微机系统与接口技术抢答器综合实验.doc

微机接口实验报告题目：抢答器综合实验学号：成绩姓名： 日期：1.【设计目的】 1)综合运用已学过的芯片进行自主性的设计；2)强化对各种芯片功能的掌握以及深入体会其工作的原理；3)学会利用芯片进行各种控制技术的实现。4)利用之前实验中所用到的芯片8255A，8259A，8253A来实现竞赛抢答器。2.【设计内容】用实验箱上的按钮S0S7代替抢答器按钮，利用8255A接口芯片读入按钮的状态；设置5秒倒计时，倒计时结束开始抢答，在七段数码管上抢答成功那个的组号（07）显示出来，并使得蜂鸣器响1秒钟；在倒计时5秒还没结束时，若抢答则丧失抢答资格，即该组按键无效。3.【设计环境】STAR系列实验仪一套、PC机一台、8255A芯片、8253A芯片、8259A芯片4.【设计思路】1）倒计时实现：利用8253A计数器0用2MHZ的时钟频率产生2kHZ的方波，计数器1用2KHZ的时钟频率产生1HZ的方波；以此方波作为8259A的中断源IR2，中断发生时，将中断发生标志位Flag置1，作为判断是否到达一秒的依据；每一秒产生一次中断，循环5次可实现5秒倒计时。2）抢答情况采集：利用8255A的A口连接到G6区按键，采集按键状态，输入数据AL并在数码管显示出按下的健的组号；B口接G6区发光管，将A口采集到的按键状态AL输出显示，以此可以观看到是哪组按下的键，实验时可验证数码管显示是否正确，应用上可作为抢答成功提示。3）组号显示：8255A的A口采集的按键状态AL，有按键对应位上低电平，否则高电平；AL取反后仅有键按下的位上为高电平，通过右移，可计算出按键的号数。4）犯规处理：设置犯规标志FG，初值为0，倒计时期间，若有键按下，即为犯规；犯规时8255A的A口读到的数据的AL在对应位上为低电平，为记下本次犯规号数，将AL取反后犯规号对应位为高电平，其它为低电平，用OR AL,FG可将犯规的号数记下来，保存AL即可。5）蜂鸣控制：利用8255A的PC7接蜂鸣器，在抢答成功的时通过PC7复位发出蜂鸣，延时一秒后，通过置位停止蜂鸣。6）抢答进入一轮控制：利用8255A的PC0接单脉冲可以利用单脉冲的高、低电平来控制是否进入下一轮抢答。5.【实验步骤】5.1实验装置的连线说明 8255A：B4:CS、A1、A0 - A3:CS3、A2、A1 JP56 - G6:JP74 JP53 - G6:65 PC7 - 蜂鸣器 PC0 - 单脉冲 8253：C5:CS、A0、A1 - A3:CS1、A0、A1 CLK0 - 2M OUT0 - CLK1 OUT1 - B3:IR2(8259) GATE0、GATE1- VCC 8259A：B3:CS、A0 - A3:CS7、A0 INT、INTA - ES8088:INTR、INTA 8279：E5:CS、A0 - A3:CS5、A0 CLK - 2M B、C - G5:B、C5.2编写实验程序及流程图主程序流程图：开始8255写控制字99HPC7置位不蜂鸣犯规者清零、5-CX显示秒数、倒计时是否有犯规按键Y处理违规按键N倒计时是否结束YN是否有人按键YN是否犯规NY无效输出号码并蜂鸣8253、8259初始化，开中断是否1秒NNYY下一轮？注：8253初始化、8259初始化，中断服务程序在之前的实验中已经做过类似的，本次实验当中比较简单，这里省略。5.3运行调试程序1） 按电路设计正确连接STAR的电路。2） 打开PC机中的星研软件，并载入源程序。3） 对程序进行编绎，链接。4） 运行程序，模拟抢答器控制，观察LED灯的变化。6.【设计结果】本次设计实验完成设计内容，实现了竞赛抢答器的基本功能，并且具有较大的实用性。倒计时开始后可以在数码管上看到倒计时秒数变化，在5秒倒计时之内按下键的号数发光管灯亮，在5秒倒计时之后该号数失去抢答资格。