声光警报器的设计与实现.doc

声光控警报器毕业论文设计电子工程系学学年年论论文文题题目目声光控报警器声光控报警器姓姓名名所在学院所在学院指指导导教教师师日日期期2011年月日声光控警报器毕业论文设计电子工程系目目录录前前言言1设计设计任任务务要求及方案要求及方案论证选择论证选择2进进度安排度安排3第三章声光第三章声光报报警器的警器的设计设计4系系统统描述描述43.1.2课课程程设计设计的目的的目的5第四章第四章问题问题域描述域描述54.1课课程程设计设计内容内容9第五章第五章设计设计要求要求125.1设计设计思路思路12第六章使用平台第六章使用平台说说明明15硬件平台硬件平台19软软件平台件平台22第七章第七章设计设计中所用器件的中所用器件的详细说详细说明明227.18255的工作原理的工作原理238253的工作原理的工作原理238259的工作原理的工作原理23第八章第八章.详细详细的的设计过设计过程程248.1基于基于查询查询的的设计设计25第九章基于中断的第九章基于中断的设计设计269.1硬件硬件连线图连线图如下如下第十章第十章调试结调试结果果810.1程序运行程序运行结结果果2第十一章第十一章.程序程序调试过调试过程中遇到的程中遇到的问题问题30第十三章第十三章.计计心得心得谢词谢词3参献参献33声光控警报器毕业论文设计电子工程系声光警报器的设计与实现题目：一声光报警器的设计摘要近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展，人们的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强。造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警器大多数采用国外的先进技术，其功能也非常先进。类型也十分的多种多样，有红外线报警器、有害气体控制报警器、多路触摸报警器、其中也包括声光报警器，也即是本文将介绍的产品。同时声光报警器作为报警控制系统中一个重要部件，越来越多的被用户关注。一目的：一目的：熟悉可编程并行接口芯片8255的使用，学习开关、扬声器、LED等IO设备的控制方法，并进一步掌握简单的微机接口应用系统的设计。二二.内容：内容：设计一个声光报警器的硬件电路和控制程序。一旦按下SW3按钮开关，发光二级管按规律闪烁，同时扬声器发出声音；当按下SW2按钮开关，发光二级管停止闪烁，声音停止。硬件设备包括一台微机、一个MIFID微机实验箱、插线若干。控制程序采用Intel8088宏汇编语言编写。三要求：三要求：1针对设计内容，提出两种设计方案，要求分别采用查询方式和中断方式接受SW3的开关信号。（采用中断方式时，使用IRQ10接受中断信号。）2针对每种设计方案进行硬件设计和软件设计：画出每种设计方案的硬件连接图；并按照硬件连接设计相应的控制程序。3在MIFID微机实验箱上调试，并通过验收。4撰写课程设计报告，报告中应该包括以下内容：设计中使用的关键技术和方法，声光控警报器毕业论文设计电子工程系设计方案说明（包括硬件设计和软件设计），调试及评估，遇到的问题及思考以及改进的设想。四进度安排：四进度安排：序号内容所用时间1整体方案设计1天2接口电路连线编写程序2天3软硬件调试1天4撰写课程设计报告1天合计5天第三章声光报警器的设计第三章声光报警器的设计：3.1.1系统描述：3.1.2课程设计的目的熟悉可编程并行接口芯片8255的使用，学习开关、扬声器、LED等IO设备的控制方法，并进一步掌握简单的微机接口应用系统的设计。第四章问题域描述：4.1课程设计内容：设计一个声光报警器的硬件电路和控制程序。一旦按下SW3按钮开关，发光二级管按规律闪烁，同时扬声器发出声音；当按下SW2按钮开关，发光二级管停止闪烁，声音停止。硬件设备包括一台微机、一个MIFID微机实验箱、插线若干。控制程序采用Intel8088宏汇编语言编写。第五章设计要求：针对设计内容，提出两种设计方案，要求分别采用查询方式和中断方式接受SW3的开关信号。（采用中断方式时，使用IRQ10接受中断信号。）针对每种设计方案进行硬件设计和软件设计：画出每种设计方案的硬件连接图；并按声光控警报器毕业论文设计电子工程系照硬件连接设计相应的控制程序。在MIFID微机实验箱上调试，并通过验收。撰写课程设计报告。5.1设计思路：基于查询方式的设计声-光报警器模块板电路原理如下图所示。模块板上包括4种简单的IO外设：扬声器、8个LED彩灯、8位DIP开关及按钮开关SW3。它们都是并行接口的对象，虽然功能单一，结构简单，但都必须通过接口电路才能进入微机系统，接受CPU的控制，发挥相应的作用。基于中断方式的设计引用1.19318MHz时钟信号输入给Intel8253通道2，通道2的输出信号OUT2接扬声器的音调。