单词记忆测试器.docx

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单词记忆测试器

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摘要

随着现代社会的发展，电子技术的进步我们有目共睹，计算机是现代电子技术的成果。

在现实生活中、科学研究中计算机起着越来越重要的作用。

微型计算机原理这门课程是对计算机进一步的了解与接触，微型计算机原理是一门培养计算机应用能力的技术基础课程。

本课程主要介绍了有关微型计算机的硬件基础知识、基本原理，掌握汇编语言的指令以及编程应用。

本课程设计是基于微机原理与接口技术的简单应用。

本设计以8086cpu为处理器，利用8255处理芯片的复位功能来实现对于单词的录入，读取。

以12854点阵液晶屏为显示器件，并使用5×6距阵键盘为输入设备，实现了功能全面的人机界面和高速的数据处理功能，,可储存10-20个英文单词，作为记忆测试用。

关键词：

8086cpu；8255处理芯片；12854点阵液晶屏5*6矩阵键盘

1绪论

随着现代社会的发展，电子技术的进步我们有目共睹，计算机是现代电子技术的成果。

在现实生活中、科学研究中计算机起着越来越重要的作用。

多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机。

在越来越多的场合中，计算机扮演着意味深远的角色。

微型计算机原理这门课程是对计算机进一步的了解与接触，微型计算机原理是一门培养计算机应用能力的技术基础课程。

本课程主要介绍了有关微型计算机的硬件基础知识、基本原理，掌握汇编语言的指令以及编程应用。

本次课程设计是基于微机原理与接口技术的简单应用。

1.1基本内容

本设计以8086CPU为处理器，利用8255处理芯片的复位功能来实现对于单词的录入，读取。

以12854点阵液晶屏为显示器件，并使用5×6距阵键盘为输入设备，实现了功能全面的人机界面和高速的数据处理功能，,可储存10-20个英文单词，作为记忆测试用，具体内容分为：

1.输入单词，提示输入单词，输入最少5个、最多255个英文单词，每个单词不超过20个字符。

若直接回车，则结束单词输入，进入单词测试。

输足20个字符，自动进入下一个单词的输入。

不足20个字符个字符，按回车键进入下一个单词的输入。

2.单词记忆测试：

从输入的第一个单词开始测试。

键入'y'（不分大小写）或'n'，回答是否认识，不需按回车键确认，其它按键无效。

紧接着，没有提示，可按上移键或下移键循环测试。

按Esc键结束测试。

3.计算单词识别率并显示输出。

4.提示是否进行下一组单词的输入和测试，键入'y'（不分大小写）或'n'选择是否继续，不需按回车键确认，其它按键无效。

1.2用途及特点

本论文的研究对象是基于808CPU的单词记忆测试器的设计，此单词记忆测试器可以实现单词的输入并判断输入的单词是否正确，单词背完后给出正确率。

此项设计为现实生活中人们学习英语提供了很大的帮助，在现代社会有着广泛的应用。

2方案选择及论证

2.1设计方案

本题目实质上是一个具有一定复杂程度键盘扫描程序，可将单词存储在一个二维数组中。

根据课题要求，使用8086CPU进行编程，采用8255处理芯片以及复位电路和时钟电路，建立字符型数组存放单词，通过LCD显示所存放的单词。

根据设计书的基本内容，有两种设计方案。

2.1.1设计方案一

首先利用了编程程序，编辑8255芯片控制字,对其进行初始化，使其工作在方式0，即基本输入输出状态，将8255的A端口设置为输出,C端口进行,经CPU运算后,输出到CPU芯片的A端口中，由此实现对其的初始化。

其次接入键盘和显示屏，进行初始化，然后录入单词，测试单词，可以输入5个单词，但不超过255个，单词不超过20个字符，按回车键进行下一个单词的输入，然后进行单词记忆测试：

