微機(jī)原理課設(shè)--電風(fēng)扇.doc

沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 報(bào)報(bào) 告告 課程設(shè)計(jì)名稱 微機(jī)系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)微機(jī)系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)題目 模擬電風(fēng)扇工作模擬電風(fēng)扇工作 院 系 計(jì)算機(jī)學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí) 94010103 學(xué) 號(hào) 2009040101075 姓 名 李思寧 指導(dǎo)教師 王傳云 完成日期 2012年7月13日 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 I 目目 錄錄 第第 1 章章 總體設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)方案 1 1 1 設(shè)計(jì)原理 1 1 2 設(shè)計(jì)思路 1 1 3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 2 第第 2 章章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案詳細(xì)設(shè)計(jì)方案 3 2 1 硬件電路設(shè)計(jì) 3 2 2 主程序設(shè)計(jì) 4 2 3 功能選擇模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5 2 3 1 計(jì)時(shí)模塊流程圖 5 2 3 2 顯示模塊流程圖 6 2 3 3 改變風(fēng)速模塊流程圖 6 第第 3 章章 結(jié)果測(cè)試及分析結(jié)果測(cè)試及分析 7 3 1 結(jié)果測(cè)試 7 3 2 結(jié)果分析 7 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 8 附附 錄錄 9 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 1 章 總體設(shè)計(jì)方案 1 第 1 章 總體設(shè)計(jì)方案 1 1 設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)原理 利用芯片 8259 8255 8253 8279 分別控制中斷 單色發(fā)光二極管 時(shí)鐘 和 LED 顯示 用受 8253 控制的 8259 給 8255 和 8279 產(chǎn)生每秒鐘一次的中斷 控 制單色發(fā)光二極管和 LED 的顯示 1 2 設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)思路 首先需要一個(gè)總開(kāi)關(guān) 用來(lái)控制電風(fēng)扇的開(kāi)關(guān) 可以用 8255 的輸入端 A 接 收這一信號(hào) 信號(hào)為 1 時(shí)進(jìn)入循環(huán) 此時(shí)單色發(fā)光二極管不亮 當(dāng)不為 1 時(shí)執(zhí)行 下一步 其次需要實(shí)現(xiàn)的功能是三級(jí)風(fēng)速的變換 可以設(shè)計(jì)三個(gè)變換延時(shí)的子程序 并根據(jù)鍵盤(pán)輸入的不同來(lái)分別調(diào)用這三個(gè)步驟 再次是要實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能 用 8253 和 8259 實(shí)現(xiàn)這一功能并不困難 當(dāng)時(shí)間減 為零時(shí) 向 8255 的 AL 中輸入 OFFH 使單色發(fā)光二極管不顯示 還有就是單色發(fā)光二極管的顯示問(wèn)題 只需將 8255 中控制單色發(fā)光二極管 顯示的數(shù)據(jù)循環(huán)左移或右移即可 1 提出方案提出方案 總開(kāi)關(guān)是用來(lái)控制風(fēng)扇的啟動(dòng)停止的 所以只需有兩種狀態(tài) 即開(kāi)和關(guān) 所 以 選擇用實(shí)驗(yàn)箱右下角的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能 為了能顯示風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng) 選用 8255 和實(shí)驗(yàn)箱上的 8 個(gè)單色發(fā)光二極管來(lái)顯示風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng) 為了實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能 選用 8253 定時(shí) 8259 產(chǎn)生中斷 用中斷程序來(lái)控制定時(shí) 由于定時(shí)時(shí)需要顯示 倒計(jì)時(shí) 所以還需要 8279 鍵盤(pán)顯示接口芯片 2 方案論證方案論證 1 用 8255 和單色發(fā)光二極管模擬風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng) 所以 可以將 8255 