从Intel8255的A口向发光二极管输出相关信号，控制其闪烁。OE#端接地。置8255的C口的高四位输出，由PC6控制扬声器的门控信号，同时控制GATE2。编写程序，针对上述要求，对实验箱中Intel8253（通道0端口地址为304h，A1A0作为片内寻址）、Intel8255(A口地址为300h，A1A0作为片内寻址)及PC机中的2片Intel8259(主片偶地址为20h，从片偶地址为a0h)进行配置，主程序通过对8253和8255的初始化、控制中断以及对各子程序的调用控制实现对发光二极管和扬声器的开关控制。26芯并行口插座50芯扩展总线声光控警报器毕业论文设计电子工程系第六章使用平台说明：6.1硬件平台：本次课程设计的硬件设计连接在MFID微机实验平台上进行，所编写的汇编语言程序在与之相连的PC机上的汇编语言环境下进行编译连接运行。其总体布局如下图：本次实验主要用到了其中的8255，8253以及LED灯，SW3，SW2键，IRQ10接口。：MASMforWindows集成实验环境6.0。6.3主要芯片的地址范围：本平台系统提供的IO地址范围是300H30FH，目前已使用的IO地址有：（1）8255A：300H303H（2）8253A：304H307H第七章设计中所用器件的详细说明：声光控警报器毕业论文设计电子工程系7.18255的工作原理：8255共有两个控制字，即工作方式控制字和相对C口进行置位或复位的控制字。8255工作原理图如下：它包含数据端口A，B，C。每一个端口都是8位，都可以选择作为输入或输出，但功能上有着不同的特点：端口A：一个8位数据输出锁存和缓冲器；一个8位数据输入锁存器。端口B：一个8为数据输入输出、锁存缓冲器；一个8位数据输入缓冲器；端口C：一个8为数据输出锁存缓冲器；一个8位数据输入缓冲器（输入没有锁存）；通常端口A或B作为输入输出的数据端口，而端口C作为控制或状态信息的端口，它在“方式”字的控制下，可以分成两个四位的端口。每个端口包含一个四位锁存器。它们分别与端口A和B配合使用，可用作为控制信号输出，或作为状态信号输入。8255有三种基本的工作方式：方式0:基本输入输出；声光控警报器毕业论文设计电子工程系方式1：选通输入输出；方式2：双向传送；8255的控制字格式如下：控制字端口地址：303h端口A的地址：300h端口B的地址：301h端口C的地址：302h7.28253的工作原理：对CLK信号进行减1计数。首先，CPU将控制字写入控制寄存器，将计数初始值写入初值寄存器。计数从初值开始，在GATE控制下，每当CLK信号出现一次，计数值减1。当计数值减到0，从OUT端输出规定的信号。CLK信号出现时，计数器是否减1，由门控信号GATE控制。功能如下：8253具有三个独立的16位计数器（0#2#通道）；每个通道有6种工作方式；可以进行二进制或十进制计数，计数方式为减1计数。最高计数频率2.6MHZ内部结构图如下：声光控警报器毕业论文设计电子工程系包括三个计数器，以及一个控制字寄存器。三个计数器相互独立。每个计数器可以独立的选择05共6种工作方式。本次课程设计用到了计数器1设置为工作方式0，以及计数器2选择工作方式3。其控制字格式如下：计数器0地址：304h计数器1地址：305h计数器2地址：306h控制字地址：307h声光控警报器毕业论文设计电子工程系7.38259的工作原理：中断就是指CPU响应中断请求，暂停现行的主程序，转去执行中断服务子程序，完成中断事件处理后，返回断点继续执行主程序的过程。8259内部结构如下：8259A的具体中断请求，响应过程分步详述如下：8259A的一条或几条IRI信号线高电平有效表示请求中断，使IRR的DI位置位；8259A对这些请求进入进行分析，如果中断允许则向CPU发出INT信号；CPU在允许可屏蔽中断状态时对INTR作出响应，产生中断响应周期；8259A收到第一个INTA有效信号后，使最高优先权的ISR位置位，对应的IRR位复位；8259A在第二个INTA有效时，把中断向量号送上数据总线，供CPU读取；利用向量号转至中断服务程序，直到执行IRET指令返回。与此同时，若8259A工作在自动结束方式在最后一个INTA时，发生中断的ISR相应位复位，8259A认为中断已完成。如果8259A工作在非自动中断结束方式，就等待CPU发中断结束命令，该命令使ISR复位。第八章.