基于8086智能搶答器

1、 摘要本文介紹了一種常用集成電路設計的數(shù)碼顯示五路搶答器的電路組成、設計思路及功能。數(shù)字搶答器由優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊的輸入信號在顯示器上輸出；經(jīng)過布線、連接、調試等工作后數(shù)字搶答器成形。本課題主要完成搶答器的設計和運用。我們設計的搶答器希望它具有結構簡單、可靠性高、設置靈活、容易擴展參賽小組的數(shù)量、增加控制功能等優(yōu)勢。本次課程設計用到了DJ88系統(tǒng)和星研系統(tǒng)。我們主要是用8255a芯片進行實驗的。而系統(tǒng)的選擇主要是更具實驗室的條件決定的。論文主要介紹了課題的開發(fā)背景，所要完成的功能和開發(fā)的過程。重點說明了課題設計思想、難點技術和解決方案。關鍵字：五路; 編碼電路; 鎖存電路;

2、 譯碼電路; 顯示電路；星研系統(tǒng)；Protel 99 SE; 8255a芯片；智能搶答器；設計程序。論文題目智力競賽搶答器電路設計的設計設計類型導師姓名主要內容及目標要求：不少于5組；對提出的問題分搶答和必答兩種。必答有時間限制，到時告警；搶答要判定那組優(yōu)，并予以指示和鳴叫；問題正確與否由主持人判別是加分還是減分，成績評定結果由顯示器顯示具有的設計條件1 PC機一臺，EL教學實驗箱一臺及匯編程序;計劃學生數(shù)及任務3人（1）：明確課題對程序功能，運算精度等方面的要求及硬件條件（2）：把復雜問題分解為若干模塊，確定各模塊處理方法，畫出流程圖。（3）：存儲器資源分配（4）：編制程序，根據(jù)流程圖精心選

3、擇合適的指令和尋址方式來編制源程序（5）：對程序進行匯編，調試和修改，直到程序運行結果正確為止。計劃設計進程（按課程設計周計算）第一周設計任務：（1）：明確課題對程序功能，運算精度等方面的要求及硬件條件（2）：把復雜問題分解為若干模塊，確定各模塊處理方法，畫出流程圖。（3）：存儲器資源分配第二周設計任務：（4）：編制程序，根據(jù)流程圖精心選擇合適的指令和尋址方式來編制源程序（5）：對程序進行匯編，調試和修改，直到程序運行結果正確為止。參考文獻微型計算機原理及接口技術中國科技大學出版社 吳秀清 周荷琴編著16-32位微型計算機技術及應用清華大學出版社 戴梅萼 史嘉權 編著匯編語言程序設計南京大學出

4、版社 姚君遺編著匯編語言程序設計教程清華大學出版社 楊記文編著微型計算機原理及接口技術實驗指導書自動化專業(yè)微機原理課程設計任務書目錄摘 要1自動化專業(yè)微機原理課程設計任務書2目 錄3第一章 引言41.2 搶答器的開發(fā)背景41.3本設計的要求 41.4課題設計的主要任務 4第二章 課題硬件設計 52.1芯片的選擇 52.2工作原理52.3系統(tǒng)的硬件構成及功能6第三章 系統(tǒng)軟件設計 73.1 系統(tǒng)主程序設計73.2 搶答器的源程序7結 論8致 謝9參考文獻9附 件 一10第一章 智能搶答器的設計背景1.1搶答器的概念這次我們設計的五路數(shù)顯搶答器主要具有電路簡單、成本較低、操作方便、靈敏可靠等優(yōu)點，

5、經(jīng)使用效果良好, 具有較好的可操作性。五路搶答器，它由六組開關和五組led燈組成，可用于五組或五組以下的智力競賽中。其中五組開關分別對應五組led燈，而第六組開關則用來做復位用，比賽前，將參賽組從0至4編號，每組面前有一盞led小燈。主持人按一下啟動鍵（即復位鍵）后，搶答開始。在此之前，所有搶答的信號都是無效的，此后，哪一組最先按下該組的搶答開關 哪一組面前的led燈就會亮起。以后，按下任何一路搶答鍵均不起反映。只有主持人再次按動復位后，才能進行下一次搶答。該搶答器主要使用了星研試驗箱的硬件設備。 1.2搶答器的開發(fā)背景當今的社會競爭日益激烈，選拔人才，評選優(yōu)勝，知識競賽之類的活動愈加頻繁，那