的 B 口設(shè)為 工作在方式 0 輸出狀態(tài) 然后通過(guò)輸出不同二進(jìn)制數(shù)來(lái)控制單色發(fā)光二極 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 1 章 總體設(shè)計(jì)方案 2 管的顯示 通過(guò)循環(huán)右移使單色發(fā)光二極管循環(huán)顯示來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的模擬 2 用右下角的開(kāi)關(guān)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止 所以 可將 8255A 口設(shè)為方式 0 輸入狀態(tài) 來(lái)讀取開(kāi)關(guān)的狀態(tài) 然后在程序中判斷輸入的是 1 還是 0 進(jìn)而 控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止 3 為了實(shí)現(xiàn)定時(shí)的功能 可以用 8253 的分頻功能 將輸入的脈沖信號(hào)分頻 以 輸出 1HZ 的脈沖信號(hào) 然后輸入到 8259 的 INT0 以產(chǎn)生周期為 1s 的中斷 即每秒鐘進(jìn)一次中斷 在中斷服務(wù)程序中來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間的遞減 當(dāng)減到 0 時(shí)就 將風(fēng)扇停止 這樣就實(shí)現(xiàn)了定時(shí)功能了 4 為了實(shí)現(xiàn)三級(jí)風(fēng)速的選擇和定時(shí)功能 定時(shí)時(shí)間的變化顯示等功能 需要 8279 的鍵盤(pán)顯示功能 在鍵盤(pán)上設(shè)置 A B C 三個(gè)鍵分別控制三級(jí)風(fēng)速 再設(shè) 置一個(gè) D 按鍵來(lái)控制定時(shí)功能的選擇 當(dāng)按下定時(shí)功能鍵 D 后 還需要鍵盤(pán) 的數(shù)字鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間的設(shè)定 設(shè)定完成后還需再次按下 D 鍵來(lái)確認(rèn) 最 后就是用數(shù)碼管顯示時(shí)間的變化了 1 3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)環(huán)境 硬件環(huán)境 AEDK 實(shí)驗(yàn)箱 PC 機(jī) 軟件環(huán)境 LCA88ET 應(yīng)用軟件 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案 3 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案 2 1 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì) 硬件電路由鍵盤(pán)顯示接口芯片 8279 構(gòu)成 如圖 2 1 所示 Pa0 Pb0 Pb7 cs 8279 Clk1 out1 Gate1 8253 clk0 Out0 cs gate0 Int0 8259 cs 200 207 228 22f DL8 DL1 cs Pc0 Pc3 脈沖源 210 217 220 227 圖圖 2 1 硬件電路連線圖硬件電路連線圖 8279 是可編程設(shè)置型鍵盤(pán) 顯示芯片 其特點(diǎn)是 1 可同時(shí)進(jìn)行鍵盤(pán)掃描及文字 顯示 2 鍵盤(pán)掃描模式 3 傳感器掃描模式 4 激發(fā)輸入模式 5 8 乘 8 鍵 盤(pán) FIFO 6 具有接點(diǎn)消除抖動(dòng) 2 鍵鎖定及 N 鍵依次讀出模式 7 雙排 8 位數(shù) 或雙排 16 位數(shù)顯示器 8 右邊進(jìn)入或左邊進(jìn)入 16 字符或 8 字符顯示 8255 的 A 口工作在方式 0 輸入 B 口工作在方式 0 輸出 C 口工作在方式 0 輸出 8253 將脈沖源分頻 產(chǎn)生周期為 1s 的脈沖信號(hào) 驅(qū)動(dòng) 8259 產(chǎn)生周期為 1s 的中 斷 8255 8259 8253 8279 的端口地址分別接 210H 217H 220H 227H 200H 207H 228H 22FH K1 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案 4 2 2主程序設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì) 下載到實(shí)驗(yàn)箱之后 由主控開(kāi)關(guān) K 控制程序運(yùn)行 調(diào)節(jié)風(fēng)速和設(shè)定定時(shí)由中 斷程序?qū)崿F(xiàn) 電風(fēng)扇模擬轉(zhuǎn)動(dòng)由 8 個(gè)單色燈實(shí)現(xiàn) 當(dāng)開(kāi)關(guān) K 斷開(kāi)或者定時(shí)到達(dá)時(shí) 電風(fēng)扇停轉(zhuǎn) 程序結(jié)束 開(kāi)始 各芯片初始化 8255清零 開(kāi)關(guān)為開(kāi) 輸入為A 輸入為B 輸入為C 輸入為D 變風(fēng)速為1 顯示 變風(fēng)速為3 顯示 變風(fēng)速為2 顯示 輸入時(shí)間 輸入為D 計(jì)時(shí) 時(shí)間為0 AL清零 