大学生微型计算机原理课程设计.docx
《大学生微型计算机原理课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学生微型计算机原理课程设计.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
大学生微型计算机原理课程设计
课程设计任务书
专业
自动化
班级
二班
姓名
设计起止日期
2013.12.16~2013.12.20
设计题目：
多路流水灯控制程序的设计
设计任务（主要技术参数）：
按要求设计出模拟多路流水灯控制系统。
通过8086系统总线单元和输入输出并行接口8255单元、74LS373以及LED点阵进行连接，并应用所设计的程序使连接好的线路工作正常。
指导教师评语：
成绩：
签字：
年月日
课程设计说明书NO.1
1引言
随着科学技术的不断发展，在高精尖科技的面前微型计算机的应用是无处不在的，所以要学好微机原理及其应用。
对于本次课程设计，按要求通过汇编语言设计出模拟热水器控制系统。
根据提供的8086系统总线单元、输入输出并行接口8255单元、74LS373以及LED显示进行连接，并应用所设计的程序使连接好的线路工作正常。
本次课程设计的题目为“多路流水灯控制程序的设计”，并行通信就是把一个字符的各位同时用几根线进行传输。
传输速度快，信息率高。
电缆要多，随着传输距离的增加，电缆的开销会成为突出的问题，所以，并行通信用在传输速率要求较高，而传输距离较短的场合。
应用程序设计的具体内容如下：
1.使点阵左侧从上向下亮的同时，右侧从下向上亮；
2.上下循环一次后，有两边向中间亮；
3.都循环一次后，再次从上下循环，开始下一次循环。
2设计方案论证
2.1设计原理
本次课程设计的内容为点阵闪烁系统设计与实现。
根据需要，需选择的芯片有74LS373变换芯片，8255可编程并行接口。
1）设计题目分析
编写程序，使用8255的A口和B口均为输出，实现点阵闪动显示效果
2）功能扩展
将点整设计成上下左右逐行逐列闪动
3）总体方案设计分析
要求用8255的A口和B口做为输出，接两片点阵，从而实现点阵显示效果，基本的界限可如下图1所示
沈阳大学
课程设计说明书NO.2
3）总体方案设计分析
要求用8255的A口和B口做为输出，接两片LED点阵，从而实现点阵显示效果，基本的界限可如下图1所示。
2.2设计环境及设备
PC机一台、windowsXP系统、实验箱，导线若干。
8255并口：
用做接口芯片，与数码管相连。
74LS373：
用于锁存数据。
LED点阵
2.3模拟点阵工作原理
1）上下左右移动
（1）现象
点阵左侧从上向下亮的同时，右侧从下向上亮；上下循环一次后，有两边向中间亮.都循环一次后，再次从上下循环，开始下一次循环。
沈阳大学
课程设计说明书NO.3
（2）原理
点阵是根据发光二极管的显示原理，首先点亮左侧上边一排和右边最下一排的二极管，然后进位置一，通过带进位的循环上下移动令编写程序以实现模拟流水灯的上下移动；循环一次后，左右循环一次。
2）上下左右移动
（1）现象
首先点亮左侧上边一排和右边最下一排的二极管，然后进位置一，通过带进位的循环上下移动；循环一次后，左右循环一次。
（2）原理
点阵是根据发光二极管的显示原理，首先点亮上下然后进位置一，通过带进位的循环右移指令编写程序以实现模拟点阵上下左右移动
图1设计系统框图
3系统硬件设计
3.18086简介
Intel8086是16位的微处理器（其内部总线为16位，外部总线为8位，故称为准16位微处理器），它采用HMOS工艺40条引脚封装。
8086工作时使用5V电源，时钟频率5MHz（8086-1为10MHz，8086-2为8MHz）它有20根地址线，故可寻址的内存空间为1MB【2】。
沈阳大学
课程设计说明书NO.4
（1）8086的主要特性
Intel8086/8088CPU是Intel公司推出的高性能的微处理器，具体如下主要特性：
（a）8086CPU数据总线为16位，8088CUP数据总线为8位。
（b）地址总线都是20位，低16位用于数据总线复用，可直接寻址为1MB的存储空间。
（c）有16位的端口地址，可以寻址64KB的I/O端口。
（d）有99条基本指令，指令功能强大。
（e）有9种基本寻址方式。
（f）可以处理内部和外部中断，外部中断源多达256个。
（g）兼容性好，8086、8085在源程序一级兼容。
（h）8086/8088标准主频为5MHz，8086/8088-2主频为8MH【3】。
（i）支持单处理器或多处理器系统工作。
（2）8086CPU寄存器结构
8086CPU中有14个16位的寄存器,其中有4个16位的通用寄存器,2个16位指针寄存器,2个16位变址寄存器,1个16位指令指针及1个16位标志寄存器【8】。
通用寄存器包括累加器AX，基址寄存器BX，计数寄存器CX，数据寄存器DX四个寄存器，位于CPU的EU中，每个数据寄存器可存放16位操作数，也可拆成两个8位寄存器，用来存放8位操作数。
指针和变址寄存器包括：
