《微机原理及应用》课程设计报告Word下载.docx
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演示及答辩
2016年1月15日
四、设计成果要求
1．系统硬件设计合理，软件编程达到设计要求。
2．系统硬件结构图和软件流程图绘制清楚规范。
3．设计报告完整规范。
五、考核方式
根据设计任务的完成情况、课程设计报告撰写情况及演示答辩情况采用五级记分制评定成绩。
一、课程设计目的与要求
二、课程设计正文
1.设计题目：
模拟汽车限速
2.设计思想
1）总体设计方案
本设计主要是模拟汽车限速，通过统计开关次数判断汽车处于何种状态并用LED灯及点阵显示出来，并用按键“0”结束系统，按键“1”重启系统。
8253的计数器0、1分别工作在方式0（计数）、3（方波）；
用8259来申请中断；
8255用来输出红绿灯状态；
用1片74138和4片74574模拟实验箱上16*16点阵的内部电路设计，用来显示字符；
用几个逻辑门电路和74373/74245芯片模拟实验箱上6位7段数码管的内部电路，并其进行位选。
2）系统主要功能
手动开关模拟行车速度，每按动开关一次产生一次中断，统计按的次数，每10秒采集一次统计结果。
并用数码管不断做精确的10秒倒计时，若按开关次数在6次以内（包括6次），亮绿灯、16*16点阵显示“安全”；
若超过6次（不包括6次），亮黄灯报警、16*16点阵显示“超速”；
若超过8次（不包括8次），亮红灯表示拦截、扬声器报警而且16*16点阵显示“违规”。
3.系统工作原理介绍
1.硬件接口电路设计
（1）74HC138总译码电路如下图，A15需维持1才能保证74HC138正常工作，则
、
分别对应地址8000H-8FFFH、9000H-9FFFH、0A000H-0AFFFH、0B000H-0BFFFH、0C000H-0CFFFH。
（2）16*16点阵的片选地址为0C000H，则
接入其
.
注：
数据总线低8位AD[0..7]即偶存储体传输数据，即8086的A0需维持0，导致8086的A2、A1接入74HC138的B、A，则16*16点阵的列低八位（CLCK）、列高八位（CHCK）、行低八位（RLCK）、行高八位（RHCK）地址分别为0C000H、0C002H、0C004H、0C006H。
（3）6位7段数码管的片选地址为0B000H，则
接入
。
数据总线低8位AD[0..7]即偶存储体传输数据，即8086的A0需维持0，导致8086的A3、A2、A1分别接入三个与非门，则数码管位选/键盘列输出（OUTBIT）、数码管段选（OUTSEG）地址分别为0B004H、0B008H。
（4）8253A的片选地址为0A000H，则
[计数器0、1分别工作在方式0（计数）、3（方波）]
A.CLK0、CLK1接入125kHz的时钟源；
B.OUT0持续输出低电平直至2ms后变高电平，OUT1输出的2500Hz方波接出蜂鸣器；
C.GATE0接入电源保证计数器0能持续计数，GATE1接入Q3即8255的PA3口。
数据总线低8位AD[0..7]即偶存储体传输数据，即8086的A0需维持0，导致8086的A2、A1接入8253A的A1、A0，则8253A的计数器0、计数器1、控制器地址分别为A000H、A002H、A006H。
（5）8255A的片选地址为8000H，则
A.PA口输出数据：
PA3、PA2、PA1、PA0分别接出8253的GATE1（控制计数器1是否工作，即决定蜂鸣器是否发声）、红色LED、黄色LED、绿色LED（控制LED的亮灭）；
B.PB口读入数据：
PB0接入8253的OUT0（通过读入OUT0状态，判断是否已到2ms）。
数据总线低8位AD[0..7]即偶存储体传输数据，即8086的A0需维持0，导致8086的A2、A1接入8255A的A1、A0，则8255A的PA口、PB口、控制器地址分别为8000H、8002H、8006H。
（6）Proteus的8086模型取的中断号是最后一次IO操作时总线上的数据,而非8259设置的中断号。
担心这个缺陷给后续仿真带来影响，故Proteus中暂时不使用8259A，直接向8086的NMI端接入中断请求信号（由开关提供），上升沿触发中断。
但在实验室中需由8259A提供中断申请，电路也需做出修改。
