【正文】 河北科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 學(xué)生姓名：王海遵(21) 許巖巖(22) 劉春暉(23) 秦天驥(24) 張勝(25) 專業(yè)班級(jí)： 電子信息工程 學(xué)年學(xué)期：2 012 2 013學(xué)年第一學(xué)期 指導(dǎo)教師： 于國慶 2 0 13 年 1 月 課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表學(xué)生姓名王海遵學(xué) 號(hào)090701121成績學(xué)生姓名許巖巖學(xué) 號(hào)090701122成績學(xué)生姓名劉春暉學(xué) 號(hào)090701123成績學(xué)生姓名秦天驥學(xué) 號(hào)090701124成績學(xué)生姓名張勝學(xué) 號(hào)090701125成績專業(yè)班級(jí)電信091班起止時(shí)間2013/1/07—2013/1/11設(shè)計(jì)題目1熟悉系統(tǒng)，輸入：“KD2000型LED智能顯示系統(tǒng)”并存儲(chǔ)顯示。2匯編、輸入、運(yùn)行示例程序,了解系統(tǒng)硬件電路及軟件編程特點(diǎn)。漢字的旋轉(zhuǎn)與擴(kuò)縮1在屏上顯示2個(gè)漢字，然后每個(gè)字左旋90度顯示3秒，然后右旋90度顯示3秒，然后倒置3秒，最后恢復(fù)正常。2逐行顯示2個(gè)漢字，2秒后橫向放大兩倍，3秒后恢復(fù)正常。3顯示“回”字并放大縮小5次，恢復(fù)正常。指導(dǎo)教師評(píng)語 指導(dǎo)教師： 年 月 日目錄一、設(shè)計(jì)題目及要求 4二、硬件電路設(shè)計(jì) 4 4 5 5 5 6 7三、系統(tǒng)的熟悉使用 81．BAS功能 82．PRG功能 11 12四、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 12五、程序分工 15六、心得體會(huì) 17一、設(shè)計(jì)題目及要求在掌握LED智能顯示系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，能根據(jù)小組必做題目和自選題目，熟練的編寫并調(diào)試各種程序，完成課題設(shè)計(jì)任務(wù)，提高學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)水平和實(shí)際動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。（一）全班必做題目1. 熟悉系統(tǒng)，輸入：“KD2000型LED智能顯示系統(tǒng)”并存儲(chǔ)顯示。2. 匯編、輸入、運(yùn)行示例程序，了解系統(tǒng)硬件電路及軟件編程特點(diǎn)。（二）小組必做題目第五組：漢字的旋轉(zhuǎn)與擴(kuò)縮在屏上顯示2個(gè)漢字，然后每個(gè)字左旋90度顯示3秒，然后右旋90度顯示3秒，然后倒置3秒，最后恢復(fù)正常。逐行顯示2個(gè)漢字，2秒后橫向放大兩倍，3秒后恢復(fù)正常。顯示“回”字并放大縮小5次，恢復(fù)正常。二、硬件電路設(shè)計(jì)KD2000型LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)原理：系統(tǒng)框圖如圖1所示。主要包括四部分：主控制電路（主CPU、漢卡等），顯示控制電路（輔CPU等），列驅(qū)動(dòng)顯示電路，開關(guān)電源。1. 主控制電路基本工作原理主控制電路首先從遙控器或鍵盤接收數(shù)據(jù)和指令，然后根據(jù)顯示內(nèi)容和顯示指令的要求在軟件控制下完成下述工作：如果要顯示漢字，就從擴(kuò)展卡27020中提取漢字點(diǎn)陣信息，然后存放在共享RAM 6264中。如果要顯示的是88點(diǎn)陣的ASCII碼或數(shù)字，以及168點(diǎn)陣的控制字符，就從程序存儲(chǔ)器27256的高端提取有關(guān)的點(diǎn)陣信息，然后存放于共享RAM中。最后，主CPU通過地址切換電路①與②及時(shí)序控制電路，與輔CPU以應(yīng)答方式進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，對(duì)共享RAM進(jìn)行分時(shí)操作，完成顯示。圖1 系統(tǒng)框圖由專用的日歷時(shí)鐘芯片MC146818，可產(chǎn)生年、月、日、時(shí)、分、秒、星期共7個(gè)時(shí)標(biāo)信號(hào)。我們可通過軟件來獲得和修改這些時(shí)標(biāo)，并使之在屏幕上顯示出來。2. 