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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉理工高校华夏学院课 程 设 计 报 告 书课程名称： 微机原理与接口课程设计题目：彩灯显示掌握系统设计系 名： 信息工程系专业班级：姓 名：学 号：指导老师 :2022 年 12 月 28 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 课程设计任务书 设计题目 ：循环彩灯掌握系统设计设计目的：1. 巩固和加深课堂所学学问；2. 学习把握运算机掌握系统的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的才能；3. 通过步进电机掌握系统设计与制作,深化明白与把握步进电机的运行原理和掌握方 式
2、； 设计任务： （ 在规定的时间内完成以下任务）1. 画出硬件原理图（接口芯片和外设部分）和试验连线图；2. 用 1 个开关掌握步进电机起停,1 个开关掌握正反转,1 个开关掌握速度的快与慢,（电机正转停反转；反之相同）；3. 送电时和步进电机停止时,彩灯全部点亮；步进电机正转时,彩灯正向循环点亮；步 进电机逆转时,彩灯反向循环点亮；时间支配： 部分时间 ,某些工作可以自己支配重叠进行 6 月 18 日 布置题目,确定任务、查找相关资料6 月 19 日 6 月 21 日功能分析,硬件设计,拟定试验电路,编写程序,调试程 序、运行系统,6月 21 日中午 12:00 前检查系统运行和设计报告6
3、月 22 日 答辩后撰写设计报告；具体要求： 设计报告撰写格式要求按供应的设计报告统一格式撰写,应包括如下内容： 设计任务与要求 总体方案与说明 硬件原理图与说明 试验接线图与说明 软件主要模块流程图 源程序清单与注释 问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告,即在调式过程中遇到的主要问 题、解决方法及改进设想）； 总结与体会 参考文献 附录： 源程序（必需有简洁注释） 使用说明指导老师签名：2022 年 6 月 18日教研室主任（或责任老师）签名： 2022年 6 月 18 日名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - -
4、目 录1 需求分析 错误！未定义书签；1.1 课程设计题目 错误！未定义书签；1.2 课程设计任务及要求 错误！未定义书签；1.3 软硬件运行环境及开发工具 错误！未定义书签；2 概要设计 1 2.1 循环彩灯流程图 .1 2.2 设计原理及方法 .3 3 具体设计 3 3.1 硬件设计与实现 33.1.1LED 数码管与 8255 的连线设计 .3 3.1.2 8255 与中断电路的实现 .4 3.1.3 8255 连接二极管连接实现 5 3.2 软件设计 错误！未定义书签；4 系统调试与操作说明 9 4.1 系统调试 9 4.1.1 硬件调试 .9 4.1.2 软件调试 .9 4.2 操作
5、说明 9 5 课程设计总结与体会 错误！未定义书签；参考文献 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 1 章 需求分析1.1 课程设计题目 ：彩灯显示掌握系统设计1.2 课程设计任务及要求：1、任务：设计一个彩灯显示掌握系统,其功能如下：1）三个开关输入07 8 个十六进制数字,对应8 种不同的彩灯组合状态进行显示；2）彩灯显示方式中必需有左、右移动循环亮,左右对向移动循环亮；3）用 1 位 7 段 LED 数码管以十进制显示当前输入开关显示方式的序号；4）使用软件延时实现彩灯左、右移动循环过程中点亮 1s 的
6、时间间隔；5）如有反常大事发生（用开关模拟中断信号的产生）,就使红灯闪耀 10 秒钟后,返 回 原处连续；* 6）使用硬件延时实现彩灯左、右移动循环过程中点亮 1s 的时间间隔；2、设计任务要完成试验方案论证,进行彩灯显示系统电路硬件设计,画出电路原理图 实 验电路图；搭建试验电路,进行软件编程、调试、运行以及使用说明文档的建立等一整套工作任务；进行循环彩灯成效掌握程序设计（采纳 符合上述功能要求的循环彩灯成效的系统设计；1.3 软硬件运行环境及开发工具1、软硬件运行环境 利用 TDN86/88 试验平台进行硬件连接,利用 的8086 汇编语言）；系统联调,提交一个TDN 集成开发环境进行彩灯