6、么也就必然離不開搶答器。而現(xiàn)在的搶答器有著數(shù)字化，智能化的方向發(fā)展，這就必然提高了搶答器的成本。鑒于現(xiàn)在小規(guī)模的知識競賽越來越多，操作簡單，經(jīng)濟實用的小型搶答器必將大有市場。本搶答器通過十分巧妙的設計僅用一塊數(shù)字芯片便實現(xiàn)了數(shù)顯搶答的功能，與其他搶答器電路相比較有分辨時間極短、結構清晰，成本低、制作方便等優(yōu)點，并且還有防作弊功能。因此，我們制作了這款簡易五路搶答器屏棄了成本高，體積大，而且操作復雜。我們采用了數(shù)字顯示器直接指示，自動鎖存顯示結果，并自動復位的設計思想，因而本搶答器具有顯示直觀，不需要人干預的特點。而且在顯示時搶答器會發(fā)出叮咚聲使效果更為生動。工廠、學校和電視臺等單位常舉辦各種智

7、力競賽, 搶答記分器是必要設備。1.3本設計的要求不少于5組；對提出的問題分搶答和必答兩種。必答有時間限制，到時告警；搶答要判定那組優(yōu)，并予以指示和鳴叫；問題正確與否由主持人判別是加分還是減分，成績評定結果由顯示器顯示1.4課程設計的主要任務本課程設計主要任務是完成五路搶答控制器的電路設計、元器件選型、8255A的使用，控制器裝配與接線、實物制作、匯編語言設計與聯(lián)機調試等內容。在剛接到題目的時候，有許多的細節(jié)都沒有想清楚，所以一步步按想到的羅列出來，具體的元器件及其功能，在真正動手實踐的時候加以改進和完善具體控制。要求如下：（1）本搶答器的控制裝置是由8086CPU作為控制器、一只電源開關，

8、5只LED燈、五組搶答開關、1只復位按鈕等組成。（2）有五組搶答按鈕。先按按鈕的選手的請求會被響應，而后按按鈕的選手的請求會被屏蔽掉。（3）主持人手中的啟動按鈕與8086相連，控制8086的RESET鍵，當主持人宣布搶答開始的同時按下啟動按鈕，8086統(tǒng)一通過8255給A端口設置統(tǒng)一的數(shù)位，參賽者方可搶答。若某組參賽者在搶答限定時間（5s）內最先按下?lián)尨鸢粹o，則該選手前的led燈亮起，同時通過匯編程序的控制跳出對8255a輸入端的檢索。使其他輸入的信號被屏蔽掉。（5）參賽者搶答成功后，由操作員宣布開始回答問題（工作人員操作回答按鈕），搶答小組必須在限定時間（30s/60s，由工作人員通過選擇開

9、關選擇）內回答完畢，限定時間到，沒回答完的選手，會有相應的分數(shù)處罰。 （6）如果某參賽組在主持人宣布搶答開始前搶先按下?lián)尨鸢粹o，該搶答器不會做出任何響應。（8）新一輪搶答前，可以通過按下控制臺上的復位開關，使搶答器回到初始狀態(tài)。第二章 課題硬件設計2.1芯片的選擇本設計使用到的元器件包括：8255a芯片、LED燈、開關、排線等。2.2工作原理(1) 工作方式 0 ：這是 8255A 中各端口的基本輸入 / 輸出方式。它只完成簡單的并行輸入 / 輸出操作， CPU 可從指定端口輸入信息，也可向指定端口輸出信息，如果三個端口均處于工作方式 0 ，則可由工作方式控制字定義 16 種工作方式的組合(2

10、) 工作方式 1 ：被稱作選通輸入 / 輸出方式。在這種工作方式下，數(shù)據(jù)輸入 / 輸出操作要在選通信號控制下完成。 (3) 工作方式 2 ：被稱作帶選通的雙向傳送方式。 8255A 中只允許端口 A 處于工作方式 2 ，可用來在兩臺處理機之間實現(xiàn)雙向并行通信。其有關的控制信號由端口 C 提供，并可向 CPU 發(fā)出中斷請求信號。 在本次試驗中，考慮到程序的簡潔性，在完全滿足實驗要求的情況下，我們將8255a的A、B口都設置為方式0，B口輸入A口輸出。C口不使用。所以8255A的控制字就可以確定了為82H。2.3.1搶答器的電路框圖2.3.2 單元電路設計(1)時序控制電路設計時序控制電路是搶答器

