微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)--)

1、微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 工件自動(dòng)檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 098202107專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化0982021 同組姓名: 指導(dǎo)教師： 胡景春 摘要當(dāng)代計(jì)算機(jī)是微電子學(xué)與計(jì)算數(shù)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。微電子學(xué)的基本元件及其集成電路構(gòu)成了他的硬件基礎(chǔ)；而計(jì)算數(shù)學(xué)的計(jì)算方法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則構(gòu)成計(jì)算機(jī) 的軟件基礎(chǔ)。自從1945年底世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC誕生以來,計(jì)算機(jī)技術(shù)取得了異常迅猛的發(fā)展。由電子管、晶體管、集成電路以至第四代的超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī),都與微電子技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān),且以所采 用的邏輯元件作為劃分每代的標(biāo)志。計(jì)算機(jī)正是大規(guī)模集成電路孕育的產(chǎn)物。微型計(jì)算機(jī)被廣泛地用于數(shù)值計(jì)算

2、和工業(yè)控制之中。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制中最為普遍的應(yīng)用系統(tǒng)。他的任務(wù)是采集生產(chǎn)過程中的工況參數(shù)并經(jīng)過 A/ D 轉(zhuǎn)換器送入內(nèi)存儲(chǔ)器 , CPU 將再對(duì)這些參數(shù)、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算和處理 , 如數(shù)字濾波、量綱變換、儀表誤差修正、數(shù)字顯示、越限報(bào)警、打印制表等功能 。若再配上輸出 通道就可以方便地組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。此次設(shè)計(jì)為一生產(chǎn)流水線監(jiān)控系統(tǒng)，每當(dāng)一定數(shù)目的產(chǎn)品下線，該系統(tǒng)能發(fā)出提示信息；根據(jù)需要，系統(tǒng)能給出當(dāng)天已生產(chǎn)產(chǎn)品的總的數(shù)量。利用KK1+開關(guān)模擬流水線上通過的產(chǎn)品，每按動(dòng)一次開關(guān)就相當(dāng)于有一個(gè)產(chǎn)品下線；現(xiàn)要求每當(dāng)有若干個(gè)（自定）產(chǎn)品下線，系統(tǒng)給出提示信息，同時(shí)發(fā)出提示聲音。另外

3、，根據(jù)需要，管理者可隨時(shí)察看當(dāng)天已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。關(guān)鍵字：流水線 發(fā)聲 中斷本次設(shè)計(jì)分工如下： 1張戰(zhàn)恒同學(xué)負(fù)責(zé)需求分析，確定對(duì)系統(tǒng)的綜合要求，總結(jié)設(shè)計(jì)思想，寫出相應(yīng)的算法。2.陳嶸同學(xué)負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖，設(shè)計(jì)硬件電路圖，硬件連圖。3.彭俊峰同學(xué)負(fù)責(zé)詳細(xì)設(shè)計(jì)，根據(jù)芯片引腳的功能、流程圖和算法編寫相應(yīng)的匯編程序。4.綜合了解8255芯片的工作原理和主要功能，結(jié)合DJ-598K三合一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱以及自行設(shè)計(jì)的接口電路，制作一個(gè)能測(cè)量某流水線工件個(gè)數(shù)，并顯示報(bào)警的簡易檢測(cè)裝置。目錄1、需求分析41.1 設(shè)計(jì)題目41.2 設(shè)計(jì)要求41.3 設(shè)計(jì)目的41.4 開發(fā)環(huán)境42、系統(tǒng)總體

4、框架圖52.1系統(tǒng)框圖52.2系統(tǒng)流程圖63、模塊設(shè)計(jì)與分析73.1原理圖73.2主程序模塊9 3.3顯示模塊103.4定時(shí)模塊103.5中斷處理模塊1036程序清單114、調(diào)試分析145、用戶說明155.1接線圖157、總結(jié)168、參考文獻(xiàn)179 、附錄181、需求分析1.1 設(shè)計(jì)題目生產(chǎn)流水線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.2 設(shè)計(jì)要求1、采用模擬計(jì)數(shù)裝置，自行設(shè)計(jì)接口電路，將檢測(cè)開關(guān)的信號(hào)（代替工件）送給DJ-598K三合一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱中的8253進(jìn)行計(jì)數(shù)。2. 設(shè)計(jì)一生產(chǎn)流水線監(jiān)控系統(tǒng)，每當(dāng)一定數(shù)目的產(chǎn)品下線，該系統(tǒng)能發(fā)出提示聲音；根據(jù)需要，系統(tǒng)能給出當(dāng)天已生產(chǎn)產(chǎn)品的總的數(shù)量。3. 利用K