详细的设计过程8.1基于查询的设计硬件连线图如下图所示：声光控警报器毕业论文设计电子工程系排线接法如右图：连接线程序流程图FF区区PA0PA7PC6PC2PC1M区区Q区区SW3L1L8OE#74LS373控制（音调）T区区GNDDJ5J626芯并行口插座26芯并行口插座SW2声光控警报器毕业论文设计电子工程系根据此流程图写的程序如下：datasegmentparapublicdatamessagedbpressSW3tostart!0ah0dh系统提示dbifyouwanttoquitpleaseswitchSW2!0ah0dh$8255初始化熄灭LED关闭SPKSW3按下LED发光CallledflashSPK发声（高）CalloutspkLED全灭SPK发声（低）Calloutspk熄灭LEDSW2按下？关闭SPKYNYN开始结束声光控警报器毕业论文设计电子工程系tdw0初始化延时变量为0numdw0初始化数字变量为0data7db01h03h07h0Fh1Fh3Fh7Fh0FFh显示灯首先只亮一个，然后逐渐增加到8个dataendscodesegmentparapubliccodeassumecs:codeds:datass:stack1slprocfarstart:movaxstack1movssaxmovaxdatamovdsaxmovah09h显示系统提示movdxsegmessagemovdsdxmovdxoffsetmessageint21hmovdx303h初始化8255moval10000011boutdxalmovdx300hLED全灭moval0ffhoutdxalmovdx303h关闭SPKpc6控制喇叭moval00001100boutdxal声光控警报器毕业论文设计电子工程系wait1:movdx302h查SW3按下？pc2接收SW3的信号由于检测inaldx(PC2=0？)andal04hjnzwait1未按下，等待begin:callledflash已按下，调用LED发光子程movbx2000movt0ffffh控制声音时长highson:calloutspk调用喇叭发声子程（高频）decbxjnzhighsonmovdx300hLED全灭moval0ffhoutdxalmovbx2000movt0afh控制声音时长lowson:calloutspk调用喇叭发声子程（低频）decbxjnzlowsoncalldelay2movdx302hinaldxandal02hSW2接pc1检测通过pc1的值检测SW2是否按下jzquit有SW2按下，退出jmpbeginSW2未键按下，继续声光控警报器毕业论文设计电子工程系quit:movdx300hLED全灭，A口接LED显示灯moval0ffhoutdxalmovdx303h关闭SPKmoval0chpc6控制喇叭开关outdxalmovah4chint21h返回DOSslendpdelay1proc延时子程1pushbxmovbxtdl1:decbxjnzdl1popbxretdelay1endpdelay2proc延时子程2pushcxpushbxmovcx04ffhdl4:movbx0ffffhdl3:decbxjnzdl3deccx声光控警报器毕业论文设计电子工程系jnzdl4popbxpopcxretdelay2endpoutspkproc喇叭发声子程movdx303h从PC6输出方波moval00001101b置PC6=1打开8253outdxalmovdx303hmoval00001100b置PC6=0关闭8253outdxalcalldelay1retoutspkendpledflashprocLED发光子程序movsioffsetdata7LED的点亮代码addsinumnext:movalsimovdx300h从8255的A口输出LED点亮代码outdxalcalldelay2incsiincnumcmpnum08hjnenextmovnum00hret声光控警报器毕业论文设计电子工程系ledflashendpcodeendsendstart第九章基于中断的设计9.1硬件连线图如下：程序流程图如下：FF区区PA0PA7PC6PC2PC3PC4M区区Q区区SW3L1L8OE#74LS373控制（音调）T区区GNDDSW2IRQ10开始声光控警报器毕业论文设计电子工程系保存原来的中断向量关中断8255、8253初始化设置新的中断向量开中断程序结束中断服务子程序IRQ10=1？按下SW2？