微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

2004-9-7微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)1.1《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)該課程是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，全面掌握微型計(jì)算機(jī)及其接口的工作原理、編程和使用方法的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過獨(dú)立或協(xié)作提出并論證設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行軟、硬件調(diào)試，最后獲得正確的運(yùn)行結(jié)果，可加深和鞏固對(duì)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的掌握，進(jìn)一步建立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體概念，初步掌握微機(jī)硬件開發(fā)方法，為以后進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算機(jī)軟、硬件應(yīng)用開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。1.2《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》的主要內(nèi)容此課程主要包括：“微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的一般步驟和報(bào)告的要求。給出了30個(gè)題目與相應(yīng)要求，題目包括兩個(gè)方面，即CPU系統(tǒng)與存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì)、接口技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)。最后還給出了幾個(gè)“微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)”實(shí)例，包括CPU系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例、存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì)實(shí)例和接口技術(shù)應(yīng)用實(shí)例。1.3微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)的一般步驟微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)是一種實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是本門課程所學(xué)理論的驗(yàn)證，是軟、硬件的綜合運(yùn)用。其難度和工作量介于實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)之間。本門課程設(shè)計(jì)的一般步驟：(1)選擇并了解課程設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)題目最好有一定的選擇范圍，以便學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)、興趣等選擇最適合自己的題目。本書所列題目分為兩大類，即cpu系統(tǒng)與存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì)，接口技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)。題目要求包括：該設(shè)計(jì)應(yīng)完成的具體功能，所使用的主要設(shè)備和器件（或器材），是否要求調(diào)試以及對(duì)設(shè)計(jì)報(bào)告的要求等。所用設(shè)備和器材可以部分指定或完全指定，也可以自選。(2)設(shè)計(jì)軟、硬件方案根據(jù)提供的條件與環(huán)境，以及題目要求提出軟、硬件的初步方案。選定器材后，畫出工作原理框圖，進(jìn)而畫出詳細(xì)電路圖，并輔以必要的說明和其他文字?jǐn)⑹?。軟件方案主要是軟件流程圖及其說明，當(dāng)然，流程不能太粗，較詳細(xì)的流程圖會(huì)給編程帶來方便。(3)編寫程序根據(jù)運(yùn)行環(huán)境，硬件資源和軟件流程圖編寫程序?？梢杂脜R編語(yǔ)言，也可以用高級(jí)語(yǔ)言，甚至用交叉匯編來編程。硬件方案包括：(4)軟件調(diào)試單獨(dú)的軟件調(diào)試主要指通過匯編、連接、編譯等排除語(yǔ)法錯(cuò)誤或明顯的邏輯錯(cuò)誤，因?yàn)樵S多邏輯錯(cuò)誤是在軟、硬件聯(lián)調(diào)時(shí)才能發(fā)現(xiàn)的。況且本門課程的設(shè)計(jì)不會(huì)是單獨(dú)的軟件設(shè)計(jì)，所編程序總是建立在硬件原理和資源基礎(chǔ)上的。(5)硬件連接(6)軟、硬件聯(lián)調(diào)軟件調(diào)試生成了可執(zhí)行文件，硬件連接好以后就為軟、硬件統(tǒng)調(diào)（也稱聯(lián)調(diào)）做好了準(zhǔn)備，這時(shí)可運(yùn)行程序觀察執(zhí)行結(jié)果。若實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能，則調(diào)試結(jié)束。但一般來講都不容易一次成功，這時(shí)要從幾個(gè)方面來查找問題。首先，檢查硬件連接是否正確，是否接觸良好。若有問題應(yīng)及時(shí)排除。若硬件連接沒有問題或問題不好查找，應(yīng)考慮采用單步調(diào)試或設(shè)置斷點(diǎn)調(diào)試。所謂單步調(diào)試就是每執(zhí)行一條指令就自動(dòng)停止執(zhí)行，并顯示累加器和其他有關(guān)寄存器的內(nèi)容以及斷點(diǎn)地址。調(diào)試環(huán)境可選用DEBUG，在該環(huán)境中可查看指定的存儲(chǔ)單元和寄存器的內(nèi)容。這樣，便可確定該條指令執(zhí)行結(jié)果是否正確，若不正確則可初步確定該條指令或與執(zhí)行該指令有關(guān)的硬件有故障。若執(zhí)行結(jié)果正確，則繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。單步調(diào)試所謂斷點(diǎn)調(diào)試，是指在程序適當(dāng)位置設(shè)置斷點(diǎn)，使程序運(yùn)行到此處自動(dòng)停止執(zhí)行，同時(shí)顯示有關(guān)寄存器的內(nèi)容。斷點(diǎn)的選擇有一定技巧，若選擇不好也許會(huì)造成死循環(huán)或死機(jī)等問題。例如不要在等中斷處設(shè)置斷點(diǎn)，若某段程序的指令之間聯(lián)系十分密切，則應(yīng)在其后設(shè)置斷點(diǎn)。即可將程序分成若干邏輯段，一段一段地進(jìn)行調(diào)試。也可將單步和斷點(diǎn)兩種方法結(jié)合起來使用。還可以把硬件分成若干功能單元，一個(gè)單元一個(gè)單元地調(diào)試。如此既可以發(fā)現(xiàn)硬件故障，也可以找出軟件的邏輯錯(cuò)誤。直到運(yùn)行整個(gè)程序得到設(shè)計(jì)所要求的結(jié)果，統(tǒng)調(diào)才算完成。接下來就是認(rèn)真總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。斷點(diǎn)調(diào)試1.4微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告的要求課程設(shè)計(jì)報(bào)告類似實(shí)驗(yàn)報(bào)告，但不像實(shí)驗(yàn)報(bào)告那么簡(jiǎn)單，它也類似于科研課題的技術(shù)報(bào)告，但又不像課題報(bào)告那樣全面深入．微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告的內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)題目、所用設(shè)備與器材、硬件方案、軟件方案、方案論證、調(diào)試過程、運(yùn)行結(jié)果及收獲體會(huì)。下面對(duì)上述主要內(nèi)容進(jìn)行具體說明。1.4.1所用設(shè)備與器材1.使用儀器設(shè)備的名稱、型號(hào)、規(guī)格。如DT-830數(shù)字三用表。2.選用器件的名稱、型號(hào)。如可編程并行接口芯片8255A3.連接導(dǎo)線。如0.55mm單總線若干條（這項(xiàng)也可不寫在報(bào)告上）。1．設(shè)計(jì)思想