5、1+開關(guān)模擬流水線上通過的產(chǎn)品，每按動(dòng)一次開關(guān)就相當(dāng)于有一個(gè)產(chǎn)品下線；現(xiàn)要求每當(dāng)有若干個(gè)（自定）產(chǎn)品下線，系統(tǒng)給出提示信息，同時(shí)發(fā)出提示聲音(使揚(yáng)聲器發(fā)聲，持續(xù)時(shí)間5秒鐘)。另外，根據(jù)需要，管理者可隨時(shí)察看當(dāng)天已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。根據(jù)需要，需選擇的芯片有8253，8259。1.3 設(shè)計(jì)目的系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計(jì)利用使用8253-5監(jiān)視一個(gè)生產(chǎn)流水線，每通過80個(gè)工件，揚(yáng)聲器響5秒鐘，頻率2000Hz。1.4 開發(fā)環(huán)境生產(chǎn)流水線監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與運(yùn)行環(huán)境如下：硬件條件：計(jì)算機(jī)、DJ-598K三合一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱；軟件條件：DJ-8088K系列編程軟件。2、系統(tǒng)總體框架圖2.1系統(tǒng)框圖8253開關(guān) 開

6、關(guān)模塊顯示緩沖的值秒脈沖顯示模塊主控模塊中斷模塊定時(shí)模塊LED開關(guān)82538253/82548259A 圖2-1系統(tǒng)框圖2.2系統(tǒng)流程圖定義端口，改變量N端口芯片初始化 8255 初始化 8253 初始化 8259 初始化設(shè)置中斷向量無限循環(huán)圖2-2-1主程序框圖N+1NN=10?啟動(dòng)揚(yáng)聲器延時(shí)關(guān)閉揚(yáng)聲器N=0N調(diào)用8段數(shù)碼顯示子程序返回圖2-2-2中斷程序框圖3 模塊設(shè)計(jì)與分析3.1原理圖用8253-5監(jiān)視一個(gè)生產(chǎn)流水線圖3-1 8253接線原理圖使用8253-5監(jiān)視一個(gè)生產(chǎn)流水線，每通過50個(gè)工件，揚(yáng)聲器響5秒鐘，頻率2000Hz。用8253-5的通道0設(shè)定為計(jì)數(shù)方式計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)滿50后，由

7、OUT0輸出一個(gè)負(fù)脈沖，經(jīng)反向后作為8259A的中斷請(qǐng)求信號(hào)，在中斷服務(wù)程序中，啟動(dòng)8253-5通道1工作，有通道1連續(xù)輸出頻率為2000Hz的方波信號(hào)，持續(xù)5秒后結(jié)束。通道0工作于方式2，通道1工作于方式3，通道1的門控信號(hào)GATE1由8255A的PA0控制。OUT0 CLK0GATE0 8253CLK1GATE1 OUT11驅(qū)動(dòng)器INT+5V2.5MHz8255PA0通道0計(jì)數(shù)器工作于方式2，采用BCD計(jì)數(shù)，因計(jì)數(shù)初值為50，采用RL1RL0=01（讀/寫計(jì)數(shù)器的低8位），則工作方式字為00010101=15H。通道1計(jì)數(shù)器工作于方式3，CLK1接2.5MHz時(shí)鐘，要求產(chǎn)生1000Hz的方

8、波，則計(jì)數(shù)初值應(yīng)為2.5106/2000=1250，采用RL1RL0=11 （先讀計(jì)數(shù)器的低8位，再讀計(jì)數(shù)器的高8位）。則工作方式字為01110111=77H。設(shè)通道0的地址為40H，通道1的地址為41H，控制口地址為43H，8255A的口地址為80-83H。 MOV AL，15H；通道0初始化，方式2OUT 43H，ALMOV AL，50H；置計(jì)數(shù)初值OUT 40H，ALSTI ；開中斷LPO：HLT ；等待中斷JMP LOPMOV AL，01H ；通道1的GATE1置1，啟動(dòng)計(jì)數(shù)OUT 80H，AL ; 認(rèn)為8255已經(jīng)初始化，向8255 ；端口送數(shù)，使PA0為“1”MOV AL，77H

