数字化测量课程设计报告Word文档下载推荐.docx
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刘春晖
090701123
秦天骥
090701124
张胜
090701125
专业班级
电信091班
起止时间
2013/1/07—2013/1/11
设计题目
1熟悉系统,输入:
“KD2000型LED智能显示系统”并存储显示。
2汇编、输入、运行示例程序,了解系统硬件电路及软件编程特点。
汉字的旋转与扩缩
1在屏上显示2个汉字,然后每个字左旋90度显示3秒,然后右旋90度显示3秒,然后倒置3秒,最后恢复正常。
2逐行显示2个汉字,2秒后横向放大两倍,3秒后恢复正常。
3显示“回”字并放大缩小5次,恢复正常。
指
导
教
师
评
语
指导教师:
年月日
一、设计题目及要求
在掌握LED智能显示系统工作原理的基础上,能根据小组必做题目和自选题目,熟练的编写并调试各种程序,完成课题设计任务,提高学生的独立设计水平和实际动手能力,培养学生的创新精神。
(一)全班必做题目
1.熟悉系统,输入:
2.汇编、输入、运行示例程序,了解系统硬件电路及软件编程特点。
(二)小组必做题目
第五组:
1、在屏上显示2个汉字,然后每个字左旋90度显示3秒,然后右旋90度显示3秒,然后倒置3秒,最后恢复正常。
2、逐行显示2个汉字,2秒后横向放大两倍,3秒后恢复正常。
3、显示“回”字并放大缩小5次,恢复正常。
二、硬件电路设计
KD-2000型LED智能显示屏的设计原理:
系统框图如图1所示。
主要包括四部分:
主控制电路(主CPU、汉卡等),显示控制电路(辅CPU等),列驱动显示电路,开关电源。
1.主控制电路基本工作原理
主控制电路首先从遥控器或键盘接收数据和指令,然后根据显示内容和显示指令的要求在软件控制下完成下述工作:
如果要显示汉字,就从扩展卡27020中提取汉字点阵信息,然后存放在共享RAM6264中。
如果要显示的是8×
8点阵的ASCII码或数字,以及16×
8点阵的控制字符,就从程序存储器27256的高端提取有关的点阵信息,然后存放于共享RAM中。
最后,主CPU通过地址切换电路①与②及时序控制电路,与辅CPU以应答方式进行联络,对共享RAM进行分时操作,完成显示。
图1系统框图
由专用的日历时钟芯片MC146818,可产生年、月、日、时、分、秒、星期共7个时标信号。
我们可通过软件来获得和修改这些时标,并使之在屏幕上显示出来。
2.扫描板基本工作原理
首先由辅CPU将欲显示的数据由串行口送出,然后经并行/串行转换芯片CD4094转换成并行数据,输出的数据经过MC1413驱动产生列信号;
由P1口输出的行数据经CD4515译码生成行信号,再经达林顿管BD682产生行驱动信号。
最后输出行、列选通信号,点亮某一行。
如此循环往复,完成扫描过程。
3.共享RAM电路的工作原理
为了大大减轻主CPU的负担,合理地分配资源,以及便于实现显示电路的高速扫描,该系统设计成双CPU结构,共享一片RAM。
电路如图2所示。
共享RAM电路主要是通过六片74LS245来完成的,74LS245是三态八总线双向收发器。
其中是控制端,低电平时有效,允许传输;
高电平时禁止。
DIR是方向控制端,为低电平时数据由B传到A,呈高电平时,数据由A传到B。
由原理图可以看到:
IC1~IC3的端不仅接主CPU的T0端,还接74LS74的Q端。
IC4~IC6的端不仅接显示CPU的INT0端,还接74LS74的端;
这样当主CPU控制公共RAM时,Q端为低,IC1~IC3开启,IC4~IC6关闭。
主CPU对RAM可进行读写操作,而辅CPU则不能。
当主CPU放弃对共享RAM的操作时,通过GAL对74LS74置位,因而变低,Q变高。
封锁IC1~IC3,从而辅CPU取得控制权,对共享RAM进行操作;
当辅CPU放弃对共享RAM的操作时,通过74LS00发出清零信号,使得74LS74的Q端输出低电平,当主CPU检测到T0为低时,可恢复对共享RAM的控制权。
这样就通过数据、地址切换的反复动作,完成了对共享RAM的分时操作。
图2共享RAM电路
4.汉卡电路工作原理
汉卡电路工作原理图见图3。
在扩展电路中,用了373、374、27020和6264各一片。
373和374的区别是:
373为八D锁存器,当控制端G为低电平时锁存;
374则是八D触发器,在系统时钟下降沿时可以对数据锁存。
本系统所用的字库芯片是27020,它是256Kbit的CMOS超大规模集成电路只读存储器,共有18根地址线,而8031只有16根地址线。
为读取27020内的数据,使用一片374,利用其下降沿锁存的特点来对27020进行分页处理,因为374的时钟端接片选信号CS1,而CS1平时为高电平,有效时为低电平,所以其有效的过程对374来说相当于是一个下降沿,当向4000H单元送数(即片选信号CS1有效)时,由GAL地址分配所决定的写入4000H单元中的数据的高5位,同时被锁入374中,形成27020的页面地址。
因而从27020中读数时只需加片选信号CS2即可。
需要指出,6264和27020的端选通信号不同,前者接PSEN信号,后者接读信号。
因此把27020作为一个数据存储器,而把6264当作一个程序存储器,充当本系统的仿真RAM。
这样可避免27020和6264的地址发生冲突。
5.地址分配
地址分配实际上是由GAL来完成的。
