评分系统的开发(评分器).doc

微 机 接 口 课 程 设 计 报 告 设 计 题 目 评分系统的开发 学生专业班级 学生姓名（学号） 设计小组其他同学 指 导 教 师 完 成 时 间 实 习（设计）地点 2010 年 5 月 28 日 一、课程设计目的和任务本课程设计是学生在学习了微机原理及接口技术等相关理论课程之后非常重要的专业实践环节。通过课程设计，学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。希望学生综合运用微机原理、数字电路及微机接口技术的知识，获得一定的系统开发能力。课程设计题目描述和设计要求：评分系统的开发：用8086接口芯片设计一个可供四位评委使用的评分系统，接受四个评委的打分，输出的是平均分。二、分析与设计2.1 设计任务分析： 题目要求是用8086接口芯片设计一个四评委使用的评分系统，接受四个评委的打分，输出的是平均得分。 由题目要求分析如下：(1)题目要求四个评委给出自己的打分，可知设计的第一步就是主持人给出一个开始打分的指令，告则任何打分都足无效的；(2)评委们接到打分指令后即可输入分数；(3)接收所有评委的打分到指定缓冲区后，开始对数据进行处理，求出平均分；(4)将(3)步求出的平均分显示出来。 综合题目要求分析提出以下四个问题：(1)如何实现主持人发出指令?(2)用什么作为外设让评委进行打分?(3)怎样求平均分?(4)采用什么设备将平均分显示出来?2.2 设计方案论证：2.2.1 问题解决方法及思路 基于以上问题分析此评分系统是由四个评委组成的一个评分系统。对每位评委给出的分数进行累加，并求出平均分。根据唐都微机原理与接口技术试验箱的条件，设定评委分数范围是07的整数，由试验箱中小键盘来输入。将4位评委给出的分数累加，用4位二进制表示每位评委的分数。这样可用8255A的PA口的低四位和Pc口的低两位来控制两行四列的小键盘。将4位评委的分数依次输入，根据PA 口、PC 口的数据来确定接受的数值，并送入数据段中，依次将输入的四个数值存入数据段，保存起来。这样输入的问题就解决了。将4位评委打分累加后除以4即得到平均分数，除以4后将会出现小数部分如：0，0.25，0.50，0.75这3种情况，要将最后得分显示在LED上就要用3个LED显示其中第二个LED存在小数点，故用八段LED显小。3个显示要分别进行输出，通过位选码对每一位的显示进行控制，还要通过段选码对每一段进行控制。这样，就能将整个最后得分显示出来了，还要考虑在显示后一位时前一位会不会消失的情况。2.3硬件设计：2.3.1 8255A可编程并行接口的工作原理：2.3.1.1 8255芯片功能分析8255A引脚分布如图1所示，端口地址如表1所示，内部结构及功能如图2所示。可编程并行接口芯片8255A是Intel系列的并行接口芯片的代表产品，具有通用性强、使用灵活、可编程等优点，是可编程的，可通过软件设置其工作方式，故用8255A连接外设通常不要附加外部电路，使用很方便。8255A由数据端口A、B、C，A组控制和B组控制部件，数据总线缓冲器以及读/写控制逻辑电路组成。其内部最基本的接口部件是： 三态缓冲器，锁存器，此外，还包括与CPU的联络电路及与外设的联络电路：状态寄存器，端口译码电路，控制电路(读写控制、中断控制)。8255有3个8位数据端口(ABC)，通道A：一个8位数据输出锁存缓冲器和一个8位数据输入锁存器。通道B：一个8位数据输出锁存缓冲器和一个8位数据输入锁存缓冲器。通道c：一个8位数据输出锁存缓冲器和一个8位数据输入缓冲器。通道c：Pc4Pc7(A组控制)，Pc0-Pc3(B组控制)。可作数据、状态或控制端口使用。可拆分成两个4位端口分别输入或输出。每位可独立进行输出控制(位控制)。使用最灵活，较难掌握。8255A共24个IO引脚，各端口共有3种输入输出工作方式，8255A的工作方式是由控制寄存器的内容决定的。信 号 线寄 存 器端口地址IOY3A口60HB口61HC口62H控制寄存器63H图1 8255A的芯片引脚 表1 8255A的程序端口地址 方式0：基本输入输出(ABC|1)（程序中设置8255的A、B、c 工作方式为方式0，在此只介绍方式0）.方式0的工作特点：这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一个都有可以由程序选定作为输或输出，其功能为：两个8位通道： A、B，两个四位通道：c高4位和低四位：任一通道可以作输入输出：输出锁存，输入不锁存；各通道的输入输出叫有16种不同的组合。