9、；通道1初始化，方式3OUT 43H，ALMOV AL，50H ；置計(jì)數(shù)初值低8位OUT 41H，ALMOV AL，12H ；置計(jì)數(shù)初值高8位OUT 41H，ALCALL DL5S ；延時(shí)5秒，DL5S為5秒延時(shí)程序MOV AL，00H ；通道1的GATE1置0，停止計(jì)數(shù)OUT 80H，AL ；復(fù)位8255端口，使PA0為“0”IRET3.2主程序模塊主控模塊是系的核心模塊，對(duì)8253/8254、8255進(jìn)行初始化，設(shè)置中斷向量，掃描鍵盤根據(jù)按鍵值作相應(yīng)的處理。intel8253是NMOS工藝制成的可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，有幾種芯片型號(hào)，外形引腳及功能都是兼容的，只是工作的最高計(jì)數(shù)速率有所差異，

10、例如8253（2.6MHz）,8253-5(5MHz) 8253內(nèi)部有三個(gè)計(jì)數(shù)器，分別成為計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2，他們的機(jī)構(gòu)完全相同。每個(gè)計(jì)數(shù)器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在控制寄存器中的控制字，互相之間工作完全獨(dú)立。每個(gè)計(jì)數(shù)器通過三個(gè)引腳和外部聯(lián)系，一個(gè)為時(shí)鐘輸入端CLK，一個(gè)為門控信號(hào)輸入端GATE，另一個(gè)為輸出端OUT。每個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)部有一個(gè)8位的控制寄存器，還有一個(gè)16位的計(jì)數(shù)初值寄存器CR、一個(gè)計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE和一個(gè)輸出鎖存器OL。執(zhí)行部件實(shí)際上是一個(gè)16位的減法計(jì)數(shù)器，它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器OL用

11、來鎖存計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE的內(nèi)容，從而使CPU可以對(duì)此進(jìn)行讀操作。順便提一下，CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器來用。圖3-1 8253引腳圖3.3顯示模塊顯示模塊是將顯示緩沖區(qū)的數(shù)值送到LED顯示的功能模塊，顯示緩沖區(qū)是由六個(gè)字節(jié)構(gòu)成，分別保存小時(shí)的高位和低位，分鐘的高位和低位，秒鐘的高位和低位。硬件上由六個(gè)LED構(gòu)成，軟件上由掃描顯示的方法實(shí)現(xiàn)。3.4定時(shí)模塊定時(shí)模塊是為8259提供中斷請(qǐng)求信號(hào)的。由一片8253實(shí)現(xiàn)，選用定時(shí)器0#，工作在方式3，由于時(shí)鐘應(yīng)該1秒走動(dòng)一次，所以輸出值應(yīng)為1S，其輸出信號(hào)可作為8259的中斷請(qǐng)求信號(hào)。功能：就是在有多個(gè)中斷源的系統(tǒng)中，接受外

12、部的中斷請(qǐng)求，并進(jìn)行判斷，選中當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求，再將此請(qǐng)求送到cpu的INTR端；當(dāng)cpu響應(yīng)中斷并進(jìn)入中斷子程序的處理過程后，中斷控制器仍負(fù)責(zé)對(duì)外部中斷請(qǐng)求的管理。3.5中斷處理模塊中斷原理按動(dòng)KK1開關(guān)，當(dāng)按下10次時(shí)，調(diào)用延時(shí)子程序產(chǎn)生中斷。中斷過程示意圖如下(圖2-1)斷點(diǎn)中斷請(qǐng)求現(xiàn)行程序CPU響應(yīng)中斷中斷服務(wù)中斷返回圖3-2中斷過程示意圖36程序清單ODE SEGMENTASSUME CS:CODE PAPORT EQU 0FF28HPBPORT EQU 0FF29HPCPORT EQU 0FF2AHCTPORT EQU 0FF2BHTCONTR0 EQU 0043HTCON

13、1 EQU 0041HTCONO EQU 0040HINTQ3 EQU INTREEUP3INTPORT1 EQU 0FF80HINTPORT2 EQU 0FF81HPA EQU 0FF20H ;字位口PB EQU 0FF21H ;字形口PC EQU 0FF22H ;鍵入口ORG 12D0HBUF DB ?,?,?,?,?,?intcnt db ?data1: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h db 86h,8eh,0ffh,0ch,89h,0deh,0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8FH