11、設計的關鍵，它要完成以下功能：a.主持人將控制開關撥到開始位置時，搶答電路進人正常搶答工作狀態(tài)。b.當參賽選手按動搶答鍵時，搶答電路停止工作。（2）復位電路的設計a.當主持人按下復位按鍵式，搶答電路重新開始工作。第三章 系統(tǒng)軟件設計3.1搶答器的源程序見附件23.2搶答器的源程序的修改剛開始要運行代碼的時候，并沒有設置“FW0”這一環(huán)節(jié)，所以程序無法循環(huán)運行，每次運行時，有一名選手按下?lián)尨痖_關后，其他選手按開關沒有任何作用的目的達到了，但是，由于沒有循環(huán)的設置，每次運行程序只能進行一次比賽，想要進行下一輪比賽?；蛘咦寭尨鹌髟俟ぷ饕淮?，就必須重新載入一次源程序，十分麻煩，實用性太差。后來我嘗試將

12、循環(huán)點設置在延時段的子程序中，因為，每個相應的“answer”子程序都會調用到延時這一子程序，但是沒有成功，后來在劉老師幫助下，我重新在“start”和“start1”之間設置了一個“FW0”復位點，并且在星研試驗箱上的得到了實現(xiàn)。使得我們組的搶答器成為了可以重復使用的搶答器，提高了它的實用性。3.3搶答器的電路圖的繪制在本次課程設計開始的時候，我不會使用任何畫圖工具，只是對一些畫圖工具，比如Protel 99 SE有一些耳聞，在以前做作業(yè)設計電路圖的時候，都是使用手繪的方法來完成的，耗時耗力，而且很不精確，通過這次課程設計，我們小組的成員在一起學習了Protel 99 SE的用法，雖然并不怎

13、么熟練，但是其基本的使用方法，我們都掌握了，在以后的學習和生活當中，我們會繼續(xù)使用它，勤加練習，爭取早日掌握它們。結論時光飛逝，短短的兩周的課程設計即將結束，現(xiàn)在回頭想想兩周的設計，我們對自己的這次設計有了更深，更新的體會。在本次設計的全過程中，我們對大學幾年所學的知識有了一個比較系統(tǒng)的認識和理解。涉及了各方面的知識，大大擴展了我的知識面，同時是我學會了如何使用所學的知識去解決一些實際的問題。 在設計中我深知自己掌握的知識還遠遠不夠，掌握的一些理論知識應用到實踐中去，總會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，不是理論沒有掌握好，而是光知道書本上的知識是遠遠不夠的，一定要把理論知識和實踐結合起來。把學到的知識應

14、用到時間中去，多做多練，才可以把理論的精華發(fā)揮出來。知識不是知道，了解就好，一定要去應用它，發(fā)展它，讓它在現(xiàn)實生活中得到充分的應用，從而解決一些問題，這才是學習的根本目的。而且知識又不是單一的，它是互相聯(lián)系的，學科與學科之間都有著內在的聯(lián)系。微機技術與接口技術是一門非常復雜且龐大的學科，一項課題往往需要多項技術才可以完成的。在設計階段，通過對課題的深入分析與研究，迫使我對技術有了一定的了解。在遇到問題時，得到了指導老師與同學的悉心幫助，使我感受到集體的力量是無窮的。 通過這次設計，我學會了和別人配合工作，因為一個人所學的知識不可能面面俱到的，只有通過合作，發(fā)揮自己的優(yōu)點，體現(xiàn)團隊精神，才能使工

