微機原理課設+汽車尾燈

1、課課 程程 設設 計計 報報 告告課程設計名稱：微機系統(tǒng)綜合課程設計微機系統(tǒng)綜合課程設計課程設計題目：模擬汽車尾燈動作模擬汽車尾燈動作院（系）：計算機學院專 業(yè)：計算機科學與技術班 級：學 號：姓 名：指導教師：完成日期：課程設計報告 -I-目目 錄錄第第 1 章章 總體設計方案總體設計方案.11.1 設計原理 .11.2 設計思路 .11.2.1 提出方案.11.2.2 方案闡述.21.3 實驗環(huán)境 .2第第 2 章章 詳細設計方案詳細設計方案.32.1 硬件電路設計 .32.2 主程序設計 .42.3 功能模塊的設計與實現(xiàn) .6第第 3 章章 結果測試及分析結果測試及分析.83.1 結果測

2、試 .83.2 結果分析 .8參考文獻參考文獻.9附附 錄錄.10課程設計報告 第 1 章 總體設計方案-1-第 1 章 總體設計方案1.1 設計原理設計原理 在設計要求中要實現(xiàn)控制左右共 6 個指示燈閃爍，會用到 8255 芯片，在此使用 PA 口輸出控制各燈的具體動作。PA0-PA2 控制左邊三個指示燈，PA5-PA7控制右邊三個指示燈。在汽車左轉、右轉、剎車中要計時 10s，則用 8253 計數(shù)器控制計時，用 8253計數(shù)器產生 1s 的方波和 0.5s 的方波來實現(xiàn) 1s 和 0.5s 的計時。要顯示計時，則需要用 8279 鍵盤顯示芯片，采用 8279 控制數(shù)碼管的 D0 位顯示倒計

3、時 10s。在 8253 計時過程中，每計數(shù) 1s 需要通過 8279 進行顯示，需要調用中斷程序來實現(xiàn)，則用 8259 芯片來實現(xiàn)。1.2 設計思路設計思路 根據(jù)課程設計的要求，需要設計控制汽車啟動、左轉、右轉、剎車、停止 5個功能鍵。在此，可以采用 0 鍵控制汽車啟動，數(shù)碼管顯示正常行駛標識反向的“A” ；1 鍵控制汽車左轉，左側 3 個指示燈按左循環(huán)依次點亮，同時數(shù)碼管開始倒計時 10s，并顯示左轉標識反向的“E” ； 2 鍵控制汽車右轉，右側 3 個指示燈按右循環(huán)依次點亮，同時數(shù)碼管開始倒計時 10s，并顯示右轉標識“E” ； 3 鍵控制汽車臨時剎車，所有指示燈按照亮 0.5s 滅 0

4、.5s 次序循環(huán)閃爍，同時數(shù)碼管開始倒計時 10s，并顯示臨時剎車標識“A” ；4 鍵控制汽車的停止，清空顯示RAM，指示燈全部熄滅。 1.2.1 提出方案提出方案首先，分別能實現(xiàn)啟動，左轉，右轉，剎車，停止等五項功能，并且僅當汽車啟動后，其他功能才能實現(xiàn)；其次，實現(xiàn)計時顯示功能，分別能顯示 0.5s 和倒課程設計報告 第 1 章 總體設計方案-2-計時 10s。1.2.2 方案方案闡述闡述指示燈閃爍控制部分，采用 8255PA 口輸出控制。左轉時給 PA 口送值0FBH，左邊第三個燈亮，各位取反后，右移一位取反使左邊第二個燈亮(移位方向與燈的循環(huán)方向相反)，如此循環(huán)使左邊三個燈循環(huán)閃亮。右轉