可用文字?jǐn)⑹觥?．原理框圖

可將硬件設(shè)計(jì)按功能劃分成若干部分或單元，每一部分用一個(gè)方框表示，將各部分之間的邏輯關(guān)系用帶方向的線連接起來（表示信息流向等）。3．闡述工作原理

結(jié)合原理框圖，用文字和圖形將工作原理闡述清楚．4．原理電路圖

原理電路圖與原理框圖是兩個(gè)不同的概念，框圖描述的是各功能單元之間的邏輯關(guān)系，而電路圖描述的是各元器件之間的實(shí)際連接關(guān)系。因些畫電路圖要注意詳盡。應(yīng)畫出各元器件之間的所有引腳，至少應(yīng)畫出本設(shè)計(jì)中所使用到的元器件的引腳，應(yīng)畫出各元器件之間的所有連接關(guān)系；標(biāo)出所有元器件編號(hào)和型號(hào)。這里的編號(hào)指的是圖中對(duì)元器件的編號(hào)，如電容編號(hào)C1、C2….；電阻編號(hào)R1,R2…..；集成芯片編號(hào)U1,U2….；開關(guān)編號(hào)K1,K2…；指示燈編號(hào)L1,L2…等。標(biāo)出所有引腳序號(hào)和名稱，標(biāo)出元件的標(biāo)稱值，如電容的容量，電阻的阻值等。畫出電路圖應(yīng)注意規(guī)范，最好用電路ＣＡＴ軟件繪制。另外，若使用課程沒有學(xué)過的器件，還需對(duì)它們的功能進(jìn)行單獨(dú)說明。1.4.2硬件方案1.4.3軟件方案軟件方案包括程序流程圖和程序清單１．程序流程圖

