課程設(shè)計(jì)夜班防睡控制和記錄器報(bào)告

1、微機(jī)接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：夜班防睡控制和記錄器目錄目錄2前 言3一系統(tǒng)概述4（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想4（2）可行性論證7二. 單元電路設(shè)計(jì)與分析8（1） 8255引腳功能8（2） 8254 可編程計(jì)數(shù)定時(shí)器9三、軟件編程與調(diào)試11四、結(jié)束語11附 錄13附錄1 元器件明細(xì)表13附錄2 電路原理圖13附錄3 源程序清單14參考文獻(xiàn)20夜班防睡控制和記錄器前 言此實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)夜班防睡控制和記錄器，每10min用較柔和的聲音提醒一次值班者，值班者按某一鍵后復(fù)位，計(jì)時(shí)重新開始；若計(jì)到11min時(shí)無人按復(fù)位鍵，則以較急促的聲音報(bào)警，黃燈閃爍以示報(bào)警；當(dāng)?shù)?0min時(shí)無人按復(fù)位鍵，則紅燈閃爍，并以尖

2、銳的聲音持續(xù)報(bào)警，并記錄下這個(gè)時(shí)刻，以便管理者查看。顯示格式：時(shí)、分、秒。在課程設(shè)計(jì)之前，我們首先對(duì)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行了小組內(nèi)部討論，按照題目要求行了系統(tǒng)需求分析。然后學(xué)習(xí)了唐都實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)和各模塊的相關(guān)功能，并搜集了相關(guān)講解微機(jī)接口技術(shù)的資料和書目，然后學(xué)習(xí)了本課程設(shè)計(jì)所需的8255并行接口芯片、8254定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片的知識(shí)，之后確定了總體設(shè)計(jì)方案，再將任務(wù)劃分好模塊（計(jì)時(shí)模塊、判斷模塊、報(bào)警模塊、顯示模塊）后具體分配到小組成員，由小組成員分別進(jìn)行相應(yīng)模塊的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。小組成員設(shè)計(jì)、調(diào)試完各模塊后，最后將各模塊設(shè)計(jì)好的硬件模塊和軟件模塊集中、整合在一起，進(jìn)行統(tǒng)一的統(tǒng)籌和調(diào)試工作，以達(dá)到

3、設(shè)計(jì)要求，最后按照要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展，并撰寫了此課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 一系統(tǒng)概述（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想本實(shí)驗(yàn)是利用微機(jī)原理試驗(yàn)箱、8255芯片、8254芯片、pc機(jī)等硬件設(shè)備設(shè)計(jì)夜班防睡控制和記錄器。首先利用了編程程序，編輯了8255芯片控制字, 對(duì)其進(jìn)行初始化，使其工作在方式0即基本輸入輸出狀態(tài)，將8255的b端口設(shè)置為輸出,其中pb0和pb1接led燈，pb2接8254芯片的gate2信號(hào)端；c端口做為輸入端口，其中pc0用做復(fù)位輸入，pc1用做負(fù)脈沖輸入（為1秒計(jì)時(shí)）。將8254的計(jì)數(shù)器0設(shè)置在工作方式2下，用來產(chǎn)生計(jì)數(shù)負(fù)脈沖。其中clk0接1khz,out0接8255的pc1端口，當(dāng)8255

4、的pc1端口檢測(cè)到低電平時(shí)調(diào)用計(jì)時(shí)子程序。當(dāng)每次計(jì)時(shí)后需要判斷所計(jì)時(shí)間是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，若達(dá)到要求則調(diào)相應(yīng)的報(bào)警子程序。在報(bào)警子程序中利用8254的計(jì)數(shù)器2來產(chǎn)生響鈴脈沖，所以計(jì)數(shù)器2應(yīng)工作在方式3下，gate2端接8255的pb2用來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器2以軟件啟動(dòng)方式啟動(dòng)，clk2接100hz作為定時(shí)脈沖。out2接揚(yáng)聲器。模塊執(zhí)行順序計(jì)時(shí)模塊報(bào)警模塊判斷模塊顯示模塊主程序流程圖如下：開始程序初始化初始化8255的b端口和8254的計(jì)數(shù)器0pc1為低電平y(tǒng)pc0 為低電平nn計(jì)時(shí)子程序y判斷模塊報(bào)警子程序結(jié)束y n判斷模塊：是否為60min開始是否為11min是否為10minnnn報(bào)警3子程序報(bào)警2

