微機原理課程設(shè)計(共24頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計報告( 年度第 一 學(xué)期)課 程： 微機原理及應(yīng)用 題 目： 模擬汽車限速 院 系： 自動化系 班 級： 自動化1302 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計周數(shù)： 一周 成 績： 日期：年 月 日專心-專注-專業(yè)微機原理及應(yīng)用課程設(shè)計任 務(wù) 書一、 目的與要求1 通過對微機系統(tǒng)分析和具體設(shè)計，使學(xué)生加深對所學(xué)課程的理解。2 掌握匯編語言程序設(shè)計的基本方法和典型接口電路的基本設(shè)計方法。3 培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。4 培養(yǎng)學(xué)生對微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)的基本設(shè)計能力。5 提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。二、 主要內(nèi)容1 模擬汽車限速2 針對所選擇的設(shè)計題

2、目進行硬件設(shè)計，合理選用所需元器件，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖、硬件接線圖，并在實驗系統(tǒng)上完成電路的連接和調(diào)試。3 根據(jù)所選題目的要求對微機系統(tǒng)進行程序設(shè)計，繪制程序總體流程圖并編寫源程序上機調(diào)試。4 寫出課程設(shè)計報告，對整個設(shè)計過程進行歸納和綜合，對設(shè)計中所存在的問題和不足進行分析和總結(jié)，提出解決的方法、措施、建議和對這次設(shè)計實踐的認識和收獲。三、 進度計劃序號設(shè)計內(nèi)容完成時間備注1選擇課程設(shè)計題目，查閱相關(guān)資料2016年1月11日2進行軟硬件設(shè)計2016年1月11日3上機調(diào)試2016年1月13日4撰寫設(shè)計報告2016年1月14日5演示及答辯2016年1月15日四、 設(shè)計成果要求1 系統(tǒng)硬件設(shè)計合理，

3、軟件編程達到設(shè)計要求。2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖和軟件流程圖繪制清楚規(guī)范。3 設(shè)計報告完整規(guī)范。五、 考核方式根據(jù)設(shè)計任務(wù)的完成情況、課程設(shè)計報告撰寫情況及演示答辯情況采用五級記分制評定成績。 一、課程設(shè)計目的與要求1 通過對微機系統(tǒng)分析和具體設(shè)計，使學(xué)生加深對所學(xué)課程的理解。2 掌握匯編語言程序設(shè)計的基本方法和典型接口電路的基本設(shè)計方法。3 培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。4 培養(yǎng)學(xué)生對微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)的基本設(shè)計能力。5 提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。二、課程設(shè)計正文1.設(shè)計題目：模擬汽車限速2.設(shè)計思想1）總體設(shè)計方案本設(shè)計主要是模擬汽車限速，通過統(tǒng)計開關(guān)次數(shù)判斷汽車處于何種狀態(tài)并用LED

4、燈及點陣顯示出來，并用按鍵“0”結(jié)束系統(tǒng)，按鍵“1”重啟系統(tǒng)。8253的計數(shù)器0、1分別工作在方式0(計數(shù))、3(方波)；用8259來申請中斷；8255用來輸出紅綠燈狀態(tài)；用1片74138和4片74574模擬實驗箱上16*16點陣的內(nèi)部電路設(shè)計，用來顯示字符；用幾個邏輯門電路和74373/74245芯片模擬實驗箱上6位7段數(shù)碼管的內(nèi)部電路，并其進行位選。2）系統(tǒng)主要功能手動開關(guān)模擬行車速度，每按動開關(guān)一次產(chǎn)生一次中斷，統(tǒng)計按的次數(shù)，每10秒采集一次統(tǒng)計結(jié)果。并用數(shù)碼管不斷做精確的10秒倒計時，若按開關(guān)次數(shù)在6次以內(nèi)(包括6次)，亮綠燈、16*16點陣顯示“安全”；若超過6次(不包括6次)，亮黃

