（二）系统工作原理
系统框图如图1所示。主要包括四部分：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
主控制电路首先从遥控器或键盘接收数据和指令，然后根据显示内容和显示指令的要求在软件控制下完成下述工作：如果要显示汉字，就从扩展卡27020中提取汉字点阵信息，然后存放在共享RAM 6264中。如果要显示的是8×8点阵的ASCII码或数字，以及16×8点阵的控制字符，就从程序存储器27256的高端提取有关的点阵信息，然后存放于共享RAM中。最后，主CPU通过地址切换电路①与②及时序控制电路，与辅CPU以应答方式进行联络，对共享RAM进行分时操作，完成显示。
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、星期共7个时标信号。我们可通过软件来获得和修改这些时标，并使之在屏幕上显示出来。
2. 扫描板基本工作原理
首先由辅CPU将欲显示的数据由串行口送出，然后经并行／串行转换芯片CD4094转换成并行数据，输出的数据经过MC1413驱动产生列信号；由P1口输出的行数据经CD4515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、列选通信号，点亮某一行。如此循环往复，完成扫描过程。
（三）共享RAM电路的工作原理
为了大大减轻主CPU的负担，合理地分配资源，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。
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共享RAM电路主要是通过六片74LS245来完成的，74LS245是三态八总线双向收发器。其中G是控制端，低电平时有效，允许传输；高电平时禁止。DIR是方向控制端，为低电平时数据由B传到A，呈高电平时，数据由A传到B。由原理图可以看到：IC1～IC3的G端不仅接主CPU的T0端，还接74LS74的Q端。IC4～IC6的G端不仅接显示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关闭。主CPU对RAM可进行读写操作，而辅CPU则不能。当主CPU放弃对共享RAM的操作时，通过GAL对74LS74置位，因而Q变低，Q变高。封锁IC1～IC3，从而辅CPU取得控制权，对共享RAM进行操作；当辅CPU放弃对共享RAM的操作时，通过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。这样就通过数据、地址切换的反复动作，完成了对共享RAM的分时操作。
图2 共享RAM电路
（四）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的区别是：373为八D锁存器，当控制端G为低电平时锁存；374则是八D触发器，在系统时钟下降沿时可以对数据锁存。
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存储器，共有18根地址线，而8031只有16根地址线。为读取27020内的数据，使用一片374，利用其下降沿锁存的特点来对27020进行分页处理，因为374的时钟端接片选信号CS1，而CS1平时为高电平，有效时为低电平，所以其有效的过程对374来说相当于是一个下降沿，当向4000H单元送数（即片选信号CS1有效）时，由GAL地址分配所决定的写入4000H单元中的数据的高5位，同时被锁入374中，形成27020的页面地址。因而从27020中读数时只需加片选信号CS2即可。
需要指出，6264和27020的OE端选通信号不同，前者接PSEN信号，后者接读信号。因此把27020作为一个数据存储器，而把6264当作一个程序存储器，充当本系统的仿真RAM。
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这样可避免27020和6264的地址发生冲突。
（五）地址分配
地址分配实际上是由GAL来完成的。它是一种电擦写、可反复编程、随时修改并且能加密的可编程逻辑器件（PLD）。它既不同于PAL，也不同于EPROM。目前常用的有GAL16V8和GAL20V8。它们具有以下特点：（1）由于GAL采用的是一种高速的电可擦写（E2CMOS）工艺制造，因而比TTL构造的PAL功耗低，速度快；（2）GAL有8个逻辑宏单元（OLMC），使输出任意变化，又很强的带负载能力，驱动电流可达24mA；（3）采用高速编程算法，按行进行编程，整个芯片的写入可在1秒钟内完成。此外，还采取了加密措施。
图3 汉卡电路
各芯片的地址分配详见附表。
附 表
