微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)微機(jī)原理與接口設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué) 院： 信息科學(xué)與工程學(xué)院_T班 級： G學(xué) 號： G姓 名： _G指導(dǎo)老師： 梁建武、楊迎澤 G完成時(shí)間： 2012年06月24號 G目 錄一、設(shè)計(jì)目的1二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求11、設(shè)計(jì)任務(wù)12、設(shè)計(jì)內(nèi)容13、設(shè)計(jì)器材2三、設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方案的選擇31、設(shè)計(jì)原理32、系統(tǒng)原理42.1 8255的工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)42.2 發(fā)光二極管顯示原理5四、總體設(shè)計(jì)5五、詳細(xì)設(shè)計(jì)61、電路設(shè)計(jì)62、延時(shí)模塊設(shè)計(jì)63、交通燈主程序設(shè)計(jì)7六、運(yùn)行結(jié)果及說明9七、課

2、程設(shè)計(jì)總結(jié)及體會9八、參考文獻(xiàn)10九、程序源代碼10一、設(shè)計(jì)目的1、了解交通燈管理的基本工作原理。2、熟練掌握8255A可編程并行接口芯片的接口編程方法，掌握8255A在不同工作方式下通過輸出對顯示燈的控制。3、熟練掌握8253芯片的編程及應(yīng)用，掌握不同方式下定時(shí)計(jì)數(shù)的方法，知道用8253芯片控制時(shí)間和申請中斷。4、熟練掌握8259芯片的編程及應(yīng)用，掌握8259芯片對中斷的控制。5、熟悉掌握對硬件的運(yùn)用，能夠通過軟件編程來達(dá)到對硬件的控制。6、掌握多位LED顯示問題的解決。7、學(xué)習(xí)單板方式下擴(kuò)展簡單I/O接口的方法以及雙色燈的使用。8、進(jìn)一步學(xué)習(xí)微處理器的編程技術(shù)。二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、設(shè)計(jì)任

3、務(wù)這次課程設(shè)計(jì)的題目是交通燈控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要是模擬十字路口的紅綠燈。 交通燈控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要是通過編寫匯編語言程序利用8255A的B口和C口實(shí)現(xiàn)對燈的亮與滅進(jìn)行控制。首先，要了解的是8255A是如何工作的，包括它的B、C口和控制端口是如何寫數(shù)據(jù)的，還包括芯片的初始化等。在編寫程序時(shí)得先規(guī)劃好紅綠黃所要接的端口，繼而編寫相應(yīng)的端口控制程序。對于紅綠燈的持續(xù)時(shí)間我用到的軟件延時(shí)。最后要在實(shí)驗(yàn)室通過一個(gè)軟件進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試通過后即可看到設(shè)計(jì)的結(jié)果。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容城市十字交叉路口紅綠燈控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制東西走向和南北走向的紅綠燈的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換順序,關(guān)鍵是各個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換和進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延時(shí),

4、正是基于以上考慮,采用如下設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以下功能：本實(shí)驗(yàn)本要用12個(gè)發(fā)光二級管，由于實(shí)驗(yàn)板上只有8個(gè)發(fā)光二級管，所以我只是用到其中的六個(gè)發(fā)光二級管實(shí)現(xiàn)了相鄰兩個(gè)路口的紅綠燈控制。其總共分有四個(gè)狀態(tài)： 1狀態(tài)一：剛開始是設(shè)置的是所有路口都禁止車輛通行，故所有的路口都是亮紅燈，維持5秒；然后跳到下一個(gè)狀態(tài)。2狀態(tài)二：第一個(gè)狀態(tài)結(jié)束，緊接著就是南北（假設(shè)南北路口）路口的紅燈熄滅，綠燈亮起，此路口可以通車，東西路口紅燈繼續(xù)亮著，這個(gè)狀態(tài)持續(xù)15秒。3狀態(tài)三：東西方向的紅燈熄滅（老師指出的缺陷：東西路口不該所有的燈都熄滅，應(yīng)持續(xù)到南北路口黃燈閃爍之后再熄滅），南北方向的黃燈閃爍三次后，轉(zhuǎn)為東西方向放

