ARM课程设计-计算机系统设计Word下载.doc
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1．键盘原理
JXARM9-2410教学实验系统的键盘电路由一块74HC273锁存器和74LVCH244缓冲器完成键盘识别。
在没有按键的情况下，ROW0-ROW3通过上拉来保持高电平。
检测时通过将COL0-COL3中的某一列输入低电平，如果该列没有键按下时，通过74LVCH244读取到的行值应该为高电平，如果该列某行位置有键按下，那么该行读到的值应为低电平。
因此，采用轮询方式检测键盘的方法为：
循环往各列输入低电平，然后读取行值，如果为高电平，则判断下一列，否则，该行有键按下，此时已经读取到了按键的行值和列值，然后根据行值和列值得到键码。
2．LED原理
JXARM9-2410拥有六位7段数码管。
要在某位数码管上显示一个段码表中的字符，需要使用地址空间0x10000006选择位码，并将待显示的数据存储在地址空间0x10000004中。
表1JXARM9-2410教学实验系统段码表
字符
1
2
3
4
5
6
7
段码
0xc0
0xf9
0xa4
0xb0
0x99
0x92
0x82
0xf8
8
9
A
B
C
D
E
F
0x80
0x90
0x88
0x83
0xc6
0xa1
0x86
0x8e
表2JXARM9-2410教学实验系统位码表
位数
位码
0x3e
0x3d
0x3b
0x37
0x2f
0x1f
表3JXARM9-2410教学实验系统地址空间分配
地址空间
说明
数据宽度
读/写（属性）
0x10000004
数码管数据寄存器
8位
W
0x10000006
数码管扫描控制寄存器
3．计算原理
定义一个操作数栈Opnd，一个操作符栈Optr。
思想是：
置操作数栈为空，操作符栈压入元素“#”（它具有最高优先级），依次读入表达式中的每个字符CH，如果CH是操作数，则CH压入操作数栈，如果CH是操作符，那么将CH和操作数栈顶元素进行优先级比较（如‘X’优先级高于‘+’）。
如果优先级大于当前栈顶元素，那么将其压栈，如果优先级小于当前栈顶元素，那么执行op=optr.pop（）;
（取当前栈顶操作符），a=opnd.pop（）（取当前栈顶操作数存入临时变量a）;
b=opnd,pop（）（取当前栈顶操作数存入临时变量b）;
c=计算（aopb）;
opnd.push（c）;
如果优先级相等，则当前操作符出栈。
重复上述操作直到表达式处理完毕。
最后操作数栈剩余的操作数就是计算的最终结果。
2.2设计思想
1.系统结构框图
本系统由小键盘模块，处理模块，显示模块组成。
其结构框图如图1所示：
小键盘模块
处理模块
显示模块
键盘键值
待显示数值
图1系统结构框图
2．系统设计思想
小键盘模块：
计算器的输入部分，用于得到用户输入的表达式，该模块调用系统提供的Key_GetKeyPoll（）；
函数，得到当前采集到的键值的ASCII码，并将ASCII码传递到处理模块。
处理模块：
计算器的核心部分，该模块接收小键盘模块传递的ASCII码值，进行处理，将待显示数值的段码和位码传递到显示模块。
显示模块：
计算器的显示部分，用于显示计算机的中间数据和最终结果，该模块接收处理模块待显示的数据，将有效数据显示在LED上。
完成计算机器的功能。
3．设计方案
方案一：
小键盘模块和显示模块采用上述方法，处理模块采用单栈结构的逆波兰式算法。
方案二：
小键盘模块和显示模块采用上述方法，处理模块采用运算符号触发。
4．用户说明
计算器键盘说明：
+
×
CE
（
）
=
系统采用JXARM9-2410教学实验箱提供的4*4键盘，布局如图，由于数量限制，故只能进行加法和乘法两种算法。
计算器LED显示部分说明：
系统采用JXARM9-2410教学实验箱提供的6位7段数码管，计算式可显示-999999~+999999之间的任何数。
3核心程序设计
调用按键函数，判断相应按键键值，调用相应的子程序，通过计算将最后结果显示在数码管上，具体流程图如图2。
开始
调用CH=Key_GetkeyPoll（）函数
CH>
=’0’&
&
CH<
=’9’
处理左括号Push（Sym,&
SymTop,’（’）;
处理右括号Push（Num,&
NumTop,ResTmp）;
处理加号Push（Sym,&
SymTop,’+’）;
处理乘号Push（Sym,&
SymTop,’*’）;
CE计算器清零NumTop=0;
SymTop=0;
计算Calculate（Pop（Num,&
NumTop））
显示当前数值display（num）;
Num=（num*10）+（ch-‘0’）
Ch=70
Ch=66
Ch=68
Ch=69
Ch=65
Y
N
Ch=67
图2程序流程图
4结果及分析
4.1实验结果
小键盘输入：
7+8*6
LED依次显示：
7,8,6,55
（7+8）*6
7,8,6,90
4.2实验结果分析
由实验结果可看出，本次系统可以完成简单计算器的功能，可识别乘法优先，并可以对括号进行配对和优先操作。
能正确显示结果，以及中间输入过程。
5课程设计体会
本次的嵌入式课程设计的题目是简单计算器，系统只要分为处理模块（主模块），LED模块（显示模块），小键盘模块（输入模块）。
在课程设计中遇到不少的困难，这些困难都通过老师指点，共同讨论或查阅资料一一解决，在验收通过后，我感觉到，这次课程设计是对我的努力的肯定。
系统最终很成功，这些都离不开老师和自身的努力。
本次的课程设计对我以后的工作学习和深造，起到了不可多得的作用。
6源代码
/*----------------------------包含文件------------------------------*/
#include"
def.h"
2410lib.h"
option.h"
2410addr.h"
interrupt.h"
#defineSEG00x3e
#defineSEG10x3d
#defineSEG20x3b
#defineSEG30x37
#defineSEG40x2f
#defineSEG50x1f
/*------------------------------栈定义-------------------------------*/
#ifndefSTACK_SIZE
#defineSTACK_SIZE64
#endif
intNum[STACK_SIZE]
intNumTop=0;
intSym[STACK_SIZE];
intSymTop=0;
voidPush（int*stack,int*top,intval）;
intPop（int*stack,int*top）;
/*-------------------------------声明--------------------------------*/
#defineDELAYTIME1
externunsignedcharseg7table[16];
voidDelay（inttime）;
voiddisplay（intnum）;
intCalculate（intright,intleft,intsymbol）;
/*----------------------------主函数-------------------------------*/
voidMain（void）
{
/*---------配置系统时钟,初始化端口,初始化串口----------*/
ChangeClockDivider（1,1）;
ChangeMPllValue（0xa1,0x3,0x1）;
Port_Init（）;
Uart_Init（0,115200）;
Uart_Select（0）;
PRINTF（"
\n欢迎使用计算器\n"
）;
/*-------------------------------------------------------------*/
charnumber[255];
charsign;
intnow=0;
intnum=0;
intSymTmp;
intResTmp;
intFlag=0;
while
（1）
{
unsignedcharch;
ch=Key_GetKeyPoll（）;
Delay
（1）;
Delay（DELAYTIME）;
if（ch>
='
0'
ch<
9'
{
num=（num*10）+（ch-'
Flag=1;
}
if（ch>
=65&
=70）
{
if（Flag）
{
Push（Num,&
NumTop,num）;
num=0;
Flag=0;
}
switch（ch）
case65:
//对‘（’的处理（左括号）
Push（Sym,&
SymT
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