微機原理與接口技術課程設計

《接口技術》大型綜合（課程設計）作業(yè)【目的】（1）掌握8086cpu微機接口電路的I/O系統(tǒng)的設計（2）掌握8086cpu微機接口電路的初始化匯編編程和具體項目功能的軟件匯編語言代碼編寫（3）要求學生根據(jù)接口電路的硬件要求進行計算機的匯編語言程序設計，使學生的軟件編程能力得到加強,對接口電路的綜合應用能力有較大提高?！疽蟆浚?）每三個同學組成一個小組，選一位組長，負責與教師聯(lián)系（2007年10月8日前選定題目及確定小組成員以電子版形式發(fā)至oucljp@）；每一組選擇一個題目，完成系統(tǒng)的軟硬件部分設計。（2）自學、查找所選擇I/O接口芯片和內(nèi)存芯片的相關的資料。使用接口技術知識實現(xiàn)能完成相應功能的硬件系統(tǒng)。（3）要求寫出系統(tǒng)（包括各個子系統(tǒng)）的設計方案及論證，畫出系統(tǒng)原理圖（硬件連線圖）以及系統(tǒng)工作流程。（4）畫出程序流程、編寫系統(tǒng)初始化程序和功能程序清單?！驹O計報告書內(nèi)容要求】1.每一小組要上交一份完整的設計方案（放假前以電子版形式發(fā)至郵箱oucljp@），內(nèi)容包括：（1）報告封面（設計題目、小組成員）（2）設計題目（3）小組成員分工及成果（4）設計方案以及論證（5）硬件原理圖（包括芯片的選型介紹）（6）程序流程圖（包括各個子系統(tǒng)和子過程的程序流程）（7）程序清單，要有適當?shù)淖⑨專?）程序運行結果分析與預測（9）系統(tǒng)改進（升級）建議或者方案等。2.每一個同學需要上交一份設計報告，簡單介紹在課程設計過程中所做的工作，碰到的問題以及解決方法，闡述綜合作業(yè)的收獲等等。【設計成績評定】本次設計的成績占《接口技術》課程期末總評成績的15%，具體評定方法如下：（1）報告內(nèi)容的完整性占20%的比例。（2）硬件原理圖占20%的比例。（3）程序流程圖占20%的比例。（4）程序清單占10%的比例。（5）程序運行結果分析與預測占20%的比例。（6）系統(tǒng)改進（升級）建議或者方案占10%的比例?！鞠到y(tǒng)要求】1．交通燈控制（1）要求：十字路口1)正常情況下，兩路口輪流放行，且以一位8段數(shù)碼管顯示剩余時間；2)夜間，兩路口均為黃燈閃爍，均可放行。（2）提示：交通燈規(guī)律：狀態(tài)1:南北綠燈通車,東西紅燈；狀態(tài)2:南北綠燈閃爍3次轉(zhuǎn)黃燈亮,東西仍然紅燈,延時3秒；狀態(tài)3:東西綠燈通車,南北紅燈；狀態(tài)4:東西綠燈閃爍3次轉(zhuǎn)黃燈亮,延時3秒南北仍然紅燈。以開關控制正常狀態(tài)與夜間。2．時鐘設計（1）要求：設計一個時鐘，可以用來顯示時間，用六位數(shù)碼管顯示。1)顯示格式為時時分分秒秒；2)每逢整點讓LED第一個紅燈閃爍一次。3)具有復位功能。（2）提示：用8253實現(xiàn)定時功能，以開關控制復位。3．電壓報警（1）要求：設計一個電壓報警器1)采集0~5V的電壓；2)當輸入電壓在3V以內(nèi)，用數(shù)碼管顯示電壓值，如2.4，同時由D/A輸出；3)當輸入電壓超過3V，數(shù)碼管顯示E.O，并將此電壓限制到3V后輸出。（3）提示：由A/D進行電壓轉(zhuǎn)換，注意小數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)處理的方法。4.多通道溫度采集與顯示系統(tǒng)（1）要求：1)個溫4度通道；2)輪流顯示各通道溫度，同時表明通道號；3)可以用鍵盤選擇需要觀察的通道情況。（2）提示：假定已經(jīng)得到檢測的溫度數(shù)據(jù)。5．計算機并口使用。（1）要求：1）．控制8個LED發(fā)光管，循序點亮發(fā)光管，點亮時間可控。2）．用4位LED發(fā)光數(shù)碼管，顯示計算機的時間“分”“秒”。3）．