7、显示系统程序设计（采纳 8086 汇编语言）,调试,直到满意设计要求；2、开发工具系试验所使用的试验开发设备是 TDN86/88 型多功能微机试验平台,它的硬件由基本统、外设功能模块和面包板试验区三大部分,按模块化开放式结构设计而成；第 2 章 概要设计2.1 循环彩灯流程图名师归纳总结 循环彩灯的设计思想就是通过读开关状态信息,执行程序；第一检测开关K1,启动程第 4 页,共 15 页序,然后彩灯闪耀亮,检测k2,彩灯左循环亮,检测k3,彩灯右循环亮,检测k3 和 k2,彩灯右递增亮,检测k4 和 k1,彩灯由中间向两边扩散亮最终全亮,检测k2 和 k1,彩灯次循环由中间向两边扩散亮, ；检
8、测开关 K0,退出循环掌握程序；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 开头初始化检测 k1 Y 调用交替闪耀检测 k2 Y 调用左循环检测 k3 Y 调用右循环检测 k2 和 k3 Y 调用规律递增检 测k2 和Y 调用从中扩散k1 检 测k4 和Y 调用从中扩散最终全亮k1 延时检测 k0 终止图 2.1 程序流程图名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2 设计原理及方法在本次试验中主要用到了8255A 可编程并行接口芯片；Intel 8255A是一种通用的可编程并行接口芯片
9、,由于它是可以编程的,可以通过程序来设置芯片的工作方式,通用性强,使用敏捷,可为多种不同的 CPU与外设之间供应并行输入 / 输出的通道；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 之间全部的数据的发送与接收以及 CPU向 8255A 发送的掌握信息和 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 APA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；器；端口 BPB口 ：有一个 8 位数据输入锁存器和一个 8 位数据输入 / 输出 , 锁存 / 缓冲端口
10、 CPC口 ：有一个 8 位数据输入锁存器和一个 8 位数据锁存 / 缓冲器；通常 PA口与 PB口用作输入 / 输出的数据端口 ,PC 口用作掌握和状态信息端口；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口协作使用 ,用作掌握信号 输出 或作为状态信号 输入 ；3A 组和 B 组掌握电路A 组： PA口和 PC口的高四位 PC7PC4；B 组： PB口和 PC口的低四位 PC3PC0；用来治理数据信息 . 掌握字和状态字的传送 , 它接收来自 CPU的地址总线的 A1,A0 和控制总线的信号 RD.WR.RESET等, 并向 8255A 的 A
11、,B 两组发送命令 . 由它掌握把 CPU发出的控制命令字或输出的数据送到相应的端口 到 CPU. , 或把外设的状态信息或输入的数据从相应的端口送第 3 章 具体设计 3.1 硬件设计与实现3.1.1LED 数码管与 8255 的连线设计A 口和 B 口 0 方式, A 口为输入端口,接有4 个开关,B 口为输出端口,接有一个七段发光二极管,编程实现发光二极管显示开关所拨通的数字；A 口地址： 60H B 口地址： 61HC 口地址： 62H 掌握口地址： 63H 图 3.1 LED 数码管与 8255 的连接图名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资料 -
12、 - - - - - - - - 3.1.28255 与中断电路的实现按图 7 所示接线 ,编写程序,使 8255A 端口 A 工作在方式 0 并作为输出口,端口 B 工作于方式 1 并作为输入口,就端口 C 的 PC2 成为选通信号输入端 STBB ,PCO 成为中断请求信号输出端 INTRB ；当 B 口数据就绪后,通过发 STBB 信号来恳求 CPU 读取端口 B 数据并送端口 A 输出显示；IRQ7 中断子程序是实现全部灯闪耀10s 就返回的功能；具体流程就如下开头AX,BX,CX 进栈CX 清零,调用1s 延时子程序时LED 数码管显置 AL=0FFH,BX=0AH 从 C 口输出
13、AL 值,用于把灯灭掉 AL=00H 或全点亮调用 1s延时子程序AL 取反, BX-1 判定BX 是否为否是AX,BX,CX 出中 断 结 束 、 返图 3.2 中断服务程序流程图名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3.3 中断连接电路图3.1.3 8255 连接二极管连接实现A 口和 B 口 0 方式, A 口为输入端口,接有 4 个开关, B 口为输出端口,接有一个七段发光二极管,编程实现发光二极管显示开关所拨通的数字；A 口地址： 60H B 口地址： 61HC 口地址： 62H 掌握口地址： 63H试验