当然，其他号数依然有抢答机会，数码管上将显示出抢答成功的号数，并产生一秒的蜂鸣。利用单脉冲的高低电平可控制进入下一轮抢答。7.【实验小结】本次的实验利用所学知识，分析竞赛抢答器实际实用常用功能，提出设计内容及要求，并设计硬件电路编程实现。在课本里的要求之上又添加了设置倒计时、在倒计时之间不能抢答、对抢答的犯规者作出取消资格而且利用8255的C口高位输出在抢答成功后发出蜂鸣，C口低位输入利用单脉冲来控制是否进行下一轮抢答等功能，实验相对比较顺利。实验中遇到问题一：抢答成功的号数的显示。刚开始对读到的按键情况AL存放数据分析不透彻，导致输出号数错误；经过一番思考，才想出对AL先做NOT AL处理后逐位右移计算在AL变成0之前要右移的次数对应07八个编码。问题二：实现犯规者取消资格的功能。在判断是否发生一秒中断期间，不断读取A口数据，判断是否有按键；若有按键，表示违规，输出B口，并对A口数据并进行如下操作：NOT AL;违规按键OR AL,FGMOV FG,AL这样，FG中就记录了犯规者的编号，最后在倒计时结束之后读取的A口数据或上FG数据就可以实现对犯规者取消资格的功能。本次设计不足之处：对于犯规者取消抢答资格，这样也带来了一个问题：如果倒计时未结束所有人都犯规，即8个按键都有键按下，那么程序就会进入死循环，永远转不出来。当然这样的情况在实际使用中很难碰到，本次实验并没有对此进行改进。这样的问题改进的方法很多，比如可以设置开始抢答3秒后要是还没有人按键，那么本论抢答无效，进入下一轮抢答；有了之前设计的基础，要实现这个功能也很简单，如：CHECK:MOV DX,0D000HIN AL,DXOR AL,FG;犯规者按键无效CMP AL,0FFH;FF时无健按下JZ CHECK MOV CX,3CHECK:MOV DX,0D000HIN AL,DXOR AL,FG;犯规者按键无效CMP AL,0FFH;FF时无健按下JNZ OKLOOP CHECKOK:;有键按下，输出最后，原本是准备利用8251将抢答成功的号数发送并接收回来显示在数码管的另外一LED上，从而模拟抢答器将抢答结果提交给后台的功能。首先必须用8253的计数器2产生方波作为8251的接收发送数据数率，初始化8251，并实现自发自收；但是由于延时的原因会导致程序进入死循环无法运行，故而取消了8251。其接线图见附录。附件： 【设计程序】 .MODELTINYEXTRN display8:NEAREXTRN GetBCDKey:NEAR.STACK 100.DATAFLAGDB 0BUFDB 8 DUP(10H)KEYDB 0HSHKEYDB 0HFGDB 0H.CODESTART: MOV AX,DATAMOV DS,AX MOV ES,AXMOV DX,0D006H;8255 A口接开关(按键)B口接发光管，输出显示按下的按键，PC7接蜂鸣器MOV AL,99H;A口方式0输入，B口方式0输出，C口高位输出,低位输入OUT DX,ALMOV AL,0FFHMOV DX,0D002HOUT DX,ALMOV AL,0FH;PC7置位，不蜂鸣MOV DX,0D006HOUT DX,ALCALL C8253CALL C8259A;8259A初始化CALL IRQ2 STISTART1:MOV FG,0;犯规者清零MOV CX,5;倒计时秒数MOV BUF,CLMOV BUF+1,10HMOV BUF+2,10H MOV BUF+3,10HMOV BUF+4,10HMOV BUF+5,10HMOV BUF+6,10HMOV BUF+7,10HLEA SI,BUFCALL DISPLAY8MOV FLAG,0;开始倒计时DLOP5s:MOV DX,0D000HIN AL,DXCMP AL,0FFH;FF时无健按下JZ DLNEXTMOV DX,0D002HOUT