方式0的使用场合：同步传送在外设控制过程的各种动作时间为固定，且已知条件下使用的因此，传送中不要应答信号，输入时，执行程序只给出in指令；输出时，也只给出out指令，就能实现数据输入或输出，程序简单，接口硬件开销小查询传输时，先查询1外设的状态，当外设已准备好方能查询传输否则cpu继续查询。但在方式0，没有规定固定应答信号。图2 8255A的内部结构及功能 2.3.2 LED功能分析字型hgfedcba编码字型hgfedcba编码0.10111111BFH0001111113FH1.1000011086H10000011006H2.11011011DBH2010110115BH3.11001111CFH3010011114FH4.11100110E6H40110011066H5.11101101EDH5011011016DH6.11111101FDH6011111017DH7.1000011187H70000011107H8.11111111FFH8011111117FH9.11101111EFH9011011116FH表2 八段数码管LED显示数字编码图3 LED数码管内部连接电路2.3.3 系统中的8255A芯片8255A的数据线、片选信号线、地址线、读写控制线等分别与系统总线相连，其A、B、C三个端口以排针的形式引出，供8255A实验使用。其线路如图4所示。端口地址如表1所示。 (1)读数据程序：8255相应端口进行合适的参数设置设8255的控制端口地址为0063H，A，B，C口的地址分别为0060H，0061H，0062H。可用8255A的PA口的低四位和Pc口的低两位来控制两行四列的小键盘。将4位评委的分数依次输入，根据PA 口、PC 口的数据来确定接受的数值，并送入数据段中，依次将输入的四个数值存入数据段，保存起来。(2)数据处理：每次读数数据累加求和，并取数据整数和小数部分。除以4后将会出现小数部分如：0、25，0、50，0、75这3种情况。当四个评委均输入完毕，将累加和采用逻辑右移2位(即除以4)的方式求甲均分.平均分整数和小数部分分别输出到LED分析加和除以4的小数部分，采用四舍五入的方法保留1位小数，平均分处理方法如下：表3 部分小数部分的求解方法(3)数据输出：要将最后得分显示在LED上就要用3个LED显示其中第二个LED存在小数点，故用八段LED显小。3个显示要分别进行输出，通过位选码对每一位的显示进行控制，还要通过段选码对每一段进行控制。从B 口输出到LED显示器。2.3.4 实验电路硬件连接图+5V 2008 +5Y1Y2X1X2X3X4LED-KEYBOARD UNIT74LS07PB7PB0PC1PC0PA0PA1PA2PA38255A B C D E F G DP.74LS074 5 6 70 1 2 34.7K4.7K图4 8255键盘及显示接口实验线路本评分系统开发实验硬件连接图如图4所示。2.4 程序流程图和源代码清单：程序流程图如下：开始初始化缓冲器初始化8255A设置8255A工作方式111键盘行扫描否有按键？是检测按键值，并存入相应存储器中四次后进入平均分处理程序从B口经LED显示结束图5 程序流程图程序源代码清单及注释说明如下：STACKSEGMENT STACK；定义堆栈段DW 64 DUP (?)STACKENDSDATASEGMENT；定义数据段TABLEDB 3FH, 06H, 5BH, 4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0DDH,0FDH,087H,0FFH,0EEH ；09的段码DATAENDSCODESEGMENT；定义代码段ASSUME CS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATA；主程序开始MOVDS, AX；填数据段地址MOV SI, 3000H；取显示缓冲区首地址MOVAL, 00H；清显示单元为0MOVSI, ALMOVSI+1, ALMOVSI+2, ALMOVSI+3, ALMOVDI, 3003H；指向显示缓冲区末地址MOVAL, 81H；8255初始化OUT63H, ALBEGIN:CALLDIS；显示CALLCLEAR；关显示CALLCCSCAN；输出键扫描值并读取行值JNZINK1JMPBEGININK1:CALLDIS；显示CALLDALLY；延时消除抖动CALLDALLYCALLCLEAR；关显示CALLCCSCAN；输出键扫描值并读取行值JNZINK2JMPBEGININK2:MOVCH, 0FEH；键盘扫描，列扫描法读取键值MOVCL, 00HCOLUM: MOVAL, CHOUT60H, ALINAL, 62HTESTAL, 01H；是Y2行的键按下吗？