微機接口課程設(shè)計報告及源程序

1、目 錄第1章 需求分析11.1 課程設(shè)計題目11.2 課程設(shè)計任務(wù)及要求11.2.1 課程設(shè)計任務(wù)11.2.2 課程設(shè)計要求11.3 軟硬件運行環(huán)境及開發(fā)工具11.3.1 軟硬件運行環(huán)境11.3.2 開發(fā)工具1第2章 概要設(shè)計22.1 設(shè)計原理及實現(xiàn)方法22.1.1 計數(shù)脈沖的產(chǎn)生和檢測原理22.1.2 計數(shù)led顯示原理22.1.3 揚聲器的驅(qū)動原理32.2 主要芯片說明32.2.1 8255管腳與功能32.3 設(shè)計原理圖5第3章 詳細設(shè)計73.1 硬件設(shè)計與實現(xiàn)73.1.1 設(shè)計接線圖73.2 程序流程圖73.2.1 系統(tǒng)流程圖73.2.2 模塊流程圖83.3 功能模塊實現(xiàn)93.3.1 慢

2、速脈沖產(chǎn)生程序93.3.2 開關(guān)切換功能程序103.3.3 脈沖檢測及計數(shù)程序103.3.4 計數(shù)顯示程序113.3.5 揚聲器驅(qū)動程序12第4章 系統(tǒng)調(diào)試與操作說明134.1 系統(tǒng)調(diào)試134.2 操作說明13第5章 課程設(shè)計總結(jié)與體會14參考文獻15附錄 源程序16第1章 需求分析1.1 課程設(shè)計題目慢速計數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計1.2 課程設(shè)計任務(wù)及要求1.2.1 課程設(shè)計任務(wù)1設(shè)計一個慢速技術(shù)系統(tǒng)，。28255一個端口輸出慢速脈沖（周期約0.5秒）給另一端口計數(shù)，端口檢測脈沖后進行計數(shù)。31個開關(guān)控制切換計數(shù)/暫停；用另一個開關(guān)實現(xiàn)計數(shù)清零功能輸入。4用2位7段led數(shù)碼管顯示當(dāng)前計數(shù)值（采用十進制

3、計數(shù)）。5每計數(shù)10次，揚聲器鳴叫約1秒。1.2.2 課程設(shè)計要求完成實驗方案論證，進行慢速計數(shù)系統(tǒng)電路硬件設(shè)計，畫出電路原理圖及實驗電路圖；搭建實驗電路，進行軟件編程、調(diào)試、運行以及使用說明文檔的建立等一整套工作任務(wù)。進行慢速計數(shù)系統(tǒng)控制程序設(shè)計（采用匯編語言）；系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，提交一個符合上述功能要求的慢速計數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計。1.3 軟硬件運行環(huán)境及開發(fā)工具1.3.1 軟硬件運行環(huán)境利用tdn86/88實驗平臺進行硬件連接，利用tdn集成開發(fā)環(huán)境進行慢速計數(shù)系統(tǒng)的程序設(shè)計（采用匯編語言），調(diào)試，直到滿足設(shè)計要求。1.3.2 開發(fā)工具實驗所使用的實驗開發(fā)設(shè)備是tdn86/88型多功能微機實驗平臺，它的

4、硬件由基本系統(tǒng)、外設(shè)功能模塊和面包板實驗區(qū)三大部分，按模塊化開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計而成。第2章 概要設(shè)計2.1 設(shè)計原理及實現(xiàn)方法本課程設(shè)計的慢速計數(shù)系統(tǒng)已8086微處理器為cpu，主要用8255a來實現(xiàn)計數(shù)和顯示。用8255a的下c口的一個端口產(chǎn)生計數(shù)脈沖，并用8255a下c口的一個端口檢測計數(shù)脈沖，并通過8086cpu計數(shù)，計數(shù)的同時，通過8255a的a口和b口分別驅(qū)動兩個七段碼led顯示個位數(shù)字和十位數(shù)字，計數(shù)每到10，觸發(fā)8255a的下c口產(chǎn)生脈沖驅(qū)動揚聲器發(fā)聲。2.1.1 計數(shù)脈沖的產(chǎn)生和檢測原理在本慢速計數(shù)系統(tǒng)中，計數(shù)脈沖可以用方波實現(xiàn)，而電平的高低變化可以通過8255a的c口的置數(shù)命令分

