数字化测量课设报告综述.docx
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数字化测量课设报告综述
河北科技大学
课程设计报告
学生姓名：
学号：
专业班级：
电子信息工程
学年学期：
2012—2013学年第一学期指导教师：
2013年01月
课程设计成绩评定表
学生姓名学号成绩
专业班级起止时间—
1.设计输入：
“KD2000型LED智能显示系统”并储存显示。
设计题目
2.动画设计：
红日出东海。
指
导
教
师
评
语
指导教师：
______
年月日
一、课程设计的题目及要求1
二、课程设计的任务1
三、课程设计的题目1
四、课程设计的内容及主要步骤1
（一）硬件电路设计1
1系统工作原理1
2共享RAM电路的工作原理2
3汉卡电路工作原理3
4地点分派3
5显示控制电路的工作原理5
6键盘5
（二）系统的熟习使用5
（三）程序设计与调试10
五、心得领会14
一课程设计的目的及要求
在掌握LED智能显示系统工作原理的基础上，能依据小组必做题目和自选题目，娴熟的编写并调试各样程序，达成课题设计任务，提升学生的独立设计水平易实质着手能力，培育学生的创新精神。
二课程设计的任务
1.熟习KD2000型LED智能显示系统。
2.掌握系统的硬件电路及软件编程特色。
3.依据本组设计题目和自己肩负的详细设计任务，并经过指导教师的查收。
4.自拟选作题目，达成设计、调试工作，并经过指导教师的查收。
5.总结提升，如期达成课程设计报告。
三课程设计题目
（一）全班必做题目
1.熟习系统，输入：
“KD2000型LED智能显示系统”并储存显示。
2.汇编、输入、运转示例程序，认识系统硬件电路及软件编程特色。
（二）小组必做题目
第四组：
动画设计（比如
红日出东海、儿童跑步、小猴爬竿以及导弹打飞机等）
（三）小组选做题目
自定：
（比如动画显示、断点程序、显示程序、查问程序等）
要求：
能够磋商，内容错开，不准重复，独自达成。
四课程设计的内容及主要步骤
（一）硬件电路设计
1系统工作原理
系统框图如图1所示。
主要包含四部分：
主控制电路（主
CPU、汉卡等），显示控制电路（辅
CPU
等），
列驱动显示电路，开关电源。
（1）主控制电路基本工作原理
主控制电路第一从遥控器或键盘接收数据和指令，而后依据显示内容和显示指令的要求在软件控制下达成下
述工作：
假如要显示汉字，就从扩展卡27020中提取汉字点阵信息，而后寄存在共享RAM6264中。
假如要
显示的是8×8点阵的ASCII码或数字，以及16×8点阵的控制字符，就从程序储存器27256的高端提取有
关的点阵信息，而后寄存于共享RAM中。
最后，主CPU经过地点切换电路①与②及时序控制电路，与辅
CPU以应答方式进行联系，对共享RAM进行分时操作，达成显示。
图
1
系统框图
由专用的日历时钟芯片MC146818，可产生年、月、日、时、分、秒、礼拜共
过软件来获取和改正这些时标，并使之在屏幕上显示出来。
7个时标信号。
我们可通
（2）扫描板基本工作原理
第一由辅出的数据经过
CPU将欲显示的数据由串行口送出，
MC1413驱动产生列信号；由P1
而后经并行／串行变换芯片
口输出的行数据经CD4515
CD4094变换成并行数据，输译码生成行信号，再经达林顿管
BD682产生行驱动信号。
最后输出行、列选通讯号，点亮某一行。
这样周而复始，达成扫描过程。
2共享RAM电路的工作原理
为了大大减少主CPU的负担，合理地分派资源，以及便于实现显示电路的高速扫描，该系统设计成双
CPU结构，共享一片RAM。
电路如图2所示。
共享RAM电路主若是经过六片
74LS245来达成的，74LS245是三态八总线双向收发器。
此中
G是控制