結(jié)束 Y N N N N Y Y Y Y Y Y N N N 圖圖 2 2 主程序流程圖主程序流程圖 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案 5 2 3 功能選擇模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)功能選擇模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2 3 1 計(jì)時(shí)模塊流程圖計(jì)時(shí)模塊流程圖 計(jì)時(shí)器模塊 主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電風(fēng)扇的定時(shí)功能 并在定時(shí)期間支持改變風(fēng)速的 功能 對(duì)設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行減一操作 當(dāng)剩余時(shí)間為 0 時(shí) 則停止電風(fēng)扇的工作 結(jié)束程序 N Y Y Y Y Y N N N N 保存寄存器 計(jì)時(shí)是否為 0 秒位是否為 0 分位是否為 0 10 秒位是否為 0 10 分位是否為 0 秒位變?yōu)?9 恢復(fù)寄存器 10 秒位減 1 10 分位減 1 分位減 1 秒位減 1 10 秒位變?yōu)?5 分位變?yōu)?9 10 分位變?yōu)?5 數(shù)碼管顯示 圖圖 2 3 1 功能選擇模塊流程圖功能選擇模塊流程圖 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案 6 2 3 2 顯示模塊流程圖顯示模塊流程圖 用于模擬電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向 由一個(gè)循環(huán)右移實(shí)現(xiàn) 使單色燈循環(huán)點(diǎn) 亮 開(kāi)始 FLAG FLAG 1 AL 0FEH Y N AL 循環(huán)右移 1 結(jié)束 圖圖 2 3 2 顯示模塊流程圖顯示模塊流程圖 2 3 3 改變風(fēng)速模塊流程圖改變風(fēng)速模塊流程圖 通過(guò)鍵盤(pán)的輸入 8259 產(chǎn)生中斷 程序讀取輸入內(nèi)容 A B C 為改變風(fēng)速 當(dāng)讀取到相應(yīng)的內(nèi)容時(shí) 改變?yōu)橄鄳?yīng)的風(fēng)速 開(kāi)始 判斷輸入 改變 結(jié)束 圖圖 2 3 32 3 3 改變風(fēng)速模塊流程圖改變風(fēng)速模塊流程圖 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3 章 結(jié)果測(cè)試及分析 7 第 3 章 結(jié)果測(cè)試及分析 3 1 結(jié)果測(cè)試結(jié)果測(cè)試 編譯并連接程序 然后全速運(yùn)行 在數(shù)碼管上就顯示計(jì)時(shí)器的時(shí)間 開(kāi)始時(shí) 是全 0 此時(shí)單色發(fā)光二極管為全滅 將開(kāi)關(guān) K1 向上扳去 此時(shí) 8255 的 PA0 口 輸入高電平 PB 口輸出使單色發(fā)光二極管循環(huán)亮燈 即以一定的速度循環(huán)點(diǎn)亮 八個(gè)燈 模擬出了電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)需要改變風(fēng)速時(shí) 只需按下鍵盤(pán)上的 A B C 鍵 便可切換風(fēng)速 當(dāng)需要設(shè)定運(yùn)行時(shí)間時(shí) 只需要按下 D 鍵 則進(jìn) 入定時(shí)狀態(tài) 接著只需按下鍵盤(pán)上的數(shù)字鍵 設(shè)定好定時(shí)的時(shí)間 然后再按下 D 鍵 風(fēng)扇就將在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng) 并且在數(shù)碼管上顯示時(shí)間的變化 以一秒為 單位逐漸減少 當(dāng)減到 0 時(shí) 風(fēng)扇就將停止轉(zhuǎn)動(dòng) 單色燈全滅 如此便實(shí)現(xiàn)了定時(shí) 功能 如要讓單色燈再亮 則需將總開(kāi)關(guān)關(guān)掉再打開(kāi) 3 2結(jié)果分析結(jié)果分析 開(kāi)始運(yùn)行時(shí) 發(fā)現(xiàn)單色發(fā)光二極管并不是按理想順序逐漸點(diǎn)亮紅色 而是與 風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反 檢查硬件連線卻并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤 后來(lái) 檢查程序時(shí)發(fā)現(xiàn)將 循環(huán)右移的代碼寫(xiě)錯(cuò)了 從而導(dǎo)致了與旋轉(zhuǎn)方向相反的循環(huán)點(diǎn)亮順序 改正后完 美運(yùn)行 風(fēng)扇正常運(yùn)行了 但是在定時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管上的時(shí)間變化過(guò)于緩慢 于是檢 查 8253 芯片的初始化程序 發(fā)現(xiàn) CLK1 的輸入時(shí)倍數(shù)太大 于是將其數(shù)值調(diào)小 后運(yùn)行 