5、別對產(chǎn)生計數(shù)脈沖的端口置1后延時并置0代替。表 2.1 8255a c口置數(shù)命令控制字d7d6d5d4d3d2d1d0特征位0 不 用（寫0）位 選 擇000=c口0位001=c口1位111=c口7位1=置位（高電平）0=復(fù)位（低電平）2.1.2 計數(shù)led顯示原理在計數(shù)時，需要實時顯示當(dāng)時的計數(shù)值并能顯示出來，這就需要用到七段碼led，而七段碼led不能直接顯示十進制數(shù)字，故需要通過查表找到每個數(shù)字對應(yīng)的編碼并通過led顯示出來。led數(shù)碼管也稱半導(dǎo)體數(shù)碼管，是目前數(shù)字電路中最常用的顯示器件。它是以發(fā)光二極管作筆段并按共陰極方式或共陽極方式連接后封裝而成的。圖5所示是兩種led數(shù)碼管的外形與

6、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，、分別表示公共陽極和公共陰極，ag 是7個電極，dp為小數(shù)點。 圖 2.1 led內(nèi)部結(jié)構(gòu)及連線2.1.3 揚聲器的驅(qū)動原理本次課程設(shè)計要求計數(shù)到10時蜂鳴1秒，而實驗系統(tǒng)用到的揚聲器，有兩個管腳，在驅(qū)動揚聲器發(fā)聲時，只需要將其一只管腳接地，另外一只管腳接入方波脈沖就會開始蜂鳴，在蜂鳴一秒后，再將其管腳接入低電平即可停止蜂鳴。故可參照計數(shù)脈沖的實現(xiàn)原理，在計數(shù)到10后，可通過c口的置數(shù)命令將c口的一端口產(chǎn)生高電平，并通過延時程序產(chǎn)生延時，在延時完成后，又通過c口的置數(shù)命令將c口產(chǎn)生低電平停止蜂鳴。2.2 主要芯片說明2.2.1 8255管腳與功能 圖2.2 8255的引腳圖引腳功能:

7、reset:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有i/o口均被置成輸入方式。 cs:芯片選擇信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/cs=0時,表示芯片被選中，允許8255與cpu進行通訊;/cs=1時,8255無法與cpu做數(shù)據(jù)傳輸。 rd:讀信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/rd=0且/cs=0時,允許8255通過數(shù)據(jù)總線向cpu發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即cpu從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。 wr:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/wr=0且/cs=0時,允許cpu將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。 d0d7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與cpu數(shù)據(jù)傳送

8、的通道，當(dāng)cpu 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 pa0pa7:端口a輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 pb0pb7:端口b輸入輸出線，一個8位的i/o鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。 pc0pc7:端口c輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口c可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口a和端口b配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。 a1,a0:地址選擇線,用來選擇8255的pa口,pb口,p

9、c口和控制寄存器. 當(dāng)a1=0,a0=0時,pa口被選擇; 當(dāng)a1=0,a0=1時,pb口被選擇; 當(dāng)a1=1,a0=0時,pc口被選擇; 當(dāng)a1=1.a0=1時,控制寄存器被選擇。表 2.2 8255端口地址端口地址pa口60hpb口61hpc口62h控制口63h2.3 設(shè)計原理圖 圖 2.3 設(shè)計原理圖原理圖中8255a d0d7端接系統(tǒng)總線。圖中七段碼顯示器管腳排列如下： 圖 2.4 led引腳圖原理圖中的8255引腳與七段碼led接線如下： pa0 pa1 pa2 pa3 pa4 pa5 pa6 pa7 abcdefgdp圖2.5 8255與七段碼連線圖第3章 詳細設(shè)計3.1 硬件設(shè)計

