微机原理课程设计报告彩灯控制器

江塚大爭JIANGSU UNIVERSITY微机原理课程设计专业班级：计算机1301姓 名：学 号：指导老师：2016 年 1 月 15 日彩灯控制器一、实验要求、设计目的及功能实现实验要求：现在有8盏彩灯，4个开关作为输入，控制4种闪烁方式。当没有开关闭合时，4种花型依次轮流闪烁，每种花型闪烁时间持续2分钟，每盏灯点亮的时间为1秒。只有某一个开关闭合时，对应的花型连续不断的闪烁。设计实现该功能的电路，并编写完整的代码。设计目的：（1）巩固和加深微机原理所学知识；（2）学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力。所实现的功能：本课程设计所设计的彩灯控制器的主要功能有：向外发散显示、向中递推显示、 0-7依次显示、奇数灯显示，偶数灯显示等功能。输出采用 8个二极管显示，每 个灯亮1秒。二、实验原理在这次课程设计中主要用到了 8255A可编程并行接口芯片可用程序来设置芯 片的工作方式，通用性强，使用灵活，可为 CPU与外设之间提供并行输入/输出 的通道。8254给1S的信号送到8259,再送到8255A控制灯亮的时间。三、硬件原理图计数器译码器LEDLEDLEDLEDD LiM-EDjD?o 1 2 3 3 6 ;.l L-boAp4C一雨371S25I JI8255工作原理及内部结构1.8255A内部结构8255A的内部结构如图2所示，它由4部分组成：(1) 数据总线缓冲器它是一个双向三态8位缓冲器,用作与系统总线连接是的缓冲部件.CPU与8255A之间所有的数据的发送与接收以及 CPU向8255A发送的控制信息和8255A 向CPU回送的状态信息都是通过它传送的(2) 三个8位端口 PA PB PC端口 A(PA 口)：有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输入锁存/缓冲器;端口 B(PB 口)：有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输入/输出,锁存/ 缓冲存储器器;端口 C（PC口）：有一个8位数据输入缓冲存储器器和一个8位数据输出锁存/ 缓冲器。通常PA口与PB 口用作输入/输出的数据端口 ,PC 口用作控制和状态信息端 口。PC口可以分为两个四位的端口 ，每个端口包含一个四位锁存器，可分别同PA 口和PB 口配合使用，用作控制信号（输出）或作为状态信号（输入）。A组和B组控制电路A组：PA口和PC口的高四位（PC7PC）;B组：PB口和PC口的低四位（PQPC）。这两组控制电路一方面接收 CPU发来的控制字并决定8255A的工作方式；另 一方面接收来自读写控制逻辑电路的读写命令，完成接口的读写操作。（4）读/写控制逻辑用来管理数据信息。控制字和状态字的传送，它接收来自CPU的地址总线的 A1,A0和控制总线的信号等，并向8255A的A,B两组发送命令.由它 控制把CPU发出的控制命令字或输出的数据送到相应的端口 ，或把外设的状态信 息或输入的数据从相应的端口送到 CPU2.8255A引脚功能8255A芯片除电源和地引脚以外，其他引脚可分为两组，弓I脚如图3所示：（1）8255A与外设连接引脚8255A芯片与外设连接的有24条双向、三态数据引脚，分成三组，分别对应 于 A，B,C 三个数据端口： PA7-PA0,PB7-PB0,PC7-PC0.PA3PA2PA1PA0 /RD /CSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC0PC11 402 393 384 375 366 357 348 339 3210 3111 3012 2913 2814 2715 26PA4PA5PA6PA7/WRRETD0D1D2D3D4D5D6D7VCC图3引脚图（2 ） 8255A 与CPI连接引脚D7与CPU则连接的八条双向数据线；WR（低电平有效）一一写输入信号；RD （低电平有效）读输入信号；CS （低电平有效）片选输入信号；A0、A1片内寄存器选择输入信号；PA7PA0 A 口外设双向数据线；PB7PB0B 口外设双向数据线；PC7PC C 口外设双向数据线；RESE复位输入信号表18255A的控制信号和传送操作的对应关系/CS/RD/WRA1 A0执行的操作0010 0读端口 A0010 1读端口 B0011 0读端口 C0011 1非法状态0100 0写端口 A0100 1写端口 B0101 0写端口 C0101 1写控制字端口1XXXX未选通8255A的工作方式控制字8255A有两个控制字：方式选择控制字和端口 C置位/复位控制字。这两个 控制字公用一个地址，即控制端口地址，用控制字的 D7位来区分这两个控制字, D7=1为方式选择控制字；D7=Q为端口置位/复位控制字。