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文档简介
1、硬件课程设计报告课题名称 :自动售货机班级:计科 2014-02 班姓名:周志星学号:08143088指导教师 :马海波2016年 12月 27日目录摘要11. 设计简介21.1设计步骤及要求21.2设计题目21.3设计背景21.4面临问题21.5解决方案31.6设计思想32. 设计任务及要求32.1实验目的32.2具体要求32.3使用硬件43. 总体方案与说明43.1流程设计43.1.1系统程序模块43.1.2系统流程图44. 硬件框图与说明54.1DAC0832 芯片54.2可编程外围接口芯片 8255A74.3128 × 64 字符液晶显示器94.4可编程定时计数器 82541
2、15.电路原理图与说明135.18254 定时电路135.2LCD 显示电路145.3总的电路146.软件流程图147.实验代码及注释158.结论与体会188.1实验成果188.1.1实验线路图188.1.2实验结果188.2实验体会189.参考文献18摘要在日常的生活中, 为了方便人群, 在人群活动较多的地方放置自动售货机,解决了人群的需求,自动售货机里包括多种商品,若需要购买货物,选择自己所需的商品,按下确定键,付款后及购买成功。通过使用自动售货机, 解放了人力资源的同时, 为人们提供了便利,同时由于自动售货机是集中调配,统一管理,使其成为新时期电子产品应用现实社会的体现之一。关键词普通开
3、关 8255A 芯片 8254 芯片 DAC0832芯片 LCD 液晶显示器1 设计简介1.1 设计步骤及要求课程安排1. 指导老师布置任务,学生选题2. 系统总体设计3. 系统硬件设计4. 系统调试5. 设计报告6. 检查、评定、总结1.2 设计题目自动售货机1.3 设计背景在日常的生活中, 为了方便人群, 在人群活动较多的地方放置自动售货机,解决了人群的需求,自动售货机里包括多种商品,若需要购买货物,选择自己所需的商品, 按下确定键,付款后及购买成功。通过使用自动售货机,解放了人力资源的同时,为人们提供了便利,同时由于自动售货机是集中调配,统一管理,使其成为新时期电子产品应用现实社会的体现
4、之一。1.4 面临问题1. 如何实时反应所购商品变化2. 如何利用 8254 上升沿下降沿实现定时转动电机3. 如何将商品显示在 LCD显示屏上1.5 解决方案1. 利用 8255A B口作为输入端口实时读取开关控制信息,即所购商品。2. 将级联后的 8254out1 端口连至 8255A输入口,通过读取输入口数据,判断 8254 处于高低点平状态。3. 将汉字写入系统根据开关读取状态实时显示汉字在LCD液晶显示屏。1.6 设计思想该系统通过 8255A芯片的 B 口作为输入口,实时采集用户从开关输入的状态,当K2 开关未闭合表示用户选择完毕,此时显示用户选择的商品,通过LCD液晶显示屏显示商
5、品名称,并循环此过程,不断的显示用户选择的商品。8254 芯片定时一秒,输出口通入8255A B口不断读取 PB3位状态,在高电平时,实现跟踪,低电平时通过0832芯片给电机写 FF 电机转动。每一种商品对应一种转速。2 设计任务与要求2.1 实验目的1. 复习 8255 芯片, 8254 芯片工作原理及使用方法2. 学会使用 128×64 字符液晶显示屏3. 锻炼小规模逻辑电路设计4. 提高分析、解决问题的能力2 2 具体要求本系统需要实时提供用户购买商品服务,客户在通过 K0,K1 开关选择实验商品时,显示屏显示商品,按下K2 键即确认购买键,电动机根据所选商品转动, 不同商品为
6、了区分, 使其设置为不同的电动机转速。2.3 使用硬件8255A芯片 8254 芯片 DAC0832芯片 128 ×64 字符液晶显示器3 总体方案与设计说明3.1 实验流程设计系统程序模块图 3-1 系统程序模块系统流程图图 3-2 系统流程图4 硬件框图与说明4.1DAC0832芯片1. 概述DAC0832是 8 分辨率的 D/A 转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个 DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛的应用。 D/A 转换器由 8 位输入锁存器、8 位 DAC寄存器、 8 位 D/A 转换电路及转换控制电路构成。2. 芯片结构图图
7、4-1DAC0832结构图*D0 D7:8 位数据输入线,TTL电平,有效时间应大于 90ns( 否则锁存器的数据会出错) ;* ILE :数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效;* CS:片选信号输入线(选通数据锁存器),低电平有效;* WR1:数据锁存器写选通输入线,负脉冲(脉宽应大于 500ns)有效。由 ILE、CS、WR1的逻辑组合产生 LE1,当 LE1 为高电平时,数据锁存器状态随输入数据线变换, LE1的负跳变时将输入数据锁存;* XFER:数据传输控制信号输入线,低电平有效,负脉冲(脉宽应大于 500ns)有效;* WR2:DAC寄存器选通输入线,负脉冲(脉宽应大于 500n