軟件的設(shè)計(jì)思路用流程圖描述可以一目了然。流程圖的繪制要力求規(guī)范，如處理為矩形框，判斷為棱形框等。流程圖不宜太粗，要能清楚地描述軟件思路，并且以文字說明來闡述軟件工作原理。2.程序清單

課程設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)給出完整的程序清單、并加以注釋，個(gè)別較重要的程序還要特別加以說明，如體現(xiàn)關(guān)鍵功能的程序段，使用了某些技巧的程序段，有獨(dú)到之處或有所創(chuàng)新的程序段等。1.4.4方案論證方案論證部分有兩種寫法：一種是針對(duì)一種方案來說，闡述為什么要采用這種方案，它有什么優(yōu)勢(shì)。另一種是提出兩種以上方案，通過比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)，確定一種方案。方案論證部分在設(shè)計(jì)報(bào)告中的位置也不是固定的，根據(jù)需要可以放在闡述方案之后，可以先提出方案，較粗略地論證方案，再詳細(xì)闡述所確定方案的工作原理等，也可以放在闡述方案工作原理之中，邊論證邊闡述該方案的工作原理。1.4.5調(diào)試過程調(diào)試過程包括使用什么儀器設(shè)備以及在怎樣的環(huán)境下進(jìn)行軟件調(diào)試，用什么方法調(diào)試。調(diào)試過程中遇到了什么問題，是如何解決的。1.4.6運(yùn)行結(jié)果用文字或圖表等形式表達(dá)出運(yùn)行結(jié)果，并加以分析說明，如是否與設(shè)計(jì)要求的結(jié)果一致，致辭若不一致，說明為什么等。需要說明的是，課程設(shè)計(jì)報(bào)告最好是在計(jì)算機(jī)上撰寫和打印，所有圖表及程序清單也都應(yīng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上繪制并打印。第二章微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目與要求2．2．1音樂彩燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2．2．2基于PC機(jī)的函數(shù)發(fā)生器設(shè)計(jì)與開發(fā)

2．2．3檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

2．2．4多路循環(huán)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)2．2．5慶回歸圖樣顯示與實(shí)現(xiàn)

2．2．6頻率及持續(xù)時(shí)間自動(dòng)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2．2．7實(shí)時(shí)日歷／時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2．2．8雙機(jī)串行通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2．2．9雙機(jī)并行通信

2．2．10電子跑表的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)

2．2．11十字路口電子交警的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)

2．2．12智能工業(yè)供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬

2．2．13基于PC的分頻器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2．2．14夜班防睡控制/記錄器的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)2．2．15并行打印機(jī)接口的應(yīng)用設(shè)計(jì)

2．2．16DMA控制器及DMA技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)2．2．17鐵道路口交通管理自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)2．2．18危重病人護(hù)理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

2．2．19事件觸發(fā)延時(shí)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)

2．2．20基于PC機(jī)的智能搶答器的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)

2．2．21主從式微機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

2．2．22微機(jī)與單片機(jī)并行通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2．2．23步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

2．2．24電子恐龍動(dòng)作控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)2．2．25天然氣燃具定時(shí)報(bào)告及泄漏報(bào)警控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2．2．26廣告屏的設(shè)計(jì)與開發(fā)2．2．27音樂噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

2．2．28手勢(shì)翻譯控制器設(shè)計(jì)與開發(fā)

2．2．29多路閉環(huán)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

2．2．30家電照明綜合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)隨音樂伴奏而按某種規(guī)律顯示的彩燈。