5、子程序報(bào)警1子程序yyy結(jié)束（2）可行性論證硬件可行性通過向8254定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片的計(jì)數(shù)器0送計(jì)數(shù)初值，即確定了1秒。通過8255的c端口來控制程序的啟動(dòng)和復(fù)位操作。軟件可行性對(duì)于8254芯片，先將控制字寫入控制端口，然后通過計(jì)時(shí)器0確定1秒；通過定時(shí)器2產(chǎn)生響鈴脈沖。對(duì)于8255，先寫控制字，然后通過編程實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)、判斷等即可。操作可行性實(shí)驗(yàn)程序在pc機(jī)理的tdpit軟件里運(yùn)行，控制唐都實(shí)驗(yàn)箱里的硬件設(shè)備。二. 單元電路設(shè)計(jì)與分析（1） 8255引腳功能reset:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平時(shí)，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:片選信號(hào)線，

6、當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，表示芯片被選中，允許8255與cpu進(jìn)行通訊。rd:讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，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(hào)，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，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)傳送的通道，當(dāng)cpu 執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過它實(shí)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(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。pb0pb7:端口b輸入輸出線，一個(gè)8位的i/o鎖存器， 一個(gè)8位的

7、輸入輸出緩沖器。pc0pc7:端口c輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)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(gè)4位的端口， 每個(gè)4位的端口包含一個(gè)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(hào)輸出或狀態(tài)信號(hào)輸入端口。a1、a0:端口地址總線，8255中有端口a、b、c和一個(gè)內(nèi)部控制字寄存器，共4個(gè)端口，由a0、a1輸入地址信號(hào)來尋址。 圖 1. 8255的控制字格式（2） 8254 可編程計(jì)數(shù)定時(shí)器芯片完成對(duì)外部脈沖信號(hào)的各種處理。8254芯片內(nèi)部具有三個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器，它可用程序設(shè)置成多種工作方式，按十進(jìn)制計(jì)數(shù)或二進(jìn)制計(jì)數(shù)，最高計(jì)數(shù)速率可達(dá)

8、10mhz。8254的全部功能是由cpu編程設(shè)定的。cpu通過輸出指令給8254裝入控制字，從而設(shè)定其功能。8254控制字格式如下：d7d6d5d4d3d2d1d0c1c0l1l0210cd 各位的功能見表1表4： 表1 sc1、sc0 計(jì)數(shù)器選擇sc1 sc0選擇計(jì)數(shù)器0 0選擇0#0 1選擇1#1 0選擇2#1 1使用方法參見8254使用說明 表2 rl1、rl0cpu讀寫操作rl1 rl0操作類型0 0計(jì)數(shù)器封鎖操作0 1讀寫計(jì)數(shù)器低8位1 0讀寫計(jì)數(shù)器高8位1 1先讀寫低8位，后讀寫高8位 表3 bcd計(jì)數(shù)方式選擇bcd數(shù) 碼 形 式0十六位二進(jìn)制計(jì)數(shù)1四位十進(jìn)制 ( bcd ) 碼計(jì)

9、數(shù) 表4 m2、m1、m0 工作方式選擇m2 m1 m0 計(jì) 數(shù) 工 作 方 式0 0 0方 式 00 0 1方 式 1x 1 0方 式 2x 1 1方 式 31 0 0方 式 41 0 1方 式 5三、軟件編程與調(diào)試調(diào)試問題匯總問題1： 無法通過數(shù)碼管顯示出時(shí)間原因分析： 需要對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行掃描顯示，導(dǎo)致子程序無法退出解決措施： 改為用pc機(jī)屏幕顯示時(shí)間四、結(jié)束語通過對(duì)這一課程設(shè)計(jì)的制作，使我們對(duì)匯編語言的基本知識(shí)的使用更加熟練，同時(shí)也增加了我們對(duì)匯編語言的一些認(rèn)識(shí)，在作業(yè)完成過程中通過和同學(xué)的交流，也增加了合作的技巧。通過查詢資料也學(xué)到了一些課本上沒有的東西，擴(kuò)寬了我們的知識(shí)面，增加了學(xué)好匯