5、行15秒鐘。即南北方向的紅燈和東西方向的綠燈同時(shí)點(diǎn)亮15秒鐘。 4狀態(tài)四：東西方向放行15秒鐘后，轉(zhuǎn)為東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。5東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉(zhuǎn)為南北方向車輛放行15秒鐘。如此循環(huán)重復(fù)。十字路口交通燈分布示意圖3、設(shè)計(jì)器材超想3000TB綜合實(shí)驗(yàn)/仿真系統(tǒng) 導(dǎo)線若干微機(jī)原理及接口技術(shù)試驗(yàn)箱三、設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方案的選擇1、設(shè)計(jì)原理實(shí)驗(yàn)原理圖如圖59所示，PB4PB7分別與發(fā)光二極管電路L1L12相連，本實(shí)驗(yàn)為模擬交通燈實(shí)驗(yàn)。交通燈的亮滅規(guī)則如下： 設(shè)有一個(gè)十字路口，1、3為南北方向，2、4為東西方向，初始為四個(gè)路口的紅燈全亮，之后，1、3路口的綠燈亮，2、4

6、路口的紅燈亮，1、3路口方向通車；延時(shí)一段時(shí)間后，1、3路口的綠燈熄滅，而1、3路口黃燈開始閃爍，閃爍若干次以后，1、3路口的紅燈亮，而同時(shí)2、4路口的綠燈亮，2、4路口方向通車；延時(shí)一段時(shí)間以后，2、4路口的綠燈熄滅，而黃燈開始閃爍，閃爍若干次以后，再切換到1、3路口方向，之后重復(fù)上述過程。 8255A的PB4PB7對應(yīng)黃燈，PC0PC3對應(yīng)紅燈，PC4PC7對應(yīng)綠燈。8255A工作與模式0，并置為輸出。由于個(gè)發(fā)光二極管為共陽極，使其點(diǎn)亮應(yīng)使8255A相應(yīng)端口清0. 圖592、系統(tǒng)原理本次課程設(shè)計(jì)使用到的芯片就只有8255， 使用這塊芯片首先應(yīng)該明白了解這塊芯片的功能、工作方式以及初始化方式

7、等。2.1 8255的工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 圖1：8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳1) 數(shù)據(jù)總線緩沖器：這是一個(gè)雙向三態(tài)的8位數(shù)據(jù)緩沖器，它是8255與微機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。輸入輸出的數(shù)據(jù)、CPU輸出的控制字以及CPU輸入的狀態(tài)信息都是通過這個(gè)緩沖器傳送的。2) 兩個(gè)端口B和C：B端口包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。C端口包含一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器，一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器(輸入沒有鎖存器)。3) 讀寫控制邏輯:用來控制把CPU輸出的控制字或數(shù)據(jù)送至相應(yīng)端口，也由它來控制把狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的端口送到CPU。8255A的工作方式：方式0-基本輸入輸出方

8、式；方式1-選通輸入輸出方式；方式2-雙向選通輸入輸出方式。 圖2：8255工作方式控制字和C口按位置位/復(fù)位控制字格式2.2 發(fā)光二極管顯示原理：發(fā)光二極管顯示模塊由8255的B口和C口來控制發(fā)光二極管的亮滅。各口控制的二極管以及各二極管的亮滅及顏色控制如下所示：PB4一L2 PC0一L3 PC4一L1PB5一L5 PC1一L6 PC5一L4PB6一L8 PC2一L9 PC6一L7PB7一L11 PC3一L12 PC7一L10這個(gè)設(shè)計(jì)在試驗(yàn)箱上仿真時(shí)只利用L1L6這六個(gè)發(fā)光二級光來簡單模擬。四、總體設(shè)計(jì)整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想如下圖所示：開始清LED芯片8255初始化東南西北方向紅燈都亮5秒 南北方

9、向綠燈亮，東西方向紅燈亮15秒南北方向黃燈閃爍，東西方向紅燈亮熄滅南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮15秒東西方向黃燈閃爍5秒，南北方向紅燈熄滅五、詳細(xì)設(shè)計(jì)1、電路設(shè)計(jì)本課題的設(shè)計(jì)可通過實(shí)驗(yàn)平臺上的一些功能模塊電路組成，由于各模塊電路內(nèi)部已經(jīng)連接，因此在使用時(shí)只要設(shè)計(jì)模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)相對簡單。完整系統(tǒng)的硬件連接如圖所示。硬件電路由控制模塊、發(fā)光二極管構(gòu)成。2、延時(shí)模塊設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，由于期間交通燈閃爍的情況，設(shè)計(jì)時(shí)先讓交通燈亮，在采用軟件延時(shí)的方法來讓其亮一段時(shí)間，在設(shè)置讓其滅，再延時(shí)后讓其亮，這樣交通燈就會出現(xiàn)一閃一閃的情況了。在設(shè)計(jì)軟件延時(shí)，利用執(zhí)行一條指令所需要