端，低电平常有效，同意传输；高电平常严禁。
DIR是方向控制端，为低电平常数据由
B传到A，呈高电平
时，数据由A传到B。
由原理图能够看到：
IC1～IC3的G端不单接主CPU的T0端，还接74LS74的Q端。
IC4～IC6的G端不单接显示CPU的INT0端，还接74LS74的Q端；这样当主
CPU控制公共RAM
时，Q端
为低，IC1～IC3开启，IC4～IC6封闭。
主CPU对RAM可进行读写操作，而辅
CPU则不可以。
当主
CPU放
弃对共享RAM的操作时，经过GAL
对74LS74置位，因此Q变低，Q变高。
封闭IC1～IC3，进而辅CPU
获得控制权，对共享RAM进行操作；当辅
CPU放弃对共享RAM的操作时，经过
74LS00发出清零信号，
使得74LS74的Q端输出低电平，当主CPU检测到T0为低时，可恢复对共享RAM的控制权。
这样就经过数
据、地点切换的频频动作，达成了对共享
RAM的分时操作。
图2共享RAM电路
3汉卡电路工作原理
汉卡电路工作原理图见图
3。
在扩展电路中，用了
373、374、27020和6264各一片。
373和374的差别是：
373为八D锁存器，当控制端G为低电平常锁存；
374则是八D触发器，在系统时钟
降落沿时能够对数据锁存。
本系统所用的字库芯片是
27020，它是256Kbit的CMOS超大规模集成电路只读储存器，共有
18根地
址线，而8031只有16根地点线。
为读取
27020内的数据，使用一片374，利用其降落沿锁存的特色来对
27020
进行分页办理，因为
374
的时钟端接片选信号CS1，而CS1平常为高电平，有效时为低电平，所以其有效的
过程对374来说相当于是一个降落沿，当向
4000H单元送数（即片选信号
CS1有效）时，由GAL地点分派
所决定的写入4000H
单元中的数据的高
5位，同时被锁入
374中，形成
27020的页面地点。
因此从
27020中
读数时只要加片选信号
CS2即可。
需要指出，6264和27020的OE端选通讯号不一样，前者接
PSEN信号，后者接读信号。
所以把
27020
作为一个数据储存器，而把
6264看作一个程序储存器，充任本系统的仿真
RAM。
这样可防止27020和6264
的地点发生矛盾。
4地点分派
地点分派其实是由GAL来达成的。
它是一种电擦写、可频频编程、随时改正并且能加密的可编程逻辑
器件（PLD）。
它既不一样于PAL，也不一样于EPROM。
目前常用的有GAL16V8和GAL20V8。
它们拥有以下特色：
（1）因为GAL采纳的是一种高速的电可擦写（E2CMOS）工艺制造，因此比TTL结构的PAL功耗低，
速度快；
（2）GAL有8个逻辑宏单元（OLMC），使输出随意变化，又很强的带负载能力，驱动电流可达24mA；
（3）采纳高速编程算法，按前进行编程，整个芯片的写入可在1秒钟内达成。
别的，还采纳了加密举措。
图3
汉卡电路
各芯片的地点分派详见附表。
附表
名
称
IC型号
片选信号
地址
备注
程序储存器
27256
CE＝A15＝0
0000H－7FFFH
数据储存器
62256
CE＝A15＝0
8000H－FFFFH
共享RAM
6264
CS＝A15+A14+A13＝0
0000H－1FFFH
主CPU读RAM
CS＝A15+PSEN
8000H－9FFFH
辅CPU读RAM
辅CPU
2764
CE＝A15＝0
0000H－1FFFH
数据储存器
6264
A15＝1，A14＝0
8000H－9FFFH
汉卡ROM
27020
CS2＝A15+A14+A13+RD
2000H－3FFFH
仿真RAM
6264
CS2＝A15+A14+A13+PSEN
8000H－9FFFH
读操作