10、與實現(xiàn)3.1.1 設(shè)計接線圖 pc7 pa0pc6 pa1pc5 pa2pc4 pa3pc3 pa4pc2 pa5pc1 pa6pc0 pa7 pb0 pb1 pb2 pb3 pb4 pb5 pb6 pb7abcdefgdpabcdefgdp k7 k6switch unitd0d1d2d3d4d5d6d78086系統(tǒng)總線圖 3.1 設(shè)計接線圖圖3.2 程序流程圖3.2.1 系統(tǒng)流程圖開始8255初始化，寄存器清零調(diào)用脈沖產(chǎn)生模塊，產(chǎn)生脈沖產(chǎn)生計數(shù)脈沖調(diào)用開關(guān)狀態(tài)檢測模塊檢測開關(guān)狀態(tài)調(diào)用脈沖檢測模塊檢測計數(shù)脈沖調(diào)用計數(shù)顯示模塊顯示計數(shù)值調(diào)用揚聲器驅(qū)動模塊驅(qū)動揚聲器蜂鳴結(jié)束圖 3.2 系統(tǒng)流程圖

11、3.2.2 模塊流程圖圖 3.4 脈沖計數(shù)模塊開始c口置1out 63h,00000001b延時程序c口置0out 63h,00000000b開始計數(shù)器清零讀取pc7狀態(tài)pc7=1讀取pc6狀態(tài)pc6=0繼續(xù)計數(shù)y圖3.3 脈沖產(chǎn)生模塊流程圖開始mov al,00000001bout 62h,alc口置1，產(chǎn)生高電平延時程序mov al,00000000bout 62h,alc口置0，產(chǎn)生低電平結(jié)束開始inc dl個位大于10？十位加一個位清零查表得到個位段碼out 60h,al十位大于10？十位清零查斷碼表得到十位數(shù)段碼out 61h,al圖 3.5 計數(shù)顯示模塊流程圖圖 3.6 揚聲器驅(qū)動

12、模塊流程圖3.3 功能模塊實現(xiàn)3.3.1 慢速脈沖產(chǎn)生程序本課程設(shè)計中，慢速脈沖產(chǎn)生原理是：通過8255a的c口的置數(shù)命令，分別對脈沖口作置1置0命令，這樣就產(chǎn)生了010的脈沖信號，從而推動計數(shù)器計數(shù)。本課程設(shè)計是pc2輸出產(chǎn)生脈沖。該模塊具體程序如下：output: mov al,00000100b ;置pc2=0 out 62h,al ;由c口輸出 pop ax ;出棧，恢復(fù)ax push ax mov al,00000101b ;置pc2=1 out 62h,al pop ax3.3.2 開關(guān)切換功能程序本課程設(shè)計的功能開關(guān)有兩個k7和k6，分別連接c口的pc7和pc6。k7的功能是暫停

13、，當(dāng)k7開關(guān)置1時計數(shù)暫停，置0繼續(xù)；k6的功能是清0，當(dāng)k6開關(guān)置1時計數(shù)清0，置0后重新開始計數(shù)。該模塊具體程序如下：zero: mov dl,00h ;個位清零 mov dh,00h ;十位清零 stop: in al,62h ;pc7控制暫停，為1暫停 test al,80h ;用test只測試比較而不將結(jié)果保存 jnz stop ;如果不為0則跳轉(zhuǎn)到stop in al,62h ;pc6清零開關(guān)，為1清零 test al,40h jnz zero ;如果不為0則跳轉(zhuǎn)到zero3.3.3 脈沖檢測及計數(shù)程序本課程設(shè)計中pc2是用于輸出產(chǎn)生脈沖，pc5是用于檢測輸入的脈沖。只有當(dāng)pc5檢