DX,AL;B口输出按下的健NOT AL;违规按键OR AL,FGMOV FG,ALDLNEXT:CMP FLAG,0JZ DLOP5sMOV AL,CLDEC ALMOV BUF,ALMOV BUF+1,10HMOV BUF+2,10H MOV BUF+3,10HMOV BUF+4,10HMOV BUF+5,10HMOV BUF+6,10HMOV BUF+7,10HLEA SI,BUFCALL DISPLAY8MOV FLAG,0LOOP DLOP5sCHECK:MOV DX,0D000HIN AL,DXOR AL,FG;犯规者按键无效CMP AL,0FFH;FF时无健按下JZ CHECKMOV DX,0D002HOUT DX,AL;B口输出按下的健NOT ALMOV BL,0TKEY:SHR AL,1JZ SHOWKEY;显示号数INC BLJMP TKEYSHOWKEY:MOV KEY,BL;保存号码MOV BUF+3,BLMOV BUF+1,10HMOV BUF+2,10H MOV BUF,10HMOV BUF+4,10HMOV BUF+5,10HMOV BUF+6,10HMOV BUF+7,10HLEA SI,BUFCALL DISPLAY8MOV AL,0EH;PC7复位，蜂鸣MOV DX,0D006HOUT DX,ALMOV FLAG,0;延时一秒DLOP1s1:CMP FLAG,0JZ DLOP1s1MOV AL,0FH;PC7置位，不蜂鸣MOV DX,0D006HOUT DX,ALMOV DX,0D004HHOLD:IN AL,DXTEST AL,01HJZ HOLDJMP START1C8253PROC NEAR;8253初始化;设置计数器0用2MHZ的时钟频率;产生2kHZ的方波2M/2K=1000MOV DX,0F003HMOV AL,37H;00110111计数器0，写16位，方式3，BCD计数OUT DX,ALMOV DX,0F000HMOV AL,00H;写入计数初值低8位OUT DX,ALMOV AL,10H;写入计数初值高8位OUT DX,AL;设置计数器1用2KHZ的时钟频率;产生1HZ的方波2K/1=2000MOV DX,0F003HMOV AL,77H;01110111计数器1，写16位，方式3，BCD计数OUT DX,ALMOV DX,0F001HMOV AL,00H;写入计数初值低8位OUT DX,ALMOV AL,20H;写入计数初值高8位OUT DX,ALRETC8253ENDPC8259APROC NEAR;8259A初始化MOV DX,09000H MOV AL,13H;设置ICW1,即中断请采边沿触发OUT DX,ALMOV DX,09001H MOV AL,0AH;ICW2,即中断类型码高五位为00001BOUT DX,ALMOV AL,0DH ;ICW4,即不采用特殊的完全嵌套方式,缓冲方式,也不用自动中断结束方式,cpu为8088OUT DX,ALMOV AL,0FBH;OCW1,IR2不被屏蔽OUT DX,AL RETC8259A ENDPIRQ2PROC NEAR;中断服务程序入口地址填入中断向量表的程序段MOV AX,0MOV ES,AXMOV DI,28H;过程的中断向量在表内的偏移量MOV AX,OFFSET INTACLDSTOSWMOV AX,CSSTOSWRETIRQ2ENDPINTAPROC NEARPUSH DXPUSH AXMOV FLAG,1MOV DX,09000HMOV AL,20H;OCW2，EOIOUT DX,ALPOP AXPOP DXIRETINTAENDPEND START【利用8251的接线图】8255: B4 CS-A3: CS3 A1A0-A2A1 PA-G6:按键 PB-G6:发光管