8259A的片选地址为9000H，则
[IR2端输入中断请求信号（由开关提供）上升沿触发。
]
5.系统调试结果
1.上一个10s之内不按开关，结果为：
绿灯亮，16*16点阵滚动显示“安全”。
2.上一个10s之内按7次开关，结果为：
黄灯亮，16*16点阵滚动显示“超速”。
3.上一个10s之内按12次开关，结果为：
红灯亮，蜂鸣器发出响声，16*16点阵滚动显示“违规”。
三、课程设计总结
1）问题分析与总结
在实验室搭建硬件电路要注意与Proteus上的区别，有些是在proteus上可以连接的，但在实验箱上是没有的。
比如NMI中断，又比如在Proteus上5253芯片有3个计数器，但在实验箱上只有2个计数器。
在实验箱上16*16点阵是可以显示完整的汉字的，但在Proteus上第8列单步运行时是可以被点亮，但全速运行时不能被点亮，这个问题目前还没有被解决。
也是在Proteus仿真中，点阵显示个别汉字时仍看得到闪烁，证明动态显示做得不够好，尝试过几种方法，比如：
扫描换为列扫描；
考虑可能是未消隐带来影响，扫描下一行前，关掉所有行；
原意为2ms扫描一行（对应频率为31.25Hz），实际上还需执行其他指令，会延长扫描时间即降低频率，可能会到达人眼可分辨的区间内，故试图1ms扫描一行，但1s计数次数CX增加至512左右时程序会跑飞，且暂时原因不明，目前尚未能解决这个问题。
2）实验心得
本次试验从最开始的尝试到最后全部完成，历经很长时间，做了很多努力，让我们都非常欣慰，在做实验的过程中，不断尝试，优化，大大提高了我们对专业知识的掌握，设计的过程虽然有点辛苦，但都很开心，我认为这点很重要。
希望每次的实验都可以从兴趣而发，以乐趣结束，不再为书本而苦恼。
相信我们也会越做越好。
另外感谢老师的耐心指导和周围同学们的无私帮助，给了我们很大的帮助。
四、参考文献
[1]马平，姚万业，微机原理及应用，北京：
中国电力出版社，2002.12
附录（设计流程图、程序等）
设计流程图：
源程序及注释：
;
Proteus：
加入数码管,2ms列扫描点阵,使用NMI中断
A8255EQU8000H;
8255的PA口地址
B8255EQU8002H;
8255的PB口地址
K8255EQU8006H;
8255控制器地址
O8259EQU9000H;
8259偶地址
J8259EQU9002H;
8259奇地址
J8253_0EQU0A000H;
8253计数器0地址
J8253_1EQU0A002H;
8253计数器1地址
K8253EQU0A006H;
8253控制器地址
KEYINEQU0B002H;
键盘行读入
OUTBITEQU0B004H;
数码管位选/键盘列输出地址
OUTSEGEQU0B008H;
数码管段选地址
COLLOWEQU0C000H;
点阵列低八位地址
COLHIGHEQU0C002H;
点阵列高八位地址
ROWLOWEQU0C004H;
点阵行低八位地址
ROWHIGHEQU0C006H;
点阵行高八位地址
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
CLI;
关中断
8253A初始化（CLK0=CLK1=125000Hz）
MOVDX,K8253
MOVAL,30H;
00110000B
OUTDX,AL;
计数器0:
工作方式0（计数）+二进制
MOVAL,76H;
01110110B
计数器1:
工作方式3（方波）+二进制
MOVDX,J8253_0
MOVAL,0FAH;
计数器0预置值250=0FAH
计数器0持续低电平直至2ms后变高电平
MOVAL,00H
OUTDX,AL
MOVDX,J8253_1
MOVAL,32H;
计数器1预置值50=32H
计数器1输出2500Hz方波
OUTDX,AL
8255初始化
MOVDX,K8255
MOVAL,82H;
10000010B=82H
A口方式0输出,B口方式0输入
非规范装入NMI中断向量
MOVAX,0
MOVDS,AX;
中断向量表段基址0000H
MOVBX,02H*4;
BX为NMI即2号中断向量指针
MOVAX,OFFSETINTP
MOV[BX],AX
INCBX
MOVAX,SEGINTP;
中断子程序INTP入口地址
