计算机接口实验平台的研制与开发

摘要

在计算机接口技术课程教与学的过程中，实验是必不可少的。随着计算机接口技术的飞速发展，目前市场上供应的实验仪器并不能完全满足教与学的需求。本课题针对现有计算机接口实验装置所存在的不足，并结合目前教学中对计算机接口实验装置的实际需求，采用模块化结构，精心设计了新型的计算机接口实验仪。 本接口实验平台的核心CPU采用了Cygnal公司的多功能51系列单片机-C8051F120，因为这种微控制器内部集成了许多使用广泛的功能部件，所以该CPU选型方案有效降低了系统的复杂度和成本，并同时提高了系统的可靠性。利用该实验平台，除了可以完成传统的串口、并口和USB口的相关实验外，还可以进行单片机的外围扩展实验，而这些都不需要增加额外的附属设备。模块化的设计思想，使各接口实验相互独立。在该实验平台中采用了320×240大屏幕的液晶显示屏，可以显示16×16点阵的汉字20列×15行，并增加了小键盘。可视化的菜单显示，方便的键盘操作，使同学们很容易上手，而且也很直观。 文中首先说明了当前教学过程中所使用的传统的微机接口实验装置的缺陷，并论述了开发新型接口实验装置的可行性；然后讲述了该实验平台的微控制器选型，并给出了目标平台的硬件框图；接着从模块化设计角度，分析、设计目标平台的软件系统。由于该实验仪的主要用户接口是通过LCD上的汉字显示来实现，所以文中详细叙述了系统所用汉字库、及相关硬件模块驱动的设计和实现。此外，还对并口作以简单介绍。在本文最后详述了对USB技术的认识，并初步设计、实现了USB的软件驱动。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1绪论

1.1课题背景

1.2现有的计算机接口教学仪器的比较

1.3计算机接口实验平台的设计概要

2系统的总体设计

2.1实验平台的CPU选型

2.1.1 C8051FXXX系列微控制器

2.1.2 C8051F120微控制器的资源和特性

2.1.3实验系统的硬件构成

2.2计算机接口实验平台系统的软件设计

2.2.1模块化的软件设计思想

2.2.2实验平台的模块化设计

3实验仪的控制台软件设计

3.1液晶显示器的选择

3.2 SEED1335液晶显示控制器

3.2.1 SEED1335液晶显示控制器简介

3.2.2 SEED1335指令集

3.3汉字库的设计与实现

3.3.1汉字库的相关知识

3.3.2汉字库的设计

3.4 SEED1335在计算机接口实验平台中的应用

3.4.1 SEED1335与C8051F120的硬件连接

3.4.2 SEED1335编程相关

3.4.3控制台软件的设计

4并行接口的软件设计

4.1并行接口简介

4.2 PC标准配备并行口介绍

4.3 PC并行口数字输入/输出的VC实现

4.4并行接口驱动SEED1335的实现

4.4.1 PC并口与SEED1335控制板的硬件连结

4.4.2 PC并口与SEED1335的相关编程实现

5 USB接口软件设计

5.1 USB协议简介

5.1.1 USB系统组成

5.1.2 USB数据传输方式

5.1.3 USB设备枚举过程

5.2 PDIUSBD12-USB接口

5.2.1 PDIUSBD12器件特性

5.2.2管脚配置

5.3固件程序设计

5.3.1固件编程的思想

5.3.2固件编程的实现

6总结及后续开发任务

6.1论文总结

6.2系统展望及后续开发任务

参考文献

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