（計算機硬體技術基礎課程設計）
專業：自動化
組員：黃超郝鴻凱賴公升勇陳開宇杜征宇
重慶大學自動化學院
2023年9月
人員及任務分配
目錄一、系統功能和設計方案 3
1.1 基本設計目標實現 3
1.1.1 基本設計目標 3
1.1.2 按鍵說明 4
1.2 硬體連線 5
1.2.1 鍵盤掃瞄連線圖： 5
1.2.2 顯示連線圖： 6
1.3 系統設計思路 6
二、程式流程圖 7
三、程式設計與除錯 8
四、心得體會 8
五、程式清單 11
根據課程設計任務書所提出的要求，我們小組將利用計算機硬體實驗系統的輸入輸出裝置模擬通訊裝置的來電、接聽、結束通話和撥號功能。
你可以選擇0-9的號碼，每當輸入乙個數字，就會在led的最高位顯示出當前按下的數字，當再次按下數字時，led上的數字將會顯示在後面，這樣就始終保持當前輸入號碼為led的最低位。然後按下a鍵進行撥號，此時系統先判斷是否處於佔線狀態，若處於佔線狀態，則led上則會顯示busy；若不處於佔線狀態，則撥通了**。撥通**後，若一段時間無人接聽，led上會顯示55555555，當然也可以撥動k3直接結束通話，若撥動k2則進入通話階段，led開始計時。
通話階段可以通過k3自己結束通話，也能通過k5對方結束通話。
我們的拓展功能則是：1、撥號可以撥1到15位任何號碼。
2、若按錯了號碼，則可以通過鍵盤上的b鍵回刪。
（1）實驗箱面板上4*4小鍵盤:
表1.1 4*4鍵盤功能對照表
（2）實驗箱面板上開關功能說明:
表1.2 開關功能對照表
確定了基本功能軟體設計方案，我們通過查閱相關資料，綜合討論後設計出了硬體連線方案，下面是我們的硬體連線：
8254：gate1——+5v clk1——47k cs——320h out1——8259的irq0
8259：int1——intr sp-1——+5v cs-1——340h irq0——8254的out1
第5片8255：cs——300h pa0-pa3——p0-p3 pb0-pb3——k0-k3 pa6——q-d1 pa7——q-d0 pc1——k2 pc2——k3 pc3——k4
pc4——k5
圖1.1
圖1.2
將整個系統分為許多個小的模組，各個模組之間相互獨立，通過定義不同的介面來實現各個模組的連線。這樣在除錯程式的時候，可以分別進行除錯。可以加快課程設計的程序，縮短課程設計時間，簡化我們的除錯工作。
關於通訊系統的人機介面設計，其實主要是要完成三大功能的設計。即：接聽功能，撥號功能和查詢功能。我們從這三個功能入手，分別對其進行了模組細化，畫出了相應的程式流程。
圖2.1
在明確實現目的與方法後，我們畫出了流程圖，根據流程圖，我們編制出整個設計的主程式和子程式，並且通過組員的反覆除錯後，實現了提出的基本功能。
本次課程設計我們小組抽到的是通訊裝置人機介面的模擬設計，在剛分配好設計任務書後，小組4人快速選好組長，並初步安排好後面兩周的工作。
1黃超的心得體會：
在這次課程設計中，我負責的是計時功能部分的設計。說實話，已經放了一學期的硬體知識，到現在我已經忘得差不多了。本來學習的時候就學得不是很好，為了不拖大家的後腿，我用了第一天整個晚上的時間把硬體的書粗略的過了一遍，把支離破碎的知識重新拾起在腦海裡。
第二天，早上八點半，我們準時來到了實驗室。我們幾個理清了所有的功能和流程，乙個上午我們把整個的流程圖畫出來了，再用了下午跟晚上的時間修改整理出來了主程式，和各個模組的流程圖。第三天，我們把主程式和各個模組的流程圖用專業工具畫了出來。
然後進行了任務分工，由於我程式設計水平一般，所以沒有分配到特別複雜的模組，我負責計時程式。
乍一看，我的任務太簡單了，我最初也這麼以為，可是當我真正著手幹的時候我才發現，各種各樣的問題都來了。
比如，我們使用的是三色led燈的六位顯示。我要把所有需要顯示的資訊全部設計出來，而且顯示的每乙個資訊都不能超過六位，最重要的是，還要使用能用八段led顯示出來的字母，像如果遇見「w」之類的字母，我想沒有哪位大神能用八段led把它顯示出來吧。所以，這可真不是一件讓人省心的事。
遇見像結束通話之類的資訊還好，直接用英文「busy」，，我想終究還是能夠傳情達意。最終我用了1個小時把這些需要顯示的八種資訊全部用八段led可以顯示的英文或符號設計出來了。設計好這個問題又來了，三色led能顯示的字形碼只有0~f這十六個數字，我們顯示需要用到的字母或者符號全都沒有，沒辦法，自己編唄。
