硬件课程设计报告课题名称: 自动售货机班级: 计科2014-02班**: ***学号: ************: ***2016年12月27日摘要 1 1.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8255A 74.3128×64字符液晶显示器94.4可编程定时计数器8254 115.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3.1.1系统程序模块图3-1系统程序模块3.1.2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500ns）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4.3 128×64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D7～D0与CPU的系统数据总线连接，构成CPU和8254之间信息传送的通道，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>#include<conio.h>#include "ApiExusb.h"#pragmacomment(lib,"ApiExusb.lib")char lcd1[6] = {0xBF,0xC9,0xC0,0xD6,0x20,0x31};char lcd2[6] = {0xC2,0xF6,0xB6,0xAF,0x20,0x31};char lcd3[6] = {0xBA,0xEC,0xC5,0xA3,0x20,0x31};右转char lcd4[6] = {0xC4,0xCC,0xB2,0xE8,0x20,0x31};void clear();void cmdsetup();void datasetup();void main(){byte data;int i;printf("Press any key tobegin!\n\n");getch();if(!Startup()) /*打开设备*/{printf("ERROR: Open Device Error!\n");return;}//通道0工作方式3，初值1000 PortWriteByte(0x283,0x36);PortWriteByte(0x280,2000%256);PortWriteByte(0x280,2000/256);PortWriteByte(0x283,0x76);//通道2工作方式3，初值Out0PortWriteByte(0x281,1000%256);PortWriteByte(0x281,1000/256) ;//级联后的周期2秒clear();while(!kbhit()){PortWriteByte(0x28b,0x82);/*设8255为方式0,C口输出,A口输出,B口输入*/clear();PortReadByte(0x289,&data);//从B口不断地读入数据printf("%d\n", data);PortWriteByte(0x290,0x00);if(!(data & 4)) //判断B口输入数据 K2是否闭合{if(data == 0||data == 8) //根据K0 K1 由B口传入数据判断键值四种 {PortWriteByte(0x288,0x90);cmdsetup();Sleep(10);for(i = 0;i<6;i++){PortWriteByte(0x288,lcd1[i]);datasetup();}}else if(data == 1||data == 9){PortWriteByte(0x288,0x90);cmdsetup();Sleep(10);for(i = 0;i<6;i++){PortWriteByte(0x288,lcd2[i]);datasetup();}}else if(data == 2||data == 10){PortWriteByte(0x288,0x90);cmdsetup();Sleep(10);for(i = 0;i<6;i++){PortWriteByte(0x288,lcd3[i]);datasetup();}}else if(data == 3||data == 11){PortWriteByte(0x288,0x90);cmdsetup();Sleep(10);for(i = 0;i<6;i++){PortWriteByte(0x288,lcd4[i]);datasetup();}}}else //键K2按下开始电机转动{PortWriteByte(0x290,0x00);while(true){if(data & 8) //跟踪8254高电平不断获取{break;}break;}while(true) //低电平开始转动并不断检测电平{PortWriteByte(0x290,0x00);//由K0 K1 键值给电动机一个转速共四种转速if(!(data & 8)) {if(data == 4||data == 12){PortWriteByte(0x290,0xCC);}else if(data == 5||data == 13){PortWriteByte(0x290,0xEE);}if(data == 6||data == 14){PortWriteByte(0x290,0x51);}if(data == 7||data == 15){PortWriteByte(0x290,0xFF);}break;}PortWriteByte(0x290,0x00);break;}}}Cleanup();}void clear(){PortWriteByte(0x288,0x0c); cmdsetup();}void cmdsetup(){PortWriteByte(0x28a,0x00); Sleep(1);PortWriteByte(0x28a,0x04); Sleep(1);PortWriteByte(0x28a,0x00);Sleep(1);}void datasetup(){PortWriteByte(0x28a,0x01); Sleep(1);PortWriteByte(0x28a,0x05); Sleep(1);PortWriteByte(0x28a,0x01); Sleep(1);}8 结论与体会8.1实验成果8.1.1实验线路图图8-1 实验线路图8.1.2实验结果实现K0 K1 选择商品在LCD显示屏显示，而后，K2 闭合，控制电机转动，不同商品对应不同转速，转动1S。