微机接口课程设计(共19页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上华夏学院微机原理与接口技术课程设计题 目： 八路竞赛抢答器设计 学院（系）： 信息工程系 年级专业： 自动化1071班 学 号： 学生姓名： 彭 尧 指导教师： 林 波 课程设计任务书学生姓名： 彭 尧 专业班级： 自动化 1071 指导教师： 林 波 工作单位： 题 目:八路竞赛抢答器设计 初始条件：1 运用所学的微机原理和接口技术知识；2 微机原理和接口技术实验室的实验箱设备。要求完成的主要任务:1 八个选手或代表队参加比赛，编号0，1，2，3，4，5，6，7，各用一个抢答按钮，其编号与参赛者的号码一致。此外，一个按钮给主持人用来清零；2 抢答器具有数据锁存功能，

2、并将所锁存的数据用数码管显示出来；3 数码管不显示后动作选手编号，只显示先动作选手编号，并保持到主持人清零为止；4 扩展功能：可增加抢答前倒计时功能；5 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。时间安排：序号阶 段 内 容所需时间（天）1设计思路、原理电路设计12编程,调试33撰写课程设计报告1合 计5指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日基于微机原理抢答器的设计 摘 要 随着电子技术的发展，计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机。本课程设计是基于微机原理与接口

3、技术的简单应用。运用所学的微机原理和接口技术知识完成交通灯系统。通过硬件与软件的结合，用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了竞赛中抢答系统的运用，结合竞赛的实际情况阐述了抢答系统的工作原理，给出了一种简单实用的多路抢答系统的硬件、软件电路设计方案。该系统适用于竞赛中的抢答环节。现假定竞赛中共有八名选手，主持人宣布抢答开始后，进入倒计时，倒计时间为10秒，10秒内若有选手按下抢答按钮，则倒计时结束，屏幕显示最先抢答选手的号码；若10秒内无人抢答，则该轮抢答结束。当主持人按下复位按钮时，屏幕显示清零，等待下一轮抢答。 本课题设计了一种采用8255芯片和汇编语言制作的多功能抢答器，实验箱中的开关

4、区和数码显示区共同完成。主要功能：1.倒计时10秒 2.用LED数码管显示1-8号选手先按下键者的号码。它除了具有基本的抢答功能之外，和数显的功能，当抢答开始后，系统会自动倒计时，并且时间是可以预设的，期间有人抢答的话系统会停止计时，如果期间没人抢答，系统自动锁存直到主持人按下复位键。目录前言 第一章 八路竞赛抢答器的设计要求与设计方案1.1 八路竞赛抢答器方案的选择与比较1.2 八路竞赛抢答器的元件选择 第二章 八路竞赛抢答器的硬件设计2.1 八路竞赛抢答器的硬件框图2.2 显示电路设计2.3 抢答电路设计2.4 开始、复位开关控制电路设计第三章 八路竞赛抢答器的软件设计3.1 主程序流程图

5、3.2 显示模块程序设计3.3 延时模块程序设计3.4 开始模块程序设计3.5 复位模块程序设计第四章 八路竞赛抢答器的安装与调试4.1 硬件调试 4.2 软件调试4.3 调试过程第五章 设计体会与小结5.1 总结设计体会与心得 附录一附录二参考文献专心-专注-专业前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。抢答器能保证比赛中抢答的公正性，在很多场合得到了广泛的应用。在现在科技进步的世界里,无论工厂、学校和电视台所举办的节目都可能会有各种智力竞赛,当遇到抢答环节时,如果要求主持人自己去用肉眼观察那一个选手抢答的速度最

6、快无疑会对比赛结果造成很大的影响,使比赛失去了公平和公正性,这时候我们想到了抢答记分器是必要设备。我中学参加过各种竞赛,我们经常遇到有抢答的环节，由于条件有限多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。为了使这种不为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。要将抢答器系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。因此，研究抢答器及扩大其应用，有着非常现实的意义。

7、第一章 八路竞赛抢答器的设计要求与设计方案1.1 八路竞赛抢答器的方案选择与比较本设计以微机原理及接口技术为基础，以实验箱为工具，完成PC机键盘控制的智能抢答器设计。该智能抢答器包括8088最小应用系统整体设计模块、键盘处理模块（DOS调用）、答题计时与声音报警模块、LED数码管显示模块。选用8086作为微处理器、扩展可编程并行I/O接口8255A芯片、可编程定时计数芯片8253（或不用）、可编程中断控制器8259A（或不用）、LED数码管及键盘和发光二极管等元件，制定方案如下：方案一 选用8255，实验箱键盘显示区1. 8255作为并行I/O接口,A口接8个抢答开关，B口显示区，C口清零键和