14、測到pc2為高電平時才開始執(zhí)行計數(shù)程序。計數(shù)原理：首先檢測脈沖信號，如果檢測到脈沖信號，個位加1，然后判斷個位是否達到10，如果不為10，則將個位數(shù)字顯示在數(shù)碼管1上；如果為10則將十位加1，個位清零，然后顯示在數(shù)碼管上。判斷完個位后再判斷十位，如果十位不為10則將十位數(shù)字顯示在數(shù)碼管上；如果為10則將十位清零。具體代碼如下：timmer: mov cl,0ah ;裝入計數(shù)初值 l1: call dellay ;調(diào)用延時程序 in al,62h ;pc5脈沖檢測 test al,20h jnz l3 ;pc2位為1則跳轉(zhuǎn)到l3，否則跳到timmer jmp timmerl3: inc dl ;

15、個位加一 cmp dl,0ah ;判斷是否大于10 jnz disp ;不為10則跳到disp（顯示程序） inc dh ;個位大于10向十位進位 mov dl,00h ;個位清零 cmp dh,0ah ;比較十位是否為10 jnz a0 ;不為10則跳到a0 mov dh,00h ;為10則清零 dellay proc ;延時子程序 push cx mov cx,0f000h ;送入計數(shù)初值a3: push ax pop ax loop a3 ;循環(huán)執(zhí)行壓棧出棧，直到cx為0 pop cx ret dellay endp3.3.4 計數(shù)顯示程序計數(shù)顯示功能的實現(xiàn)主要是實現(xiàn)獲取個位和十位數(shù)字后

16、，通過換碼指令，得到各位數(shù)字對應(yīng)的七段碼，然后將對應(yīng)的七段碼送到相應(yīng)的七段碼led驅(qū)動口，就可以將個位數(shù)字和十位數(shù)字在七段碼顯示器上顯示出來。data segment ;數(shù)據(jù)段定義tab1 db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh ;七段碼data endsdisp: mov al,dl ;顯示個位數(shù) mov bx,offset tab1 ;取段碼表首地址 xlat ;查表得段碼 out 60h,al ;a口輸出個位并顯示a0: mov al,dh ;顯示十位數(shù) mov bx,offset tab1 ;取段碼表首地址 xlat ;查表得段碼 out

17、61h,al ;b口輸出十位3.3.5 揚聲器驅(qū)動程序本課程設(shè)計的接線圖中是pc0控制喇叭發(fā)聲的。當(dāng)pc0=1時喇叭發(fā)聲，當(dāng)pc0=0時喇叭不發(fā)聲。而要求計數(shù)達到10、20、30.90時發(fā)聲，那么驅(qū)動喇叭發(fā)聲的條件就是計數(shù)初值為10的cl減到0時喇叭發(fā)聲。具體程序如下： ring proc ;蜂鳴子程序 mov al,00000001b ;pc0控制喇叭發(fā)聲 out 62h,al push cx mov cx,5000hl2: loop l2 ;以上兩句為喇叭發(fā)聲的延時 mov al,00000000b ;喇叭停止發(fā)聲 out 62h,al pop cx ret ring endp第4章 系統(tǒng)

18、調(diào)試與操作說明4.1 系統(tǒng)調(diào)試先依照設(shè)計要求編寫程序，在軟件上進行編譯并對程序進行調(diào)試直至通過編譯，若順利通過編譯則可以按設(shè)計要求連接硬件電路，檢查連接無誤后，將程序編譯、連接后加載到芯片中進行實際仿真，若出錯則檢查修改程序功能錯誤和硬件連接錯誤，直至仿真效果與設(shè)計要求一致。 4.2 操作說明 將程序編譯，連接，加載后，運行開始仿真，按照設(shè)計要求，在運行后會進入計數(shù)狀態(tài)，兩個七段碼顯示器會實時顯示計數(shù)值，將開關(guān)k7撥到”1”狀態(tài)，計數(shù)暫停，七段碼顯示器顯示暫停前的計數(shù)值；將開關(guān)k6撥到”1”狀態(tài)，計數(shù)清零；計數(shù)每到10后，揚聲器蜂鳴。第5章 課程設(shè)計總結(jié)與體會通過這次的課程設(shè)計，我回顧了許多之