名 称 程序存储器 数据存储器 IC型号 27256 62256 片 选 信 号 地 址 0000H－7FFFH 8000H－FFFFH 备 注 CE＝A15＝0 CE＝A15＝0 8
共享RAM 辅CPU 数据存储器 汉卡ROM 仿真RAM 6264 2764 6264 27020 6264 CS＝A15+A14+A13＝0 CS＝A15+PSEN CE＝A15＝0 A15＝1，A14＝0 CS2＝A15+A14+A13+RD 0000H－1FFFH 8000H－9FFFH 0000H－1FFFH 8000H－9FFFH 2000H－3FFFH 8000H－9FFFH 2000H－3FFFH 主CPU读RAM 辅CPU读RAM 读操作 写操作 CS2＝A15+A14+A13+PSEN CS2＝A15+A14+A13+WR 对于主CPU，其程序存储器27256的片选信号为CE＝A15，仅当A15＝0时选通，其地址分配为0000H～7FFFH。数据存储器62256采用A15做片选信号，CE＝A15，仅当A15＝1时选通，其地址分配为8000H～FFFFH。对于公共RAM 6264而言，当CPU取得控制权时用A15＋A14＋A13做片选信号，其地址分配为0000H～1FFFH。
对于辅CPU，其程序存储器2764的片选信号为CE＝A15，仅当A15＝0时选通，其地址分配为0000H～1FFFH，数据存储器6264采用A15和A14做片选信号，仅当A15＝1且A14＝0时选通，其地址分配为8000H～9FFFH。对于共享RAM的选通比较复杂，它取决于数据传输转换器IC9的允许端G，而G＝（Y1.A15）＝PSEN＋A15所以仅当辅CPU的PSEN为低，且A15为高时，选通共享RAM，这表明共享RAM对辅CPU而言，相当于是一个程序存储器，其地址分配为8000H～9FFFH。
汉卡上的27020先由CS1选通页面地址，再由片选信号CS2决定页内地址。而CS2＝A15＋A14＋A13＋RD，因而其地址分配为2000H到3FFFH。6264在读、写操作时，地址分配是不同的。当进行读操作时，用CS2做片选信号，而CS2＝A15＋A14＋A13＋PSEN，因而地址分配为8000H～9FFFH。进行写操作时，CS2＝A15＋A14＋A13＋WR，因而地址分配为2000H～3FFFH。
（六）显示控制电路的工作原理
电路如图4所示。显示控制电路主要完成扫描显示功能。它采用逐行扫描、列驱动方式。其主控制器为CPU2，简称辅CPU。当主CPU接收到从遥控器或者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取出并转化成点阵信息，存放在共享RAM中。主CPU根据显示指令，对共享RAM中的数据进行操作。操作完毕后，即向辅CPU发出应答信号。辅CPU接到应答信号后，就从共享RAM中取出显示数据，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，转换成并行数据，再经过七达林顿驱动器MC1413获得列驱动信号。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。通过达林顿功率管BD682，获得列驱动信号。行信号送至显示行驱动端，经显示后消隐，然后输出下一行数据并显示下一行内容。
（七）键盘
键盘布置如图5所示，共有30个键。其中，9个双功能键被定义为：在BAS状态下为上挡键，在PRG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码。 HOM／连
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续：光标移到文件头／连续执行程序。END／单步：光标移到文件尾／单步执行程序。ASC／调出：当前输入状态切换为ASCII码输入／将程序从备份RAM调到仿真 RAM中。汉字／存入：
将当前输入状态切换为汉字输入／将程序从仿真 RAM中存储到备份RAM。PUP／XRA：向上翻页／检查或修改外部数据存储器。PDN／MEM：向下翻页／检查或修改程序存储器内容。DEL／REG：删除／检查或修改寄存器的内容。HLP／SCR：提示帮助信息／用户屏幕。ESC：退出。INS／回车：输入状态（插入和替换）的切换／回车。↑：向上移动光标。↓：向下移动光标。
图5 键盘布置图
八、 课程设计内容
（一）系统的熟悉使用
程序流程图如图6所示。上电后，屏上出现主菜单光标在B上闪烁，按↑、↓键移动光标，可选择不同的菜单项。
图6 程序流程图
BAS PRG SET OTH
例如：当光标在S上闪烁时，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
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