉冲周期
①设置通道:
向方式控制字寄存器端口写入方式选择控制字,用于确定要设置的通道及工作方式;
②计数/定时:
向通道写入计数值,启动计数操作
③读取当前的计数值:
向指定通道读取当前计数器值时,8253将计数器值存入锁存器,从锁存器向外提供当前的计数器值,计数器则继续作计数操作。
④计数到:
当计数器减1为0时,通过引脚OUTi向外输出“到”的脉冲信号。
计数初值输入存放在初值寄存器中,计数开始或重装入时被复制到计数器中。
锁存器在非锁存状态,其值随计数器的变化而变化;一旦锁存了计数器的当前值,直到锁存器值被读取后才能解除锁存状态。
8253中各通道可有6种可供选择的工作方式,以完成定时、计数或脉冲发生器等多种功能。
简要介绍方式3如下:
工作方式3被称作方波发生器,任一通道工作在方式3,只在计数值n为偶数,则可输出重复周期为n、占空比为1:
1的方波。
进入工作方式3,OUT输出低电平, 装入计数值后,OUT立即跳变为高电平。
如果当GATE为高电平, 则立即开始减“1”计数,OUT保持为高电平,若n为偶数,则当计数值减到n/2时,OUT跳变为低电平,一直保持到计数值为“0”,系统才自动重新置入计数值n,实现循环计数。
这时OUT端输出的周期为n×CLK周期,占空比为1:
1的方波序列; 若n为奇数, 则OUT端输出周期为n×CLK周期,占空比为((n+1)/2)/((n-1)/2)的近似方波序列。
如果在操作过程中,GATE变为无效,则暂停减“1”计数过程,直到GATE再次有效,重新从初值n开始减“l”计数。
如果要求改变输出方波的速率,则CPU可在任何时候重新装入新的计数初值n,并从下一个计数操作周期开始改变输出方波的速率。
2.3.28255芯片
8255 是Intel公司生产的可编程输入输出接口芯片,它是具有3个8位的并行I/O端口,具有三种工作方式,被广泛地使用于单片机的并行I/O端口。
工作方式0:
基本输入输出方式工作方式1:
选通输入输出方式工作方式2:
双向传送方式
PA3PA2PA1PA0RDCSGNDA0A1PA7PA6PA5PA4PA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2
PA5PA6PA7PA0WRRESETD0
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
8255
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
D1D2D3D4D5D6D7
VccPA7PA6PB5PB4PB3
8255引脚图
8255工作方式控制字
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
方式2
X
1
方式1
1
0
方式0
0
0
方式选择
输入
1
输出
0
A口
输入
1
输出
0
C口
(低4位)
A组控制
方式1
1
方式0
0
方式选择
输入
1
输出
0
B口
输入
1
输出
0
C口
(低4位)
B组控制
1
8255内部结构
8255引脚功能说明
RESET:
复位输入线,当该输入端外于高电平时,所有内部寄存器(包括控制寄存器)均被清除,所有I/O口均被置成输入方式。
PA0~PA7:
端口A输入输出线,一个8位的数据输出锁存器/缓冲器, 一个8
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中国 矿业大学 硬件 课程设计 拔河 游戏机
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)