5、燈報警、16*16點陣顯示“超速”；若超過8次(不包括8次)，亮紅燈表示攔截、揚聲器報警而且16*16點陣顯示“違規(guī)”。3.系統(tǒng)工作原理介紹1.硬件接口電路設(shè)計(1)74HC138總譯碼電路如下圖，A15需維持1才能保證74HC138正常工作，則、分別對應(yīng)地址8000H-8FFFH、9000H-9FFFH、0A000H-0AFFFH、0B000H-0BFFFH、0C000H-0CFFFH。(2)16*16點陣的片選地址為0C000H，則接入其.注：數(shù)據(jù)總線低8位AD0.7即偶存儲體傳輸數(shù)據(jù)，即8086的A0需維持0，導(dǎo)致8086的A2、A1接入74HC138的B、A，則16*16點陣的列低八位

6、(CLCK)、列高八位(CHCK)、行低八位(RLCK)、行高八位(RHCK)地址分別為0C000H、0C002H、0C004H、0C006H。 (3)6位7段數(shù)碼管的片選地址為0B000H，則接入。注：數(shù)據(jù)總線低8位AD0.7即偶存儲體傳輸數(shù)據(jù)，即8086的A0需維持0，導(dǎo)致8086的A3、A2、A1分別接入三個與非門，則數(shù)碼管位選/鍵盤列輸出(OUTBIT)、數(shù)碼管段選(OUTSEG)地址分別為0B004H、0B008H。(4)8253A的片選地址為0A000H，則接入。計數(shù)器0、1分別工作在方式0(計數(shù))、3(方波)A.CLK0、CLK1接入125 kHz的時鐘源；B.OUT0持續(xù)輸出低

7、電平直至2ms后變高電平，OUT1輸出的2500Hz方波接出蜂鳴器；C.GATE0接入電源保證計數(shù)器0能持續(xù)計數(shù)，GATE1接入Q3即8255的PA3口。 注：數(shù)據(jù)總線低8位AD0.7即偶存儲體傳輸數(shù)據(jù)，即8086的A0需維持0，導(dǎo)致8086的A2、A1接入8253A的A1、A0，則8253A的計數(shù)器0、計數(shù)器1、控制器地址分別為A000H、A002H、A006H。 (5)8255A的片選地址為8000H，則接入。A. PA口輸出數(shù)據(jù)：PA3、PA2、PA1、PA0分別接出8253的GATE1(控制計數(shù)器1是否工作，即決定蜂鳴器是否發(fā)聲)、紅色LED、黃色LED、綠色LED(控制LED的亮滅)

8、；B. PB口讀入數(shù)據(jù)：PB0接入8253的OUT0(通過讀入OUT0狀態(tài)，判斷是否已到2ms)。注：數(shù)據(jù)總線低8位AD0.7即偶存儲體傳輸數(shù)據(jù)，即8086的A0需維持0，導(dǎo)致8086的A2、A1接入8255A的A1、A0，則8255A的PA口、PB口、控制器地址分別為8000H、8002H、8006H。 (6)Proteus的8086模型取的中斷號是最后一次IO操作時總線上的數(shù)據(jù), 而非 8259 設(shè)置的中斷號。擔心這個缺陷給后續(xù)仿真帶來影響，故Proteus中暫時不使用8259A，直接向8086的NMI端接入中斷請求信號(由開關(guān)提供)，上升沿觸發(fā)中斷。但在實驗室中需由8259A提供中斷申請

9、，電路也需做出修改。8259A的片選地址為9000H，則接入IR2端輸入中斷請求信號(由開關(guān)提供)上升沿觸發(fā)。5.系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果1.上一個10s之內(nèi)不按開關(guān)，結(jié)果為：綠燈亮，16*16點陣滾動顯示“安全”。2. 上一個10s之內(nèi)按7次開關(guān)，結(jié)果為：黃燈亮，16*16點陣滾動顯示“超速”。3.上一個10s之內(nèi)按12次開關(guān)，結(jié)果為：紅燈亮，蜂鳴器發(fā)出響聲，16*16點陣滾動顯示“違規(guī)”。三、課程設(shè)計總結(jié)1）問題分析與總結(jié)在實驗室搭建硬件電路要注意與Proteus上的區(qū)別，有些是在proteus上可以連接的，但在實驗箱上是沒有的。比如NMI中斷，又比如在Proteus上5253芯片有3個計數(shù)器，但在實