从输入的第一个单词开始测试。

键入'y'（不分大小写）或'n'，回答是否认识，不需按回车键确认，其它按键无效。

紧接着，没有提示，可按上移键或下移键循环测试。

按Esc键结束测试。

计算单词识别率并显示输出。

提示是否进行下一组单词的输入和测试，键入'y'（不分大小写）或'n'选择是否继续，不需按回车键确认，其它按键无效。

2.1.2设计方案二

对CPU和8255A先进行初始化，再对键盘和显示屏进行初始化，然后录入单词，测试单词，可以输入5个单词，但不超过255个单词，单词的输入分为两种情况，第一种是单词必须够20个字符，自动进入下一个单词的输入，第二种是单词输入不超过20个单词，按回车键进行下一个单词的输入，出现哪个执行哪个，然后进行单词记忆测试，从输入的第一个单词开始测试。

键入'y'（不分大小写）或'n'，回答是否认识，不需按回车键确认，其它按键无效。

紧接着，没有提示，可按上移键或下移键循环测试。

按Esc键结束测试。

计算单词识别率并显示输出。

提示是否进行下一组单词的输入和测试，键入'y'（不分大小写）或'n'选择是否继续，不需按回车键确认，其它按键无效。

2.2方案论证

认真对比两个方案，方案一和方案二都有自己的优点和缺点，我们选择的是方案二，方案一的单词没有输入够20个字符，需要按键才能进行下一个单词的读写，这样的话没有考虑到输入够20个字符。

方案二是输入够20个字符，不需要按键就能进行下一个单词的读写，输入不够20个字符，需要按键才能进行下一项，我们可以两个都采用，输足20个字符，自动进入下一个单词的输入，不足20个字符个字符，按回车键进入下一个单词的输入。

这样可以考虑到所有的情况，可以实现单词的写入。

3硬件系统说明

此次设计的课题分为硬件和软件两部分。

硬件方面主要由处理芯片和时钟振荡电路，复位电路整个实现字符的输入、输出以及电子显示液晶屏的清屏操作。

硬件系统部分包括三个模块：

中央处理模块、显示模块、键盘输入模块。

中央处理模块选用8086CPU，8255处理芯片以及复位电路和时钟电路。

输出显示模块主要由单色点阵液晶屏来实现。

矩阵键盘输入模块主要由5*6的矩阵电路来实现。

3.1硬件设计思路

此次设计的课题分为硬件和软件两部分。

硬件系统部分包括三个模块：

中央处理模块、显示模块、键盘输入模块。

中央处理模块选用8086CPU，8255处理芯片以及复位电路和时钟电路。

显示模块主要由单色点阵液晶屏来实现。

矩阵键盘输入模块主要由5*6的矩阵电路来实现。

3.1.1中央处理模块

中央处理模块选用8086CPU组成，电路包括：

8255处理芯片、复位电路、时钟振荡电路。

8086cpu需要在复位电路和时钟振荡电路组成的最小系统下工作，时钟电路采用频率采用为12MHZ的晶振。

复位电路采用电解电容与电阻串联，。

用户可以通过切断电源进行手动复位，或者通过重新下载新的程序进行复位。

3.1.2显示模块的硬件部分介绍

显示模块采用单色点阵液晶屏12864模块，该模块在点阵液晶屏基础上集成了控制器kS0108,用户只需设计好接口程序，就可让模块显示出各种字符和图像。

12864为一块128X64点阵的LCD显示模块，模块上的LCM采用COG技术将控制（包括显存）、驱动器集成在LCM的玻璃上，接口简单、操作方便；为方便用户的使用，在LCM的基础上设计了12864模块，将模块所必需的外围电容电阻集成到模块上，并引出多种形式的引线接口方便用户使用。