CS2＝A15+A14+A13+WR
2000H－3FFFH
写操作
关于主CPU，其程序储存器27256的片选信号为CE＝A15，仅当A15＝0时选通，其地点分派为
0000H～
7FFFH。
数据储存器62256采纳A15做片选信号，CE＝A15，仅当A15＝1时选通，其地点分派为
8000H～
FFFFH。
关于公共RAM
6264而言，当CPU获得控制权时用A15＋A14＋A13做片选信号，其地点分派为
0000H～1FFFH。
关于辅CPU，其程序储存器2764的片选信号为CE＝A15，仅当A15＝0时选通，其地点分派为
0000H～
1FFFH，数据储存器6264采纳A15和A14做片选信号，仅当A15＝1且A14＝0时选通，其地点分派为
8000H～
9FFFH。
关于共享RAM的选通比较复杂，它取决于数据传输变换器
IC9的同意端G，而G＝（）＝
PSEN＋A15所以仅当辅
CPU的PSEN为低，且A15
为高时，选通共享
RAM，这表示共享RAM
对辅CPU
而言，相当于是一个程序储存器，其地点分派为
8000H～9FFFH。
汉卡上的
27020先由CS1选通页面地点，再由片选信号CS2决定页内陆点。
而CS2＝A15＋A14＋A13＋
RD，因此其地点分派为
2000H到3FFFH。
6264在读、写操作时，地点分派是不一样的。
当进行读操作时，用
CS2做片选信号，而CS2＝A15＋A14＋A13＋PSEN，因此地点分派为
8000H～9FFFH。
进行写操作时，CS2
＝A15＋A14＋A13＋WR，因此地点分派为2000H～3FFFH。
5显示控制电路的工作原理
电路如图4所示。
显示控制电路主要达成扫描显示功能。
它采纳逐行扫描、列驱动方式。
其主控制器为
CPU2，简称辅CPU。
当主CPU接收到从遥控器或许从键盘传来的数据和指令后，就将显示内容从汉卡的汉
字库中拿出并转变成点阵信息，寄存在共享RAM中。
主CPU依据显示指令，对共享RAM中的数据进行操
作。
操作完成后，即向辅CPU发出应答信号。
辅CPU接到应答信号后，就从共享RAM中拿出显示数据，
从串行口输出的数据经级联的八位串入／并出移位寄存器CD4094，变换成并行数据，再经过七达林顿驱动
器MC1413获取列驱动信号。
行码则由P1口输出，经4线／16线译码器CD4515译码后，产生16路行输出信号。
经过达林顿功率管BD682，获取列驱动信号。
行信号送至显示行驱动端，经显示后消隐，而后输出下
一行数据并显示下一行内容。
6键盘
键盘部署如图5所示，共有30个键。
此中，9个双功能键被定义为：
在状态下为下挡键。
数字键（0~F）。
0区表示前128个ASCII码；1区表示后128个ASCII件头／连续履行程序。
END／单步：
光标移到步履行程序。
ASC／调出：
目前输入状态切换
入／将程序从备份RAM调到仿真RAM中。
将目前输入状态切换为汉字输入／将程序从
储存到备份RAM。
PUP／XRA：
向上翻页／
外面数据储存器。
PDN／MEM：
向下翻页／
程序储存器内容。
DEL／REG：
删除／检查或的内容。
HLP／SCR：
提示帮助信息／用户屏
出。
INS／回车：
输入状态（插入和替代）的
↑：
向上挪动光标。
↓：
向下挪动光标。
BAS状态下为上挡键，在PRG
码。
HOM／连续：
光标移到文
文件尾／单
为ASCII码输
汉字／存入：
仿真RAM中
检查或改正
检查或改正
改正寄存器
幕。
ESC：
退
切换／回车。
图5键盘部署图
（二）系统的熟习使用
程序流程图如图6所示。
上电后，屏上出现主菜单光标在B上闪耀，按↑、↓键挪动光标，可选择不
同的菜单项。
图6程序流程图
BASPRG
SETOTH
比如：