2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或并行接口芯片8255A8只以上)，其他器材任選。

3)設(shè)計(jì)要求

①使PC機(jī)揚(yáng)聲器演奏音樂。提示：利用PC機(jī)內(nèi)部8253Time~使揚(yáng)聲器發(fā)聲，參見教材②使不同顏色的發(fā)光二極管按一定規(guī)律發(fā)光。提示：使實(shí)驗(yàn)箱上的8255A作為輸出接口，驅(qū)動(dòng)二極管發(fā)光。所用端口工作在方式0、輸出即可。③編制程序使揚(yáng)聲器發(fā)聲和二極管發(fā)光有規(guī)律地配合。另外，若為其他實(shí)驗(yàn)箱或無實(shí)驗(yàn)箱，可參考上述要求，對(duì)設(shè)計(jì)功能進(jìn)行增刪。實(shí)例返回1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

以PC微機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并開發(fā)能輸出多種波形且頻率可變的函數(shù)發(fā)生器。2)設(shè)備與器材PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或數(shù)／模轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832，運(yùn)算放大器LF3516)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①能輸出正弦波、三角波、鋸齒波、脈沖波②能根據(jù)鍵盤命令進(jìn)行波形切換。③能根據(jù)鍵盤命令和“+”、“—”號(hào)對(duì)輸出波形的頻率進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。另外，若沒有實(shí)驗(yàn)箱，可將電路制作成插件卡，若時(shí)間來不及也可在面包板上進(jìn)行調(diào)試。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)并開發(fā)能檢測(cè)模擬信號(hào)，并能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的系統(tǒng)。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或模／數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809程并行接口芯片8255A一片，發(fā)光二極管1只)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求

①能對(duì)輸入的0~5V模擬電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。②能判斷所檢測(cè)的信號(hào)是否越界。③若信號(hào)越界則進(jìn)行聲(PC機(jī)揚(yáng)聲器)、光(發(fā)光二極管)報(bào)警。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)并開發(fā)能對(duì)8路0-5V模擬電壓信號(hào)進(jìn)行采集，并當(dāng)超限時(shí)輸出適當(dāng)模擬控制信號(hào)的系統(tǒng)。

2)設(shè)備與器材PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或模／數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809一個(gè)，數(shù)／模轉(zhuǎn)換器件DAC0832一片，運(yùn)算放大器LF3516一只)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①能循環(huán)采集8路模擬電壓信號(hào)，每路連續(xù)采集8次，取平均值。②能判斷是否超出上、下限。③當(dāng)超出上限時(shí)(大于上限)，輸出一個(gè)0V的模擬控制信號(hào)；當(dāng)超出下限時(shí)(小于下限)，輸出一個(gè)5V的模擬控制信號(hào)。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)“1997．7．1”和“”(長(zhǎng)城圖樣)的顯示。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或并行接口芯片8255A一片，數(shù)／模轉(zhuǎn)換器DAC0832一片，LED數(shù)碼管6只或8只)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①使8255A為輸出接口，用6只數(shù)碼管顯示“1997．7．1”或用8只LED數(shù)碼管顯示‘‘1997．7．1’’

②讓DAC0832每隔100秒輸出一次不同的數(shù)據(jù)，在屏幕上顯示的波形高度相差1V0V后不再改變數(shù)據(jù)，則顯示的為長(zhǎng)城圖樣。③使人眼看上去上述兩者是同時(shí)顯示的。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)一個(gè)每秒采樣次數(shù)和采樣持續(xù)時(shí)間能用軟件自動(dòng)控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或并行接口芯片8255A一片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片，模／數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809一片，開關(guān)1個(gè))，時(shí)鐘源頻率自定，其他器材任選。3)設(shè)計(jì)要求

①外來時(shí)鐘信號(hào)送8253的CLK0和CLK2，CLK1由OUT2提供，GATE1和GATE2：由開關(guān)控制，GATE0由OUT1控制，OUT0啟動(dòng)采樣。②A／D轉(zhuǎn)換器采集的數(shù)據(jù)由8255A讀人并送去存儲(chǔ)。8255A工作在方式1，且為中斷方式。③通過改變各定時(shí)器的計(jì)數(shù)初值控制采樣頻率和采樣持續(xù)時(shí)間。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)以實(shí)時(shí)交替顯示日期和時(shí)間的實(shí)時(shí)日歷／時(shí)鐘。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或I丑D數(shù)碼管6-8只，定時(shí)器卅數(shù)器8253一片)，鎖存器／驅(qū)動(dòng)器等自選，其他器件任選。