10、驗箱上只有2個計數(shù)器。在實驗箱上16*16點陣是可以顯示完整的漢字的，但在Proteus上第8列單步運行時是可以被點亮，但全速運行時不能被點亮，這個問題目前還沒有被解決。也是在Proteus仿真中，點陣顯示個別漢字時仍看得到閃爍，證明動態(tài)顯示做得不夠好，嘗試過幾種方法，比如：掃描換為列掃描；考慮可能是未消隱帶來影響，掃描下一行前，關(guān)掉所有行；原意為2ms掃描一行(對應(yīng)頻率為31.25Hz)，實際上還需執(zhí)行其他指令，會延長掃描時間即降低頻率，可能會到達人眼可分辨的區(qū)間內(nèi)，故試圖1ms掃描一行，但1s計數(shù)次數(shù)CX增加至512左右時程序會跑飛，且暫時原因不明，目前尚未能解決這個問題。2）實驗心得本次

11、試驗從最開始的嘗試到最后全部完成，歷經(jīng)很長時間，做了很多努力，讓我們都非常欣慰，在做實驗的過程中，不斷嘗試，優(yōu)化，大大提高了我們對專業(yè)知識的掌握，設(shè)計的過程雖然有點辛苦，但都很開心，我認為這點很重要。希望每次的實驗都可以從興趣而發(fā)，以樂趣結(jié)束，不再為書本而苦惱。相信我們也會越做越好。另外感謝老師的耐心指導(dǎo)和周圍同學(xué)們的無私幫助，給了我們很大的幫助。四、參考文獻 1 馬平，姚萬業(yè)，微機原理及應(yīng)用，北京：中國電力出版社，2002.12附錄（設(shè)計流程圖、程序等）設(shè)計流程圖：源程序及注釋;Proteus：加入數(shù)碼管,2ms列掃描點陣,使用NMI中斷A8255 EQU 8000H ;8255的PA口地址

12、B8255 EQU 8002H ;8255的PB口地址K8255 EQU 8006H ;8255控制器地址O8259 EQU 9000H ;8259偶地址J8259 EQU 9002H ;8259奇地址J8253_0 EQU 0A000H ;8253計數(shù)器0地址J8253_1 EQU 0A002H ;8253計數(shù)器1地址K8253 EQU 0A006H ;8253控制器地址KEYIN EQU 0B002H ;鍵盤行讀入OUTBIT EQU 0B004H ;數(shù)碼管位選/鍵盤列輸出地址OUTSEG EQU 0B008H ;數(shù)碼管段選地址COLLOW EQU 0C000H ;點陣列低八位地址COLH

13、IGH EQU 0C002H ;點陣列高八位地址 ROWLOW EQU 0C004H ;點陣行低八位地址ROWHIGH EQU 0C006H ;點陣行高八位地址CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART:CLI ;關(guān)中斷;8253A初始化(CLK0=CLK1=Hz) MOV DX,K8253 MOV AL,30H ;B OUT DX,AL ;計數(shù)器0:工作方式0(計數(shù))+二進制 MOV AL,76H ;B OUT DX,AL ;計數(shù)器1:工作方式3(方波)+二進制 MOV DX,J8253_0 MOV AL,0FAH ;計數(shù)器0預(yù)置值250=0FAH OUT DX,AL

14、;計數(shù)器0持續(xù)低電平直至2ms后變高電平 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,J8253_1 MOV AL,32H ;計數(shù)器1預(yù)置值50=32H OUT DX,AL ;計數(shù)器1輸出2500Hz方波 MOV AL,00H OUT DX,AL;8255初始化 MOV DX,K8255 MOV AL,82H ;B=82H OUT DX,AL ;A口方式0輸出,B口方式0輸入;非規(guī)范裝入NMI中斷向量 MOV AX,0 MOV DS,AX ;中斷向量表段基址0000H MOV BX,02H*4 ;BX為NMI即2號中斷向量指針 MOV AX,OFFSET INTP MOV BX,A

15、X INC BX INC BX MOV AX,SEG INTP ;中斷子程序INTP入口地址 MOV BX,AX ;放入NMI中斷向量表2號;主程序 MOV DX,A8255 MOV AL,00H ;LED全滅+計時器2停止工作 OUT DX,AL MOV AX,DATA MOV DS,AX STI ;開中斷 L8: MOV BH,5 ;速度標志初始化為5;等待定時時間到L0: MOV DI,0 ;中斷統(tǒng)計次數(shù)初始化為0 MOV BL,10 ;10s計數(shù)次數(shù)初始化為10L1: MOV CX,0 ;1s計數(shù)次數(shù)初始化為0L2: MOV DX,B8255 IN AL,DX ;讀OUT0即PB0口狀