5、同理，循環(huán)方向相反。剎車時 PA 口依次送值 0FFH、0H，以使所有指示燈閃爍。計時部分，8253 計數(shù)器 0 的輸入為 9600Baud，計數(shù)器 0 的輸出作為計數(shù)器1 和計數(shù)器 2 的輸入，計數(shù)器的輸出為周期 0.5s 的方波。在數(shù)碼管顯示計時時，每兩個 0.5s 顯示一個計數(shù)(即每個數(shù)字在一秒中顯示兩次)，這樣所有的動作中，指示燈的閃爍頻率都為 2Hz。顯示計時部分只要設置好控制字，可以正確顯示計數(shù)數(shù)字。 計時部分使其產生兩個不同的輸出頻率，一個為 1Hz，控制數(shù)碼管計時；一個為 2Hz，控制剎車時指示燈的閃爍。本方案將計數(shù)部分分為兩部分，分別產生兩個不同脈沖，并可以準確的控制0.5s

6、 與 1s 計時，由 1s 計時作為總控計時時間，0.5s 單獨控制燈閃爍，兩者互不干擾且又不矛盾，燈的閃爍準確定在 10s 內。1.3 實驗環(huán)境實驗環(huán)境硬件環(huán)境：AEDK 實驗箱，PC 機。軟件環(huán)境：LCA88ET 應用軟件。課程設計報告 第 2 章 詳細設計方案-3-第 2 章 詳細設計方案2.1 硬件電路設計硬件電路設計 硬件電路由可編程并行接口芯片 8255、可編程鍵盤顯示接口芯片 8279、可編程中斷控制器芯片 8259 和可編程定時器/計數(shù)器芯片 8253 共四部分構成，硬件電路連線圖如圖 2.1 所示。 9600Baud Vcc 圖圖 2.1 硬件電路連線圖硬件電路連線圖8253

7、 是可編程定時器/計數(shù)器，用來產生兩個不同的輸出頻率，一個為1Hz，控制數(shù)碼管計時；一個為 2Hz，控制剎車時指示燈的閃爍。8259 是中斷控制器芯片，用來產生中斷響應，根據(jù) 8253 芯片產生方波的頻 8255PA0 CSPA1PA2PA5PA6PA7 地址端口200207H210217H220227H230237H8259 CS INT1 INT08279 CS 8253CSCLK0OUT0 CLK1 GATE2CLK2 GATE1OUT2OUT1 GATE0 LED1 LED2 LED3 LED6 LED7 LED8課程設計報告 第 2 章 詳細設計方案-4-率，根據(jù)需要，每 1s 或

8、0.5s 分別產生一次中斷。 8279 是鍵盤顯示接口芯片，用來顯示 10s 的倒計時，輸入 0 鍵、1 鍵、2 鍵、3 鍵和 4 鍵，以分別用于對啟動、左轉、右轉、剎車和停止等五項功能的控制和實現(xiàn)。 8255 是可編程并行接口芯片,在設計要求中要實現(xiàn)控制左右共 6 個指示燈閃爍，在此使用 PA 口輸出控制各燈的具體動作。PA0-PA2 控制左邊三個指示燈，左轉彎時，左側 3 個指示燈按左循環(huán)依次點亮；PA5-PA7 控制右邊三個指示燈，右轉彎時，右側 3 個指示燈按右循環(huán)依次點亮。2.2 主程序設計主程序設計 根據(jù)設計要求，設置各功能鍵，包括汽車啟動、左轉、右轉、剎車和停止，故設置 5 個功

9、能鍵： 1）0 鍵表示啟動，當按下 0 鍵，數(shù)碼管顯示正常行駛標識反向的“A” ，并且，當且僅當按下 0 鍵時，控制左轉、右轉、剎車、停止的各鍵才會有效，其各項功能才能實現(xiàn)； 2）1 鍵表示汽車左轉，左轉時，左邊三個指示燈依次左循環(huán)點亮，數(shù)碼管顯示左轉標識反向的“E” ，同時顯示計時，當達到 10s 時，停止計時并且指示燈全滅，數(shù)碼管顯示正常行駛標識反向的“A” ； 3）2 鍵表示汽車右轉，右轉時，右邊三個指示燈依次右循環(huán)點亮，數(shù)碼管顯示右轉標識的“E” ，同時顯示計時，當達到 10s 時，停止計時并且指示燈全滅，數(shù)碼管顯示正常行駛標識反向的“A” ； 4）3 鍵表示汽車剎車，當剎車時，所有燈