声光控警报器毕业论文设计电子工程系按照此程序流程图所写的代码如下：DATASSEGMENTmessagedbpressSW3tostart!0ah0dh系统提示dbifyouwanttoquitpleasepressSW2!0ah0dh$tdw0初始化延时变量为0numdw0初始化数字变量为0data7db81h42h24h18h81h42h24h18hDATASENDSSTACKSSEGMENTdw200dup()STACKSENDSCODESSEGMENTASSUMECS:CODESDS:DATASSS:STACKSSTART:MOVAXSTACKSMOVSSAXMOVAXDATASMOVDSAXMOVAH09H显示系统提示MOVDXsegmessageMOVDSDXMOVDXoffsetmessageint21Hmoval0b6h8253初始化movdx307h声光控警报器毕业论文设计电子工程系outdxal写入初值movax0533Hmovdx306houtdxalmovalahoutdxalMOVDX303H初始化8255MOVAL83HOUTDXALMOVDX300HLED全灭MOVAL00HOUTDXALMOVDX303H关闭SPKMOVAL0CHOUTDXALMOVAL72H获取原中断向量MOVAH35INT21HPUSHES保存原中断向量PUSHBXPUSHDSCLI关中断MOVAXSEGVOICELIGHTPUSHDSMOVDSAXMOVDXOFFSETVOICELIGHTMOVAL72H设置新的中断向量声光控警报器毕业论文设计电子工程系MOVAH25HINT21HPOPDSSTI开中断INAL0A1H打开IRQ10ANDAL0FBHOUT0A1HALINAL21H打开IRQ2ANDAL0FBHOUT21HALL1:movdx302h查SW2按下？inaldx(PC3=0？)andal08h按下，PC3=0退出JZEXITNEXT0:PUSHCXMOVCX0FFHLOOP1:LOOPLOOP1POPCXINALDXANDAL04HJNZL1L2:movdx302h查SW2按下？inaldx(PC3=0？)andal08h按下，PC3=0退出声光控警报器毕业论文设计电子工程系JZEXITMOVDX303H按下SW3，则PC41申请中断MOVAL09HOUTDXALPUSHCXMOVCX100WT:LOOPWTPOPCXMOVDX303H置PC4=0MOVAL08HOUTDXALJMPL2EXIT:movax4c00hint21hVOICELIGHTPROCNEARPUSHDSPUSHAXPUSHCXPUSHDXbegin:CALLledflash已按下，调用LED发光子程MOVBX200MOVt0ffffhHISON:CALLoutspk调用喇叭发声子程（高频）DECBXJNZhisonMOVDX300HLED全灭MOVAL00hOUTDXAL声光控警报器毕业论文设计电子工程系MOVBX200MOVt0afhLOSON:CALLoutspk调用喇叭发声子程（低频）DECBXJNZlosonCALLdelay2MOVDX302H查SW2按下？INALDX(PC3=0？)ANDAL08H按下，PC3=0退出JZquitJNZbegin无任意键按下，继续quit:MOVDX300HLED全灭MOVAL00HOUTDXALMOVDX303H关闭SPKMOVAL0CHOUTDXALmovax2572h恢复原中断向量POPDXPOPDSINT21HPOPDSINAL0A1H屏蔽IRQ10ORAL04HOUT0A1HALINAL21H屏蔽IRQ2ORAL04HOUT21HAL声光控警报器毕业论文设计电子工程系MOVAH4CHINT21H返回DOSVOICELIGHTENDPdelay1proc延时子程1PUSHBXMOVBXTDL1:DECBXJNZDL1POPBXRETdelay1endpdelay2proc延时子程2PUSHCXPUSHBXMOVCX04FFHDL4:MOVBX0FFFFHDL3:DECBXJNZDL3DECCXJNZDL4POPBXPOPCXRETdelay2endpoutspkPROCMOVDX303H从PC6输出方波MOVAL0DH置PC6=1打开8253OUTDXAL声光控警报器毕业论文设计电子工程系CALLDELAY1MOVDX303HMOVAL0CH置PC6=0关闭8253OUTDXALCALLDELAY1REToutspkENDPledflashprocLED发光子程序MOVSIOFFSETDATA7LED的点亮代码ADDSINUMMOVALSIMOVDX300H从8255的A口输出LED点亮代码OUTDXALINCNUMCMPNUM08HJNENEXTMOVNUM00Hnext:retledflashendpCODESENDSENDSTART声光控警报器毕业论文设计电子工程系第十章调试结果10.1程序运行结果首先调试运行基于查询方式的声光报警器的调试。执行程序，按下SW3键，发出报警声，以及LED灯按规律闪烁。从一边开始，第一次有一个登闪烁，每闪烁一次，增加一个灯闪烁，待八个灯一起闪烁后，重复该过程，一直到按下SW2程序结束运行为止。然后调试运行基于中断方式的声光报警器，运行结果同上。第十一章.程序调试过程中遇到的问题刚开始的时候，运用PA口来查询SW3是否按下，遇到了没有按下SW3而就进行发出