3)設(shè)計(jì)要求

①按一定規(guī)律交替顯示日期和時(shí)間(如每分鐘顯示一次日期，持續(xù)10s，其余顯示時(shí)間)。②顯示格式：年月日時(shí)分秒。③每秒鐘更換40次顯示數(shù)據(jù)。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)通過串行口實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)PC機(jī)之間串行通信的硬件和軟件。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)兩臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱兩個(gè)(或串行通信接口8251A兩片，串行發(fā)送器MCl488和串行接收器MCl489各兩片)。其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①能實(shí)現(xiàn)在甲機(jī)鍵盤上輸入的字符，在乙機(jī)屏幕上顯示，反之亦然。

②波特率自定，發(fā)送格式自定。③若接收的數(shù)據(jù)無誤，則發(fā)送方屏幕上顯示“OK”。否則發(fā)回發(fā)送方并在屏幕上顯示所發(fā)出的字符。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

利用并行接口實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)PC機(jī)之間的通信。2)設(shè)備與器材PC機(jī)兩臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱兩個(gè)(或并行接口芯片8255A兩片)，其他器材3)設(shè)計(jì)要求①用8255A實(shí)現(xiàn)甲機(jī)并行發(fā)送在鍵盤上輸入的字符，乙機(jī)接收并顯示在雙方的屏幕上。②8255A工作在方式1。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)用微機(jī)控制的電子跑表的功能。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或kD數(shù)碼管6只，8位鎖存器／驅(qū)動(dòng)器兩片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①顯示格式：分秒1／10秒。②定義PC機(jī)上的鍵盤或?qū)嶒?yàn)箱上的小鍵盤上的某幾個(gè)鍵控制計(jì)時(shí)開始、停止和清零。③用8253實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，誤差小于1／10秒。實(shí)例2．2．11十字路口電子交警的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)1)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)用微機(jī)控制的十字路口交通燈及撞紅燈報(bào)警控制系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)這些功能2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或并行接口芯片8255A一片，發(fā)光二極管紅、綠、黃三色各4個(gè)，E2PROM存儲(chǔ)器2817A一片，ADC0809一片)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①用8255A驅(qū)動(dòng)三種顏色的十二只發(fā)光二極管，用軟件使它們模擬十字路口交通燈的功能。②當(dāng)某一方向的紅燈亮?xí)r，若該方向有車輛通過，則用PC機(jī)的揚(yáng)聲器發(fā)聲報(bào)警。撞紅燈的信號(hào)可用傳感器采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這里以采集到一個(gè)3~5V的模擬量表示。實(shí)例查看

2．2．12智能工業(yè)供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

某工業(yè)供水系統(tǒng)中有水網(wǎng)供水和大(30kW)、小(22kW)兩個(gè)水泵從地下抽水3種方式。為保證供水和節(jié)約用水，需設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，根據(jù)水網(wǎng)水壓在3種方式之間自動(dòng)切換。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或8255A一片，LED數(shù)碼管一只，A／D轉(zhuǎn)換器ADC0809一片，D／A轉(zhuǎn)換器DAC0832一片)，其他器件任選。

3)設(shè)計(jì)要求

①隨時(shí)檢測(cè)水網(wǎng)水壓(這里用0-5V模擬信號(hào)代替)，當(dāng)該信號(hào)低于3V時(shí)，打開小水泵抽水，當(dāng)該信號(hào)低于2V時(shí)，打開大水泵抽水。②當(dāng)某一水泵電機(jī)過熱時(shí)(由0~5V模擬信號(hào)表示發(fā)熱程度，如該信號(hào)大于4V時(shí)，表示過熱)，自動(dòng)切換到另一泵上，并且顯示過熱水泵泵號(hào)，若兩泵電機(jī)均過熱，則報(bào)警，兩泵編號(hào)交替顯示，并切換到水網(wǎng)供水。③輸出的控制信號(hào)可用8255A的輸出或DAC0832的輸出模擬。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)能用微機(jī)鍵盤控制的脈沖信號(hào)分頻器，并編程實(shí)現(xiàn)其功能。2)設(shè)備與器材PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片，LED數(shù)碼管只)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①能對(duì)2MHz以下的脈沖信號(hào)進(jìn)行分頻。②分頻系數(shù)由PC機(jī)或TPC—1上的小鍵盤輸入(2~1000)。

