LED點陣課程設計報告資料

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 課課程程設設計計報報告告課程 微機原理課程設計 題目 LED 點陣屏應用 系 別 物理與電子工程學院 年 級 10 級 專 業(yè) 電子信息工程 班 級 電信 102 學 號 （29/31/30/26）學生姓名 周博文、周全球、周凱、虞曉雨 指導教師 居偉駿 職 稱 講師 設計時間 2013 年 5 月 10 日22 日 精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目錄目錄精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)一、緒論一、緒論微機原理是一門專業(yè)基礎課程，它的主要內(nèi)容包括微型計算機體系結構、8086 微處理器和指令系系統(tǒng)、匯編語言設計以及微型計算機各個組

2、成部分介紹等內(nèi)容。通過對微機原理課本以及實驗的學習，我們可以了解包括微型計算機體系結構、匯編語言設計、8086 微處理器和指令系統(tǒng)等內(nèi)容。作為一門計算機應用專業(yè)的一門必修課，微機原理與接口技術對于我們了解計算機內(nèi)部的工作原理，各部件的作用，各部件間的聯(lián)系是十分重要的。但是只學習課本知識是遠遠不夠的。所以，我們只有通過真實的接觸，實際的操作，才能將理論知識和實際應用聯(lián)系在一起，真正的將理論實際化。我們知道學習和掌握計算機中常用的接口技術以及設計技術，充分理解理論知識對于應用的指導作用是很重要的，只有這樣才能進一步加強理論知識與應用相結合的實踐和鍛煉。因此，我們開展了這次歷時兩個星期的課程設計，通

3、過這次設計實踐能進一步加深我們對專業(yè)知識和理論知識學習的認識和理解，使自己的設計水平和對所學的知識的應用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。本次課程設計主要是為了了解 8255 芯片和 8259A 的工作原理和相關設計技術，并且通過此次設計，我們對于微型計算機的基本系統(tǒng)結構和軟硬件的工作原理會有大體的認識。學習和掌握計算機中常用接口電路的應用和設計技術，充分認識理論知識對應用技術的指導性作用，進一步加強理論知識與應用相結合的實踐和鍛煉。這不僅豐富鞏固了我們在課堂上學的知識，而且還為我們?nèi)蘸蟛饺肷鐣蛳铝嘶A。精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)二、選題分析二、選題分析2.12.1

4、 題目內(nèi)容與要求題目內(nèi)容與要求本次課程設計目的剖析試驗箱，利用微機接口芯片 8255，并行控制 LED 點陣顯示；其次就是掌握 8088 微機系統(tǒng)與 LED 點陣顯示模塊之間接口電路設計及編程，了解 LED 點陣顯示的基本原理和如何用 8259 中斷來實現(xiàn)漢字的循環(huán)左移和右移顯示。.1 具體要求：具體要求：利用取模軟件建立標準字庫，編制程序實現(xiàn)點陣循環(huán)左移和右移切換顯示漢字。三、方案設計三、方案設計3.13.1 硬件設計硬件設計.1 設計所用元件設計所用元件1.82551.82558255 是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程并行 I/O 接口芯片，有 3 個 8

5、位并行 I/O 口。具有3 個通道 3 種工作方式的可編程并行接口芯片（40 引腳） 。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255 可作為單片機與多種外設連接時的中間接口電路。8255 作為主機與外設的連接芯片，必須提供與主機相連的 3 個總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設連接的接口 A、B、C 口。由于 8255 可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而 8255 內(nèi)部結構分為 3 個部分：與 CPU 連接部分、與外設連接部分、控制部分。 精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 圖 1 8255A 引腳圖 圖 2 74LS273 管腳圖 精選優(yōu)質文檔-傾

6、情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 3 8255 工作方式控制字格式 2.74ls2732.74ls27374LS273 是 8 位數(shù)據(jù)/地址鎖存器，它是一種帶清除功能的 8D 觸發(fā)器，下面我介紹一下他的管腳圖功能表等資料。管腳功能：1D8D 為數(shù)據(jù)輸入端，1Q8Q 為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作 8 位地址鎖存器。圖 4 74LS273 真值表（低電平鎖存） 3.3.82598259 芯片簡介芯片簡介8259A（其引腳圖如圖 4 所示）是專門為了對 8085A 和 8086/8088 進行中斷控制而設計的芯片，它是可以用程序控制的中斷控制器。單個的 8259A 能管理 8 級向量優(yōu)先