堆栈指针SP、基址指针BP、源变址寄存器SI、和目的变址寄存器DI四个16位寄存器，可以来存放数据和地址。
段寄存器包括：
代码段寄存器CS，数据段寄存器DS，附加段寄存器ES，堆栈段寄存器SS【4】。
3.28255简介
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，并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。
CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位、32位等。
用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：
方式0--基本输入/出方式、方式
沈阳大学
课程设计说明书NO.5
1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。
8255的内部结构及引脚图如图2所示。
图28255内部结构及引脚图
具体的各引脚功能如下【3】:
D0～D7为双向数据信号线，用来传送数据和控制字。
RD为读信号线，与其它信号线一起实现对8255接口的读操作通常接系统总线的IOR信号。
WR为写信号线，与其它信号一起实现对8255的写操作，通常接系统总线的IOW。
CS为片选信号线，当它为低电平（有效）时，才能选中该8255芯片，也才能对8255进行操作。
A0，A1为口地址选择信号线。
8255内部有3个口；A口，B口，C口，还有一个控
沈阳大学
课程设计说明书NO.6
制寄存器，它们可由程序寻址.A0，A1上的不同编码可分别寻址上述3个口和一个控制寄存器,具体规定如表1所示。
表18255的寻址方式
A1
A0
选择
0
0
A口
0
1
B口
1
0
C口
1
1
控制寄存器
通常A0，A1分别接系统总线A0和A1，它们与CS一起来决定8255的接口地址。
RESET为复位输入信号。
此端上的高电平可使8255复位。
复位后，8255的A口，B口，C口均被定为输入状态。
PA0~PA7为A口的8条输入输出信号线。
PB0~PB7为B口的8条输入输出信号线。
PC0~PC7，8条线根据其工作方式可作为数据的输入或输出线，也可以用作控制信号的输出或状态信号的输入线【7】。
8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图3所示。
图3置位/复位控制字格式
8255的寻址：
8255占外设编址的4个地址，即A口，B口，C口和控制寄存器各占一个
沈阳大学
课程设计说明书NO.7
外设接口地址。
对同一个地址分别可以进行读写操作。
例如，读A口可将A口的数据读出；写A口可将CPU的数据写入A口并输出。
如表2为方式0下系统的输入输出组合，其中分为A,B组，A组分为A口和C口，B组分为B口和C口。
A组
B组
A口（PA0---PA7）
C口（PC4---PC7）
B口（PB0---PB7）
C口（PC0---PC3）
入
入
入
入
入
入
入
出
入
入
出
入
入
入
出
出
入
出
入
入
入
出
入
出
入
出
出
入
入
出
出
出
出
入
入
入
出
入
入
出
出
入
出
入
出
入
出
出
出
出
入
入
出
出
入
出
出
出
出
入
出
出
出
出
表2方式0下，8255的16种输入输出组合
3.374LS373主要功能
74ls373是常用的地址锁存器芯片，它实质是一个是带三态缓冲输出的8D触发器，在单片机系统中为了扩展外部存储器，通常需要一块74ls373芯片
沈阳大学
课程设计说明书NO.8
图4内部结构和引脚
3.4LED介绍
制造LED的材料不同，可以产生具有不同能量的光子，借此可以控制LED所发出光的波长，也就是光谱或颜色。
历史上第一个LED所使用的材料是砷（As）化镓（Ga）,其正向PN结压降（VF，可以理解为点亮或工作电压）为1.424V，发出的光线为红外光谱。
另一种常用的LED材料为磷（P）化镓（Ga），其正向PN结压降为2.261V，发出的光线为绿光。
同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等，橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。
三个原色中绿色最为重要，因为绿色占据了白色中69％的亮度，且处于色彩横向排列表的中心。
因此在权衡颜色的纯度和价格两者之间的关系时，绿色是着重考虑的对象。
图5点阵
沈阳大学
课程设计说明书NO.9
4模拟流水灯软件设计
4.1主程序设计
首先对8255进行初始化，然后开始读取阻值变化模拟温度，然后进行A/D转换，8086系统总线进行总控制，8255读取数据然后通过点阵显示进行温度读取，然后比较，再进一步判断。
主程序流程图如图7所示。
图6主程序流程图
沈阳大学
课程设计说明书NO.10
4.2编程程序实现
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAL,01H