14、连接线路图如图 9；图 3.4 试验线路连接名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 4 章 系统调试与操作说明4.1 系统调试4.1.1 硬件调试最初设计的电路是由 KK1和 KK2来掌握系统的启动和停止,KK1接 PC7,KK2 接 PC0；后来考虑到 KK1和 KK2都要接 2 根线,接线时比较复杂；后来改用 K2来掌握系统的启动K3 来掌握系统的停止；K2 接 C组的 PC6,K3 接 C组的 PC7；花型的变换仍是由 K0 和 K1来掌握； K0接 A组的 PA0,K10 接 A 组的 PA1；B 组的 PB
15、0PB7接发光二级管的 D0 D7；4.1.2 软件调试软件调试是一个困难的过程；从初始化开头调试；开关改接后,PB 输作为输出口,PA 和PC作为输入口；所以初始化改为 MOV AL,98H；由于我对接口地址不是很清晰,所以造成程序在读断口地址时发生错误；A 口地址为 60H,B 口地址为 61H,C 口地址为 62H；经改正后,各子程序可正常运行；开关对应的是和开关相连接的端口地址,所以检测开关时,检测的是对应 A 组 C 组的地址；即检测 K0要用 TEST AL,80H,就的对 PC7的检测；经过以上的调试,编译加载后系统能够正常运行；4.2 操作说明本系统主要由五个开关掌握,分别为
16、K0、K1、K2、 k3 和 K4；k0 为退出系统程序,k3掌握左循环, k2 掌握右循环, k1 掌握闪耀交替亮,k3 和 k2 掌握从左到右规律递增亮 k4和 k1 掌握中间向两边扩散亮,步显示 06 序号；k2 和 k1 掌握等从中间向两边扩散亮最终全亮；数码管会同第 5 章 课程设计总结与体会名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在此次课程设计中遇到了许多困难, 经过老师和同学的帮忙, 都能够得以解决；使我深深的体会到,团队合作精神的重要和珍贵；其次,在此次课程课程设计中,我知道了个人思路和团队方案的重要性；
17、只有思路清晰才能制定好一个完整严密的方案；这样即可以节约时间,也防止了一些不必要的麻烦；先设计好硬件的电路原理图,再进行软件的编译；第一次是不行能胜利的,所以在做软件的编译和调试时肯定要有很好的细心和耐心；在本次课程设计中,我进一步明白了8255A 各引脚的功能, 8255A 和系统总线之间的连接, 8255A 和 CPU之间的数据交换,以及8255A 的内部规律结构；我深化把握了8255A 显示电路的基本功能及编程方法,同时我深化明白了 8255 等芯片的工作方式、作用；参考文献 : 1 周佩玲,彭虎,傅忠谦 .微机原理与技术,电子工出版社 2005. 2 周明德 .微型运算机系统原理及应用
18、 学出版社, 2002. 第四版 习题集与试验指导书,清华大3 吴秀清,周荷琴 . 微机运算机原理与接口技术（其次版）出版社, 2002. .中国科学技术高校4 戴梅萼 .微型运算机技术及应用（第三版）.清华高校出版社, 200名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 附录：源程序：STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP. STACK ENDS DATA SEGMENT DZ DB 0FFH,7FH,3FH,1FH,0FH,07H,03H,01H,00H,0FFH,00H,0FFH JT DB 55H
19、,0AAH TAB DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH BUF DB 01,02,03,04,05,06 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA,SS:STACK START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,89H OUT 63H,AL ；初始化 X: IN AL,62H TEST AL,40H ；检测 k0 JNZ X ；退出程序 IN AL,62H AND AL,0FH ；屏蔽高 4 位 CMP AL,01H ；AL 的状态为 01H JZ LOOP1 ；调用
20、 LOOP1 子程序 CMP AL,02H ；AL 的状态为 02H JZ LOOP2 ；调用 LOOP2 子程序 CMP AL,03H ；AL 的状态为 03H JZ LOOP3 ；调用 LOOP3 子程序 CMP AL,04H ；AL 的状态为 04H JZ LOOP4 ；调用 LOOP4 子程序 CMP AL,05H ；AL 的状态为 05H JZ LOOP5 ；调用 LOOP5 子程序 CMP AL,0 JMP LOOP6 LOOP1: MOV BX,OFFSET TAB MOV SI,OFFSET BUF XLAT OUT 60H,AL MOV CX,0800H MOV CX,08H