用兩個開關作輸入，分別控制LED發(fā)光管的點亮時間。LED發(fā)光數(shù)碼管的內(nèi)容。出采集的內(nèi)容。4）．用兩個開關作輸入，分別控制5）．從并口采集數(shù)據(jù)，在顯示屏上輸6)．實現(xiàn)兩臺計算機之間的串行通信。6.計算機串口使用。（1）要求：1）通過8251的控制口寫入其工作方式或讀入當前狀態(tài)，2）以查詢方式從數(shù)據(jù)口發(fā)送或接收串行口數(shù)據(jù)，3）并在LED上顯示。7.直流電機調(diào)速控制器（1）要求：1)8253的定時器通道0，作為PWM脈沖的基本周期。2)8255的B口作為數(shù)碼管的筆劃碼驅(qū)動；C口的低4位作為段碼控制，顯示占空比的百分值，即轉(zhuǎn)速高低，同時，也用于輸出鍵盤的列掃描碼3)PWM脈沖寬度的產(chǎn)生控制電機轉(zhuǎn)速。8.里程計價器（1）要求：1)本設計是在直流電機控制器的基礎上，增加了一個電機測速電路而構成的。2)8255的B口作為數(shù)碼管的筆劃碼驅(qū)動；C口的低4位作為段碼控制，顯示實際里程，同時，也用于輸出鍵盤的列掃描碼3)電機的轉(zhuǎn)數(shù)，通過霍爾元件變換為脈沖個數(shù)，送入8253的通道2，計數(shù)后，將轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為里程數(shù)，最小單位為0.01公里。9.數(shù)字式電壓表（1）要求：1)采用系統(tǒng)提供的8259A芯片的IR7作為AD轉(zhuǎn)換完成后的中斷申請輸入端。2)8255的A口作為數(shù)碼管的筆劃碼驅(qū)動；C口的低4位作為段碼控制，顯示測量的電壓值。3)AD轉(zhuǎn)換器使用ADC0809，使用通道0作為模擬電壓輸入端10．電子顯示屏（1）要求：1）由若干LED組合在一個模塊上，2）用語在公眾場合發(fā)布信息。11、競賽搶答器（1）要求：1）同時供多名選手或代表隊比賽，分別用相應按鈕表示。2）設置系統(tǒng)3）搶答器具有優(yōu)先鎖存與編號顯示功能，保持到系統(tǒng)清除為止。4）另外設置搶答定時時間。定時和由主持人控制的搶答控制開關。12、流水燈控制（1）要求：1）實現(xiàn)對裝飾燈點亮和關斷。2）另外設置數(shù)碼管顯示效果編號，3）功能鍵選擇自動/手動轉(zhuǎn)換、流水方向、選擇效果和調(diào)節(jié)流水速度。13、串行口通信（1）要求：1）利用RS232C方式（兩臺以上用RS485），用電纜將兩臺或兩臺以上的微機連接，2）要求編寫串行通信軟件，從一臺微機向另一臺微機傳送數(shù)據(jù)。3）數(shù)據(jù)可以鍵盤輸入、接口輸入或是來自文件等，使用直接控制臺方式或點對點文件方式，傳送通信協(xié)議可以選擇。14．簡易計算器系統(tǒng)設計設計一個可以進行2位數(shù)四則運算的計算器，要求：1，用按鍵輸入數(shù)和運算符號；2，用LED顯示運算過程和結果（十進制數(shù)）；3，可以表示出當前的運算類型；3，具有清零和復位功能；4，具有連續(xù)運算功能。15．壓力測試系統(tǒng)設計：利用壓力傳感器和ADC0809采用中斷方式設計一個壓力測試系統(tǒng)，并將測試結果(十進制)在LED上顯示出來，并定義一個測試最大值按鍵，當按下該鍵時，可進行最大值測量(按鍵不動作時為正常測量顯示)，即：只有當當前測量值大于上次測量值時才刷新顯示，顯示格式為：P=XXX。可以每隔0.3秒測量一次。16．函數(shù)發(fā)生器1的設計：利用D/A設計一個函數(shù)發(fā)生器，并利用按鍵選擇輸出波形，能分別產(chǎn)生三角波、階梯波（每階梯1V）、正向鋸齒波、負向鋸齒波和方波。并利用按鍵（自行定義）進行輸出波形選擇，同時將當前輸出波形代號顯示在LED上（左邊位）：0為方波、1為正向鋸齒波、2為負向鋸齒波、3為三角波、4為階梯波。17．