發(fā)現(xiàn)時(shí)間變化回歸正常 實(shí)驗(yàn)結(jié)果總的來(lái)說(shuō)基本實(shí)現(xiàn)了課設(shè)的要求 雖然有些小問(wèn)題和還會(huì)有些不穩(wěn) 定 這些問(wèn)題我會(huì)在以后的不斷學(xué)習(xí)中進(jìn)行完善 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 參考文獻(xiàn) 8 參考文獻(xiàn) 1 王愛(ài)英 計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì) M 北京 教育出版社 2003 2 楊素行 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用 M 北京 清華大學(xué)出版社 1996 3 張雪蘭 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) M 北京 清華大學(xué)出版社 2006 4 龔尚福 微機(jī)原理與接口技術(shù) M 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 2003 5 王中民 微型計(jì)算機(jī)原理 M 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 2003 6 沈美明 溫冬嬋 IBM PC 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) M 北京 清華大學(xué)出版社 2001 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 9 附 錄 程序清單 data segment isend db 0 n0 db 0 n1 db 0 n2 db 0 isright db 1 keykind db 0 oldkey db 0 kind db 0 isstop db 0 flags db 0 numbers db 3fh 6 5bh 0 0 0 0 0 0 0 data ends code segment assume cs code ds data main 主程序 cli mov ax cs mov ds ax mov kind 0 mov isright 1 mov keykind 0ah mov oldkey 0ah mov kind 0 mov isstop 0 mov flags 0 mov isend 0 mov n0 0 mov n1 0 mov n2 0 call initnumbers call init8255 call init8259 call init8253 call modifyint mov dx 212h mov al 0 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 10 out dx al call cleardevice call display mov al 0 mov dx 22ah out dx al mov al 30h out dx al mov al 7fh sti dowhat push ax dowait mov al 0ffh 單色燈清零 mov dx 211h out dx al mov dx 210h in al dx test al 1 判斷開(kāi)關(guān) jz dowait pop ax call readakey cmp keykind 0ah jnz a1 mov kind 2 call gotonext jmp aa a1 判斷風(fēng)速改變 cmp keykind 0bh jnz a2 mov kind 1 call gotonext jmp aa a2 cmp keykind 0ch jnz a3 mov kind 0 call gotonext jmp aa a3 cmp keykind 0dh jnz a4 push ax 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 11 mov dx 212h mov al 0 out dx al pop ax mov isstop 0 push ax mov al oldkey mov keykind al call reading mov dx 212h mov al 0ffh out dx al pop ax sti jmp aa a4 cmp keykind 0eh jnz aa not flags push ax mov al oldkey mov keykind al pop ax aa jmp dowhat gotonext 單色燈循環(huán)亮滅 mov dx 211h out dx al cmp flags 0 jnz noror ror al 1 noror cmp al 0feh jnz continue jmp continue continue cmp kind 2 jnz mm1 call speed2 jmp mm3 mm1 改變風(fēng)速 cmp kind 1 jnz mm2 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 12 call speed1 jmp mm3 mm2 cmp kind 0 jnz mm3 call speed0 mm3 push ax mm33 cmp isstop 0 jz mm4 mov dx 211h mov al 0ffh out dx al mov dx 210h in al dx test al 1 jnz mm33 mov isstop 