21、 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - MOV AL,0FEH ；左移子程序 ZY: OUT 61H,AL CALL DELAY ；调延时程序 ROL AL,1 LOOP ZY JMP X LOOP2: MOV BX,OFFSET TAB MOV SI,OFFSET BUF+1 XLAT OUT 60H,AL MOV CX,0600H MOV CX,08H MOV AL,07FH ；右移子程序 YY: OUT 61H,AL CALL DELAY ；调延时程序 ROR AL,1 LOOP YY JMP X LOOP3:
22、 MOV BX,OFFSET TAB MOV SI,OFFSET BUF+2 XLAT OUT 60H,AL MOV CX,0600H MOV BL,11 LEA SI,DZ DIZ: MOV AL,SI ；向右递增子程序 OUT 61H,AL CALL DELAY ；调延时程序 INC SI DEC BL JNZ DIZ JMP X LOOP4:MOV BX,OFFSET TAB MOV SI,OFFSET BUF+3 XLAT OUT 60H,AL MOV CX,0600H MOV BL,2 LEA SI,JT 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 15 页精选学习资料
23、 - - - - - - - - - JIAOT: MOV AL,SI ；交替亮灯子程序 OUT 61H,AL CALL DELAY ；调延时程序 INC SI DEC BL JNZ JIAOT JMP X LOOP5: MOV BX,OFFSET TAB MOV SI,OFFSET BUF+4 XLAT OUT 60H,AL MOV CX,0600H MOV AL,0E7H OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,0C3H OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,81H OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,00H OUT 61H,AL
24、 CALL DELAY JNZ JIAOT JMP X LOOP6: MOV BX,OFFSET TAB MOV SI,OFFSET BUF+5 XLAT OUT 60H,AL MOV CX,0800H MOV AL,0E7H OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,0DBH OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,0BDH OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,07EH 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - OUT 61H,AL CALL DELAY JMP
25、X EXIT: MOV AX,4C00H INT 21H DELAY: PUSH CX ；延时子程序 PUSH DX LOOP7: MOV DX,0FFF0H LOOP8: DEC DX JNZ LOOP8 POP DX POP CX RET CODE ENDS END START 设计者：日 期： 2022 年 12 月 28日名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 设计过程中质疑（或答辩）记载：1. 显示彩灯模式及序号如何同步协作？答：拉动开关,通过程序调用子程序转变彩灯模式,而序号通过查询接口程序随着彩灯的模式转变而转变；2. 如何拉开关掌握模式显示？答：通过程序 IN AL,62H TEST AL,40H 读取开关信息然后通过程序 IN AL,62H AND AL,0FH CMP AL,01H JZ LOOP1 CMP AL,02H JZ LOOP2 CMP AL,03H JZ LOOP3 CMP AL,04H JZ LOOP4 CMP AL,05H JZ LOOP5 调用子程序掌握彩灯的模式指导老师评语：评分：签名：名师归纳总结 年月日第 15 页,共 15 页- - - - - - -