JNZLONEMOVAL, 00H；是Y 2行，为从0开始到3的键JMPKCODELONE:TESTAL, 02H；是Y1行的键按下吗？JNZNEXTMOVAL, 04H；是Y 1行，为从4开始到7的键KCODE:ADDAL, CLCALLPUTBUF；显示数据送显示缓冲区PUSHAXKON:CALLDIS；显示CALLCLEAR；关显示CALLCCSCAN；输出键扫描值并读取行值JNZKON；等待键释放POPAXNEXT:INCCL；扫描下一列对应的键值MOVAL, CHTESTAL, 08HJZKERRROLAL, 1；列扫描值指向下一列MOVCH, ALJMPCOLUMKERR:JMPBEGINCCSCAN:MOVAL, 00H；输出键扫描值并读取行值程序OUT60H, ALINAL, 62HNOTALANDAL, 03HRETCLEAR:MOV AL, 00H；关显示程序OUT61H, ALRETDIS:PUSHAX；显示程序MOVSI, 3000HJMP AVERMOVDL, 0F7H；设置位码,从PA3对应的X4开始显示MOVAL, DLAGAIN:MOVSI, 3004HOUT60H, ALMOVAL, SI;AL中存放的显示缓冲区的第一个数,取要显示的数MOVBX, OFFSET TABLEANDAX, 00FFHADDBX, AX；查表MOVAL, BX ；取得段码OUT61H, AL；送段码输出端口PB口CALLDALLY；延时显示INCSI；指向显示缓冲区下一个单元MOVAL, DLTESTAL, 01HJZOUT1；最后一位LED显示完则退出RORAL, 1；显示下一位LEDMOVDL, ALJMPAGAINOUT1:POPAXRETAVER: MOV AX,SIADD AX,SI+1ADD AX,SI+2ADD AX,SI+3 ;AX中存放的是四个打分的加和SUMPUSH AX ;把加和存入堆栈段AND AL,03H ;取整数部分的最后两位（以下用于除4后的平均值的小数部分的程序处理）CMP AL,1JZ Z1CMP AL,2JZ Z2CMP AL,3JZ Z3Z0: POP AX ；把堆栈段中加和SUM取出，用于处理整数部分AND AL,0FCH ；0FCH即1111 1100，即除去低两位SHR AL,2PUSH SI ；保存原来的SIMOV SI,3004HMOV SI+3,0MOV SI+2,ALSHR AL,2ADD,AL,0AHMOV SI+1,AL ；因为3005H单元存放的是平均数的个位，包括小数点，所以再移动10个才和表格中的（含小数点的）数对应POP SI ;还原原来的SIRETZ1:PUSH AXMOV AL,3MOV SI,3004HMOV SI,ALPOP AXJMP Z0Z2: PUSH AXMOV AL,5MOV SI,3004HMOV SI,ALPOP AXJMP Z0Z3: PUSH AXMOV AL,8MOV SI,3004HMOV SI,ALPOP AXJMP Z0DALLY:PUSHCX；延时子程序MOVCX, 0010HT1:MOVAX, 0010HT2:DECAXJNZT2LOOPT1POPCXRETPUTBUF:MOVSI, DI；显示数据送显示缓冲区程序MOVSI, ALDECDICMPDI, 2FFFHJNZGOBACKMOVDI, 3003HGOBACK: RET；子程序返回CODEENDSENDSTART；程序结束三、系统实施31系统实现3.1.1 硬件调试 实验过程中，本应该需进行大量接线，但由于实验仪器更新了，部分接线已接好，所以实验方便不少，只要几根线且注意线头对应位置即可。和本实验有关的芯片有：一个8086芯片（PC模拟提供）、一组24的小键盘、4个8位LED显示器。在试验箱上找到相应元件，按既定方式连线，方式：8255的PA口低四位和小键盘的四列X1-X4相连，PB口和LED显示器的段选端口B相连，对显示器进行段选，这些线都连接好了以后对其进行通讯测试，PC口低两位和小键盘Y1-Y0相连。如果连接好了，就可以进行调试。3.1.2 软件调试 首先按汇编语言根据题意写好代码段，数据段，堆栈段的开始和结束的代码。经过调试没有语法错误后即可进行联机调试。问题：LED不能按指定的位置显示数字，有时全部出现相同的数字。最后发现每次显示之前都要对LED进行关闭处理即让8位LED均不显示，这样才能保证显示位选的正确。当读第一个评委分数之后发现程序直接跳到了求平均分的处理了。3.2调试结果及问题的提出 程序采用四舍五入的方法并保留了一个小数，而且程序是对评委输入1-10正数