MOVBX,00FAH
MOVAH,0AH
JMPOBA0
OBA0:
MOVDX,00H
OUTDX,AL
JMPOBA1
OBA1:
MOVDX,02H
OUTDX,AL
MOVCX,9FFFH
LOOP$
ROLAL,1
DECBX
CMPBX,00F2H
JZOBA4
JMPOBA0
CHU:
MOVAL,00FEH
JMPOBA2
OBA2:
沈阳大学
课程设计说明书NO.11
MOVDX,00H
OUTDX,AL
JMPOBA3
OBA3:
MOVDX,02H
OUTDX,AL
MOVCX,9FFFH
LOOP$
DECAH
CMPAH,02H
JZSTART
RORAL,1
JMPOBA2
OBA4:
MOVDX,00H
MOVAL,00FFH
OUTDX,AL
MOVCX,9FF0H
LOOP$
MOVCX,9FF0H
LOOP$
MOVDX,02H
OUTDX,AL
沈阳大学
课程设计说明书NO.12
MOVCX,9F20H
LOOP$
MOVCX,9F20H
LOOP$
MOVDX,00H
MOVAL,0000H
OUTDX,AL
;;
;;
MOVDX,02H
MOVAL,0000H
OUTDX,AL
MOVCX,9F20H
LOOP$
MOVCX,9F20H
LOOP$
;;;第二次
MOVDX,00H
MOVAL,00FFH
OUTDX,AL
MOVCX,9FF0H
LOOP$
MOVCX,9FF0H
LOOP$
MOVDX,02H
沈阳大学
课程设计说明书NO.13
OUTDX,AL
MOVCX,9F20H
LOOP$
MOVCX,9F20H
LOOP$
MOVDX,00H
MOVAL,0000H
OUTDX,AL
;;
;;
MOVDX,02H
MOVAL,0000H
OUTDX,AL
MOVCX,9F20H
LOOP$
MOVCX,9F20H
LOOP$
;;
JMPOBA5
OBA5:
沈阳大学
课程设计说明书NO.14
MOVDX,00H
MOVAL,00FFH
OUTDX,AL
MOVDX,02H
OUTDX,AL
MOVCX,9FF0H
LOOP$
MOVCX,9FF0H
LOOP$
MOVDX,00H
MOVAL,0000H
OUTDX,AL
MOVDX,02H
OUTDX,AL
;第二次
MOVDX,00H
MOVAL,00FFH
OUTDX,AL
MOVDX,02H
OUTDX,AL
MOVCX,9FF0H
LOOP$
沈阳大学
课程设计说明书NO.15
MOVCX,9FF0H
LOOP$
MOVDX,00H
MOVAL,0000H
OUTDX,AL
MOVDX,02H
OUTDX,AL
JMPCHU
CODEENDS
ENDSTART
5仿真图
图7仿真效果图
沈阳大学
课程设计说明书NO.16
图8仿真效果图
6结果分析
本系统在硬件设计的基础上，在软件编程上选择查询方式，再进行相关的软件设计和开发，所设计系统测试结果满足设计要求。
在本系统设计中，用8255作为并行接口，通过外部程序扩展电路来实现大容量的软件程序的输入承载量，通过数据采集通道来实现对点真的控制，化的情况下来实现对数。
在CPU中把数据进行进一步处理后一方面送去显示，并是点阵闪动；本设计一方面结合实际应用经验，力求做到较为系统和全面的介绍系统设计与实施技术；另一方面尽可能反应出点阵的显示功能，以及其先进性和实用性。
7设计体会
通过近两个星期对本课设项目的制作，我充分锻炼了做自己的数电构建能力和操作能力，同时也清楚地看到了自己的知识薄弱的方面，各个知识点没有联会贯穿，有些芯片的掌握不够准确。
为了理解各个芯片以及自己项目的功能我又特意重新看了遍教
沈阳大学
课程设计说明书NO.15
材，并且在网上搜寻了许多参考资料，这些都帮助我加深了对数电的理解。
在做此项目的过程中，我有充分体会到了实际操作以及与同学沟通的重要性。
如果没有同学的指点和交流，可能自己会在一些地方打转弯，浪费掉很多时间。
同学间的协作以及在各自方案上的互通有无对自己思路的发散，自己项目的借鉴都起到了极大地作用。
通过这次课程设计，可以很好的把各个章节的模块融合到一起，对以后的学习，设计很有帮助。
最后，感谢指导老师及各位同学在方案设计时提供的各种帮助。
8.参考文献
[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:
清华大学出版社,2010.3:
299-319
[2]范立南,张乐.微型计算机原理及应用[M].北京:
清华大学出版社,2012.1:
12-54
[3]杨立,邓振杰,荆淑霞.微型计算机原理与接口技术[M].北京:
中国铁道出版社,2009.3:
45-89
[8]王永山,杨宏五,杨婵娟.微型计算机原理与应用[M].西安:
西安电子科技大学出版社,2009.3:
172-253
[9]赵全利.微型计算机原理及接口技术[M].北京:
机械工业出版社,2009:
61-132
[10]杨记文.汇编语言程序设计教程[M]清华大学出版社，1012，4：
51-70
沈阳大学
升级会员 