③由LED顯示分頻系數(shù)。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)值夜班人員的防睡控制和記錄睡著時(shí)間與次數(shù)的功能。

2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或并行接口8255A一片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片，LED數(shù)碼管4只，發(fā)光二極管2只(紅、黃各一只))，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求

①每10min用較柔和的聲音提醒一次值班者，值班者按某一按鍵后復(fù)位，計(jì)時(shí)重新開始。②若計(jì)到1lmin時(shí)無人按復(fù)位鍵，則以較急促的聲音報(bào)警，黃燈閃爍，并每隔10min計(jì)數(shù)器加1。③當(dāng)?shù)?0min時(shí)紅燈閃爍，并以尖銳的聲音持續(xù)報(bào)警。以LED顯示分和秒。顯示格式：分秒。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

利用PC機(jī)的并行打印機(jī)接口設(shè)計(jì)一個(gè)打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序。2)設(shè)備與器材PC機(jī)一臺(tái)。

3)設(shè)計(jì)要求①送出一個(gè)字符打印一個(gè)字符。

②每送出一個(gè)字符前都要查詢打印機(jī)狀態(tài)。當(dāng)不忙時(shí)輸出打印數(shù)據(jù)。③對(duì)打印字符進(jìn)行計(jì)數(shù)實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

利用DMA方式對(duì)內(nèi)存某區(qū)域定時(shí)清零，并將擴(kuò)展的存儲(chǔ)器內(nèi)容按數(shù)據(jù)塊傳送方式傳送到清零后的內(nèi)存儲(chǔ)區(qū)。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或DMA控制器8237A一片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片)，其他器件任選。

3)設(shè)計(jì)要求①每隔30ms用DMA方式清除一次某內(nèi)存區(qū)(區(qū)域自定)。②清除的區(qū)域立即用擴(kuò)展的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)填充。③當(dāng)收到中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，在屏幕上顯示新更換的內(nèi)存數(shù)據(jù)。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)一個(gè)鐵道與公路交叉路口的自動(dòng)交通管理系統(tǒng)。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或ADC0809一片，DAC0832一片，8255A一片，紅色和綠色發(fā)光二極管各一只)，其他器件任選。

3)設(shè)計(jì)要求①當(dāng)檢測(cè)到鐵軌振動(dòng)(火車將到)時(shí)，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并控制關(guān)閉柵欄，同時(shí)公路方向紅燈亮。

②火車將到時(shí)(關(guān)閉柵欄后)，當(dāng)檢測(cè)到鐵路上有物體時(shí)，自動(dòng)發(fā)出緊急剎車信號(hào)，并以急促的聲音報(bào)警，同時(shí)紅燈閃爍。

③當(dāng)鐵軌振動(dòng)信號(hào)由大到小達(dá)到一定程度(火車已過)時(shí)，自動(dòng)解除報(bào)警，同時(shí)打開柵欄門，公路方向綠燈亮。實(shí)例提示：鐵軌振動(dòng)信號(hào)可由振動(dòng)傳感器檢測(cè)，這里用模擬電壓代替，輸出的報(bào)警信號(hào)可用PC機(jī)內(nèi)部的揚(yáng)聲器發(fā)聲代替，指示燈可由發(fā)光二極管代替，關(guān)柵欄門信號(hào)由輸出開關(guān)信號(hào)表示，輸出的緊急剎車信號(hào)由DAC0832的輸出模擬信號(hào)代替。

1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)一個(gè)基于PC機(jī)的危重病人護(hù)理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)基本功能。