14、START: MOV DX,TCONTR0MOV AL,00010000B OUT DX,AL MOV DX,TCONO MOV AL,01H OUT DX,AL MOV DX,TCONTR0 MOV AL,01110111B OUT DX,AL MOV DX,TCON1 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AH,0FAH OUT DX,AL MOV AL,80H MOV DX,CTPORT OUT DX,AL MOV DX,PAPORT MOV AL,00H OUT DX,AL START0: CLICALL WRINTVER MOV AL,13H;ICW1MOV DX,INT

15、PORT1OUT DX,ALMOV AL,08H;ICW2MOV DX,INTPORT2OUT DX,ALMOV AL,09H;ICW4OUT DX,ALMOV AL,0F7H;OCW1,IR3OUT DX,ALMOV intcnt,0STILI:MOV DX,TCONTR0MOV AL,00010000BOUT DX,ALMOV DX,TCONOMOV AL,01HOUT DX,AL JMP LIWRINTVER:MOV AX,0H MOV ES,AX MOV DI,002CH LEA AX,INTQ3 STOSW MOV AX,0000H STOSW RETINTREEUP3:CLI pu

16、sh ax push cx push dx inc intcnt CMP intcnt,0AH JNZ DISP_1 MOV DX,PAPORT MOV AL,01H OUT DX,AL CALL DL5S MOV AL,00H OUT DX,AL MOV intcnt,0 DISP_1: CAL BUF1 CALL DISP pop dx pop cx pop ax STI IRET BUF1: MOV BUF,10H MOV BUF+1,10H MOV BUF+2,10H MOV BUF+3,10H MOV BUF+4,10H MOV AL,intcnt MOV BYTE PTR BUF+

17、5,AL RETDL5S: MOV CX,2FFFH LOOP $RET DISP: MOV AL,0FFH ;00H MOV DX,PA OUT DX,AL MOV BX,OFFSET BUF+5DIS1: MOV AL,BX MOV AH,00H PUSH BX MOV BX,OFFSET DATA1 ADD BX,AX MOV AL,BX POP BX MOV DX,PB OUT DX,AL MOV AL,0EFH MOV DX,PA OUT DX,AL RETCODE ENDSEND START4調(diào)試分析本設(shè)計(jì)的難度就是在調(diào)試過程中遇到跟理論原理不一樣的結(jié)果，在實(shí)際操作的過程中，遇到了

18、很多打挑戰(zhàn)，比如，我負(fù)責(zé)的電路圖設(shè)計(jì)就遇到了很大的問題，首先是用什么來代替光敏電阻來產(chǎn)生所需要的脈沖，然后就是在Protel99中如何擺放原件、接線以及驗(yàn)證電路圖正確的問題。第一個(gè)問題在老師的幫助下學(xué)會(huì)用手動(dòng)開關(guān)K1來代替光敏電阻產(chǎn)生的脈沖，第二個(gè)問題在查閱相關(guān)教材的基礎(chǔ)上解決了，其中我印象最深的是電路圖接好了后發(fā)現(xiàn)電路不能正常工作，細(xì)查原因后發(fā)現(xiàn)原來是自己忘記把相關(guān)芯片連上電源，后來在同組成員的共同努力下，一起把電路圖接好了。5用戶說明5.1接線圖本系統(tǒng)采用了一塊8253可編程間隔定時(shí)器芯片，一快8259A和一塊8255芯片。其中利用8253控制程序中的中斷控制，從而控制電子發(fā)聲單元發(fā)聲。用8253的計(jì)數(shù)通道1作為計(jì)數(shù)器，用于產(chǎn)品的計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)通道2作為定時(shí)器，定時(shí)為5S。當(dāng)計(jì)數(shù)通道1的OUT腳出現(xiàn)0到1的跳變的時(shí)候，將啟動(dòng)計(jì)數(shù)通道2開始定時(shí)，而計(jì)數(shù)通道2定時(shí)階段將控制計(jì)數(shù)通道1停止計(jì)數(shù)，只有其定時(shí)結(jié)束并停止定時(shí)階段才可再次啟動(dòng)計(jì)數(shù)通道1開始計(jì)數(shù)。8255是控制8253中的GATE門開關(guān)。連線圖如下(圖5-1)圖5-1 連線圖7總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)從接到課題、選題、查閱資料