8、开始键。2. 利用软件编程进行定时功能方案二 选用8255A，8253，8259，实验箱键盘显示区1. 8253作为定时器使用。2. 8259利用IR0端作为定时到的中断引入端，IR2端作为开始键按下的中断引入端，IR3端作为清零键按下的中断引入端，IR4端作为暂停键按下的中断引入端。3. 8255 作为并行输入输出，A口键盘接显示区，C口接清零键和开始键，B口8个抢答开关4. 键盘显示区由四个LED数码管和10个按键组成。方案选择：方案一采用扫描，没有用到8259，8253程序编制简单，但是cpu耗费了更多的时间在扫描，效率相对来说较低。方案二采用中断，程序结构化更为清晰，且cpu少了循环扫

9、描的时间，效率较高。但是多用了一个8259中断控制芯片，一个8253定时/计时芯片，程序编制上涉及到中断服务子程序的编写，稍显复杂，且硬件相应增多，费用也相应较多。经过小组讨论，先采用更实用、经济的方案一，完成基本和扩展功能。若有时间，再采用方案二完成实验。1.2 八路竞赛抢答器的元件选择1）处理器的选择微型机具有体积小、重量轻、耗电少、价格低廉、可靠性高、结构灵活等特点，所以选择8086系统2）显示电路 显示可通过彩灯和数码管来实现。如果用彩灯作为显示功能，则不是很直观。而数码管具有显示亮度高，使用寿命长，且能直观方便的看到倒计时数字，和选手编号，因此选用数码管显示。 3）芯片选择8255作

10、为并行I/0接口，能满足10个输入按键的输入功能，声音系统的输出，和LED数码管的输出。并且8255的每个接口还有锁存和数据缓冲作用。所以选择8255芯片。第二章八路竞赛抢答器的硬件设计2.1 八路竞赛抢答器的硬件框图8255A八段数码管显示电路按键电路倒计时和抢答电路系统复位等辅助电路8086CPU 图1八路竞赛抢答器硬件框图2.2 显示电路设计8255芯片的PB0至PB7分别与数码管的八个引脚相连。将8255芯片中需要显示的信息通过B口送入数码显示区，由数码管的亮灭显示出来。图2-显示电路2.3 抢答电路设计8255芯片的PA0至PA7分别与8个拨码开关相连，将八位选手的抢答信号（由拨码开

11、关控制）通过A口送入8255芯片。图3-抢答电路2.4 开始和复位电路 8255芯片的PC0口对应开始按键，PC3口对应复位按键。将抢答开始和结束的信号（由开始按键和复位按键控制）通过C口送入8255芯片。 图4-开始和复位电路第三章八路竞赛抢答器的软件设计 软件的设计的重点在延时，显示倒计时和选手编号和按键抢搭、开始和清零的实现。延时采用嵌套循环的方式实现。3.1 主程序流程图8255A初始化开始按键是否按下 N Y倒计时显示启动倒计时时间到否 Y N是否有人抢答 N Y 显示抢答号码停止倒计时显示 复位按键是否按下 N Y 图5-主程序流程图3.2 显示模块程序设计基本显示模块设计的重点是

12、由显示代码取得相应的段码，通过锁存器控制输出给相应的数码管显示。B口输出数据转换为八位段码数码管显示图6-显示模块程序流程图3.3 延时模块程序设计延时模块的关键是计算计算机一秒能执行多少指令，再通过循环控制。在CX中存入外循环次数在BX中存入内循环次数BX减一BX是否自减为零 NCX减一 YCX是否自减为零 N延时完成 Y图7延时模块程序流程图3.4 开始模块程序设计读入C口数据开始按键是否按下 N往下执行程序 Y 图8-开始模块程序设计流程图3.5 复位模块程序设计 复位按键是否按下 N Y将B口输出为0，即讲数码管清零重新开始抢答读入C口数据 图9-清零模块程序设计流程图第四章 八路竞赛