MOV[BX],AX;
放入NMI中断向量表2号
主程序
MOVDX,A8255
MOVAL,00H;
LED全灭+计时器2停止工作
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
STI;
开中断
L8:
MOVBH,5;
速度标志初始化为5
等待定时时间到
L0:
MOVDI,0;
中断统计次数初始化为0
MOVBL,10;
10s计数次数初始化为10
L1:
MOVCX,0;
1s计数次数初始化为0
L2:
MOVDX,B8255
INAL,DX;
读OUT0即PB0口状态
ANDAL,01H;
屏蔽PB口高7位
CMPAL,1;
OUT0输出高电平则2ms到
JNZL2
2ms到则重新启动计数器0
MOVDX,K8253
01110000B
MOVAL,00H
考虑7段数码管显示
CMPBL,9
JLEL6;
BL<
=9转到L6
CALLSMG1;
BL=10调用SMG1
考虑16*16点阵显示
L6:
CMPBH,5
JEL3;
BH=5转到L3
CALLDIAN;
BH!
=5调用DIAN
L3:
INCCX
CMPCX,500
JNZL2;
CX=500则1s到
MOVDX,OUTBIT
MOVAL,0DFH;
11011111B
低电平扫描第1列
MOVDX,KEYIN
读第1列的行键
NOTAL
ANDAL,0FH;
屏蔽无用的高4行
CMPAL,1
JNEL7
CALLSTOP;
AL=1（即按下键'
0'
）调用STOP
JMPL8
L7:
CALLSMG2;
调用SMG2
DECBL
JNZL1;
BL=0则10s到
[空,空,空,空,声,红,黄,绿]（高电平:
点灯+计时器1输出方波）
CMPDI,8
JGL5
CMPDI,6
JGL4
MOVAL,01H;
00000001B
DI<
=6即未超速,点绿灯
MOVBH,0
JMPL0
L4:
MOVAL,02H;
00000010B
6<
=8即超速,点黄灯
MOVBH,1
L5:
MOVAL,0CH;
00001100B
DI>
8即严重超速,点红灯+启动扬声器
MOVBH,2
按下键'
停止系统子程序
STOPPROCNEAR
关闭LED和扬声器
关闭6位数码管
MOVDX,OUTSEG
关闭点阵所有列
MOVAL,0FFH
MOVDX,COLLOW
MOVDX,COLHIGH
查询按键'
1'
是否按下（即重启系统）
T0:
CMPAL,2
JNET0
RET;
AL=2（即按下键'
）返回
STOPENDP
数码管动态显示'
10'
子程序
SMG1PROCNEAR
PUSHCX
MOVAX,CX;
AX=CX
MOVCL,2;
CL=2
DIVCL;
AX%CL=CX%2=AH
CMPAH,0
JNZS1
S0:
00000001B选WEI0
MOVAL,3FH;
显示'
JMPS3
S1:
00000010B选WEI1
MOVAL,06H;
S3:
POPCX
RET
SMG1ENDP
数码管静态显示'
9'
~'
SMG2PROCNEAR
PUSHBX
DECBL;
BX=BL
MOVSI,BX;
SI=BX=BL
LEABX,SMGDM
MOVAL,[BX+SI];
显示
POPBX
SMG2ENDP
点阵动态显示汉字子程序
DIANPROCNEAR
选出要扫描的列（每隔4ms扫描下列）
MOVAX,CX
MOVCL,16
AX%CL=CX%16=AH
MOVCL,AH;
CL存放右移次数
选出本列要输出的行数据
SHLAH,1
MOVAL,AH;
AL=AH*2
MOVAH,0
MOVSI,AX;
SI存放行数据的相对位置
向要扫描的列放入低电平
MOVAX,7FFFH;
0111111111111111B
RORAX,CL
MOVAL,AH
选择要输出哪组字:
'
安全'
'
超速'
违规'
SHLBH,1
SHLBH,1;
BH=BH*4
MOVCL,BH;
CL存放组相对TABLE的位置
选择本组要输出的字（第1、第2个字隔1s输出）
MOVAX,BX
MOVBL,2
DIVBL;
BL%2=AH
SHLAH,1;
AH存放字相对组的位置
ADDCL,AH
MOVCH,0;
CX存放字相对TABLE的位置
PUSHSI
MOVSI,CX