12864模块与各种MCU均可进行方便简单的接口操作。

LCD的接口：

图3.1LCD引脚说明图

显示RAM区映射情况：

对于LCD模块，应该了解清楚驱动控制IC当中的显存与LCD玻璃上的点的对应关系是非常重要的，这是编写LCD的驱动程序的基础。

12864液晶显示模块的显示器（玻璃）上的显示点与驱动控制芯片中的显示缓存RAM是一一对应的。

驱动控制芯片的显示RAM区每个byte的数据对应屏上的点的排列方式为：

纵向排列，低位在上高位在下

图3.2驱动控制芯片的显示RAM区

12864液晶显示模块的显示屏上的每一个点都对应有控制器片内的显示缓存RAM中的一个位，显示屏上64X128个点分别对应着显示RAM的8个Page，每一个Page有128个byte的空间对应。

因此可知显示RAM区中的一个Page空间对应8行的点，而该Page中的一个byte数据则对应一列（8个点）。

图6为显示RAM区与显示屏的点映射图：

图3.3显示RAM区与显示屏的点映射图

3.1.3矩阵键盘

要测试记忆的单词，就要有字母的输入接口，本接口设计为5×6矩阵键盘输入，接入CPU的P1口和P3口进行键盘扫描。

最大程度地提高了CPU的IO口的利用率，设计共30个接键，包括了26个英文字母以及四个功能键：

“确定”、“不认识”、“上一个”、“下一个”。

矩阵键盘如图10，由30个轻触按键按照6行5列排列，连接到P1、P3端口。

其扫描的原理是：

先将行线所接的CPU的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。

这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。

行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。

然后再将行线所接的CPU的I/O口作为输入端，而列线所接的I/O口则作为输出，以相同的方法读一次端口，程序中就可识别是这个坐标的按键按下了。

图3.4矩阵键盘原理图

3.2系统构成

系统主要由8086CPU,8255A,点陈液晶屏还有矩阵型键盘输入组成。

以8086CPU为处理器，利用8255处理芯片的复位功能来实现对于单词的录入，读取。

以12854点阵液晶屏为显示器件，并使用5×6距阵键盘为输入设备，实现了功能全面的人机界面和高速的数据处理功能，,可储存10-20个英文单词，作为记忆测试用。

图3.5系统构成图

3.3芯片选择

3.3.18086CPU内部结构及其各引脚

图3.68086cpu引脚图

8086cpu的内部结构

8086CPU从功能上划分成两部分：

总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）和执行单元EU（ExecutionUnit）.  

EU的组成部分：

16位通用寄存器（AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI）、算术逻辑单元（ALU）、标志寄存器（FLAG）、操作控制器电路。

BIU的组成部分：

段寄存器组（CS,DS,SS,ES）、指令指针（IP）、地址加法器、指令队列缓冲器、总线接口控制逻辑。

8086cpu的工作方式

8086的最小/最大工作方式Intel公司在设计8086CPU芯片时，规定了两种工作模式，即最小工作模式和最大工作模式。

通过CPU的第33条引脚MN/来控制。

1.最小工作模式（MN/=1）：

把8086CPU的33引脚接+5V时，系统处于最小工作模式。

最小模式系统适用于单微处理器组成的小系统，系统中通常只有一个微处理器，所有的总线控制信号都直接由8086CPU产生，系统中的总线控制逻辑电路被减到最少。

2.最大工作模式（MN/=0）：

当把8086的33引脚接地时，系统处于最大工作模式。

此时，系统中存在两个或两个以上的微处理器，其中有一个主处理器8086，其他处理器称为协处理器。

3.3.28255A处理芯片

图3.78255内部结构图

8255的引脚图：

图3.88255A引脚图

8255的方式选择控制字：

（1）方式选择控制字把A、B、C三个端口分为A、B两组来设定工作方式。

A组包括端口A和端口C的上半部，B组包括端口B和端口C的下半部。

（2）端口A可工作于3种方式中的任何一种：

端口B只能工作于方式0和方式1；而端口C除用作输入、输出口（方式0）外，通常用来配合端口A和端口B提供联络控制信号和状态信号。

（3）归在同一组的两个端口可分别作为输入端口或输出端口，不要求同为输入或输出。

图3.9方式选择控制字

8255端口C按位置位/复位控制字

（1）端口C按位置位/复位控制字尽管是对端口C进行操作的，但此控