10、的指令周期來達(dá)到延長時(shí)間的目的。其程序設(shè)計(jì)如下：DELAY1: PUSH AX PUSH CX MOV CX,0030HDELY2:CALL DELAY2 LOOP DELY2 POP CX POP AX RETDELAY2: PUSH CX MOV CX,8000HDELA1:LOOP DELA1 POP CX RET3、交通燈主程序設(shè)計(jì)主程序?qū)崿F(xiàn)4種狀態(tài)及循環(huán)，其程序如下：START: MOV AX,0H MOV DS,AX MOV AL,82H MOV DX,IOCONPT OUT DX,AL MOV AL,00H NOP NOP MOV BYTE PTR DS:0501H,AL MOV

11、 DX,IOCONPT MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,IOBPT MOV AL,DS:0501H OR AL,0F0H OUT DX,AL MOV DX,IOCPT MOV AL,0FH OUT DX,AL CALL DELAY1IOLED0: MOV AL,B MOV DX,IOCPT OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 AND AL,0F0H OUT DX,AL MOV CX,8HIOLED1: MOV DX,IOBPT MOV AL,DS:0501H OR AL,B OUT DX,AL CALL DELAY2 AND AL,B O

12、UT DX,AL CALL DELAY2 LOOP IOLED1 MOV DX,IOCPT MOV AL,0F0H OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV AL,B OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 AND AL,0F0H OUT DX,AL MOV CX,8HIOLED2: MOV DX,IOBPT MOV AL,DS:0501H OR AL,B OUT DX,AL CALL DELAY2 AND AL,B OUT DX,AL CALL DELAY2 LOOP IOLED2 MOV DX,IOCPT MOV AL,0F0H OUT DX,AL C

13、ALL DELAY2 JMP IOLED0DELAY1: PUSH AX PUSH CX MOV CX,0030HDELY2:CALL DELAY2 LOOP DELY2 POP CX POP AX RETDELAY2: PUSH CX MOV CX,8000HDELA1:LOOP DELA1 POP CX RETCODE ENDS1END START六、運(yùn)行結(jié)果及說明1剛開始是設(shè)置的是所有路口都禁止車輛通行，故所有的路口都是亮紅燈，維持5秒；然后跳到下一個(gè)狀態(tài)。2第一個(gè)狀態(tài)結(jié)束，緊接著就是南北（假設(shè)南北路口）路口的紅燈熄滅，綠燈亮起，此路口可以通車，東西路口紅燈繼續(xù)亮著，這個(gè)狀態(tài)持續(xù)15秒。

14、3東西方向的紅燈熄滅（老師指出的缺陷：東西路口不該所有的燈都熄滅，應(yīng)持續(xù)到南北路口黃燈閃爍之后再熄滅），南北方向的黃燈閃爍三次后，轉(zhuǎn)為東西方向放行15秒鐘。即南北方向的紅燈和東西方向的綠燈同時(shí)點(diǎn)亮15秒鐘。 4東西方向放行15秒鐘后，轉(zhuǎn)為東西方向的黃燈閃爍5秒鐘，以警示將切換紅綠燈。5東西方向的黃燈閃爍5秒鐘后，再轉(zhuǎn)為南北方向車輛放行15秒鐘。如此循環(huán)重復(fù)。七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)及體會本次實(shí)驗(yàn)較為成功，實(shí)現(xiàn)了交通燈的基本功能，但也還有不足之處。比如設(shè)計(jì)交通燈黃燈閃爍的時(shí)候，其使用了軟件延時(shí)來控制燈亮滅的時(shí)間實(shí)現(xiàn)閃爍的效果，這樣的話就會使軟件延時(shí)和硬件計(jì)時(shí)同時(shí)存在調(diào)用，這樣就會產(chǎn)生時(shí)間差，比實(shí)際的時(shí)間

