基于微机原理彩灯控制器的设计.docx

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基于微机原理彩灯控制器的设计

课程设计任务书

学生姓名：

专业班级：

自动化1071

指导教师：

工作单位：

题目:

彩灯控制器设计

初始条件：

1．运用所学的微机原理知识；

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:

a）要求至少以三种方式控制LED灯的显示，序号依次为：

0，1，2，3，4，5，6，7（自然数列）；1，3，5，7（奇数列）；0，2，4，6（偶数列）。

然后又依次显示同上数列，不断循环；

b）扩展功能：

允许增加新自定义的LED灯的显示模式。

c）打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化；

d）每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。

e）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

1

2

编程,调试

3

3

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

基于微机原理彩灯控制器的设计

摘要

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。

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、自动控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机，而随者人们生活水平的提高，彩灯控制器等优点受到人们的欢迎，在很多场合得到了广泛的应用。

当前，许多户外商业广告、公益广告、节日彩灯等大多采用循环灯控制形式。

它们通过巧妙构思与创作，可以做到广告、彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环境的作用，营造文明亮丽氛围。

本课程设计是基于微机原理与接口技术的简单应用。

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现代彩灯控制与管理问题的现状，结合彩灯的实际情况阐述了彩灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的彩灯控制系统的硬件、软件电路设计方案。

前言……………………………………………………………

第一章彩灯控制器的设计要求与设计方案………………

1.1设计方案的论证与确定

1.2彩灯控制器的设计要求

第二章彩灯控制器的硬件与软件设计……………………

2.1彩灯控制器的硬件系统框图

2.2软件主程序分析及其流程图

第三章彩灯控制器的安装与调试…………………………

4.1硬件调试断电调试

4.2通电调试软件调试

4.3调试过程

第四章设计体会与小结……………………………………

附录…………………………………………………………

前言

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。

LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。

但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。

这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。

此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。

因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

彩灯控制电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。

绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，而本人则试图利用课本中微机原理与接口技术，通过硬件与软件的结合，即计算机软件与8255A实验芯片的硬件完成八路彩灯控制器设计，并用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了现代彩灯控制与管理问题的现状，结合彩灯的实际情况阐述了彩灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的彩灯控制系统的硬件与软件电路相结合的操作方法。

第一章彩灯控制器的设计要求与设计方案

1.1设计方案的论证与确定

通过比较，本课程设计用8255A芯片来构成电路，工作于方式为0状态有效，实现8255A芯片的B口为输入，A口为输出，采用软硬件结合的方式来实现控制彩灯，即

1）发生电路采用8255A芯片来构成发生电路

2）显示电路采用LED发光二极管来实现显示电

1.2彩灯控制器的设计要求

1）求至少以三种方式控制LED灯的显示，序号依次为：

0，1，2，3，4，5，6，7（自然数列）；1，3，5，7（奇数列）；0，2，4，6（偶数列）。

然后又依次显示同上数列，不断循环；

2）扩展功能：

允许增加新自定义的LED灯的显示模式。

3）打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化；

4）每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。

5）严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。

第二章彩灯控制器的硬件与软件设计

2.1彩灯控制器的硬件设计及系统框图

此硬件系统可由三部分组成：

计算机控制，8255A控制与LED彩灯显示：

2.2软件主程序分析及其流程图

当输入程序无误时点击’START’，程序开始运行，先进行初始化，然后执行程序段A0、A1、A2即控制彩灯按顺序闪亮，然后执行A3、A4时风分别循环A3、A4一次，在经过一个跳转指令循环执行A0-A4。

当执行终断指令时彩灯则停止循环。

第三章彩灯控制器的安装与调试

3.1系统硬件检测与调试

1）检查试验箱电路元件是否有损坏（有就把损坏的元件给替换）。

在载入正确程序后，若计算机提示接口不成功，则关掉试验箱电源后再打开，若发现8个发光二级管有的有亮有的没有亮那么把所坏的发光二级管进行换取，才能保证试验现象的正确性。

2）连接试验箱接线，以8255A的B端口为输出显示，连接LED彩灯显示器，接完成硬件的连接。

3.2系统软件检测与调试

1）打开应用软件，先检查端口是否连接成功，若没有，检查试验箱的电源是否打开，或者重开一下试验箱和软件。

2）通上电检验8255A是否工作正常，LED8个发光二极管是否能亮

经过测试，一切正常。

将写好的源程序复制在仿真软件上，进行调试下载，检验无误后，直接点击‘START’仿真，观察实验现象。

3）参考实验现象是否与编写的程序段结果是否一致，即：

先执行0到7的灯亮后按11111100，11110011，11001111，00111111闪烁，在循环11110000，00001111程序段等，若与程序一致则表明试验成功。

第四章设计体会与小结

通过短暂一星期的对彩灯控制系统的课程设计，才发现自己对《微机原理与接口技术》书上的很多知识点都还没掌握好，也可以说是根本没怎么认真的去掌握。

不过经过这次课程实际，使我对这门课有了更好的了解，平时没怎么看的知识点也在这次设计中大概的复习了下，把课本所学到理论知识和实践联系到了一起，也就使我更加的了解实际运用的能力。

当然这次的设计也出现了很多的问题和困难，它也在无形中教会了我在碰到困难时要独立去思考，精良不要去依赖老师和同学的帮助。

在这过程中，也使我对一年后的论文答辩有了更为深刻的了解。

附录

1、系统源程序

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

START:

PUSHDS

MOVAX,0000H

MOVDS,AX

MOVAX,OFFSETIRQ7

MOVSI,003CH

MOV[SI],AX

MOVAX,CS

MOVSI,003EH

MOV[SI],AX

POPDS

INAL,21H

ANDAL,7FH

OUT21H,AL

MOVDX,63H

MOVAL,90H

OUTDX,AL

MOVAL,11111111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,00000000B

OUT61H,AL

CALLDELAY

A0:

MOVAL,11111110B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11111101B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11111011B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11110111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11101111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11011111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,10111111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,01111111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

A1:

MOVAL,11111100B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11110011B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11001111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,00111111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

A2:

MOVAL,11111000B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11000111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,00011111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVCX,0005H

A3:

MOVAL,11110000B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,00001111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

LOOPA3

MOVCX,0005H

A4:

MOVAL,00000000B

OUT61H,AL

CALLDELAY

MOVAL,11111111B

OUT61H,AL

CALLDELAY

LOOPA4

JMPA0

DELAYPROCNEAR

PUSHCX

MOVCX,0AAAAH

A5:

LOOPA5

POPCX

RET

DELAYENDP

DELAY1PROCNEAR

PUSHAX

PUSHCX

MOVCX,0010H

A6:

CALLDELAY

LOOPA6

POPCX

POPAX

RET

DELAY1ENDP

IRQ7:

INAL,60H

OUT61H,AL

CALLDELAY1

MOVAL,20H

OUT20H,AL

CLI

IRET

CODEENDS

ENDSTART

2、参考文献

1.《微机原理里与接口技术》（第2版）彭虎、周佩玲、傅忠谦、编著电子工业出版社

2.《汇编语言程序设计简明教程》杨文显主编电子工业出版社

3.《微机原理试验指导书》武汉理工大学华夏学院

4.IBM-PC汇编语言程序设计》沈美明清华大学出版社

5.《微型计算机技术与应用》戴梅蕚清华大学出版社