8、s)有效。由 WR2、XFER的逻辑组合产生 LE2,当 LE2为高电平时, DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化, LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入 DAC寄存器并开始 D/A 转换。* IOUT1 :电流输出端 1,其值随 DAC寄存器的内容线性变化;* IOUT2 :电流输出端 2,其值与 IOUT1值之和为一常数;* Rfb :反馈信号输入线,改变 Rfb 端外接电阻值可调整转换满量程精度;* Vcc :电源输入端, Vcc 的范围为 +5V+15V;* VREF:基准电压 输入线, VREF的范围为 -10V+10V;* AGND:模拟信号地;* DGND:数字信号地。4.2
9、 可编程外围接口芯片8255A1. 概述8255A是一种通用的可编程并行I/O 接口芯片,它是为Intel系列微处理器设计配套电路,也可用于其他微处理器系统中。通过对它编程,芯片可工作于不同的工作方式。在微型计算机系统中,用8255A做接口时,通常不需要附加外部逻辑电路就可直接为CPU与外设之间提供数据通道,因此得到了极为广泛的应用。2. 系统结构图图 4-2 8255A 系统结构图由图可见, 8255A由数据端口 A、B、C(期中, C口被分为 C口上半部分和 C口下半部分),A 组和 B组控制逻辑,数据总线缓冲器和读写控制逻辑。3. 控制字8255A 具有 3 种基本工作方式。方式 0:基
10、本输入输出方式;方式 1:选通输入输出方式;方式 2:双向总线 I/O 方式。端口 A可以工作于 3 种方式中的任一种; 端口 B 只能工作于方式 0 和方式 1,而不能工作于方式 2;端口 C常被分成 2 个 4 位端口,除了用做输入输出端口外, 还能用来配合 A 口和 B 口工作,为这两个端口的输入输出操作提供联络信号。4. 工作方式方式 0 基本输入输出方式,它适用于不需要应答信号的简单输入输出场合。 A B C 口适用方式 1 选通输入 / 输出方式。在这种方式下, A 口和 B 口作为数据口,均可用于输入或输出方式。A B 口方式 2双向总线方式。 A口4.3128×64
11、字符液晶显示器1. 概述ST7920是台湾矽创电子公司生产的中文图形控制芯片, 它是一种内置 128×64-12 汉字图形点阵的液晶显示控制模块, 用于显示汉字及图形 ? 12864A-1 汉字图形点阵液晶显示模块集成ST7920驱动器,可显示汉字及图形,内置8192 个中文汉字( 16×16 点阵)、128 个字符( 8×16 点阵)及 64×256 点阵显示 RAM(GDRAM)。2. 系统结构外形如图图 4-3 LCD 显示屏系统结构图图 4-4 LCD 系统图3. 工作原理12864 液晶显示器工作于并行模式。 8 位数据线与 8255A芯片 8
12、 位数据口连接,控制口( E、R/W、D/I )与 8255A 芯片 C口四位相连。通过 8255A的 8 位数据空向 12864 液晶显示器传送数据,通过C口低四位传送控制信号。控制口E 为使能端,高电位有效。R/W为读写控制,低点位为写数据、高电位为读数据。D/I 为数据与命令口,低电位为命令、高电位为数据。将需要显示的地址通过数据口以命令的形式送入显示器,再将需要显示的数据通过数据口以数据的形式送入显示器,即可显示内容。表 4-1 LCD 汉字显示坐标 X 坐标L88888888ine10H1H2H3H4H5H6H7HL99999999ine20H1H2H3H4H5H6H7HL88888
13、888ine38H9HAHBHCHDHEHFHL99999999ine48H9HAHBHCHDHEHFH图 4-5 LCD 中文字库截图4.4可编程定时器计数器82541. 概述8254 芯片是一款使用十分广泛的可编程定时,计数芯片,其主要功能是定时和计数的功能。我们的微机内的动态存储器刷新电路,系统日时钟的技术以及发声系统的声源都是由8254 芯片来完成的。2. 系统结构图 4-6 8254 系统结构图数据总线缓冲器: 数据总线缓冲器是一个三态、 双向 8 位寄存器主要作用是与 cpu 进行数据交换, 8 位数据线 D7D0与 CPU的系统数据总线连接,构成 CPU和 8254 之间信息传送
14、的通道, CPU通过数据总线缓冲器向 8254 写入控制命令、计数初始值或读取计数值。读写逻辑:读写逻辑是芯片的控制部分, 编程人员通过控制信号的选择来选择芯片的工作方式。读 / 写控制逻辑用来接收 CPU系统总线的读、写控制信号和端口选择信号,用于控制 8254 内部寄存器的读 / 写操作。控制字寄存器: 控制寄存器是一个只能写不能读的8 位寄存器,系统通过指令将控制字写入控制寄存器,设定8254 的不同工作方式。计数器:8254 内部有三个结构完全相同而又相互独立的 16 位减“ 1” 计数器,每个计数器有六种工作方式, 各自可按照编程设定的方式工作。3. 工作方式( 1)方式 0:计数到
