基于人工按鈕聲(2000HZ)光報警器的設計(C程序設計語言

1、微機原理與接口技術(shù)課程設計接口課程設計任務書學生姓名 專業(yè)班級 指導老師 工作單位 計算機科學與技術(shù)學院 題目：基于人工按鈕聲(2000hz)光報警器的設計 （c程序設計語言）一、 內(nèi)容：在mifid微機實驗臺上按下sw3按鈕，發(fā)出聲音報警，同時指定發(fā)光二極管led點亮報警。接口硬件電路圖見說明書。二、 要求：1、 指定發(fā)光二極管led點亮報警的數(shù)據(jù)存儲在文件中。2、 按下sw3按鈕，輸出為0。由并行接口8255a的pc2接收sw3按鈕的開關量。然后使并行接口8255a的pc6產(chǎn)生2000頻率的方波，使喇叭發(fā)出聲音報警，同時從文件中取出一個8位二進制數(shù)從pa口輸出，點亮發(fā)光二極管led報警。3

2、、 如果鍵盤輸入任意鍵，則退出聲光報警。4、 設計程序運行時的界面友好。三、 進度安排：序號內(nèi)容所用時間1接口電路設計2天2編寫程序1天3調(diào)試程序1天4撰寫課程設計報告1天合計5天指導教師簽名： 年 月 日 系主任（責任教師）簽名： 年 月 日 1 問題描述在mifid微機實驗臺上按下sw3按鈕，發(fā)出聲音報警，同時指定發(fā)光二極管led點亮報警。要求：（1）指定發(fā)光二極管led點亮報警的數(shù)據(jù)存儲在文件中。（2）由并行接口8255a的pc2接收sw3按鈕的開關量。然后使并行接口8255a的pc6產(chǎn)生2000頻率的方波，使喇叭發(fā)出聲音報警，同時從文件中取出一個8位二進制數(shù)從pa口輸出，點亮發(fā)光二極管

3、led報警。（3）如果鍵盤輸入任意鍵，則退出聲光報警。（4）設計程序運行時的界面友好。2 具體設計2.1 實驗資源（1）mfid實驗平臺上的 j（8253）、i（8255）、r（音樂發(fā)生器）和 模塊電源四個電路模塊 ；（2）8255的4個端口地址為300h303h， 其中a口為300h，b口為301h，c口為302h，命令口為303h；（3）8253的四個端口地址為304h307h， 其中通道0為304h,通道1為305h,通道2為306h,命令口為307h。2.2 設計分析2.2.1 設計原理報警音通過8253以可編程控制方式來控制其頻率和延時，可分別發(fā)出高低頻音；報警燈通過從8255的a口

4、選擇不同的字控制8個led燈的顯示，其顯示數(shù)據(jù)通過 文件讀入到數(shù)組中，待啟動時將數(shù)據(jù)依次讀入a口。2.2.2 芯片8255（1）端口8255是可編程i/o擴展芯片，對8255輸入不同的指令可改變i/o口的工作方式。8255有3個輸入輸出端口：端口a，端口b，端口c。（2）引腳：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。pb0-pb7：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。pc0-pc7: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定而分成2個4位的端口，每個

5、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。（3）編程命令8255有兩個編程命令，即工作方式命令和對c口的按位操作命令，其格式分別如下圖; 圖2-1 8255工作方式命令 圖2-2 c口按位操作命令2.2.3 芯片8253 （1）8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖: 圖2-3 8253內(nèi)部結(jié)構(gòu) 其中面向i/o設備的信號線主要有： 1）計數(shù)器時鐘信號clk：為計數(shù)器提供時鐘信號。 2）計數(shù)器門選控制信號gate：用來禁止、開始計數(shù)器的計數(shù)過程。 3）計數(shù)器輸出信號out：當計數(shù)值減為0時，計數(shù)器輸出信號out， 表示計數(shù)或定時已到。 （2）工作方式 8

6、253有三個通道，其中每個通道都有6種工作方式（0方式5方式）可供選用。課設選擇方式3，其時間常數(shù)自動重裝；輸出周期性脈沖信號。 計數(shù)方式：計數(shù)開始后，前一半為高電平，后一半為低電平。 啟動方式：軟件啟動和硬件啟動相結(jié)合。 1）在gate=1時，寫入計數(shù)初值后，開始啟動計數(shù)； 2）寫入計數(shù)初值后，若gate=0，計數(shù)不啟動；當gate=1，開始啟動計數(shù)。（3） 工作方式控制字 通過工作方式控制字，來選擇計數(shù)器、寫入順序、工作方式和計數(shù)形式 圖2-4 8253工作方式控制字2.2.4 具體設置 1）8255芯片方面，將a口和pc后四位作為輸出，b口和pc前四位作為輸入， 因而其工作方式命令為0x