15、稍有延遲，雖在不影響閃爍效果前提下計(jì)過程中延時(shí)次說已經(jīng)很短，但偏差還是存在，另外就是在黃燈開始閃爍的同時(shí)其相鄰路口的紅燈熄滅了，現(xiàn)實(shí)中是要等黃燈閃爍完畢再熄滅的。經(jīng)過將近一個(gè)星期的接口課程設(shè)計(jì)及學(xué)習(xí)，雖然實(shí)現(xiàn)的功能不是很多，并且其中還是有些問題，但是還是基本符合要求，最主要的就是在設(shè)計(jì)過程中，讓我學(xué)到了很多在課本中學(xué)不到的知識，收獲頗豐。而且也讓我更深層次了解了接口，懂得了怎樣快速學(xué)習(xí)運(yùn)用軟件來編程，來設(shè)計(jì)東西。懂得怎樣快速把自己所學(xué)的運(yùn)用到實(shí)際中。在這個(gè)過程中我過得很充實(shí)，很有意義。此次實(shí)習(xí)可以說是獲益匪淺。通過查閱了很多資料，了解了許多匯編程序的思想，擴(kuò)展了自己的視野，不再僅僅局限于書本中

16、幾條簡短的程序，而且更重要的是明白寫程序的態(tài)度：仔細(xì)謹(jǐn)慎，精益求精。在實(shí)際操作過程中犯的一些錯(cuò)誤還會有意外的收獲，感覺設(shè)計(jì)很有意思。在具體操作中對這學(xué)期所學(xué)的接口技術(shù)的理論知識得到鞏固，尤其是對于書本中的比較重要的芯片，平時(shí)在做題目過程中，總感覺對于芯片的應(yīng)用更多的是被動(dòng)的通過題目來熟悉再理解，而這次是通過實(shí)際操作然后在理解的基礎(chǔ)上再熟記于心。這是一種飛躍的進(jìn)步。達(dá)到設(shè)計(jì)的基本目的，也發(fā)現(xiàn)自己的不足之出，在以后的上機(jī)中應(yīng)更加注意，同時(shí)體會到科技的魅力所在?？傊?，通過這次微機(jī)原理及接口課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，增加了自己的動(dòng)手能力，鍛煉了學(xué)習(xí)能力，達(dá)到了熟練課程的目的，培養(yǎng)了自己學(xué)習(xí)的熱情。同時(shí)也明白了學(xué)習(xí)

17、過程中不能在完全學(xué)會了才動(dòng)手去做，我們應(yīng)該邊學(xué)邊做，在摸索中學(xué)習(xí)，不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷解決問題，這樣才能在更正錯(cuò)誤、補(bǔ)充不足中不斷進(jìn)步。尤其在現(xiàn)在這個(gè)信息時(shí)代，一切更新都是那么的快，新的技術(shù)層出不窮。所以我們更應(yīng)當(dāng)有學(xué)習(xí)的精神，和快速學(xué)習(xí)和應(yīng)用的能力，經(jīng)過這次課程實(shí)驗(yàn)，我認(rèn)為，在收獲知識的同時(shí)，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，通過查找大量資料，請教老師和同學(xué)，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在設(shè)計(jì)中，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。堅(jiān)信：付出就

18、一定有收獲！八、參考文獻(xiàn)微機(jī)原理與接口技術(shù) 主編：梁建武 中國水利水電出版社IBM-PC匯編語言程序設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社單片機(jī)基礎(chǔ) 北京航空航天出版社九、程序源代碼CODE SEGMENTASSUME CS:CODEIOCONPT EQU 0073HIOAPTEQU 0070HIOBPTEQU 0071HIOCPTEQU 0072HIOBDATA EQU 0500HDATA1EQU 0640HSTART: MOV AX,0H MOV DS,AX MOV AL,82H MOV DX,IOCONPT OUT DX,AL MOV AL,00H NOP NOP MOV BYTE PTR DS:0501H,AL MOV DX,IOCONPT MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,IOBPT MOV AL,DS:0501H OR AL,0F0H OUT DX,AL MOV DX,IOCPT MOV AL,0FH OUT DX,AL CALL DELAY1IOLED0: MOV AL,B MOV DX,IOCPT O