溫度測控系統(tǒng)的設計：利用ADC0809采用中斷方式設計一個溫度測控系統(tǒng)，在LED數(shù)碼顯示器上顯示溫度值，并對溫度進行測試和控制，當檢測溫度到達溫度上限60℃時開風扇（即開啟電動機），低于下限30℃時關閉風扇，LED上的顯示內(nèi)容為：XX℃（采用十進制顯示）。注意：每一個小組的成績原則上基本一致，同時也會根據(jù)每個同學的個人報告拉開一定差距。同學們可以參考一些相關資料，但報告必須有自己做的東西，不能全部拷貝，一旦發(fā)現(xiàn)作零分處理。附件：例：交通燈控制（硬件，軟件，流程）1、硬件連接圖XD0XD7PA0┇D0┇8個LED指示燈┇PA7PB0┇┇PB7D7┇CPU8255┅┅PC0┇PC3INTRPC4┇PC7INT8259K4K1IR08253CLK01.19MHz+5VGATE0OUT0硬件連接說明：①8253和8259采用系統(tǒng)連接，8253的定時器通道0，輸入頻率為1.19MHz，輸出產(chǎn)生0.05秒的定時信號，通過8259的IR0向CPU申請中斷，即每產(chǎn)生一次中斷，則說明定時0.05秒。②8255的A口輸出，控制8個發(fā)光二極管的亮滅，作為指示燈，實際只用二個綠燈和紅燈。③8259的B口輸出，作為4個數(shù)碼管的筆劃碼，其顯示碼與顯示數(shù)據(jù)的關系如下表；C口的PC0~PC3為字段碼控制，控制哪一個數(shù)碼管顯示。顯示數(shù)值顯示碼顯示數(shù)值顯示碼DpgfedcbaDpgfedcba000111111100000110601111101201011011700000111301001111801111111401100110901101111501101101④8259的C口輸入，根據(jù)開關K1~K4的值，設置通行時間從00~90秒，間隔10秒。2、程序流程圖主程序流程如下：中斷處理程序如下：3、程序;十字路口交通控制器DATASEGMENTSETTIMEDB?;用戶設置的通行時間;當前計時時間NOWTIMEDB?TIME1EQU10TIMEOT1DBTIME1;0.5秒定時單元TIME2EQU2TIMEOT2DBTIME2;1秒定時單元FLAGONOFFLEFTTABDB1DB1DB1;閃爍標志;亮滅標志;南北向和東西向標志DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH;0~9的顯示碼DATAENDSSTACKSEGMENTSTACKDW64DUP(?);定義堆棧段STACKENDSCODESEGMENT;代碼段定義ASSUMECS:CODE,DS:DATA;段指定START:MOVAX,DATAMOVDS,AXPUSHDS;當前用戶DS段入棧保存MOVAX,0000HMOVDS,AX;修改DS=0000H,指向入口偏移地址(以0為基準)AX,2000H;修正,實際地址=裝入地址的偏移量+相對于0起始的偏移量中斷矢量表所在段MOVAX,OFFSETIRQ0;取出中斷處理子程序的ADDMOVSI,0020HMOV[SI],AXMOVAX,0000HMOVSI,0022HMOV[SI],AX;IR0中斷矢量號為08H,處于矢量表的20H~23H;將偏移地址裝入矢量表;將段地址(0000H)裝入矢量表;恢復用戶數(shù)據(jù)段DSPOPDSMOVAL,0FCH;D1,D0位復位為0OUT21H,AL;寫入OCW1(IMR);開放8259A的IR1和IR0中斷MOVAL,34H;設定8253通道0的工作方式,00110100BOUT43H,AL;CH0采用先寫低8位,后寫高8位,方式2,二進制計數(shù)MOVAX,59500;計數(shù)初值為59500,輸出20HZ信號，定時0.05秒;寫入CH0OUT40H,ALMOVAL,AHOUT40H,ALSTI;開中斷MOVAL,88H;寫入8255A的方式控制字10001000B,設定工作方式為,B口方式0輸出OUT63H,AL;即A口方式0