1.方式选择控制字如图4所示:D7D6D5D4D3D2D1下 C 口 pc3-pc00输入 1输PB0输1输出上。口 pc7-pc40输入1输岀PA0输入1输岀A组工作方式0方式001方式01图48255A方式选择控制字2方式102.端口 C置位/复位控制字端口 C置位/复位控制字的格式如下图所示：D3-D1三位的编码与端口 C的 某一位相对应，D（决定置位或复位操作，最高位为0是端口 C置位或复位控制字 标志。如图5所示0 x x x|D3D2 D1 D0D3D2D1位选择000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7图5 8255A端口 C置3.8255A的工作方式8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它 具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源引脚图供电，能在以下三种工作方式 下工作：方式0基本输入/输出方式方式0下，每一个端口都作为基本输入或输出口，端口C的高4位和低4位以及端口 A、端口 B都可独立的设置为输入口或输出口。4个端口的输入或输出可有16种组合。8255A工作于方式0时，CPU可采用无条件读写方式与 8255A交换数据，也可 采用查询方式与8255A交换数据。采用查询方式时，可利用端口 C作为与外设的联络信号。方式1选通输入/输出方式：适用于查询和中断方式。方式2双向选通输入/输出方式：方式2为双向传输方式， 可使8255A与外设进行双向通信，既能发送数据，又能接受数据, 式和中断方式进行传输。8086的引脚信号如图6所示：GND140VCCAD14239AD15AD13338A1BS3AD12437A1/S4AD11536A18S5AD10635A19/S6AD9734/BHE/S7AD8893332MN/MXAD7/RDAD61031HOLDAD51130HLDAAD412132928/WRAD3M/IOAD21427DT/RAD11526/DENAD0NMI16172524ALE/INTR图68086引脚图8086具有两种不同工作方式，即最小模式和最大模式。若把 至电源+5V,则为最小模式。若把它接地，则处在最大模式。8255A的方式2可采用查询方MN/MX引脚连四、软件设计1.主程序流程图开始初始化调用暂停检测k5中断2.开关设计五、调试过程1. 硬件调试设计的电路是由k5来控制灯的暂停和开始，k1-k5接PBO-PB4花型变换由 k1,k2,k3,k4 控制。2. 软件调试输入程序，经编译，连接后下载到实验箱运行。六、心得体会通过彩灯控制器的汇编实现，对硬件特别是 8253A,8255并行口的原理和实现 都有了很深的了解。更加深了对汇编语言的使用在算法实现上要有一定的思路要 更能体现设计的目的。同时上机调试也是十分重要的，在调试的过程中能够不断的 发现在编写算法时应该注意的一些细节和算法语句的非法使用，在调试过程中通过 对算法的不断测试、更正、扩充功能、修饰细节，使算法程序不断的得到完善。通过这次的课程设计使我认识到要将微机原理这门计算机专业的课学好不仅 仅是要把书上的基本知识学好而且还要不断进行实践，将所学的跟实践操作结合起 来才能更好地巩固所学，才能提高自己实践能力通过这次的设计使我认识到只停 留在表面理解问题是很难使问题得到很好的解决的，实践能力与理论知识同样重 要。可以说此课程设计的理论难度并不大，但是若要深入发掘其中的东西，并且实 际去编程实现，就遇到了相当大的难度。因为与之涉及的很多方面并没有学过，需 要自己去自学和实践检验。七、实验源程序（附注释）.486pstackp equ 1400hCODE SEGMENT USE16ASSUME DS:CODE,ES:CODE,CS:CODEORG）3000HBEG: JMPSTARTIFSWITCH DB 0SHANSHUOCOUNT DB 0SWITCHCOUNT DB 1ORDERNO DB 0Sha nShuoLimit DB 120DENG1 DB 0,18H,24H,42H,81HDENG2 DB 0,81H,42H,24H,18H,24H,42HDENG3 DB 0,00H,80H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH,0FEH,0FFHDENG4 DB0,01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H,40H,20H,10H,08H,04H,02HDENGCo unt DB 4PORT1 EQ1203H ;APORT2 EQ1207H ;BPORT3 EQ120BH ;CPORT4 EQ120FH ;CTRLPORT8254A