16、態(tài) AND AL,01H ;屏蔽PB口高7位 CMP AL,1 ;OUT0輸出高電平則2ms到 JNZ L2 ;2ms到則重新啟動計數(shù)器0 MOV DX,K8253 MOV AL,30H ;B OUT DX,AL ;計數(shù)器0:工作方式0(計數(shù))+二進制 MOV DX,J8253_0 MOV AL,0FAH ;計數(shù)器0預(yù)置值250=0FAH OUT DX,AL MOV AL,00H OUT DX,AL ;考慮7段數(shù)碼管顯示 CMP BL,9 JLE L6 ;BL=9轉(zhuǎn)到L6 CALL SMG1 ;BL=10調(diào)用SMG1;考慮16*16點陣顯示L6: CMP BH,5 JE L3 ;BH=5轉(zhuǎn)到L

17、3 CALL DIAN ;BH!=5調(diào)用DIANL3: INC CX CMP CX,500 JNZ L2 ;CX=500則1s到 MOV DX,OUTBIT MOV AL,0DFH ;B OUT DX,AL ;低電平掃描第1列 MOV DX,KEYIN IN AL,DX ;讀第1列的行鍵 NOT AL AND AL,0FH ;屏蔽無用的高4行 CMP AL,1 JNE L7 CALL STOP ;AL=1(即按下鍵0)調(diào)用STOP JMP L8L7: CALL SMG2 ;調(diào)用SMG2 DEC BL JNZ L1 ;BL=0則10s到;空,空,空,空,聲,紅,黃,綠(高電平:點燈+計時器1輸出

18、方波) CMP DI,8 JG L5 CMP DI,6 JG L4 MOV DX,A8255 MOV AL,01H ;B OUT DX,AL ;DI=6即未超速,點綠燈 MOV BH,0 JMP L0L4: MOV DX,A8255 MOV AL,02H ;B OUT DX,AL ;6DI8即嚴重超速,點紅燈+啟動揚聲器 MOV BH,2 JMP L0;按下鍵0停止系統(tǒng)子程序STOP PROC NEAR;關(guān)閉LED和揚聲器 MOV DX,A8255 MOV AL,00H OUT DX,AL;關(guān)閉6位數(shù)碼管 MOV DX,OUTSEG MOV AL,00H OUT DX,AL;關(guān)閉點陣所有列 M

19、OV AL,0FFH MOV DX,COLLOW OUT DX,AL MOV DX,COLHIGH OUT DX,AL;查詢按鍵1是否按下(即重啟系統(tǒng))T0: MOV DX,OUTBIT MOV AL,0DFH ;B OUT DX,AL ;低電平掃描第1列 MOV DX,KEYIN IN AL,DX ;讀第1列的行鍵 NOT AL AND AL,0FH ;屏蔽無用的高4行 CMP AL,2 JNE T0 RET ;AL=2(即按下鍵1)返回STOP ENDP;數(shù)碼管動態(tài)顯示10子程序SMG1 PROC NEAR PUSH CX MOV AX,CX ;AX=CX MOV CL,2 ;CL=2 D

20、IV CL ;AX%CL=CX%2=AH CMP AH,0 JNZ S1S0: MOV DX,OUTBIT MOV AL,01H ;B選WEI0 OUT DX,AL MOV DX,OUTSEG MOV AL,3FH ;顯示0 OUT DX,AL JMP S3S1: MOV DX,OUTBIT MOV AL,02H ;B選WEI1 OUT DX,AL MOV DX,OUTSEG MOV AL,06H ;顯示1 OUT DX,ALS3: POP CX RETSMG1 ENDP;數(shù)碼管靜態(tài)顯示91子程序SMG2 PROC NEAR PUSH BX MOV BH,0 DEC BL ;BX=BL MOV