它是一种电擦写、可反复编程、随时修改并且能加密的可编程逻辑器件(PLD)。
它既不同于PAL,也不同于EPROM。
目前常用的有GAL16V8和GAL20V8。
它们具有以下特点:
(1)由于GAL采用的是一种高速的电可擦写(E2CMOS)工艺制造,因而比TTL构造的PAL功耗低,速度快;
(2)GAL有8个逻辑宏单元(OLMC),使输出任意变化,又很强的带负载能力,驱动电流可达24mA;
(3)采用高速编程算法,按行进行编程,整个芯片的写入可在1秒钟内完成。
此外,还采取了加密措施。
图3汉卡电路
各芯片的地址分配详见附表。
附表
名称
IC型号
片选信号
地址
备注
程序存储器
27256
=A15=0
0000H-7FFFH
数据存储器
62256
==0
8000H-FFFFH
共享RAM
6264
=A15+A14+A13=0
0000H-1FFFH
主CPU读RAM
=+PSEN
8000H-9FFFH
辅CPU读RAM
辅CPU
2764
A15=1,A14=0
汉卡ROM
27020
CS2=A15+A14++RD
2000H-3FFFH
仿真RAM
=+A14+A13+PSEN
读操作
=+A14++WR
写操作
对于主CPU,其程序存储器27256的片选信号为=A15,仅当A15=0时选通,其地址分配为0000H~7FFFH。
数据存储器62256采用A15做片选信号,=,仅当A15=1时选通,其地址分配为8000H~FFFFH。
对于公共RAM6264而言,当CPU取得控制权时用A15+A14+A13做片选信号,其地址分配为0000H~1FFFH。
对于辅CPU,其程序存储器2764的片选信号为=A15,仅当A15=0时选通,其地址分配为0000H~1FFFH,数据存储器6264采用A15和A14做片选信号,仅当A15=1且A14=0时选通,其地址分配为8000H~9FFFH。
对于共享RAM的选通比较复杂,它取决于数据传输转换器IC9的允许端,而=()=PSEN+所以仅当辅CPU的PSEN为低,且A15为高时,选通共享RAM,这表明共享RAM对辅CPU而言,相当于是一个程序存储器,其地址分配为8000H~9FFFH。
汉卡上的27020先由CS1选通页面地址,再由片选信号CS2决定页内地址。
而CS2=A15+A14++RD,因而其地址分配为2000H到3FFFH。
6264在读、写操作时,地址分配是不同的。
当进行读操作时,用CS2做片选信号,而CS2=+A14+A13+PSEN,因而地址分配为8000H~9FFFH。
进行写操作时,CS2=A15+A14++WR,因而地址分配为2000H~3FFFH。
6.键盘
键盘布置如图4所示,共有30个键。
其中,9个双功能键被定义为:
在BAS状态下为上挡键,在PRG状态下为下挡键。
数字键(0~F)。
0区表示前128个ASCII码;
1区表示后128个ASCII码。
HOM/连续:
光标移到文件头/连续执行程序。
END/单步:
光标移
图4键盘布置图
到文件尾/单步执行程序。
ASC/调出:
当前输入状态切换为ASCII码输入/将程序从备份RAM调到仿真
RAM中。
汉字/存入:
将当前输入状态切换为汉字输入/将程序从仿真
RAM中存储到备份RAM。
PUP/XRA:
向上翻页/检查或修改外部数据存储器。
PDN/MEM:
向下翻页/检查或修改程序存储器内容。
DEL/REG:
删除/检查或修改寄存器的内容。
HLP/SCR:
提示帮助信息/用户屏幕。
ESC:
退出。
INS/回车:
输入状态(插入和替换)的切换/回车。
↑:
向上移动光标。
↓:
向下移动光标。
三、系统的熟悉使用
程序流程图如图5所示。
上电后,屏上出现主菜单光标在B上闪烁,按↑、↓键移动光标,可选择不同的菜单项。
图5程序流程图
BASPRG
SETOTH
例如:
当光标在S上闪烁时,按回车键便会进入系统设置(SET)菜单项。
1.BAS功能
进入BAS功能后,屏上出现BAS菜单:
RUNNEW
EDIESC
光标在R上闪动,用↑、↓键移动光标,按回车键进入该菜单功能。
此部分包括四个功能:
运行BAS文件(RUN)、清除BAS文件(NEW)、编辑BAS文件(EDI)和退出BAS功能(ESC)。
在内存可存储16个BAS文件,文件号分别为0~F,BAS文件就是将要显示的文件,并以一定的格式存储起来。
在文件中,除了包含要显示的字符和汉字,还有一些控制信息(包括控制码和控制参数),它们动态的存储在内存中的A000H~CFFFH共12K的空间内。
当系统掉电后,改由备用电源供电,所以存储在内存中的文件不会丢失。
(1)清除(新建)BAS文件(NEW)
当光标在NEW上闪烁时,按回车键进入该功能,屏幕上提示:
文件号×
。
该功能用来清除在内存中已有的文件。
假如内存中已有16个文件,如果要建立第17个文件,则需将原来文件中的某一个覆盖。
键入文件号,或键入回车使用缺省文件号。
屏上提示:
文件的所有数据要丢失!
确信?
按回车键确认,按其他键退出。
另外,0号文件保留给系统使用,不能清除。
如清除0号文件,屏上会
提示:
0号文件为系统使用,不能清除。
(2)编辑BAS文件(EDI)
该功能用来编辑BAS文件。
当光标在EDI上闪烁时,键入回车键进入该功能。
屏
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