简易计算器系统设计

合肥学院

计算机科学与技术系微机原理与接口技术

课程设计报告

2008～2009学年第1学期

课程微机原理与接口技术

课程设计名称简易计算器系统设计

学生姓名陈友凤

学号0604032032

专业班级06网工（2）

指导教师肖连军

2009 年 2 月

一、题义分析及解决方案

1 .题义与需求分析

计一个可以进行2位数四则运算的计数器，要求：1.用按键输入数和运算符号；

2.用LED显示运算过程和结果（十进制数）；

3.可以表示出当前的运算类型；

4.具有清零和复位的功能；

5.具有连续运算的功能.本设计需要解决的问题有:

(1)芯片的选择

(2)硬件的连接

(3)按键的识别，如何将键号转化为键值

(4)如何循环显示结果

(5)四则运算的实现

2．解决问题的方法与思路：

1 ) 硬件部分

表1-1 硬件器件选择

器件名称特点

小键盘键盘（Keyboard）是常用的输入设备，它是由一组开关矩阵组成，结构相对复杂

LED显示器LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1，LED的最显著特点是使用寿命长，光电转换效能高，绿色环保

74LS138译码器74LS138是3/8译码器，即对3个输入信号进行译码。得到8个输出状态。G1,G2A,G2B,为数据允许输出端，G2A,G2B低电平有效。G1高电平有效。A,B,C为译码信号输出端，Y0~Y7为译码输出端，低电平有效。

8279A芯片8279芯片可以实现对键盘/显示器的自动扫描，以减轻CPU负担，具有显示稳定，程序简单，不会出现误动作等

结论：输入口用一片8279及小键盘实现，显示设备为LED显示器。

2 ) 软件部分

8279是可编程接口芯片，通过编程使其实现相应的功能，编程的过程实际上就是CPU向8279发送控制指令的过程。在软件设计中，显示方式采用了8个字符显示，从左输入方式，编码扫描键盘，双键锁定。由于该系统对

实时性及速度要求并不十分高，所以时钟频率采用6M Hz已足够了，故程序时钟命令字取为2AH，用以保证100kHz的内部工作频率。

由于采用10ms定时扫描查询方式，所以在下次开始扫描时，先应清空8279，清除显示RAM大约需要160μs的时间，在此期间，FIFO状态字的最高位DU=1，表示显示无效，CPU不能显示RAM写入数据，所以清除命令状态字取D1H。

CPU对8279的控制是先读回8279的状态字，查看PIFORAM中有无字符，若有将根据字符个数读出所有字符，并进行相应处理；若无，则直接返回。

CPU对8279的监视采用查询方式，对8279分配的数据口地址为8000H，状态口地址为8001H，CPU每隔10ms定时中断查询一次，所有显示采用查询段码表的方式实现，简化了程序设计过程，提高了程序质量。

二．硬件设计：

1．选择芯片(1)8279A

1 ) 8279A在本设计中的作用：

在本设计中用8279A芯片控制键盘输入和LED显示。

2 ) 8279A的功能分析：

1、8279A主要特性

8279A芯片是一种通用的可编程序的键盘/显示接口器件，单个芯片就能完成键盘输入和LED显示控制两种功能。可与任何8位机接口。8279A芯片包括键盘输入和显示输出两个部分。若采用8279作为键盘/显示器接口，则可以实现对键盘、显示器自动扫描，8279主要是管理键盘输入和显示器输出的。

8279可编程键盘显示器接口芯片具有动态显示驱动电路简单、不占用CPU 的时间、可自动进行键盘扫描、与计算机接口方便、编程容易、系统灵活等特点．当今已成为设计计算机应用系统，特别是实时性较高的测控系统的首选器件之一。

2、8279A的内部结构(如图2-1)

DB 0~DB 7

VCC GND

命

令

寄

存

器

组 显示RAM FIFO RAM OUTB 0~OUTB 3OUTA 0~OUTA 3 SL 0~SL 3 RL 0~RL 7 SHIFT CNTL/STB

IRQ

RESET CLK C 和 RD BD WR CS D

图2-1 8279A 的内部结构

图中，IRQ ：中断请求输出线，DB0~DB7：双向数据总路线（传送命令、数

据、状态），RD 、WR ：读写控制输入端，RESET ：复位输入端，CLK ：时钟输入端，CS ：片选，C 和/D （A0）：片内寄存器选址，OUTA0~A1、OUTB0~B3：8位显示输出端，BD ：熄灭显示输出端，SL0~SL3：公用扫描输出线，RL0~RL7：键盘回馈输入线，SHIFT ：抵挡键输入线，CNTL/STB ：控制/选通输入线。

另外，8279的键盘接口部分内部有一个8×8位先进先出的堆栈（FIFO ），

用来存放键盘输入代码，显示器接口部分内部有一个16×8位显示RAM ，用来显示段数据，能为16位LED 显示器（或其它显示器）提供多路扫描接口。

3、8279A 的引脚信号和功能

8279可编程键盘显示器接口芯片具有动态显示驱动电路,不占用CPU 的时

间、可自动进行键盘扫描、与计算机接口方便、编程容易、系统灵活等特点。 8279A 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。

8279A 内部有键盘 FIFO （先进先出堆栈）/传感器，双重功能的 8×8=64B RAM ，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。

4、8279的命令字及其格式

8279三种工作方式：键盘工作方式、显示工作方式和传感器工作方式。

键盘工作方式：双键互锁和N 键轮回。双键互锁是指当有两个以上按键同