7、級中斷。在不增加其他電路的情況下，最多可以級聯(lián)成64 級的向量優(yōu)級中斷系統(tǒng)。8259A 有多種工作方式，能用于各種系統(tǒng)。各種工作方式的設定是在初始化時通過進行的。在總線控制器的控制下， 8259A 芯片可以處于編程狀態(tài)和操作狀態(tài)，編程狀態(tài)是 CPU 使用 IN 或 OUT 指令對 8259A 芯片進行初始化編程的狀態(tài)。精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 5 8259 引腳圖 82598259 芯片內(nèi)部結構芯片內(nèi)部結構中斷請求寄存器：寄存所有要求服務的請求 IR0IR7。中斷服務寄存器：寄存正在被服務的中斷請求。 中斷屏蔽寄存器：存放被屏蔽的中斷請求，該寄存器的每一位表示一個中斷號，該

8、位為 1，屏蔽該號中斷，否則開放該號中斷。數(shù)據(jù)總線緩沖器：是雙向三態(tài)的，用以連接系統(tǒng)總線和 8259A 內(nèi)部總線，通過它可以由 CPU 對 8259A 寫入狀態(tài)字和控制字。讀寫控制電路：用來接受 I/O 命令，對初始化命令和操作命令字寄存器進行寫入，以確定 8259A 的工作方式和控制方式。級聯(lián)緩沖器/比較器：用于多片 8259A 的連接，能構成多達 64 級的矢量中斷系統(tǒng)。精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 6 8259 內(nèi)部結構 8259A8259A 編程及初始化編程及初始化寫初始化命令字 ICW1(A0=0)，其格式如圖 7 所示，以確定中斷請求信號類型，清除中斷屏蔽寄存器，中

9、斷優(yōu)先級排隊和確定系統(tǒng)用單片還是多片。xxx1LTIM0SNGL00A7D8088/8086 不不用用標標志志位位1：單單級級;要要0：級級聯(lián)聯(lián);不不要要1：電電平平0：邊邊沿沿偶偶地地址址 20H1ICW-芯芯片片控控制制4IC1： 要要0：不不要要4ICW4ICW80 x808080/80851：0：1ICW23ICW/ICW3ICW3ICW3D1D0D圖 7 ICW1 的格式 寫初始化命令 ICW2，其格式如圖 8 所示，用來定義 8259A 各個端口的中斷類型碼。精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)00010A7D0D中中斷斷類類型型 高高5位位奇奇地地址址 21H2ICW-設設

10、置置中中斷斷類類型型號號7T6T5T4T3T被被8整整除除70IRIRA圖 8 ICW2 的格式 寫初始化命令 ICW4，其格式如圖 8 所示，用來定義 8259A 工作時用 8085 模式，還是 8088 模式，以及中斷服務寄存器復位方式等。000SFNM BUFM/S AEOI10A7D奇奇地地址址 21H4ICW-方方式式控控制制PM1：自自動動EIO結結束束方方式式0：非非自自動動EIO結結束束方方式式1：8086/8088配配置置0：8080/8085配配置置1：特特殊殊全全嵌嵌套套方方式式0：非非特特殊殊全全嵌嵌套套方方式式3D1D0D 非非緩緩沖沖 0 緩緩沖沖從從8259A10

11、 主主8259A11圖 9 ICW4 的格式4、LEDLED 動態(tài)及其顯示動態(tài)及其顯示LED 點陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線復雜，在實際應用中一般采用動態(tài)顯示方式，動態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅動，從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進行選通，同時又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號，反復循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點陣式 LED 絕大部分是采用動態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于

12、 24 幀/秒，人眼看起來就是一個完整的，相對靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機。在電子領域中，因為這種動態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號線數(shù)量，因此在 LED 顯示技術中被廣泛使用。以 88 點陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。圖 2.1 中，紅色水平線Y0、Y1Y7 叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽極，每一行 8 個 LED 的陽極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍色豎直線 X0、X1X7 叫做列線，接內(nèi)部每列8 個 LED 的陰極，相鄰兩列線間絕緣。在這種形式的 LED 點陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用“1”表示） ，在某列線上施加低電平（用“0”表示

13、） 。則行線和列線的交叉點處的 LED 就會有電流流過而發(fā)光。比如，Y7 為 1，X0 為 0,則右下角的 LED 點亮。再如 Y0 為 1，X0 到 X7 均為 0，則最上面一行 8 個 LED 全點亮。 圖 10 用動態(tài)掃描顯示字符“B”的過程圖 11 點陣模塊組合精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) .2 硬件連接硬件連接本設計過程中實驗箱上相關芯片可按以下方式進行連線： (1)將 JHPC 接 JX16（PC） (2)JX7JX0（BUS1） (3)CS9000H（4)JQJHQ (5)INTA 接 INTAX12 (6)INT 接 JX15（PB） (7)JX7

