微機(jī)原理課程設(shè)計報告彩燈控制器

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上微機(jī)原理課程設(shè)計專業(yè)班級：計算機(jī)1301姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)老師： 2016年 1 月 15 日彩燈控制器一、 實驗要求、設(shè)計目的及功能實現(xiàn) 實驗要求：現(xiàn)在有8盞彩燈，4個開關(guān)作為輸入，控制4種閃爍方式。當(dāng)沒有開關(guān)閉合時，4種花型依次輪流閃爍，每種花型閃爍時間持續(xù)2分鐘，每盞燈點亮的時間為1秒。只有某一個開關(guān)閉合時，對應(yīng)的花型連續(xù)不斷的閃爍。 設(shè)計實現(xiàn)該功能的電路，并編寫完整的代碼。 設(shè)計目的：（1） 鞏固和加深微機(jī)原理所學(xué)知識； （2）學(xué)習(xí)掌握一般的軟硬件的設(shè)計方法和查閱、運用資料的能力。 所實現(xiàn)的功能： 本課程設(shè)計所設(shè)計的彩燈控制器的主要功能有：向外發(fā)散顯示、向中

2、遞推顯示、0-7依次顯示、奇數(shù)燈顯示，偶數(shù)燈顯示等功能。輸出采用8個二極管顯示，每個燈亮1秒。2、 實驗原理 在這次課程設(shè)計中主要用到了8255A可編程并行接口芯片可用程序來設(shè)置芯片的工作方式，通用性強(qiáng)，使用靈活，可為CPU與外設(shè)之間提供并行輸入/輸出的通道。8254給1S的信號送到8259，再送到8255A控制燈亮的時間。3、 硬件原理圖 8255工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，它由4部分組成：(1) 數(shù)據(jù)總線緩沖器它是一個雙向三態(tài)8位緩沖器,用作與系統(tǒng)總線連接是的緩沖部件.CPU與8255A之間所有的數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收以及CPU向8255A發(fā)送的控制信

3、息和8255A向CPU回送的狀態(tài)信息都是通過它傳送的(2)三個8位端口PA、PB、PC端口A(PA口)：有一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存/緩沖器;端口B(PB口)：有一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入/輸出,鎖存/緩沖存儲器器;端口C(PC口)：有一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖存儲器器和一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器。通常PA口與PB口用作輸入/輸出的數(shù)據(jù)端口,PC口用作控制和狀態(tài)信息端口。PC口可以分為兩個四位的端口,每個端口包含一個四位鎖存器,可分別同PA口和PB口配合使用,用作控制信號(輸出)或作為狀態(tài)信號(輸入)。PA7-PA0PC7-PC4PC3-PC0D7-D0/RD/WR

4、A1A0/CSRESETA組控制數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制邏輯B組控制A組A口（8位）A組C口 高4位B組C口 低4位B組B口（8位）PB7-PB0圖2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(3) A組和B組控制電路A組：PA口和PC口的高四位(PC7PC4);B組：PB口和PC口的低四位(PC3PC0)。這兩組控制電路一方面接收CPU發(fā)來的控制字并決定8255A的工作方式；另一方面接收來自讀寫控制邏輯電路的讀寫命令，完成接口的讀寫操作。（4）讀/寫控制邏輯用來管理數(shù)據(jù)信息?？刂谱趾蜖顟B(tài)字的傳送,它接收來自CPU的地址總線的A1,A0和控制總線的信號RD.WR.RESET等,并向8255A的A,B兩組發(fā)送命令.由它控制把

5、CPU發(fā)出的控制命令字或輸出的數(shù)據(jù)送到相應(yīng)的端口,或把外設(shè)的狀態(tài)信息或輸入的數(shù)據(jù)從相應(yīng)的端口送到CPU。2.8255A引腳功能8255A芯片除電源和地引腳以外，其他引腳可分為兩組，引腳如圖3所示：（1）8255A與外設(shè)連接引腳 8255A芯片與外設(shè)連接的有24條雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)引腳，分成三組，分別對應(yīng)于A，B,C三個數(shù)據(jù)端口：PA7-PA0,PB7-PB0,PC7-PC0.1 402 393 384 375 366 357 348 339 3210 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 2220 21PA3PA2PA1PA0/RD/CSGNDA

6、1A0PC7PC6PC5PC4PC0PC1PC2PC3PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7/WRRETD0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB7PB6PB5PB4PB3圖3 引腳圖( 2 ) 8255A與CPU連接引腳D7與CPU側(cè)連接的八條雙向數(shù)據(jù)線；WR（低電平有效）寫輸入信號；RD（低電平有效）讀輸入信號；CS（低電平有效）片選輸入信號；A0、A1片內(nèi)寄存器選擇輸入信號；PA7PA0A口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線；PB7PB0B口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線；PC7PC0C口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線；RESET復(fù)位輸入信號表1 8255A的控制信號和傳送操作的對應(yīng)關(guān)系/CS/RD/WRA1 A0執(zhí)行的操作0010