對於從來都很不細心的我，這又是乙個不小的挑戰，還好最終我把這些東西都順利的弄出來了。（很不幸，除錯的時候還是發現編錯了乙個碼）
在這次課程設計過程中我學到了許多東西，比如遇到問題解決不了要向老師或同學求助，我學會了如何與同學合作。學習了這麼久這是第一次合作做出乙個比較貼近現實生活和實際的系統，感覺自己終於能夠將所學的知識跟實際應用聯絡到了一起。感謝這次課程設計，我學會了許多有用的東西，學會了與他人合作，學會了將知識運用於實際。
2，郝鴻凱的心得體會：
此次的課程設計，拿到題目時，我有點不知所措，一直以來成績不是很好，基礎比較差 ，有些時候就不知道從**下手。不過還好組長給我們分析了整個設計的流程，還給我分配了比較簡單的任務，就是一小段的程式設計。硬體都是去年學的咯，現在基本都已經忘完了，不過既然接了任務還是要把它做好，於是乎我回去開始翻開硬體書來看了。
不過現在看起來感覺還是很吃力，看了大半天才看懂點點，所以看的比較慢，看了幾天才幾乎了解到怎麼編，編了好久終於編好了，拿給組長看，不過問題一大堆，還好組長厲害給我改了又改，才改好。還給我講為什麼這樣，雖然聽不懂，不過好像很厲害的樣子。程式大概都已經編好了，接下來就交給組長來進行合併了，這是最難的部分，當然得交給最厲害的組長啦。
組長花了一天的功夫終於合併好了，然後就進行除錯了，除錯才是關鍵的，即使程式編好了，要是除錯不出來還是不行，我們一組5個人咋實驗室奮鬥了2天才除錯好，除錯真的很複雜，有些時候明明覺得自己是對的，不過就是除錯不出來。在除錯過程中，都換了好幾臺硬體裝置，不過還好終於除錯好了。然後我們一一進行了實驗，看看功能是否都完全實現了，雖然功能都比較簡單，不過是能基本實現功能了。
3，賴公升勇的的心得體會：
此次設計，給我的最大體會就是團體與個人的力量，乙個人的力量總是有限的，不過結合眾人的力量就會發揮出強大的力量，此次的設計要是單獨給乙個人做，會很費時間，並且錯誤機率夜會增大。團體合作不僅能揚長補短，還能夠增強彼此的團隊協作能力。雖然我們這次做的不是特別的好，不過重要的是過程，從零到一，從無到有的過程才是最重要的。
結果已經不是特別重要了，重要的是我付出了，也感覺到了收穫這就足夠了，我相信在最後的檢驗階段，經過老師的檢驗，我們一定會做的更好，不足的也希望老師能給與指出，一邊我們以後做的更好。總的來說光是書本上的知識是不夠的，只有自己做了菜知道自己的不足，也才能夠進步，希望以後多一點這樣的課程設計，也多一點這樣的團隊合作。加油。
4，杜征宇的心得體會：
1：控制三色led的四片8255只能工作在輸出方式，所以其控制字寫入之後可以不用更改，但是第5片8255工作方式多樣，比如，在掃瞄鍵盤的時候，a口是作為方式0輸入，b口作為方式0輸出，c口未用上，但是在對來電指示燈和撥號指示燈進行操作時，應該由8255輸出訊號來控制，本可以用b口進行控制，但是在實驗中發現，在按鍵時會干擾到那兩個燈，所以我改變控制方式，使a口作為方式0輸出，得以控制小燈而且不會影響到對鍵盤的操作。因此，當我們在改變各個埠的輸入輸出方式時，千萬不要忘記更改控制字。
2：在設計中我們用8254產生定時中斷接8259ir0，但是當特殊情況來時，需要關閉中斷，此時我們有三種方式可以避免中斷，第一：關cpu的中斷，這時只需執行指令cli，但是這樣其他可遮蔽中斷也會被遮蔽，顯然這種方法不合適，第二：
關8259中斷，即寫入操作命令字遮蔽掉8259對ir0的響應，這種方法最好。第三：因為8254工作在方式0，所以如果我們不寫入計數初值，則8254的定時中斷訊號無法產生，也可以「關」掉中斷。
3：總的來說，本次課程設計程式流程清晰，思路比較好找，因此如果注意到細節方面的問題，完成起來也比較容易，而且在程式除錯過程中還很容易發現硬體的問題，比如某個鍵盤按下之後未彈起，這在程式走向中可以很清楚地辨識出來。當然，我覺得在做軟體的時候，首先得拿個正確的程式去測試硬體是否能夠正常工作，我們只有在保證硬體能夠正常工作的前提下才能不出差錯地將程式弄好。
5，陳開宇的心得體會：
在課程設計中，我們在一起設計好流程圖後，我們決定以分工的形式完成此次任務，每個人完成一段子程式，最後由乙個同學完成所有子程式的捏合。我負責的是撥號功能模組，這一部分相對來說比較簡單。撥號功能其實就是鍵盤的掃瞄以及用4片8255顯示相對應數字的功能，這些是以前在計算機硬體基礎課程中所學習過的。
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