10、開始閃爍，亮 0.5s，滅 0.5s，數(shù)碼管顯示臨時剎車標識“A” ，同時顯示計時，當達到 10s 時，停止計時并且指示燈全滅，數(shù)碼管顯示正常行駛標識反向的“A” ； 5）4 鍵表示汽車停止，按下功能鍵 4 時，所有燈滅，清空顯示 RAM，清空鍵盤 RAM，此時要想繼續(xù)控制汽車的各項功能，則必須再次按下 0 鍵時，才可以進行。課程設計報告 第 2 章 詳細設計方案-5- 主程序流程圖如圖 2.2 所示。調用左轉子程序有按鍵鍵值等于“0”有按鍵鍵值等于“1”鍵值等于“2”鍵值等于“3”鍵值等于“4”調用右轉子程序調用剎車子程序停車程序結束YYYYYYYNNNNNNN開始圖圖 2.2 主程序流程圖

11、主程序流程圖課程設計報告 第 2 章 詳細設計方案-6-2.3 功能模塊的設計與實現(xiàn)功能模塊的設計與實現(xiàn) 對 8253，8255，8259，8279 各個芯片進行初始化，并將中斷服務程序裝入中斷向量表。利用 8279 的鍵盤輸入功能輸入號碼，利用顯示功能，將經過計算處理后的數(shù)據(jù)顯示在七段數(shù)碼管上。利用 8255 的 PA0 作為輸出，低電平則燈亮。利用 8253 的方式 2 進行分頻產生脈沖，執(zhí)行計時功能，并且觸發(fā) 8259 芯片執(zhí)行中斷服務程序，將 8259 的 IR0 口作為中斷請求信號，在邊沿觸發(fā)方式中，執(zhí)行中斷服務程序，在中斷服務程序中對數(shù)據(jù)處理并顯示。1）芯片初始化模塊的設計與實現(xiàn)）

12、芯片初始化模塊的設計與實現(xiàn)對 8253，8255，8259，8279 等芯片進行初始化，并將中斷服務程序裝入中斷向量表。芯片初始化流程圖如圖 2.3 所示：初始化 8279關中斷初始化 8253初始化8259，8255中斷服務程序裝入中斷向量向量表圖圖 2.3 芯片初始化流程圖芯片初始化流程圖開始返回課程設計報告 第 2 章 詳細設計方案-7-2）左轉功能的實現(xiàn)左轉功能的實現(xiàn) 在進入左轉子程序后，將 SI 設為 0AH，設置計數(shù)初值 10s。8279 芯片控制顯示 RAM“D4”顯示反向的“E” ，表示正在進行左轉。開啟中斷后，執(zhí)行中斷子程序，每執(zhí)行一次，數(shù)碼管計數(shù) 1s，直到 SI 等于 0

13、 時停止計數(shù)，關中斷。同時，再開中斷的這段時間，8255 控制 PA 口輸出實現(xiàn)左側 3 個指示燈按左循環(huán)依次點亮。3）右轉功能的實現(xiàn)右轉功能的實現(xiàn)在進入右轉子程序后，將 SI 設為 0AH，設置計數(shù)初值 10s。8279 芯片控制顯示 RAM“D4”顯示 “E” ，表示正在進行左轉。開啟中斷后，執(zhí)行中斷子程序，每執(zhí)行一次，數(shù)碼管計時 1s，直到 SI 等于 0 時停止計數(shù)，關中斷。同時，再開中斷的這段時間，8255 控制 PA 口輸出實現(xiàn)右側 3 個指示燈按右循環(huán)依次點亮。4）剎車功能的實現(xiàn)剎車功能的實現(xiàn)在進入剎車子程序后，將 SI 設為 0AH，設置計數(shù)初值 10s。8279 芯片控制顯示