掃描板基本工作原理首先由輔CPU將欲顯示的數(shù)據(jù)由串行口送出，然后經(jīng)并行／串行轉(zhuǎn)換芯片CD4094轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過MC1413驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生列信號(hào)；由P1口輸出的行數(shù)據(jù)經(jīng)CD4515譯碼生成行信號(hào)，再經(jīng)達(dá)林頓管BD682產(chǎn)生行驅(qū)動(dòng)信號(hào)。最后輸出行、列選通信號(hào)，點(diǎn)亮某一行。如此循環(huán)往復(fù)，完成掃描過程。為了大大減輕主CPU的負(fù)擔(dān)，合理地分配資源，以及便于實(shí)現(xiàn)顯示電路的高速掃描，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成雙CPU結(jié)構(gòu)，共享一片RAM。電路如圖2所示。共享RAM電路主要是通過六片74LS245來完成的，74LS245是三態(tài)八總線雙向收發(fā)器。其中是控制端，低電平時(shí)有效，允許傳輸；高電平時(shí)禁止。DIR是方向控制端，為低電平時(shí)數(shù)據(jù)由B傳到A，呈高電平時(shí)，數(shù)據(jù)由A傳到B。由原理圖可以看到：IC1～I(xiàn)C3的端不僅接主CPU的T0端，還接74LS74的Q端。IC4～I(xiàn)C6的端不僅接顯示CPU的INT0端，還接74LS74的端；這樣當(dāng)主CPU控制公共RAM時(shí)，Q端為低，IC1～I(xiàn)C3開啟，IC4～I(xiàn)C6關(guān)閉。主CPU對(duì)RAM可進(jìn)行讀寫操作，而輔CPU則不能。當(dāng)主CPU放棄對(duì)共享RAM的操作時(shí)，通過GAL對(duì)74LS74置位，因而變低，Q變高。封鎖IC1～I(xiàn)C3，從而輔CPU取得控制權(quán)，對(duì)共享RAM進(jìn)行操作；當(dāng)輔CPU放棄對(duì)共享RAM的操作時(shí)，通過74LS00發(fā)出清零信號(hào)，使得74LS74的Q端輸出低電平，當(dāng)主CPU檢測(cè)到T0為低時(shí)，可恢復(fù)對(duì)共享RAM的控制權(quán)。這樣就通過數(shù)據(jù)、地址切換的反復(fù)動(dòng)作，完成了對(duì)共享RAM的分時(shí)操作。圖2 共享RAM電路漢卡電路工作原理圖見圖3。在擴(kuò)展電路中，用了373727020和6264各一片。373和374的區(qū)別是：373為八D鎖存器，當(dāng)控制端G為低電平時(shí)鎖存；374則是八D觸發(fā)器，在系統(tǒng)時(shí)鐘下降沿時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)鎖存。本系統(tǒng)所用的字庫芯片是27020，它是256Kbit的CMOS超大規(guī)模集成電路只讀存儲(chǔ)器，共有18根地址線，而8031只有16根地址線。為讀取27020內(nèi)的數(shù)據(jù)，使用一片374，利用其下降沿鎖存的特點(diǎn)來對(duì)27020進(jìn)行分頁處理，因?yàn)?74的時(shí)鐘端接片選信號(hào)CS1，而CS1平時(shí)為高電平，有效時(shí)為低電平，所以其有效的過程對(duì)374來說相當(dāng)于是一個(gè)下降沿，當(dāng)向4000H單元送數(shù)（即片選信號(hào)CS1有效）時(shí)，由GAL地址分配所決定的寫入4000H單元中的數(shù)據(jù)的高5位，同時(shí)被鎖入374中，形成27020的頁面地址。因而從27020中讀數(shù)時(shí)只需加片選信號(hào)CS2即可。需要指出，6264和27020的端選通信號(hào)不同，前者接PSEN信號(hào)，后者接讀信號(hào)。因此把27020作為一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，而把6264當(dāng)作一個(gè)程序存儲(chǔ)器，充當(dāng)本系統(tǒng)的仿真RAM。這樣可避免27020和6264的地址發(fā)生沖突。地址分配實(shí)際上是由GAL來完成的。它是一種電擦寫、可反復(fù)編程、隨時(shí)修改并且能加密的可編程邏輯器件（PLD）。它既不同于PAL，也不同于EPROM。目前常用的有GAL16V8和GAL20V8。它們具有以下特點(diǎn)：（1）由于GAL采用的是一種高速的電可擦寫（E2CMOS）工藝制造，因而比TTL構(gòu)造的PAL功耗低，速度快；（2）GAL有8個(gè)邏輯宏單元（OLMC），使輸出任意變化，又很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)24mA；（3）采用高速編程算法，按行進(jìn)行編程，整個(gè)芯片的寫入可