基于8255A的简易计算器设计：硬件与算法实现

本篇论文《基于8255A的简易电子计算器的设计与实现》由作者于博、蔡世玉和曾希君合作完成，发表在中国矿业大学计算机科学与技术学院，主要探讨了如何利用可编程外围接口芯片8255A构建一个功能简单的电子计算器。设计的关键要素包括键盘编码、七段LED数码管显示和四则运算逻辑。 1. **需求分析**： - 功能分析：计算器的目标是进行四位整数（0～9999）的加减乘除运算，并通过七段LED数码管实时显示运算过程和结果。设计中特别关注了错误处理，允许用户在输入过程中通过“CL”键纠正错误。 - 硬件需求：论文提到的硬件基础是复旦大学计算机组成原理实验箱和SASM实验环境计算机。 2. **概要设计**： - 电路设计：8255A被巧妙地用于控制键盘输入和七段LED显示。PA端口低四位驱动七段LED的选择信号，PB端口作为数据输出，PC端口用于控制行线和列线，与74LS138片选器相连。这样，用户可以通过键盘输入数字和运算符，操作结束后，结果显示在对应LED上。 - 系统流程图：首先，对8255A进行初始化，设置PA口为全0状态。接着，通过读取PB口的键盘输入信号，进行运算处理。在操作过程中，根据用户的按键，8255A控制数码管显示相应的字符或运算结果。 3. **关键技术和实现方法**： - **8255A**：作为核心芯片，其多功能特性使得它能同时处理键盘输入和数码管控制，简化了设计过程。PA口的可编程性允许灵活地配置输入输出，而PB和PC端口的使用则实现了数码管的驱动和选择。 - **七段LED数码管**：通过8255A的PB端口，实现了四位数字的显示，每个数字由一组七段LED组成，通过不同的组合来表示0-9的数值。 - **汇编语言**：作者使用汇编语言编写程序，控制8255A进行运算逻辑的执行，确保了计算器的基本运算功能，如加、减、乘、除以及比较运算。 这篇论文详细介绍了如何利用8255A芯片构建一款基于硬件的简易电子计算器，强调了其在键盘输入、数码管显示和基本算术运算中的应用，展示了在嵌入式系统设计中的实际操作和编程技巧。