輸出,C口高4位輸入,C口低4位輸出INAL,62H;循環(huán)讀出C口的四個開關狀態(tài)(PC4~PC7);高四位為00~90秒ANDAL,0F0HMOVSETTIME,ALMOVNOWTIME,AL;讀取用戶設定的通行時間A1:MOVAL,FLAGTESTAL,01HJZA2;不閃爍，則轉(zhuǎn)顯示MOVAL,ONOFFTESTAL,01H;閃爍標志為1，閃爍，則測試是亮，還是滅JNZA2;為1，說明亮，則轉(zhuǎn)A2MOVAL,0FHOUT62H,ALMOVAL,00HOUTJMP61H,ALA3;滅，則關閉顯示A2:MOVAL,NOWTIME;取出當前剩余時間的低位ANDAL,0FHMOVBX,OFFSETTABXLAT;查表轉(zhuǎn)換為顯示碼;PC0~PC3為0101B，允許X2、X4數(shù)碼OUT61H,ALMOVAL,05H管選通OUT62H,ALCALLDALEYMOVAL,NOWTIMEMOVCL,4RORANDAL,CLAL,0FH;取出當前剩余時間的高位MOVBX,OFFSETTABXLATOUT61H,ALMOVAL,0AHOUT62H,AL;PC0~PC3為1010B，允許X1、X3數(shù)碼管選通CALLDALEYA3:MOVAL,LEFTTESTAL,01HJZA5;測試是南北向通行，還是東西向通行MOVAL,FLAGTESTAL,01H;東西向通行;測試是否應讓黃燈亮JZA4;不是東西向的黃燈亮，則轉(zhuǎn)東西向綠燈亮（南北向紅燈亮）;東西向黃燈亮（南北向紅燈亮）MOVAL,ONOFFTESTAL,01HJNZA4;測試亮滅;關指示燈MOVAL,0FFHOUTJMP60H,ALEXITA4:MOVAL,77H;東西向綠燈亮（南北向紅燈亮）OUTJMP60H,ALEXITA5:MOVAL,FLAGTESTAL,01H;南北向通行;測試是否應讓黃燈亮JZA6;不是南北向的黃燈亮，則轉(zhuǎn)南北向綠燈亮（東西向紅燈亮）;南北向黃燈亮（東西向紅燈亮）MOVAL,ONOFFTESTAL,01HJNZA6;測試亮滅;關指示燈MOVAL,0FFHOUTJMP60H,ALEXITA6:MOVAL,0EEH;南北向綠燈亮（東西向紅燈亮）OUT60H,ALA1EXIT:JMP;8259A的IR0中斷處理子程序(8253的CH0每來59500個脈沖后（定時0.05秒）,則執(zhí)行下面的中斷處理程序一次)IRQ0:PUSHAXMOVAL,TIMEOT1DECALJZIRTIME1MOVTIMEOT1,ALJMPIREXIT;不到0.5秒，則退出IRTIME1:MOVTIMEOT1,TIME1;0.5秒定時時間到，重裝初值MOVAL,ONOFFXORAL,01HMOVONOFF,AL;取反亮滅標志MOVAL,TIMEOT2DECJZAL;1秒定時單元減1IRTIME2MOVTIMEOT2,AL;1秒不到，保存，退出JMPIREXITIRTIME2:MOVTIMEOT2,TIME2MOVAL,NOWTIMESUBDASCMPJNZAL,1AL,0IRTIME3MOVAL,SETTIMEMOVNOWTIME,AL;重裝通行時間MOVAL,LEFTXORAL,01HMOVLEFT,ALMOVFLAG,00H;南北向與東西向通行轉(zhuǎn)換;閃爍標志復位（不閃）JMPIREXITIRTIME3:MOVNOWTIME,ALCMPJAEAL,04H;剩余時間小于4秒，則閃爍IRTIME4MOVFLAG,01HJMPIREXITIRTIME4:MOVFLAG,00H;>3秒，則不閃爍IREXIT:MOVAL,20H;常規(guī)EOI中斷結束指令;寫入8259A的OCW2OUTPOPIRET20H,ALAX;中斷返回;延時子程序DALEY:PUSHCXMOVCX,0010HDALEY1:LOOPDALEY1;置內(nèi)循環(huán)次數(shù);共循環(huán)0010H次,以完成延時POPRETCXCODE