7、0讀端口A0010 1讀端口B0011 0讀端口C0011 1非法狀態(tài)0100 0寫端口A0100 1寫端口B0101 0寫端口C0101 1寫控制字端口1 未選通8255A的工作方式控制字8255A有兩個控制字：方式選擇控制字和端口C置位/復(fù)位控制字。這兩個控制字公用一個地址，即控制端口地址，用控制字的D7位來區(qū)分這兩個控制字，D7=1為方式選擇控制字；D7=0為端口置位/復(fù)位控制字。1.方式選擇控制字如圖4所示：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1下C口pc3-pc00輸入 1輸PB 0輸1輸出上C口pc7-pc40輸入 1輸出PA 0輸入 1輸出A組工作方式0 方式001方式012方

8、式10特征位圖4 8255A方式選擇控制字2.端口C置位/復(fù)位控制字 端口C置位/復(fù)位控制字的格式如下圖所示：D3-D1三位的編碼與端口C的某一位相對應(yīng)，D0決定置位或復(fù)位操作，最高位為0是端口C置位或復(fù)位控制字標(biāo)志。如圖5所示0D3D2D1置位或復(fù)位選擇1：置位 0：復(fù)位D0D3D2D1位選擇000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7 圖5 8255A端口C置3.8255A的工作方式8255可編程外圍接口芯片是Intel公司生產(chǎn)的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三個并行接口，用+5V單電源引腳圖供電，能在以下三種工作方式下工作：方

9、式0基本輸入/輸出方式方式0下，每一個端口都作為基本輸入或輸出口，端口C的高4位和低4位以及端口A、端口B都可獨立的設(shè)置為輸入口或輸出口。4個端口的輸入或輸出可有16種組合。8255A工作于方式0時，CPU可采用無條件讀寫方式與8255A交換數(shù)據(jù)，也可采用查詢方式與8255A交換數(shù)據(jù)。采用查詢方式時，可利用端口C作為與外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號。方式1選通輸入/輸出方式：適用于查詢和中斷方式。方式2雙向選通輸入/輸出方式：方式2為雙向傳輸方式，8255A的方式2可使8255A與外設(shè)進(jìn)行雙向通信，既能發(fā)送數(shù)據(jù)，又能接受數(shù)據(jù)，可采用查詢方式和中斷方式進(jìn)行傳輸。8086 的引腳信號如圖6所示：1 402 393

10、 384 375 366 357 348 339 3210 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 2220 21GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCCAD15A16/S3A1/S4A18/S5A19/S6/BHE/S7MN/MX/RDHOLDHLDA/WRM/IODT/R/DENALE/INTR/TESTREADYRESET圖6 8086引腳圖 8086具有兩種不同工作方式，即最小模式和最大模式。若把MN/引腳連至電源+5V，則為最小模式。若把

11、它接地，則處在最大模式。四、軟件設(shè)計1.主程序流程圖開始初始化調(diào)用檢測k1向外發(fā)散顯示向中遞推檢測k2檢測k3向左依次顯示 奇、偶數(shù)燈亮檢測k4中斷檢測k5暫停開始2.開關(guān)設(shè)計 N燈全滅K5=1YN顯示當(dāng)前YK1=1繼續(xù)當(dāng)前循環(huán)5、 調(diào)試過程 1.硬件調(diào)試 設(shè)計的電路是由k5來控制燈的暫停和開始，k1-k5接PB0-PB4。花型變換由k1,k2,k3,k4控制。 2.軟件調(diào)試 輸入程序，經(jīng)編譯，連接后下載到實驗箱運行。6、 心得體會通過彩燈控制器的匯編實現(xiàn)，對硬件特別是8253A,8255并行口的原理和實現(xiàn)都有了很深的了解。更加深了對匯編語言的使用.在算法實現(xiàn)上要有一定的思路要更能體現(xiàn)設(shè)計的目