14、 RAM“D4”顯示“A” ，表示正在進行剎車。在開啟中斷前，必須重新設置8259 控制字 OCW1 為 0FCH，同時開啟 0.5s 計時及 1s 計時中斷允許。開啟中斷后，執(zhí)行兩個中斷子程序，每執(zhí)行 1s 計時中斷一次，數(shù)碼管計數(shù) 1s，所有指示燈同時在這 1s 中亮 0.5s，滅 0.5s，直到 SI 等于 0 時停止計時，關中斷。同時，再開中斷的這段時間，8255 控制 PA 口輸出指示燈閃亮(亮 0.5s，滅 0.5s)。課程設計報告 第 3 章 結果測試及分析-8-第 3 章 結果測試及分析3.1 結果測試結果測試 程序在 LCT88EA 應用軟件編譯完成之后，按下 0 鍵，數(shù)碼管

15、顯示正常行駛標識反向的“A” ；按下 1 鍵，左側 3 個指示燈按左循環(huán)依次點亮，同時數(shù)碼管開始倒計時 10s，并顯示左轉標識反向的“E” ；按下 2 鍵，右側 3 個指示燈按右循環(huán)依次點亮，同時數(shù)碼管開始倒計時 10s，并顯示右轉標識“E” ；按下 3 鍵，所有指示燈按照亮 0.5s 滅 0.5s 次序循環(huán)閃爍，同時數(shù)碼管開始倒計時 10s，并顯示臨時剎車標識“A” ；按下 4 鍵，所有指示燈全部熄滅，此時，按下除 0 鍵外其他各功能鍵，均無效。3.2 結果分析結果分析對于上述的測試結果和運行過程，達到了課程設計任務書中的要求，可以實現(xiàn)汽車啟動、左轉、右轉、剎車和停止等五項功能，通過優(yōu)化后使

16、得運行結果也更直觀易懂。不過在設計中，由于個人能力有限，也難免存在不足，代碼部分也不是最優(yōu)，部分代碼有待改進。課程設計報告 參考文獻-9-參考文獻1王爽.匯編語言 M 北京: 清華大學出版社， 20082王中民.微型計算機原理 M 西安: 西安電子科技大學出版社， 20033張雪蘭.匯編語言程序設計 M 北京: 清華大學出版社， 20064龔尚福.微機原理與接口技術 M 西安: 西安電子科技大學出版社， 20035楊素行.微型計算機系統(tǒng)原理及應用 M 北京: 清華大學出版社， 19966沈美明，溫冬嬋.IBM-PC 匯編語言程序設計M 北京: 清華大學出版社， 20017洪永強.微機原理與接口

17、 M 廈門: 科學出版社， 2004課程設計報告 附 錄-10-附 錄CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: ;初始化 8255 MOV DX,203H MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,200H MOV AL,0FFH OUT DX,AL ;初始化 8279 MOV DX,212H MOV AL,00H;8 字符顯示，左端輸入 OUT DX,AL; MOV AL,38H;內部定時器編程命令字 OUT DX,AL MOV AL,0D3H;清除顯示 RAM,清除鍵盤 RAM OUT DX,AL; ;8253 初始化 MOV DX,233H; MO

18、V AL,35H;計算器 0，工作方式 2（分頻工作方式） ，十進制計數(shù) OUT DX,AL MOV DX,230H MOV AX,9600H OUT DX,AL課程設計報告 附 錄-11- MOV AL,AH OUT DX,AL MOV DX,233H MOV AL,57H;計算器 1，工作方式 3（方波發(fā)生器） ，十進制計數(shù) OUT DX,AL MOV DX,231H MOV AL,48H; OUT DX,AL MOV DX,233H MOV AL,97H;計算器 2，工作方式 3（方波發(fā)生器） ，十進制計數(shù) OUT DX,AL MOV DX,232H MOV AL,12H; OUT DX