10、編語言的信心。這不是第一次用匯編語言來設(shè)計(jì)一個(gè)小程序，平時(shí)做了很多實(shí)驗(yàn)，寫了很多的小程序。但這次是一個(gè)綜合的程序，平時(shí)的很多程序都用到了，例如在程序中用到了不少的子程序，這些子程序的設(shè)計(jì)都是固定的，因此可以直接調(diào)用，大多只需要修改幾個(gè)參數(shù)就可以了，這大大方便了我們的設(shè)計(jì)，為我們節(jié)省了很多時(shí)間。匯編語言是一門較難的計(jì)算機(jī)內(nèi)容，開始學(xué)習(xí)的時(shí)候較為困難，但是平時(shí)的課堂的學(xué)習(xí)和這一次的集中的課程設(shè)計(jì)，使我不但能夠較好的了解并掌握了一些匯編語言的知識(shí)和技能，相信在以后的社會(huì)生活中也可以得到應(yīng)用。在最后的提交查收前，我對(duì)幾天來在對(duì)幾個(gè)程序的編排和改進(jìn)上所遇到的問題又進(jìn)行了認(rèn)真的總結(jié)，使我對(duì)整個(gè)程序都有了很

11、深的了解，而且可以熟練的操作和應(yīng)用到程序中去，也順利的通過了查收。作為一名電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的大三學(xué)生，能做類似的課程設(shè)計(jì)不管對(duì)于鞏固我們所學(xué)的理論知識(shí)還是提高我們的動(dòng)手操作和應(yīng)用能力都是十分有意義的，也是十分必要的。在微機(jī)接口技術(shù)課程的理論學(xué)習(xí)過程中，我們只是簡(jiǎn)單是學(xué)習(xí)了關(guān)于8255和8254芯片的理論知識(shí)，只能簡(jiǎn)單的對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單程序，但是本次課程設(shè)計(jì)是對(duì)這兩種芯片一起運(yùn)用的綜合性設(shè)計(jì)，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行整體構(gòu)思。在已度過的大學(xué)時(shí)間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去鍛煉我們的實(shí)踐面？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？

12、做類似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐和鍛煉平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我們感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計(jì)手冊(cè)了。為了讓我們的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合題目要求，一次次的翻閱相關(guān)微機(jī)接口設(shè)計(jì)的書目。微機(jī)接口技術(shù)本身就是我們專業(yè)的一門很重要的專業(yè)必修課，而微機(jī)接口技術(shù)的課程設(shè)計(jì)也是我們專業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)課程理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用的重要實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)，是我們鍛煉運(yùn)用能力、動(dòng)手能力的一個(gè)必不可少的過程。“千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我們深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。我們今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，為的就是明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這次課程設(shè)計(jì)中，我們真正

13、體會(huì)到了合作的重要性，遇到很多問題時(shí)，當(dāng)我們看書查資料時(shí)，這是去找同學(xué)討論一下，收獲很大，可以是很多問題迎刃而解，直到問題最終解決。不可否認(rèn)，本程序存在不少缺點(diǎn)和不足，但通過這次作業(yè)卻找出了我們?cè)趯W(xué)習(xí)上的不足，對(duì)以后的工作也有指導(dǎo)作用。我們相信在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)克服這些不足，達(dá)到熟練掌握匯編語言的目的！附 錄附錄1 元器件明細(xì)表符號(hào)名稱型號(hào) 參數(shù)數(shù)量備注82558255并行接口芯片182548254定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片1附錄2 電路原理圖8086 pb0 pb1 pb28255 pc0 pc1led燈 clk0 out0 gate08254 clk2 out2 gate2開關(guān)1khz+5v100h

14、z揚(yáng)聲器附錄3 源程序清單my8255_a equ 9860h ;8255端口地址my8255_b equ 9861hmy8255_c equ 9862hmy8255_mode equ 9863hmy8254_0 equ 9840h ;8254端口地址my8254_1 equ 9841hmy8254_2 equ 9842hmy8254_mode equ 9843hdata segment counts db 0 countm db 0 counth db 0 dtable db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fhdata endscode segme