14、 旁邊的 IORD 和 IOWR 接到系統(tǒng)的 IORD 和 IOWR。 (8)IR3 接（9）IORD 接 IORD（10）IOWR 接 IOWR（11）A0 接 A0（12）JX4 接 JX17（BUS2）（13）CS2 接 8000H硬件電路如圖 12(詳見附錄)3.23.2 軟件設計軟件設計.1 編程分析與程序框圖編程分析與程序框圖1.編程分析：(1)設置 8255A 的 A 口與 B 口為列數(shù)據(jù)掃描端口,行數(shù)據(jù)采集端口為 8255A 的 C 口74LS244 鎖存器的擴展端口，實驗電路中將 74SL244 的擴展端口與 8086 芯片數(shù)據(jù)總線連接,然后將 74LS244

15、 的 CS 與 8255A 芯片區(qū)域的 8000H 連接，以便設置其地址。這樣利用74LS244 的擴展端口和 8255A 的 A 口、B 口、C 口，滿足了點陣的輸入端口需求，解決單獨使用 8255A 端口不夠的問題: PORT_A EQU 0FF28H PORT_B EQU 0FF29HPORT_C EQU 0FF2AHPORT_CTL EQU 0FF2BH精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)P1 EQU 8000H;擴展端口地址(2)程序開始先將 8255 和 8259A 初始化并裝填 IR3 端口對應的中斷向量表：MOV DX,PORT_CTL MOV AL,80H OUT DX

16、,ALMOV AX,0H；中斷向量裝填 MOV ES,AX MOV DI,002CH MOV AX ,OFFSET INTREEUP3 STOSW MOV AX,0000H STOSW MOV AL,13H ；8259A 初始化 MOV DX,INTPORT1 OUT DX,AL MOV AL,0BH MOV DX,INTPORT2 OUT DX,AL MOV AL,0DH OUT DX,AL MOV AL,83H OUT DX,AL (3)通過外部中斷來使控制點陣左移或右移的標志位 FLAG 的值改變，產(chǎn)生一次中斷時，CPU 進入中斷服務子程序，F(xiàn)LAG 的值變?yōu)?1，若再產(chǎn)生一次中斷，F(xiàn)L

17、AG 的值又變回 0。從而實現(xiàn)通過外部控制按鈕來實現(xiàn) LED 點陣顯示的字左移或者右移的控制。(4)顯示子程序的程序設計，顯示子程序主要實現(xiàn)將得到的字庫信息顯示在 16*16 的LED 顯示屏上的功能。而循環(huán)掃描子程序的功能是可以實現(xiàn)對端口的分列掃描的功能，并將掃描所得的字庫信息發(fā)送到顯示程序。2.程序框圖精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 開始設置掃描次數(shù)調用循環(huán)顯示子程序計數(shù)是否完成結束NY 圖 13 顯示子程序流程圖精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) RH60H開始RH&000FH=0Y各個硬件的初始化各個標志位的初始化FLAG=1RH 加 1RH 減 1RH&a

18、mp;0010H=0RH=RH+16RH=RH-16RH1Flag=0YN結束精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 16 實驗結果4.24.2 結果分析結果分析16*16LED 點陣在通過動態(tài)掃描點亮的方式，完成了小組成員名字的循環(huán)左移和右移切換顯示。顯示亮度穩(wěn)定清晰，移動速度適中。與題目要求相同。因此本次實驗根據(jù)題目要求所編寫的程序是正確的。 精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)五、五、 總結與體會總結與體會我們本次課程設計的題目是 16*16LED 點陣滾動顯示，并且要實現(xiàn)循環(huán)左移和循環(huán)右移。到了最后一部分的課程設計報告，我們也是感受頗多，在整個的設計過程中，我們有所付出，也

19、有所收獲。 兩個星期的微機課程設計，讓我們真正的把自己所學的理論知識用于實踐，本次課程設計也是對于我們之前所學知識的檢驗和鞏固，也是我們對于本專業(yè)的很多問題有了會更加深刻的認識和思考。也使我們的專業(yè)知識和實際功效有了完美的契合。并且通過設計，我們掌握了一些判斷錯誤以及檢查設備和程序的基本經(jīng)驗和方法，這對于以后的工作學習有很大的幫助。通過對這程序的制作，使我對匯編語言的基本知識的使用更加熟練，同時也增加了我對匯編語言的一些認識，在作業(yè)完成過程中通過和同學的交流，也增加了合作的技巧。通過查閱以下資料也學到了一些課本上沒有的東西，拓寬了自己的知識面。 這不是第一次用匯編語言來設計一個小程序，平時做了