0 cli mm4 pop ax ret readakey 讀取鍵盤(pán)輸入 push ax mov al keykind mov oldkey al mov dx 22ah in al dx and al 0fh cmp al 0 jz gotoexit mov al 40h mov dx 22ah out dx al mov dx 228h in al dx mov keykind al gotoexit pop ax ret speed1 速度設(shè)置 push cx 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 13 mov cx 18000 sp1 loop sp1 pop cx ret speed2 push cx mov cx 50000 sp2 loop sp2 pop cx ret speed0 push cx mov cx 8000 sp0 loop sp0 pop cx ret readisd key mov dx 22ah in al dx and al 0fh cmp al 0 jz key mov al 40h out dx al mov dx 228h in al dx cmp al 0dh jnz key ret reading 輸入時(shí)間 push ax mov n0 0 mov n1 0 mov n2 0 call readanumber mov n0 al call display call readanumber cmp al 0dh 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 14 jz readexit mov ah n0 mov n0 al mov n1 ah call display call readanumber cmp al 0dh jz readexit mov ah n0 mov n0 al mov al n1 mov n1 ah mov n2 al call display call readisd readexit pop ax ret readanumber key2 mov dx 22ah in al dx and al 0fh cmp al 0 jz key2 mov al 40h out dx al mov dx 228h in al dx ret initnumbers push bx mov bx offset numbers mov byte ptr bx 3fh mov byte ptr bx 1 6 mov byte ptr bx 2 5bh mov byte ptr bx 3 4fh mov byte ptr bx 4 66h mov byte ptr bx 5 6dh mov byte ptr bx 6 7dh mov byte ptr bx 7 7 mov byte ptr bx 8 7fh mov byte ptr bx 9 6fh 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 15 pop bx ret display 時(shí)間顯示 call cleardevice mov bx offset numbers mov al 80h mov dx 22ah out dx al mov al n0 xor ah ah add bx ax mov al bx mov dx 228h out dx al mov bx offset numbers mov al 81h mov dx 22ah out dx al mov dx 228h mov al n1 xor ah ah add bx ax mov al bx out dx al mov bx offset numbers mov al 82h mov dx 22ah out dx al mov dx 228h mov al n2 xor ah ah add bx ax mov al bx out dx al ret intcount push ax push bx push dx cmp n0 0 jz next1 dec n0 jmp next4 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 16 next1 mov n0 9 cmp n1 0 jz next2 dec n1 jmp next4 next2 mov n1 9 cmp n2 0 jz next3 dec n2 jmp next4 next3 mov n2 9 next4 cmp n0 0 jnz next5 cmp n1 0 jnz next5 cmp n2 0 jnz next5 mov isstop 1 mov dx 212h mov al 0 out dx al next5 call display pop dx pop bx pop ax iret init8255 mov al 90h mov dx 213h out dx al ret init8259 mov al 13h mov dx 220h out dx al mov dx 221h mov al 30h out dx al 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附 錄 17 mov al 3 out dx al mov al 0feh out dx al ret modifyint push ds push bx push ax xor ax ax mov ds ax mov bx 30h 4 mov ax offset intcount mov bx ax mov ax 8100h mov bx 2 ax pop ax pop bx pop ds ret init8253