21、 SI,BX ;SI=BX=BL LEA BX,SMGDM MOV DX,OUTBIT MOV AL,01H ;B選WEI0 OUT DX,AL MOV DX,OUTSEG MOV AL,BX+SI ;顯示 OUT DX,AL POP BX RETSMG2 ENDP;點陣動態(tài)顯示漢字子程序DIAN PROC NEAR PUSH CX PUSH BX;選出要掃描的列(每隔4ms掃描下列) MOV AX,CX MOV CL,16 DIV CL ;AX%CL=CX%16=AH MOV CL,AH ;CL存放右移次數(shù);選出本列要輸出的行數(shù)據(jù) SHL AH,1 MOV AL,AH ;AL=AH*2 MO

22、V AH,0 MOV SI,AX ;SI存放行數(shù)據(jù)的相對位置;向要掃描的列放入低電平 MOV AX,7FFFH ;11111B ROR AX,CL MOV DX,COLLOW OUT DX,AL MOV DX,COLHIGH MOV AL,AH OUT DX,AL;選擇要輸出哪組字:安全,超速,違規(guī) SHL BH,1 SHL BH,1 ;BH=BH*4 MOV CL,BH ;CL存放組相對TABLE的位置;選擇本組要輸出的字(第1、第2個字隔1s輸出) MOV BH,0 MOV AX,BX MOV BL,2 DIV BL ;BL%2=AH SHL AH,1 ;AH存放字相對組的位置 ADD C

23、L,AH MOV CH,0 ;CX存放字相對TABLE的位置 PUSH SI MOV SI,CX LEA BX,TABLE MOV CX,BX+SI MOV BX,CX ;BX存放字相對DATA的位置 POP SI;高電平選擇輸出的行 MOV DX,ROWHIGH MOV AL,BX+SI OUT DX,AL MOV DX,ROWLOW MOV AL,BX+SI+1 OUT DX,AL POP BX POP CX RETDIAN ENDP;中斷服務(wù)子程序INTP PROC NEAR INC DI IRETINTP ENDPCODE ENDS ;CODE邏輯段結(jié)束DATA SEGMENT ;DA

24、TA邏輯段開始;共陰極數(shù)碼管段碼表SMGDM DB 3FH,06H,5BH,4FH ;0-7 DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH ;8-F DB 39H,5EH,79H,71H;字模低電平列掃描,高電平點亮行(先輸出高8位,后輸出低8位);安Z1_0 DB 01H,00H,09H,01H,31H,01H,21H,21H DB 21H,62H,21H,92H,0AFH,14H,61H,08H DB 21H,08H,21H,34H,21H,0C4H,21H,02H DB 29H,01H,31H,00H,01H,00H,00H,00H;全Z1_1 DB 01H

25、,00H,01H,02H,02H,02H,04H,22H DB 0AH,22H,12H,22H,22H,22H,0C3H,0FEH DB 22H,22H,12H,22H,0AH,22H,04H,22H DB 02H,02H,01H,02H,01H,00H,00H,00H;超Z2_0 DB 02H,01H,12H,06H,12H,0F8H,12H,04H DB 0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,42H,02H DB 45H,0F2H,79H,12H,41H,12H,45H,12H DB 43H,12H,7DH,0F2H,00H,02H,00H,00H;速Z2_1 DB 02H,

26、00H,02H,02H,42H,04H,33H,0F8H DB 00H,04H,20H,12H,2FH,22H,29H,42H DB 29H,82H,0FFH,0FAH,29H,82H,29H,42H DB 2FH,22H,20H,12H,00H,02H,00H,00H ;違 Z3_0 DB 02H,02H,42H,04H,33H,0F8H,00H,04H DB 20H,82H,24H,82H,24H,82H,24H,82H DB 0FFH,0FEH,24H,82H,24H,82H,24H,92H DB 24H,8AH,20H,0F2H,00H,02H,00H,00H;規(guī)Z3_1 DB 01H,02H,11H,04H,11H,18H,0FFH,0E0H DB 11H,10H,11H,0DH,01H,02H,7FH,0C4H DB 40H,18H,40H,60H,4FH,80H,40H,7EH DB 40H,01H,7FH,0C1H,00H,07H,00H,00H;字模表(1個字占2字節(jié),1組字占4字節(jié))TABLE DW Z1_0,Z1_1,Z2_0,Z2_1,Z3_0,Z3_1DATA ENDS ;DATA邏輯段結(jié)束 END START ;源程序結(jié)束在實驗室中，代碼須作出以下修改：;地址修改A8255 EQU 8000H