LEABX,TABLE
MOVCX,[BX+SI]
MOVBX,CX;
BX存放字相对DATA的位置
POPSI
高电平选择输出的行
MOVDX,ROWHIGH
MOVAL,[BX+SI]
MOVDX,ROWLOW
MOVAL,[BX+SI+1]
DIANENDP
中断服务子程序
INTPPROCNEAR
INCDI
IRET
INTPENDP
CODEENDS;
"
CODE"
逻辑段结束
DATASEGMENT;
DATA"
逻辑段开始
共阴极数码管段码表
SMGDMDB3FH,06H,5BH,4FH;
[0-7]
DB66H,6DH,7DH,07H
DB7FH,6FH,77H,7CH;
[8-F]
DB39H,5EH,79H,71H
字模低电平列扫描,高电平点亮行（先输出高8位,后输出低8位）
安"
Z1_0DB01H,00H,09H,01H,31H,01H,21H,21H
DB21H,62H,21H,92H,0AFH,14H,61H,08H
DB21H,08H,21H,34H,21H,0C4H,21H,02H
DB29H,01H,31H,00H,01H,00H,00H,00H
全"
Z1_1DB01H,00H,01H,02H,02H,02H,04H,22H
DB0AH,22H,12H,22H,22H,22H,0C3H,0FEH
DB22H,22H,12H,22H,0AH,22H,04H,22H
DB02H,02H,01H,02H,01H,00H,00H,00H
超"
Z2_0DB02H,01H,12H,06H,12H,0F8H,12H,04H
DB0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,42H,02H
DB45H,0F2H,79H,12H,41H,12H,45H,12H
DB43H,12H,7DH,0F2H,00H,02H,00H,00H
速"
Z2_1DB02H,00H,02H,02H,42H,04H,33H,0F8H
DB00H,04H,20H,12H,2FH,22H,29H,42H
DB29H,82H,0FFH,0FAH,29H,82H,29H,42H
DB2FH,22H,20H,12H,00H,02H,00H,00H
违"
Z3_0DB02H,02H,42H,04H,33H,0F8H,00H,04H
DB20H,82H,24H,82H,24H,82H,24H,82H
DB0FFH,0FEH,24H,82H,24H,82H,24H,92H
DB24H,8AH,20H,0F2H,00H,02H,00H,00H
规"
Z3_1DB01H,02H,11H,04H,11H,18H,0FFH,0E0H
DB11H,10H,11H,0DH,01H,02H,7FH,0C4H
DB40H,18H,40H,60H,4FH,80H,40H,7EH
DB40H,01H,7FH,0C1H,00H,07H,00H,00H
字模表（1个字占2字节,1组字占4字节）
TABLEDWZ1_0,Z1_1,Z2_0,Z2_1,Z3_0,Z3_1
DATAENDS;
ENDSTART;
源程序结束
在实验室中，代码须作出以下修改：
地址修改
B8255EQU8001H;
K8255EQU8003H;
J8259EQU9001H;
J8253_1EQU0A001H;
K8253EQU0A003H;
KEYINEQU0B001H;
键盘行输入地址
OUTBITEQU0B002H;
OUTSEGEQU0B004H;
COLHIGHEQU0C001H;
ROWLOWEQU0C002H;
ROWHIGHEQU0C003H;
添加8259A初始化
MOVDX,O8259;
8259A偶地址9000H
MOVAL,13H;
ICW1=00010011B=13H,
上升沿触发+单片+8086必设ICW4
MOVDX,J8259;
8259A奇地址9002H
MOVAL,80H;
ICW2=10000000B=80H,
中断类型号为80H—87H
MOVAL,01H;
ICW4=00000001B=01H,
全嵌套+非缓冲+普通中断结束
非规范装入中断向量
中断向量
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