13、抢答器的安装与调试4.1 硬件调试 为了安全，首先进行断电调试，用万用表检测系统是否有短路现象，再检查严原理是否正确。经检测，原理正确也没有短路现象。第一，检查系统八路竞赛抢答器是否正常工作。第二，检查复位电路是否正常工作。第三，检查数码显示是否乱码。4.2 软件调试 将写好的源程序在仿真软件上仿真以后，直接烧录到硬件8255中，观察现象。经过多次调试后达到了设计要求。4.3 调试过程硬件调试的时候，一切正常。软件调试时，发现倒计时时间很短。改进办法，在循环程序中在嵌套一个自减程序。第五章 设计体会与小结这次微机原理课程设计历时两个星期，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很

14、多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。以前在上课的时候，老师经常强调在写一个程序的时候，一定要事先把程序原理方框图化出来，但是我开始总觉得这样做没必要，很浪费时间。但是，这次课程设计完全改变了我以前的那种错误的认识，以前我接触的那些程序都是很短、很基础的，但是在课程设计中碰到的那些需要很多代码才能完成的任务，画程序方框图是很有必要的。因为通过程序方框图，在做设计的过程中，我们每一步要做什么，每一步要完成什么任务都有一个很清楚的思路，而且在程序测试的过程中也有利于查错。其次，以前对于编程工具的使用还处于一知半解的状态上，但是经过一段上机的实

15、践，对于怎么去排错、查错，怎么去看每一步的运行结果，怎么去了解每个寄存器的内容以确保程序的正确性上都有了很大程度的提高。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在指导老师的辛勤指导下，终于游逆而解。在

16、指导老师的身上我学得到很多实用的知识，在此对给过我帮助的所有同学和各位指导老师表示忠心的感谢！附录附录一 系统硬件原理图附录二 程序清单源程序：DATA SEGMENTDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME DS:DATA,CS:CODESTART:MOV AL,B OUT 63H,AL MAIN:IN AL,62H TEST AL,01H JZ MAIN MOV AL,00H OUT 61H,AL B1: MOV AL,77H OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,6FH OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,7FH OUT 61H,AL CALL

17、 A1 MOV AL,07H OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,7DH OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,6DH OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,66H OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,4FH OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,5BH OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,06H OUT 61H,AL CALL A1 MOV AL,3FH OUT 61H,AL CALL AA AA PROC IN AL,62H TEST AL,08H JZ C1 JMP AA C1: MOV AL,00

18、H OUT 61H,AL JMP MAIN RETAA ENDP A1 PROC MOV CX,0100H BB1:MOV BX,00B0HBB2:IN AL,60H CMP AL,B JZ AA1 CMP AL,B JZ AA2 CMP AL,B JZ AA3 CMP AL,B JZ AA4 CMP AL,B JZ AA5 CMP AL,B JZ AA6 CMP AL,B JZ AA7 CMP AL,B JZ AA8 DEC BX JNZ BB2 LOOP BB1 RET A1 ENDPAA1:MOV DX,61H MOV AL,06H OUT DX ,AL JMP AA AA2:MOV D

19、X,61H MOV AL,5BH OUT DX ,AL JMP AAAA3:MOV DX,61H MOV AL,4FH OUT DX ,AL JMP AAAA4:MOV DX,61H MOV AL,66H OUT DX ,AL JMP AAAA5:MOV DX,61H MOV AL,6DH OUT DX ,AL JMP AAAA6:MOV DX,61H MOV AL,7DH OUT DX ,AL JMP AAAA7:MOV DX,61H MOV AL,07H OUT DX ,AL JMP AAAA8:MOV DX,61H MOV AL,7FH OUT DX ,AL JMP AACODE END

20、SEND START 参考文献1 彭虎、周佩玲、傅忠谦，微机原理里与接口技术(第2版) ，电子工业出版社2冯博琴，微型计算机原理及接口技术，清华大学出版社3艾德才，微型计算机原理与接口技术，高等教育出版社4沈美明，IBM-PC汇编语言程序设计，清华大学出版社6 尹建华，微型计算机原理与接口技术，高等教育出版社7 刘乐善，微型计算机接口技术及应用，华中科技大学出版社8 李继灿，新编16/32位微型计算机原理及应用，清华大学出版社9雷丽文，微机原理与接口技术，电子工业出版社10李银华，电子线路技术指导，北京航空航天大学出版社本科生课程设计成绩评定表姓 名性 别专业、班级课程设计题目：课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：设计方案与内容（20分）制作与调试（30分）说明书内容与规范程度（20分）答 辩（20分）学习态度与考勤（10分）总 分（100分）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日