15、 0 结束输出正跃变信号方式。(2)方式 1:硬件可重触发单稳方式。(3)方式 2:频率发生器方式。(4)方式 3:方波发生器。(5)方式 4:软件触发选通方式。(6)方式 5:硬件触发选通方式。5 电路原理图与说明5.1 8254定时电路图 5-1 8254 定时电路5.2 LCD 显示电路图 5-2 LCD 显示电路5.3总的电路图 5-3 系统总电路6 软件流程图图 6-1 软件流程图7 实验代码及注释#include<stdio.h>charlcd46=#include<conio.h>0xC4,0xCC,0xB2,0xE8,0x20,0x31;#include
16、 "ApiExusb.h"void clear();#pragmavoid cmdsetup();comment(lib,"ApiExusb.lib")void datasetup();charlcd16=void main()0xBF,0xC9,0xC0,0xD6,0x20,0x31;charlcd260xC2,0xF6,0xB6,0xAF,0x20,0x31;charlcd360xBA,0xEC,0xC5,0xA3,0x20,0x31;右转=byte data;int i;printf("Pressbegin!nn");anyke
17、ytogetch();PortWriteByte(0x288,lcd1i);if(!Startup()/*打datasetup();开设备*/Error!n");printf("ERROR: Open Deviceelseif(data= 1|data= 9)return;PortWriteByte(0x288,0x90);/ 通道 0 工作方式3,初值 1000cmdsetup();PortWriteByte(0x283,0x36);Sleep(10);PortWriteByte(0x280,2000%256)for(i = 0;i<6;i+);PortWriteB
18、yte(0x280,2000/256);PortWriteByte(0x288,lcd2i);PortWriteByte(0x283,0x76);/datasetup();通道 2 工作方式3,初值 Out0PortWriteByte(0x281,1000%256);elseif(data= 2|data= 10)PortWriteByte(0x281,1000/256);/ 级联后的周期2 秒clear();PortWriteByte(0x288,0x90);while(!kbhit()cmdsetup();PortWriteByte(0x28b,0x82);Sleep(10);/* 设 8
19、255为方式 0,C口输出 ,A口输for(i = 0;i<6;i+)出,B 口输入 */clear();PortWriteByte(0x288,lcd3i);PortReadByte(0x289,&data);/从 B口不断datasetup();地读入数据printf("%dn", data);PortWriteByte(0x290,0x00);elseif(data= 3|data= 11)if(!(data & 4) /判断 B口输入数据 K2 是否闭合PortWriteByte(0x288,0x90);if(data = 0|data = 8
20、) /cmdsetup();根据 K0 K1 由 B 口传入数据判断键值四种Sleep(10);for(i = 0;i<6;i+)PortWriteByte(0x288,0x90);cmdsetup();PortWriteByte(0x288,lcd4i);Sleep(10);datasetup();for(i = 0;i<6;i+)else /键 K2 按下开始电机转动if(data = 6|data = 14)PortWriteByte(0x290,0x00);while(true)PortWriteByte(0x290,0x51);if(data = 7|data = 15)if(data8254 高电平不断获取& 8)/跟踪PortWriteByte(0x290,0xFF);break;break;break;PortWriteByte(0x290,0x00);break;while(true)/ 低电平开始转动 并不断检测电平PortWriteByte(0x290,0x00);Cleanup();机一个转速/ 由 K0K1共四种转速if(!(data & 8)键值给电动void clear()if(data = 4|data =
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