7、83； 8253芯片方面，選擇計數(shù)通道2，工作方式3，因而8253控制字設為0xb6。 2）將pc2與sw3相連，控制按鍵的觸發(fā)，pc6與gate2相連，控制8253的開關。 3）輸出頻率 fout=fclk/n（計數(shù)初值）或 n=fclk/fout 其中fclk為1.1938mhz，fout為2000hz，因而計數(shù)初值為596.2.3 硬件設計本課設具體硬件設計圖如下： 圖2-5 硬件設計圖從圖中可以看出，pc6直接連接了揚聲器的門控，揚聲器的音調(diào)由芯片8253輸出的頻率來控制，計數(shù)器2的輸出端out2直接連到揚聲器的音調(diào)，芯片8253的工作方式為方式3，用來輸出方波。此電路圖中省略了芯片8

8、253的連線。8255的a端口的8個引腳分別與8個led燈相連，a口作為數(shù)據(jù)輸出端口，led燈用來顯示a口的數(shù)據(jù)。程序中通過cpu直接向a口寫入數(shù)據(jù)，然后再輸出到led燈顯示出來。寫入的數(shù)據(jù)由一個數(shù)組保存著，程序循環(huán)讀取數(shù)組，用對應的8個發(fā)光二極管顯示開關狀態(tài)。開關sw3直接與pc2相連，決定pc2的值。2.4 軟件設計本課設具體設計流程圖如下： 圖2-6 設計流程圖 3 操作步驟3.1 硬件連線跳線設置：單線將模塊電源l區(qū)jp7和jp8跳接；排線將模塊電源l區(qū)jp8跳接。單線接法如圖所示：排線接法如圖所示：3.2 初始化將平臺的電源開關拔到“內(nèi)”的位置上。在配套集成環(huán)境下進行硬件檢測,達到初

9、始化芯片的目的。3.3 程序運行打開集成環(huán)境在“文件”菜單下選擇新建自己的cpp文件進行調(diào)試、運行。并觀察運行結(jié)果。4 調(diào)試報告此次程序設計過程中，也出現(xiàn)了一些大大小小的錯誤，對于我們初學者來說，設計基于人工按鈕聲(2000hz)光報警器的設計這個程序確實有些困難，以前接觸到的都是一些比較簡單比較基礎的東西。編程過程中，對于聲光報警器的原理以及流程圖、芯片結(jié)構(gòu)等不是很了解，調(diào)用dos功能時也有一些模糊，出現(xiàn)了一些錯誤，最后經(jīng)過網(wǎng)上查資料與研究課本上講的發(fā)聲程序的內(nèi)容，對這些內(nèi)容有了很多的理解，在發(fā)聲程序的設計中，最主要的是了解原理，比如要如何設置定時器模式等初始化過程，數(shù)據(jù)口與控制口的設置。將

10、一些錯誤改正過之后，調(diào)試運行，得出了正確的運行結(jié)果。5 運行結(jié)果分析按照要求接線后，打開電源，然后運行程序，按下開關sw3，揚聲器發(fā)出特定頻率的聲音，同時led燈按照預定的規(guī)律閃爍。運行結(jié)果符合課程設計要求。6 心得體會此次的微機原理與接口技術(shù)設計的是基于人工按鈕聲(2000hz)光報警器的設計（c程序設計語言），跟以前微機實驗有些類似，或者是以前實驗的綜合。硬件設計方面，基于以前實驗的基礎，對于8255和8253芯片的應用再次應用熟稔于心。起先沒用到8253來著，照樣能完成聲光報警，不過頻率不好控制，也不知道其具體頻率是多少，后來將8253介入，明明確確設置初始值，輸出相應頻率來控制報警聲。此外對于led發(fā)光的順序，要做到報警的效果，設計時采用輪流從兩邊開始亮到中間。 編程方面，采用的是c語言，其中主要是c庫函數(shù)的調(diào)用，要對頭文件有一定的了解，尤其是本課設要求從文件中讀入led點亮的順序，很像編譯實驗中的一些處理過程?？傊?jīng)過本次課設，體會到硬件軟件兩手都要抓，兩手都要硬，暫且不說實驗板是否有問題，單就設計和連線與在相應平臺上編程實現(xiàn)方面，做好這些，課設也就解決了大半。7 參考文獻1 劉樂善.32位微型計算機接口技術(shù)及其應用m.武漢:華中科技大學出版社,2006.2 32位微機實驗指導書m/ol.華中科技大學計算機學院.本科生課程設計成績評定表班級： 姓名： 學號