15、nt assume cs:code,ds:data start: mov ax,data mov ds,ax mov dx,my8254_mode mov al,35h out dx,al ;計(jì)數(shù)器0 十進(jìn)制計(jì)數(shù) 16位 模式2 mov al,0b7h out dx,al ;計(jì)數(shù)器2 十進(jìn)制計(jì)數(shù) 16位 模式3 mov dx,my8255_mode mov al,81h ;初始化8255 a口、b口輸出，方式0；c口低輸入，高輸出，方式0 out dx,al a1: mov dx,my8255_b mov al,03h out dx,al ;初始化8255 b端口 初值0bh pb0、pb1接

16、led pb3為計(jì)數(shù)器2的gate信號(hào) mov counts,0 mov countm,0 mov counth,0 mov dx,my8254_0 ;初始化計(jì)數(shù)器0 初值1000 mov ax,1000h out dx,al ;低8位 mov al,ah out dx,al ;高8位 a2: call break mov dx,my8255_c in al,dx ;讀端口c的值 test al,01 ;檢測(cè)pc0端口是否為高電平 pc0表示啟動(dòng)/復(fù)位 jz a1 ;低電平則復(fù)位 test al,02h ;檢測(cè)pc1端口是否為低電平 pc1表示計(jì);數(shù)脈沖 即1s jnz a2 ;高電平 跳轉(zhuǎn)a

17、2 call count ;調(diào)count 計(jì)數(shù)子程序 mov al,counth cmp al,1 ;判斷時(shí) 是否為1即60min jb a3 mov al,countm ;判斷是否為0分0秒 cmp al,0 jnz a2 mov al,counts cmp al,0 jnz a2 call baojing3 jmp a2 a3: mov al,countm ;判斷是否為11分 cmp al,11 jnz a4 mov al,counts ;判斷是否為0秒 cmp al,0 jnz a2 call baojing2 jmp a2 a4: mov al,countm ;判斷是否為10分 cmp

18、 al,10 jnz a2 mov al,counts ;判斷是否為0秒 cmp al,0 jnz a2 call baojing1 jmp a2count proc near inc counts mov al,counts cmp al,59 jnz a5 mov counts,0 inc countm mov al,countm cmp al,59 jnz a5 mov counts,0 mov countm,0 inc counth mov al,counth cmp al,23 jnz a5 mov counts,0 mov countm,0 mov counth,0 a5: ret

19、count endpbaojing1 proc near mov dx,my8255_b mov al,07h ;置計(jì)數(shù)器2的gate為高電平 out dx,al mov dx,my8254_2 ;置計(jì)數(shù)器2初值 是揚(yáng)聲器發(fā)聲 mov ax,6000h ;初值6000 out dx,al mov al,ah out dx,al retbaojing1 endp baojing2 proc near mov dx,my8255_b mov al,05h ;置計(jì)數(shù)器2的gate為高電平 led0亮 out dx,al mov dx,my8254_2 ;置計(jì)數(shù)器2初值 是揚(yáng)聲器發(fā)聲 mov ax,4

20、000h ;初值4000 out dx,al mov al,ah out dx,al ret baojing2 endpbaojing3 proc near mov dx,my8255_b mov al,06h ;置計(jì)數(shù)器2的gate為高電平 led1亮 out dx,al mov dx,my8254_2 ;置計(jì)數(shù)器2初值 是揚(yáng)聲器發(fā)聲 mov ax,2000h ;初值2000 out dx,al mov al,ah out dx,al call show retbaojing3 endpshow proc near mov ah,06h mov al,1 ;al=0為清屏 ；否則 為上卷的行

21、數(shù) mov ch,0 ;左上角的行號(hào) mov cl,0 ;左上角的列號(hào) mov dh,30 ;右下角的行號(hào) mov dl,30 ;右下角的列號(hào) int 10h mov ah,02h mov dh,30 ; 行號(hào) mov dl,10 ; 列號(hào) mov bh,0 ; 頁號(hào) int 10h ; 光標(biāo)定位在(30,10) mov al,counth ;顯示序號(hào) add al,30h mov dl,al mov ah,02h int 21h mov dl,: mov ah,02h int 21h mov al,counth ;顯示時(shí) mov ah,00 mov cl,10 div cl mov cx,ax add al,30h mov dl,al mov ah,02h int 21h add ch,30h mov dl,ch mov ah,02h i