20、很多實驗，寫了很多小程序。但這次是一個綜合的程序，平時的很多程序都用到了。很多子程序的設計是固定的，因此可以直接從指導資料中調用，大多只需要修改幾個參數(shù)就可以，這大大方便了我們的設計，為我們節(jié)省了很多的時間。在這次課程設計中，我真正體會到了合作的重要性，遇到很多問題時，當我看書查資料不能解決時，這是去找同學討論一下，收獲很大，可以使很多問題迎刃而解，直到問題最終解決。本次的微機課程設計只是我們自己動手研發(fā)的第一步，以后的道路還很長，但是這次的課程設計讓我們邁出了第一步，意義不言而喻。精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)6 6、參考文獻參考文獻1儲昌鈴，LED 顯示屏系統(tǒng)原理局工程技術M，

21、電子科技大學出版社，2000 年2 江清明，LED 點陣顯示牌的設計與動態(tài)顯示控制M，微計算機信息，2001 年3 朱炬，多媒體視頻 LED 顯示技術J，電子技術雜志，2000 年4 李東生等編著.Protel99SE 電路設計技術入門與應用M.2002 年 2 月第 1 版 . 5 美Joe Camp Bell 編著。串行通信 C 程序員指南S.2000 年 8 月. 6 康華光.電子技術基礎數(shù)字部分(第五版) M.北京：高等教育出版社,2006 年 七、附錄七、附錄7.17.1 程序代碼程序代碼CODE SEGMENT ASSUME CS: CODEINTPORT1 EQU 9000H I

22、NTPORT2 EQU 9001H PORT_A EQU 0FF28H PORT_B EQU 0FF29H PORT_C EQU 0FF2AH PORT_CTL EQU 0FF2BH P1 EQU 8000H ORG 12D0H START: JMP START0 FLAG DB ? ；左移右移標志位 FL DB ? ；列掃描標志位精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) RH DW ? ；地址偏移量 RL DB ? ；列掃描 PAG DW ? ；列掃描端口START0: MOV DX,PORT_CTL ；8255 初始化 MOV AL,80H OUT DX,AL MOV AX,0H；中斷向

23、量裝填 MOV ES,AX MOV DI,002CH MOV AX ,OFFSET INTREEUP3 STOSW MOV AX,0000H STOSW MOV AL,13H ；8259A 初始化 MOV DX,INTPORT1 OUT DX,AL MOV AL,0BH MOV DX,INTPORT2 OUT DX,AL MOV AL,0DH OUT DX,AL MOV AL,83H OUT DX,AL MOV FLAG,00H STI；打開 IF CALL OFFLED MOV AL,00H MOV FL,AL MOV PAG,PORT_A XL0: MOV RH,0000H；LED 點陣左

24、移精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)XL1: CALL DEL1 CMP FLAG,01H JZ XR1 INC RH CMP RH,61H JZ XL0 MOV AX,RH AND AX,000FH CMP AX,0000H JNZ XL1 ADD RH,0010H JMP XL1 XR0: MOV RH,0060HXR1: CALL DEL1；LED 點陣右移 CMP FLAG,01H JNZ XL1 DEC RH CMP RH,0000H JZ XR0 MOV AX,RH AND AX,0010H CMP AX,0000H JZ XR1 SUB RH,0010H JMP XL1D

25、ISPW: CLC ；顯示程序 PUSH RH MOV RL,01HDISP1: MOV SI,RH MOV BX,OFFSET TAB精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) MOV AL,CS:BX+SI MOV DX,PORT_C ；C 口發(fā)送字碼的上半部分 OUT DX,AL MOV AL,CS:BX+SI+10H MOV DX,P1 OUT DX,AL ；P1 口發(fā)送字碼的下半部分 MOV DX,PAG MOV AL,RL NOT AL OUT DX,AL ；進行列掃描 MOV CX,0080H ；延時一段時間，消除殘影 LOOP $ CALL OFFLED INC RH MOV

26、AX,RH AND AX,000FH CMP AX,0000H JNZ CON2 ADD RH,0010H ；下一個字的偏移地址CON2: RCL RL,1 JNC DISP1 CMP FL,00H JNZ EXIT INC FL CLC MOV RL,01H MOV PAG,PORT_B JMP DISP1EXIT: MOV PAG,PORT_A MOV FL,00H精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) POP RH RETOFFLED:MOV DX,PORT_A；關閉 LED 點陣 MOV AL,0FFH OUT DX,AL MOV DX,PORT_B OUT DX,AL RETDE

27、L1: MOV CX,0020H CON1: PUSH CX CALL DISPW POP CX LOOP CON1 RETINTREEUP3: PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX ADD FLAG,01H CMP FLAG,01H JNA INTRE2 MOV FLAG,00HINTRE2: MOV AL,20H ；正常 EOI MOV DX,INTPORT1 OUT DX,AL POP DX POP CX POP BX POP AX精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) STI IRET TAB:DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB 000H,000H,07FH,041H,049H,049H,049H,07FH；周DB 049H,059H,04BH,041H,0FFH,040H,000H,000HDB 002H,004H,0F8H,000H,000H,07EH,04