当光标在S上闪耀时，按回车键便会进入系统设置（SET）菜单项。
1．BAS功能
进入
BAS
功能后，屏上出现
BAS
菜单：
RUN
NEW
EDI
ESC
光标在R上闪耀，用↑、↓键挪动光标，按回车键进入该菜单功能。
此部分包含四个功能：
运转BAS
文件（RUN）、消除BAS文件（NEW）、编写BAS文件（EDI）和退出BAS功能（ESC）。
在内存可储存16个BAS文件，文件号分别为0～F，BAS文件就是将要显示的文件，并以必定的格式
储存起来。
在文件中，除了包含要显示的字符和汉字，还有一些控制信息（包含控制码和控制参数），它们
动向的储存在内存中的A000H～CFFFH共12K的空间内。
当系统掉电后，改由备用电源供电，所以储存在
内存中的文件不会丢掉。
（1）消除（新建）BAS文件（NEW）
当光标在NEW上闪耀时，按回车键进入该功能，屏幕上提示：
文件号×。
该功能用来消除在内存中已
有的文件。
若是内存中已有16个文件，假如要成立第17个文件，则需将本来文件中的某一个覆盖。
键入文
件号，或键入回车使用缺省文件号。
屏上提示：
文件的全部数据要丢掉！
屏上提示：
确信？
按回车键确认，按其余键退出。
此外，0号文件保存给系统使用，不可以消除。
如消除0号文件，屏上会提示：
0号文件为系统使用，不可以消除。
（2）编写BAS文件（EDI）
该功能用来编写BAS文件。
当光标在EDI上闪耀时，键入回车键进入该功能。
屏上提示：
文件号×
键入文件号或回车使用缺省文件号。
此时分两种状况：
①假如是旧文件
屏上提示：
空间××××
ZI
而后进入编写屏幕，此文件中的第一字显示在屏上。
0001I
如：
热
0440H
此中（如右图）12345678
161514131211109
1、2、3、4区为目前编写汉字地点，它表示未来显示此汉字时所在的地点，亦即光标。
5区为插入开关状态
I—插入开，不然覆盖
6区表示目前的
ASCII码区
0－0区
1－1区
7、8、9、10区用来显示调出的汉字或字符。
11区表示输入状态：
C控制码
H汉字
A字符
12区未用。
13、14、15、16区表示输入代码区。
即可进入编写。
②假如是新文件
屏上提示：
新文件
屏上提示：
空间××××
ZI
而后进入以下初始化屏幕
0001IO
end^H
即可接着编写。
在编写时各键的功能以下:
0～F键：
数字键，用来输入数据。
在输入汉字是用来输入汉字的区位码（如
位的汉字，即“热”字）。
在输入字符时，用来输入十六进制的ASCII码，（如
ASCII
4040代表第
码值为41H
40区、第40的字符“A”）
↑、↓键：
用来找寻前一个或后一个汉字
HELP键：
按此键，在屏幕上出现有关编写时的一些帮助信息。
DEL键：
假如已经开始输入，此键用来删除错误的数字，不然删除目前的汉字或字符。
ESC键：
用来退出编写。
按此键后
屏上提示：
确信：
回车确认。
假如改正文件，就在
屏上提示：
储存吗？
回车确认。
而后
屏上提示：
正在储存
储存完成退后回BAS菜单。
INS：
是INS和回车键的组合，此键用来进行插入开、关的变换（INS）。
或进行确认（回车）
0区、1区：
用来进行0区、1区的变换。
为0区时输入前128个（第1页）ASCII码字符；1区时输入
后128个（第2页）ASCII码字符。
PUP、PDN：
PUP向上翻页。
PDN向下翻页。
ASC／汉字：
用来改变输入状态：
按下ASC键，屏幕上出现“A”，接收十六进制ASCII码；按下汉字键，屏幕上出现“H”，接收汉字区位码。
HOM、END：
HOM键到文件头，END键到文件尾。
BAS文件使用仿WPS式文件格式。
能够在字符或汉字前边加上控制字符和参数，以达到预期成效，系