15、作做得更為出色。通過這次設計，我學到了許多書本上學不到的知識，增強了自己的動手能力。即將畢業(yè)我十分珍惜這次鍛煉的機會，我按部就班的完成了自己的設計任務，但由于自己的知識水平有限，仍然存在很多的不足之處，懇請老師多多指教！當今的社會是競爭的社會，而人才的競爭則是競爭的焦點，畢業(yè)設計對于我們即將離校的同學來說，是離校前很好的一次鍛煉，使我們各方面的能力都有了很大的提高，為我們踏出校門，走上社會增強了能力與自信！ 電子技術的高速發(fā)展，使我深深地認識到只有不斷的加強學習，才能在電子技術方面不至于被淘汰，今后，我還要加強學習，努力使自己成為一位專業(yè)的技術人員，為我自己所從事的工作服務。 在此，感謝合肥學

16、院的老師們對我的諄諄教導！感謝他們給了我這次機會！致謝首先我們要感謝合肥學院電子系的老師給我們提供這次機會。在本次微機技術與接口技術課題設計和寫作過程中得到指導師劉偉老師和林澤坤老師的悉心指導，二位老師認真負責的工作態(tài)度，治學嚴謹?shù)淖黠L給我留下了深刻的印象。我還要感謝我的同學，是他們的無私支持使我們能順利完成這次課程設計，是他們在我們遇到難題時給我及時的幫助與無限的動力，所以，我們以此課程設計作為我們的學習成果向他們致謝，感謝你們。在我們的課程設計過程中，得到了老師們的悉心教導，學到了豐富的知識和做人的道理，為我走向社會、迎接挑戰(zhàn)打下了堅實的基礎。此時此刻我才真正體會到老師們的苦心和所學知識的

17、重要。最后，我要再次向給予我?guī)椭乃欣蠋熀屯瑢W表示深深的謝意，感謝大家在學習、生活中對我的幫助，謝謝大家！參考文獻微型計算機原理及接口技術實驗指導書微型計算機原理及接口技術中國科技大學出版社 吳秀清 周荷琴編著16-32位微型計算機技術及應用清華大學出版社 戴梅萼 史嘉權 編著匯編語言程序設計南京大學出版社 姚君遺編著匯編語言程序設計教程清華大學出版社 楊記文編著附件1 搶答器的源程序.MODELTINYPCIBAR3EQU1CH;8位I/O空間基地址(它就是實驗儀的基地址, 也為DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址) Vendor_IDEQU 10EBH;廠商ID號D

18、evice_IDEQU8376;設備ID號.STACK100.DATAIO_Bit8_BaseAddressDW?msg0DBBIOS不支持訪問PCI $msg1DB找不到Star PCI9052板卡 $msg2DB讀8位I/O空間基地址時出錯$COM_ADDDW00F3H;控制口偏移量PA_ADDDW00F0H;PA口偏移量PB_ADDDW00F1H;PB口偏移量PC_ADDDW00F2H;PC口偏移量LED_DataDBBDBBDBBDBBDBB.CODESTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXNOPCALLInitPCICALLModifyAddress;根據(jù)PCI提供的基地址,

19、將偏移地址轉化為實地址MOVDX,COM_ADDMOVAL,82H;PA、PB、PC為基本輸出模式OUTDX,ALFW0:MOVDX,PA_ADDMOVAL,0FFHOUTDX,AL;燈全熄滅LEABX,LED_DATASTART1:MOVDX,PB_ADDINAL,DXCMPAL,BJZANSWER1CMPAL,BJZANSWER2CMPAL,B JZANSWER3CMPAL,BJZANSWER4CMPAL,BJZANSWER5JMPSTART1ANSWER1:MOVDX,PA_ADDMOVAL,0XLATOUTDX,ALCALLDL500MSMOVDX,PB_ADDINAL,DXANDAL

20、,BCMPAL,BJZFW0JMPEXITANSWER2:MOVDX,PA_ADDMOVAL,1XLATOUTDX,ALCALLDL500MSMOVDX,PB_ADDINAL,DXANDAL,BCMPAL,BJZFW0JMPEXITANSWER3:MOVDX,PA_ADDMOVAL,2XLATOUTDX,ALCALLDL500MSMOVDX,PB_ADDINAL,DXANDAL,BCMPAL,BJZFW0JMPEXITANSWER4:MOVDX,PA_ADDMOVAL,3XLATOUTDX,ALCALLDL500MSMOVDX,PB_ADDINAL,DXANDAL,BCMPAL,BJZFW0JMPEXITANSWER5:MOVDX,PA_ADDMOVAL,4XLATOUTDX,A