数字二进制转换器

合肥学院

计算机科学与技术系

微机原理与接口技术

课程设计

2007～2008学年第二学期

课程设计科目二进制编码器

学生姓名欧阳小叶

学号 0604031039

班级 06网工（1）班

指导教师张向东

2008年12月

数字二进制码编

一、题意分析及解决方案

1.题义需求分析

本课程设计的内容是：用STAR ES598PCI单板开发机和接口芯片设计应用接口作为一个十六位二进制编码器的输入口，并用该口作为四位LED七段显示器的输出口，循环显示其编码的结果。即：利用逻辑开关板输入一个十六位的二进制数，利用LED七段数码显示控制电路板的LED七段显示器，循环显示与所输入的十六位二进制数相对应的四位十六进制数。

为了实现课题所要求的功能，本设计需要解决以下问题：

（1）如何实现二进制的置数

（2）如何输入二进制数

（3）如何实现二进制数到十六进制字型码的转化

（4）如何输出数据

（5）如何循环显示结果

2.解决问题的方法及思路

设计方案：为了解决以上问题，本实验设计分硬件设计和软件设计两部分。

1.3硬件部分

PC机与PCI卡连接，通过可编程并行接口芯片8255A同开关与LED七段显示器相连。通过逻辑开关（分四次输入设置）将十六位二进制信息由8255A芯片的PC口输入，经过程序转换为对应的七段LED段选码（字型码），输出至LED数码显示器，由LED数码显示器显示出与输入的二进制信息相对应的字形码。8255A 芯片的PA口用于进行LED七段显示器的位选码的选择，PB口用于段选码的选择，PC口用于输入。因此二进制的置数设备、输入设备的选择以及输出设备都属于硬件部分，二进制的指数设备可选用逻辑开关二进制的输入设备实现四位四位的处理，输出可以处理八位，可选用芯片8255A, 输出显示使用LED显示器。

1.4软件部分

利用汇编语言编写动态移动的控制程序。软件部分将完成:

·初始化（PCI卡初始化,写8255方式命令控制字）

·读取二进制数锯（设置初值子程序,读取并存储二进制开关状态）

·字型码的转化（16位二进制数从高位到低位分4组对应4位16进制数,通过查段选码表确定每组字型码,控制位选码和段选码的输出实现字型码的转换）·写操作（输出结果并控制显示器显示循环送出段选码和位选码，通过两个循环, 第一次循环写低8位，第二次循环写高8位,分两次写一个8位数据，先写低4位，再写高4位。位选码初始化为0FEH，并用循环左移控制不同LED显示器的亮灭，每位显示1ms，循环显示。）

二、硬件设计

1.选择芯片逻辑开关

1).芯片逻辑开关在本设计中的作用

通过逻辑开关给出所需编码的二进制数。

2).芯片逻辑开关的功能分析

逻辑开关为8个并连在一起的单刀双置开关，它一端接+5V的电源电压V

，

CC

相连时表示二进制数‘1’，当触头与地线相连是表示二一端接地。当触头与V

CC

进制树‘0’。

表2-1逻辑开关真值表

K4 K3 K2 K1 段码

0 0 0 0 0

0 0 0 1 1

0 0 1 0 2

0 0 1 1 3

0 1 0 0 4

0 1 0 1 5

0 1 1 0 6

0 1 1 1 7

1 0 0 0 8

1 0 0 1 9

1 0 1 0 A

1 0 1 1 b

1 1 0 0 c

1 1 0 1 d

1 1 1 0 E

1 1 1 1 F

图2-1逻辑开关原理图

3).芯片逻辑开关的技术参数

开关向左拨形成“1”，接+5V电压，向右拨形成“0”，接0 V电压。

2.选择芯片8255A

1)芯片8255A在本设计中的作用

PC口作为作为输入口，它与逻辑开关相连把读入的二进制数经PCI卡送PC 机， PB口输出段选码，将4位二进制数据转换为16进制数据后对应的段选码送LED显示。PA口输出位选码，选择转换后16进制数据显示在LED上的位置。

在用8255Ａ前首先要对它进行初始化，设置它的方式选择控制字。8255A工作于方式0：指基本输入输出方式，相当于无条件传送方式。对于基本输入方式，其数据不锁存，对基本输出方式，其数据锁存。

2)芯片8255A的功能分析

8255A的数据总线缓冲器是一个三态8位双向缓冲器，用作8255A同系统数据总线相连时的缓冲部件，CPU通过执行输入/输出指令来实现对缓冲器发送或接收数据。8255A的控制字或状态字也是通过该缓冲器传送的。

PA、PB、PC三口均工作在方式０状态。PC

0～PC

7

与逻辑开关Ｋ

1

～Ｋ

8

相连，

PB

0～PB

7

与LED相连设置段选，PA

～PA

7

与LED相连设置位选。当控制程序运行

到读开关变量时，逻辑开关状态经PC送PC机中，经程序运行后，PA

0～PA

7

与LED

～

LED

7

相连当控制程序运行至显示16进制数时送出位选码选中相应位，对应的七段LED显示器显示16进制数的字型。

3)芯片8255A的技术参数

表2-2 8255A技术参数

8255A技术参数测试条件

规范值

单位大小

输入低电平电压ＶIL０.８－０.５Ｖ

输入高电平电压ＶIHＶCC２.０Ｖ

输出低电平电压ＶOL（数据端口）ＩOL＝２.５ＭＡ０.４５Ｖ

输出低电平电压ＶOL（外围端口）ＩOL＝１.７ＭＡ０.４５Ｖ

输出高电平电压ＶOH（数据端口）ＩOR＝－４００ＭＡ２.４Ｖ

输出高电平电压ＶOH（外围端口）ＩOH＝－２００ＭＡ２.４Ｖ

达林顿驱动电流ＩOAR－４.０－１.０mA

电源电流ＩCC１２０mA

输入负载电流ＩILＩIN＝０～ＶＣＣＩ／ＯmA

输出浮动电流ＩOFＶOR＝０.４５～VＣＣＩ／ＯmA 由上表格中达林顿驱动电流一栏可以知道：电流最大值是－4.0 mA，最小值是－1.0 mA，可知：8255A的负载能力较小，由于这远小于LED所要求的工作电压，所以输出口PC经驱动器同七段LED显示器相连接。

3.选择芯片LED显示器

1) 芯片LED显示器在本设计中的作用

本设计中，LED显示器用于显示编码结果。

2) 芯片LED显示器的功能分析

由于设计中采用共阴极LED显示器，所以当某段接入正电压时，对应的发光二极管会发光，当需要显示字型码“0”时，对应下图中的a，b，c，d，e，f发