统给出了以下几个控制字符以及它们所需带的参数（有待扩大）
：
控制码
所需参数
功能
举例
①
②
③
80H
挪动光标
把光标挪动到参数要
80
02代表光标到
求处
第二个汉字
81H
显示时间
在目前光标处固定显示
81
02固定显示汉字
2秒
82H
出屏方式
显示时间
清屏方式
以参数要求的出屏方
82
000103以
式，显示时间及清屏方式
正常方式出屏显示
固定显示
1秒，而后，逐行清屏
83H
出屏方式
挪动速度
清屏方式
以参数要求的出屏方
82
020104以
式，挪动速度及清屏
跳字方式出屏每次移
方式挪动显示
动一点后，逐列清屏
出屏方式
清屏方式
参数
方式
参数
方式
00
正常出屏
00
正常清屏
01
逐字出屏
01
从左向右逐字清屏
02
跳字出屏
02
从右向左逐字清屏
03
逐行出屏
03
逐行清屏
04
逐列出屏
04
逐列清屏
05
旋转出屏
06
外扩出屏
比如：
要输入0号文件以下：
我是中国人，我爱中国
若要求用挪动方式来显示，逐行出屏，逐列清屏，每次挪动一点；
则在输入文件过程中键入的内容以下：
|83030104|46504239544829504043|0312|4650161454482590|
第一部分是控制码和参数，按ASC键后键入，第二部分是“我是中国人”的汉字区位码，第三部分是
逗号的区位码，第四部分是“我爱中国”的汉字区位码。
后三部分是用汉字状态输入。
（3）运转BAS文件（RUN）：
此功能用来运转已储存的BAS文件。
当光标在RUN上闪耀时，键入回车，进入RUN功能。
屏上提示：
文件号
键入文件号或键入回车，使用缺省值后，假如文件不存在
屏上提示：
文件不存在！
返回菜单，不然
屏上提示：
请输入运转次数
键入运转次数（0～F）（此中0代表无数次，1～F代表1～15次）后便开始运转。
运转指定次数后，返
回BAS菜单，如运转中可按复位键退出。
（4）退出BAS功能（ESC）
此功能用来从BAS菜单返回主菜单。
2．PRG功能
在系统中有8K的仿真RAM，同学们可在RAM中运转自己的程序。
此功能主若是帮助同学们输入程序、
运转程序和调试程序。
进入PRG功能后，系统进入仿真调试状态，此时它的作用就相当于功能齐备的
屏上提示：
P.
此时数字键的功能不变，其余键的第二功能起作用，分别为：
↑：
上一单元
↓：
下一单元
USE：
用户屏幕，按此键可察看输出
REG：
用直接寻址方式，检查内部RAM的和寄存器的内容。
比如键入
改累加器A的内容。
回车：
返回监控，即P.状态
BRK：
设置断点，用断点运转方式履行程序。
EXE：
全速履行程序
XRA：
外面数据储存器检查改正办理
MEM：
程序储存器检查、改正键
STP：
单步履行程序
SAV：
将程序存入拥有掉电保护功能的RAM中
LOD：
从掉电保护RAM中读出程序。
51单片机开发系统。
E0后，按REG即可查察、修
要注意：
仿真RAM的地点为8000H～9FFFH。
其余单元只好读出，不可以改正。
即同学们自编的程序首地点都应在8000H～9FFFH之间。
比如：
在8000H开始的程序单元中存入10H，20H操作以下
P.
键入
8000
8000
键入
键入
10
8000
10
按键
↓
8001
00
键入
20
8001
20
键入回车
P.
所以，此功能能够象开发系统同样，输入汇编目标程序及一些数据。
用ESC退出EDI功能返回PRG菜单。
比如在仿真RAM中有了51程序，即可运转它。
按
进入RUN后
EXE
键
屏上提示：
首地点
键入首地点，程序控制由系统内部转移到仿真RAM中，从首地点开始履行用户程序。
用户的程序必定
要正确，并且要求在程序的最后加一条LJMPRETURN指令，以便于让控制转回到系统
升级会员 