EQU 300HPORT8254B EQU 304HPORT8254C EQU 308HPORT8254D EQU 30CHPORTJI EQU 3A8H ;8259A 奇地址PORTOU EQU 3A0H ;8259A 偶地址START:CLI ; 关中断movax,CODEmovds,axMOV AX,0MOV ES,AXmovss,axmovsp,stackpMOV AL,10000010BMOV DX,PORT4 ;8255初始化A端口输入，B端口输出OUT DX,ALMOV BX,40H*4MOV AX,OFFSET INTPROCMOV ES:BX,AX;设置中断向量MOV AX,SEG INTPROCMOV ES:BX+2,AXMOV AL,00010011BMOV DX,PORTOU ;ICW1OUT DX,ALMOV AL,01000000BMOV DX,PORTJI ;ICW2OUT DX,ALMOV AL,00000001B ;ICW4OUT DX,ALMOV AL,11111110B中断屏蔽字，OCW1OUT DX,ALMOV AL,36H ;计数器初始化MOV DX,PORT8254DOUT DX,ALMOV AX,470MOV DX,PORT8254AOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALMOV AL,76HMOV DX,PORT8254DOUT DX,ALMOV AX,100MOV DX,PORT8254BOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALSTIWAIT:JMP WAITINTPROC PROCPUSH DXPUSH AXPUSH BXSTIMOV DX,PORT2 ;读开关状态 IN AL,DXTEST AL,80HJNZ EXIT2AND AL,1FHCMP AL,01HJE ONECMP AL,02HJE TWOCMP AL,04HJETHREECMP AL,08HJE FOURCMP IFSWITCH,0 ;IFSWTICH=1表示当前正在交替闪烁，JNE NEXT0 ;IFSWTICH=0 表示刚从某种样式单独闪烁的状态切换到交 替闪烁的状态MOV IFSWITCH,1MOV SWITCHCOUNT,1先从第一种样式开始闪烁MOV SHANSHUOCOUNT当前样式闪烁次数初始化MOV ORDERNO,0NEXT0:CMP SWITCHCOUNT,01HJE ONECMP SWITCHCOUNT,02HJE TWO;切到相应的样式CMP SWITCHCOUNT,03HJE THREECMP SWITCHCOUNT,04HJE FOURONE:MOV DL,01HMOV DH,4LEA BXQENG1 CALL CasePro JMP EXIT1TWO:MOV DL,02HMOV DH,6LEA BXQENG2 CALL CaseProJMP EXIT1THREE:MOV DL,04HMOV DH,9LEA BXQENG3 CALL CasePro JMP EXIT1FOUR:MOV DL,08HMOV DH,14LEA BX,DENG4 CALL CasePro JMP EXIT1EXIT1:MOV DX,PORT1OUT DX,AL ;从端口 A送出数据，让小灯们亮EXIT2:CLIMOV DX,PORTOUMOV AL,20H ; 发送 EOI 命令OUT DX,ALPOP BXPOP AXPOP DXIRETINTPROC ENDPCasePro PROCCMP AL,DL ;再次确认是多样式交替闪还是单样式，AL=1说明是单样式JE NEXT11INC SHANSHUOCOUNT ;闪烁次数 +1MOV AH, Sha nShuoLimitCMP SHANSHUOCOUNT,AH ;Sha nShuoLimit 12是 交替闪烁的情况下每种 样式最多闪烁次数JNE NEXT12;不足 120 次MOV SHANSHUOCOUNT,0INC SWITCHCOUNT ;当前样式已经闪了 120次，准备切到下一样式;DENGCo unt是样式的数量转样式1MOV AH, DENGCo unt CMP SWITCHCOUNT,AH JBE NEXT12MOV SWITCHCOUNT,1JMP NEXT12NEXT11:MOV IFSWITCH,0NEXT12:INC ORDERNOCMP ORDERNOQHJNG NEXT13MOV ORDERNO,1NEXT13:;LEA BXQENG1MOV AL,ORDERNOXLATNOT AL ; 对al每一位取反，因为二极管是0点亮RETCasePro ENDPCODE ENDSENDbegWelcome !欢迎您的下载,资料仅供参考!