2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或ADC0809一片，DAC0832一片，8255A一片，發(fā)光二極管2只，LED數(shù)碼管6只)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①監(jiān)測(cè)病人心臟跳動(dòng)和呼吸，危險(xiǎn)時(shí)報(bào)警，紅燈閃爍，并顯示房間號(hào)和病床號(hào)。②監(jiān)測(cè)病人大小便，大小便后報(bào)警，以便及時(shí)處理，并顯示房間號(hào)和病床號(hào)。③病人有緊急需要時(shí)按鍵響鈴，呼叫護(hù)理人員，并顯示房間號(hào)和病床號(hào)。

提示：心跳、呼吸、大小便都由相應(yīng)傳感器檢測(cè)。經(jīng)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)送人計(jì)算機(jī)，這里這些檢測(cè)信號(hào)均由模擬電壓表示。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)由某外部事件觸發(fā)后延時(shí)一段時(shí)間再根據(jù)事件性質(zhì)進(jìn)行處理的系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或中斷控制器8259A一片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片，并行接口8255A一片，發(fā)光二極管8只，開關(guān)8只，LED數(shù)碼管一只)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①8259A的8個(gè)中斷請(qǐng)求輸入對(duì)應(yīng)8個(gè)外部事件，當(dāng)某一事件觸發(fā)(申請(qǐng)中斷)時(shí)，按設(shè)定值延遲一段時(shí)間，然后讀取對(duì)應(yīng)開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)開關(guān)狀態(tài)控制發(fā)光二極管發(fā)亮或閃爍等。

②各通道的延遲時(shí)間由鍵盤輸入。③外部事件觸發(fā)時(shí)，用LED顯示其通道序號(hào)。開關(guān)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)通道二極管亮，開關(guān)斷開時(shí)，對(duì)應(yīng)通道二極管閃爍。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)基于PC機(jī)的搶答器，并編程實(shí)現(xiàn)其功能。

2)設(shè)備與器材PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)，另增加中斷控制器8259A一片(或8259A一片，并行接口8255A一片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片，發(fā)光二極管16只——紅、綠各8只，LED數(shù)碼管若干只，按鈕或按鍵10個(gè))，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①1-8號(hào)選手中先按下按鈕者，LED數(shù)碼管顯示其選手號(hào)碼(后按下無效)，且計(jì)時(shí)開始，lmin停止計(jì)時(shí)。②由裁判掌握，若回答正確，該選手對(duì)應(yīng)綠燈亮，否則紅燈亮。③回答正確時(shí)，計(jì)分牌加10分，不正確減10分(滿分100分)。

提示：由8259A接收搶答按鈕信號(hào)，并設(shè)置循環(huán)優(yōu)先級(jí)，裁判控制的兩個(gè)按鈕由8255A讀入，發(fā)光二極管及LED由8255A驅(qū)動(dòng)，計(jì)時(shí)由8253完成。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

以PC機(jī)為主機(jī)，單片機(jī)為從機(jī)，通過串行接口構(gòu)成主從系統(tǒng)，設(shè)計(jì)其串行通信的基本功能，并編程實(shí)現(xiàn)。

2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或串行接口8251A各一片，MCl488，MCl489)，單片機(jī)CPU一片，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①主機(jī)能接收從機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)，并顯示于屏幕。②從機(jī)能接收主機(jī)發(fā)來的命令(實(shí)際上也是以數(shù)據(jù)形式出現(xiàn))。③上電后兩機(jī)握手成功，在主機(jī)屏幕上顯示“OK”。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)利用并行接口8255A實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和單片機(jī)之間并行通信的硬件，并編程完成雙方的簡(jiǎn)單通信。

2)設(shè)備與器材PC機(jī)一臺(tái)，TPC—1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或并行接口8255A兩片)，單片機(jī)CPU一片，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求

①雙方上電握手成功后在主機(jī)上顯示"READY"。

②PC機(jī)能接收單片機(jī)的數(shù)據(jù)，并顯示于屏幕上。③單片機(jī)能接收PC機(jī)的數(shù)據(jù)，并回答接收成功信號(hào)，在PC機(jī)屏幕上顯示“OK”。實(shí)例

1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)用微機(jī)對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式、方向及速度的自動(dòng)控制系統(tǒng)，編寫匯編程序?qū)崿F(xiàn)要求的動(dòng)作。