12、的。同時上機(jī)調(diào)試也是十分重要的，在調(diào)試的過程中能夠不斷的發(fā)現(xiàn)在編寫算法時應(yīng)該注意的一些細(xì)節(jié)和算法語句的非法使用，在調(diào)試過程中通過對算法的不斷測試、更正、擴(kuò)充功能、修飾細(xì)節(jié)，使算法程序不斷的得到完善。通過這次的課程設(shè)計使我認(rèn)識到要將微機(jī)原理這門計算機(jī)專業(yè)的課學(xué)好不僅僅是要把書上的基本知識學(xué)好而且還要不斷進(jìn)行實踐，將所學(xué)的跟實踐操作結(jié)合起來才能更好地鞏固所學(xué)，才能提高自己實踐能力.通過這次的設(shè)計使我認(rèn)識到只停留在表面理解問題是很難使問題得到很好的解決的，實踐能力與理論知識同樣重要?？梢哉f此課程設(shè)計的理論難度并不大，但是若要深入發(fā)掘其中的東西，并且實際去編程實現(xiàn)，就遇到了相當(dāng)大的難度。因為與之涉及的

13、很多方面并沒有學(xué)過，需要自己去自學(xué)和實踐檢驗。7、 實驗源程序（附注釋）.486p stackpequ1400hCODESEGMENT USE16ASSUMEDS:CODE,ES:CODE,CS:CODEORG03000HBEG:JMPSTART IFSWITCH DB 0 SHANSHUOCOUNT DB 0 SWITCHCOUNT DB 1 ORDERNO DB 0 ShanShuoLimit DB 120 DENG1 DB 0,18H,24H,42H,81H DENG2 DB 0,81H,42H,24H,18H,24H,42H DENG3 DB 0,00H,80H,0C0H,0E0H,0

14、F0H,0F8H,0FCH,0FEH,0FFH DENG4 DB 0,01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H DENGCount DB 4 PORT1EQU203H ;A PORT2EQU207H ;B PORT3EQU20BH ;C PORT4EQU20FH ;CTRL PORT8254A EQU 300H PORT8254B EQU 304H PORT8254C EQU 308H PORT8254D EQU 30CH PORTJI EQU 3A8H ;8259A奇地址 PORTOU EQU 3A0H ;8259A偶地址

15、 START:CLI ;關(guān)中斷movax,CODEmovds,ax MOV AX,0 MOV ES,AX movss,axmovsp,stackp MOV AL,B MOV DX,PORT4 ;8255初始化 A端口輸入，B端口輸出 OUT DX,AL MOV BX,40H*4MOV AX,OFFSET INTPROCMOV ES:BX,AX ;設(shè)置中斷向量MOV AX,SEG INTPROCMOV ES:BX+2,AXMOV AL,B MOV DX,PORTOU ;ICW1OUT DX,ALMOV AL,BMOV DX,PORTJI ;ICW2OUT DX,ALMOV AL,B ;ICW4O

16、UT DX,ALMOV AL,B ;中斷屏蔽字,OCW1OUT DX,ALMOV AL,36H ;計數(shù)器初始化 MOV DX,PORT8254DOUT DX,ALMOV AX,470MOV DX,PORT8254AOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALMOV AL,76HMOV DX,PORT8254DOUT DX,ALMOV AX,100MOV DX,PORT8254BOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,AL STIWAIT: JMP WAIT INTPROC PROC PUSH DX PUSH AX PUSH BX STI MOV DX,PORT2 ;讀開關(guān)狀

17、態(tài) IN AL,DX TEST AL,80H JNZ EXIT2 AND AL,1FH CMP AL,01H JE ONE CMP AL,02H JE TWO CMP AL,04H JE THREE CMP AL,08H JE FOUR CMP IFSWITCH,0 ;IFSWTICH=1表示當(dāng)前正在交替閃爍，JNE NEXT0 ;IFSWTICH=0表示剛從某種樣式單獨閃爍的狀態(tài)切換到交替閃爍的狀態(tài)MOV IFSWITCH,1MOV SWITCHCOUNT,1 ;先從第一種樣式開始閃爍MOV SHANSHUOCOUNT,0 ;當(dāng)前樣式閃爍次數(shù)初始化 MOV ORDERNO,0NEXT0:CM

18、P SWITCHCOUNT,01HJE ONECMP SWITCHCOUNT,02HJE TWO ;切到相應(yīng)的樣式CMP SWITCHCOUNT,03HJE THREECMP SWITCHCOUNT,04HJE FOUR ONE: MOV DL,01H MOV DH,4 LEA BX,DENG1 CALL CasePro JMP EXIT1 TWO: MOV DL,02H MOV DH,6 LEA BX,DENG2 CALL CasePro JMP EXIT1 THREE: MOV DL,04H MOV DH,9 LEA BX,DENG3 CALL CasePro JMP EXIT1 FOUR: MOV DL,08H MOV DH,14 LEA BX,DENG4 CALL CasePro JMP EXIT1 EXIT1: MOV DX,PORT1 OUT DX,AL ;從端口A送出數(shù)據(jù)，讓小燈們亮