19、,AL ;初始化 8259 MOV AL,13H;單片工作，寫 ICW4 MOV DX,220H; OUT DX,AL MOV AL,08H MOV DX,221H; OUT DX,AL MOV AL,03H; OUT DX,AL MOV AL,0FEH;IR0 允許 OUT DX,AL XOR AX,AX MOV DS,AX MOV AX,OFFSET INT10課程設計報告 附 錄-12- MOV DS:08H*4H,AX MOV AX,8100H MOV DS:08H*4H+2H,AX MOV AX,OFFSET INT5 MOV DS:09H*4H,AX MOV AX,8100H MO

20、V DS:09H*4H+2H,AX ;主程序 CHECK: MOV DX,212H IN AL,DX TEST AL,80H;顯示 RAM 是否可用 JNZ CHECK;CHECKSTART: IN AL,DX TEST AL,0FH;是否有按鍵 JZ CHECKSTART; MOV DX,210H;從數(shù)據(jù)口讀取數(shù)據(jù) IN AL,DX CMP AL,0H;0 鍵開始 JNZ CHECKSTART; MOV DX,212H MOV AL,84H;D4 緩沖 RAM 可用 OUT DX,AL MOV DX,210H MOV AL,7EH OUT DX,ALCTL: 課程設計報告 附 錄-13- M

21、OV DX,212H IN AL,DX TEST AL,0FH JZ CTL;是否有按鍵 MOV DX,210H IN AL,DX CMP AL,1H JNZ CTR;1 鍵左轉 CALL TURNLEFT JMP CTLCTR: CMP AL,2H JNZ CTD;2 鍵右轉 CALL TURNRIGHT JMP CTLCTD: CMP AL,3H JNZ CTF;3 鍵減速 CALL TURNDOWN JMP CTL CTF: CMP AL,4H JNZ CTL;按 4 END MOV DX,212H MOV AL,0D3H OUT DX,AL;清除顯示 RAM 命令字，清楚鍵盤 RAM

22、MOV DX,200H MOV AL,0FFH課程設計報告 附 錄-14- OUT DX,AL JMP CHECK TURNLEFT PROC MOV SI,0AH MOV DX,212H MOV AL,84H OUT DX,AL;寫顯示緩沖 RAM 命令字 MOV DX,210H MOV AL,4FH OUT DX,AL STI MOV DX,221H MOV AL,0FEH OUT DX,ALTL2: MOV CX,3H MOV AL,0FBH MOV DX,200H TL1: OUT DX,AL CALL DELAY ROR AL,1H;影響進位標識 CF LOOP TL1 CMP SI

23、,0H; JZ TL3 JMP TL2TL3:MOV DX,200H課程設計報告 附 錄-15- MOV AL,0FFH OUT DX,AL CLI RETTURNLEFT ENDPTURNRIGHT PROC MOV SI,0AH MOV DX,212H MOV AL,84H OUT DX,AL;寫顯示緩沖 RAM 命令字 MOV DX,210H MOV AL,79H OUT DX,AL STI MOV DX,221H MOV AL,0FEH OUT DX,ALTR2:MOV CX,3H MOV AL,0DFH MOV DX,200H TR1: OUT DX,AL CALL DELAY RO

24、L AL,1H LOOP TR1 CMP SI,0H JZ TR3課程設計報告 附 錄-16- JMP TR2TR3:MOV DX,200H MOV AL,0FFH OUT DX,AL CLI RETTURNRIGHT ENDPTURNDOWN PROC MOV SI,0AH MOV DX,212H MOV AL,84H OUT DX,AL;寫顯示緩沖 RAM 命令字 MOV DX,210H MOV AL,77H OUT DX,AL STI MOV DX,221H;8259 中斷控制器奇地址端口 MOV AL,0FCH OUT DX,AL MOV DX,200H MOV AL,0H TD:OUT DX,AL CMP SI,0H JZ TD1 JMP TDTD1:課程設計報告 附 錄-17-MOV DX,200H MOV AL,0FFH OUT DX,AL CLI RETTURNDOWN ENDP INT10 PROC CMP SI,0H JNZ T MOV SI,1T: DEC SI PUSH AX PUSH