19、前學(xué)習(xí)過的微機原理知識，又一次了解了相當(dāng)多的匯編語言規(guī)則和知識，進一步了解了8255a各引腳的功能， 8255a和系統(tǒng)總線之間的連接， 8255a和cpu之間的數(shù)據(jù)交換，以及8255a的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)。我深入掌握了8255a顯示電路的基本功能及編程方法，同時我深入了解了8255等芯片的工作方式、作用。通過這次課程設(shè)計，我最大的收獲就是培養(yǎng)了自己的動手能力和獨立解決問題的能力，也充分體會到了自己設(shè)計東西的樂趣、也意識到了自己查閱資料和團隊溝通合作的重要性，也明白了在學(xué)習(xí)中光只是學(xué)習(xí)理論是不夠的，必須親自去試著實踐，將理論應(yīng)用到實踐中，親自去經(jīng)歷才能對它們真正的掌握。當(dāng)我完成這個設(shè)計時，發(fā)現(xiàn)腦中關(guān)于

20、微機原理的知識更加清晰系統(tǒng)了。這讓我相信，只有在不斷的嘗試，不斷的動手去操作后，所學(xué)的理論知識才能真正地轉(zhuǎn)化成自己的東西。我想我以后不管在什么方面，特別是在研究設(shè)計方面，都會有不錯的成績。動手加動腦才是成功的關(guān)鍵，一味的在理論上追根問底在現(xiàn)實中很難實現(xiàn)。這是我從這次課程設(shè)計中得到的最大的體會。通過這次課程設(shè)計，我最大的收獲就是自己的動手能力和獨立解決問題的能力得到了很大的提高，也充分體會到了自己設(shè)計東西的樂趣、學(xué)會查閱資料和對別人的東西融會變通的重要性，也明白了很多知識光靠趴在書本上學(xué)是學(xué)不到其中的精髓的，必須親自去試著實踐，親自去經(jīng)歷才能對它們真正的掌握。 參考文獻1 何超. 微型計算機原理

21、及應(yīng)用.中國水利水電出版社，20072 楊立. 微型計算機原理與接口技術(shù)學(xué)習(xí)與實驗指導(dǎo). 中國水利水電出版社，2008.3 彭虎,周佩玲,傅忠謙.微機原理與接口技術(shù)（第二版）.電子工業(yè)出版社，2008.4 朱承高.電工及電子技術(shù)手冊m.北京：高等教育出版社，19905 姚燕南，薛均義.微型計算機原理.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20006 張迎新.單片微型計算機原理、應(yīng)用及接口技術(shù).北京：國防工業(yè)出版社，1999.設(shè)計者： 操時力 日 期： 2011年 6 月 16 日附錄 源程序data segment tab1 db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh

22、,6fhdata endsstack segment stackdw 64 dup(?)stack endscode segmentassume cs:codestart:mov ax,datamovds,axmoval,10001000b ; 8255方式字 out 63h,al zero: mov dl,00h ;清零 mov dh,00h timmer:mov cl,0ah l1:call dellayoutput: push ax mov al,00000100b out 62h,al pop ax stop: in al,62h ;pc7控制暫停，為1暫停 test al,80h j

23、nzstop in al,62h ;pc6清零開關(guān)，為1清零test al,40hjnz zeroin al,62h ;pc5脈沖檢測test al,20hjnz l3jmp timmerl3:inc dl ; 個位加一cmp dl,0ah ;判斷是否大于10jnz disp ;不小于10則顯示inc dh ;個位大于10向十位進位mov dl,00h ;個位清零disp:mov al,dl ;顯示個位數(shù)mov bx,offset tab1 ;取段碼表首地址 xlat ;查表得段碼 out 60h,al ;a口輸出個位并顯示 cmp dh,0ah jnz a0 mov dh,00h a0: mov al,dh mov