2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，四相步進(jìn)電機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或并行接口8255A一片，DAC0832一片，發(fā)光二極管1只)，其他器材任選。3)設(shè)計(jì)要求①設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件電路。②編寫驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)來回走100步，然后微機(jī)揚(yáng)聲器發(fā)聲10次先慢走50步，揚(yáng)聲器響兩聲，停留50s，揚(yáng)聲器再響兩聲，最后快速退回原處。實(shí)例

1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)控制電子恐龍基本動(dòng)作和對(duì)觸摸、障礙物反應(yīng)的控制系統(tǒng)，并編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或模／數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809一片，數(shù)／模轉(zhuǎn)換器DAC0832一片，并行接口8255A一片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片，發(fā)光二極管兩只)，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①能4條腿協(xié)調(diào)動(dòng)作行走。②遇到障礙物，停止前行，并嗚叫3聲,20s后退回。③當(dāng)有人觸摸其尾巴時(shí)，嗚叫3聲，眼發(fā)紅光，且擺尾6次。實(shí)例提示：恐龍的眼睛用紅色發(fā)光二極管充當(dāng)。行走等動(dòng)作控制信號(hào)使用8255A輸出。對(duì)障礙物和觸摸的識(shí)別由傳感器檢測(cè)信號(hào)給出，這里用ADC0809的輸入信號(hào)表示(可自己設(shè)定表示是否遇到障礙物或觸摸的模擬電壓幅值)，擺尾控制信號(hào)由DAC0832輸出代替。1)設(shè)計(jì)內(nèi)容

設(shè)計(jì)對(duì)天然氣泄漏檢測(cè)報(bào)警和按設(shè)定時(shí)間進(jìn)行報(bào)告的控制系統(tǒng)，并編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或模／數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809一片，并行接口8255A一片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片，中斷控制器8259A一片，蜂鳴器一個(gè))，其他器件任選。3)設(shè)計(jì)要求①檢測(cè)天然氣是否有泄漏，若有(到一定濃度，探測(cè)器的靈敏度能夠分辨的濃度)，則蜂鳴器報(bào)警?？稍O(shè)定兩個(gè)界限值。②設(shè)定燃?xì)忾_關(guān)開啟時(shí)間(如蒸飯?jiān)O(shè)定1小時(shí))，到時(shí)間后自動(dòng)報(bào)告主人(用蜂鳴器)，并自動(dòng)關(guān)閉。

③應(yīng)至少能控制兩個(gè)燃具。實(shí)例提示：檢測(cè)燃燒現(xiàn)象要用溫度傳感器、光傳感器同時(shí)檢測(cè)，當(dāng)它們同時(shí)滿足條件才是燃燒。用相應(yīng)傳感器檢測(cè)這些信息，這里用ADC0809的輸入模擬電壓代替。控制開關(guān)的開和關(guān)可用8255A和8259A實(shí)現(xiàn)。1)設(shè)計(jì)內(nèi)容用發(fā)光二極管陣列組成大屏幕，用并行接口輸出信號(hào)，控制其顯示字符、漢字及圖形。

2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)，另加發(fā)光二極管若干只，并行接口8255A若干片(或并行接口8255A若干片，中斷控制器8259A一片，定肘器／計(jì)數(shù)器8253一片，發(fā)光極管若干只)，其他器材任選。3)設(shè)計(jì)要求①發(fā)光二極管陣列為6x8左右。②編寫驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)，動(dòng)態(tài)顯示1~2個(gè)簡(jiǎn)單漢字和1個(gè)較簡(jiǎn)單的圖形③漢字和圖形可移動(dòng)，可閃爍，可交替顯示。實(shí)例1)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)隨音樂節(jié)拍變化的噴泉控制系統(tǒng)，并編程實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)功能。

2)設(shè)備與器材

PC機(jī)一臺(tái)，TPC-1實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)(或并行接口8255A若干片，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253一片，中斷控制器8259A一片，數(shù)／模轉(zhuǎn)換器DAC0832若干片)，