转速表课程设计报告

华科微机原理课程设计 1 目 录 一 设计要求 2 二 设计目的 2 三 设计的具体实现 2 1 系统概述 2 2 硬件电路的设计 5 3 软件程序的设计 6 四 结论与展望 10 五 心得体会及建议 11 六 附录 12 七 参考文献 12 华科微机原理课程设计 2 转速表设计报告 一 设计要求 用 PC 的软硬件资源设计转速表 正确测量电动机的转速 并显示 具体要求 1 用数码管显示转速 2 转速显示范围自行确定 3 用一个拨动开关控制转速表的启动和停止 4 转速表的采样周期自行确定 二 设计目的 运用 微机原理及应用 等课程知识 根据题目要求进行软 硬件系统的设计和调试 从而加深对课程知识的理解 使学生综 合应用知识能力 设计能力 调试能力 及撰写报告能力得到显 著提高 理解传感器测速原理及实现过程 掌握 8253 可编程定时 计 数功能 8255 可编程并行接口芯片的工作方式及实现过程 8259 可编程中断控制器的实现的过程和数码管动态显示的的实 现 三 设计的具体实现 1 设计思路与总体方案 系统概述 本系统首先用传感器将转速转化为脉冲电信号 再通 过 8253 8259 进行定时 确定采样周期为 1S 同时 8253 的另一个通道进行计数 最后通过 8255 控制数码管以动态 显示的方式将结果显示出来 1 设计思路 1 在被测电机主轴上固定一个圆盘 圆盘的边缘上 打上小孔 红外传感器的发射端和接收端装在圆盘的两侧 电机带动圆盘转到有小孔的位置是 红外光通过 这样电 动机每转动一周传感器就会发出一个脉冲信号 从而将转 速转化为电信号 同时通过调动电位器的来改变电动机的 转速 2 将 8253 的计数器 0 用作定时 设为工作方式 0 并将其 CLK 端与 1M 时钟相连 初值设为 50000 定 华科微机原理课程设计 3 时时间为 50ms 并将定时器 OUT 端与 8259 中断请求端相 连 这样每 50ms 8253 就向 8259 发出一次中断请求 因此 通过对中断次数的计数来实现 1S 定时 3 8253 的计数器 1 用作计数 将传感器输出的脉冲 信号与计数器 1 的 CLK 端相连 定时时间 1S 到时从计数 器 1 中读取计数值 即得到转速 4 采用一片 8255 控制数码管的动态显示 其中 PA 接数码管的段控制端 PC 口接数码管的位控制端 PB 设为输入拨动开关 这样设 8255 工作方式 0 PA PC 口 为输出 PB 口为输入 2 总体方案 首先用传感器将转速转化为脉冲电信号 再通过 8253 8259 进行定时 确定采样周期为 1S 同时 8253 的另 一个通道进行计数 最后通过 8255 控制四个数码管以动态 显示的方式将结果显示出来显示范围确定为 0 99999r min 并通过开关控制启动和停止 3 原理框图 保护现场 读取计数器中脉冲计数值 将计数值送入脉冲数暂存单元 计数器清零 中断次数是否为20 清零中断次数 脉冲数暂存值送入每秒脉冲计 数单元 清空脉冲数暂存值 恢复现场 返回 是 否 华科微机原理课程设计 4 图 1 中断服务程序 设8255工作方式为0 A口 C口为输出 B口为输入 设8253计数器0为方式0 计数器1为方式2 设8253定时常数 计数器0定时50ms 设置中断矢量 每秒脉冲计数单元清零 每秒采样的脉冲数乘以60 转化为 每分钟转数 将两字节的十六进制脉冲数转成四字 节的BCD码并存入显示缓冲区 开关是否启动 调用显示子程序 显示缓冲区中的 四位BCD码 结束程序 否 是 开始 图 2 主程序 华科微机原理课程设计 5 1 硬件电路的设计 1 电路图 图 3 电路设计图 电路图连接方式如上图所示 电位器控制电机的转速 传感 器输出的脉冲电信号接计数器 1 的 CLK1 端 计数器 0 的 0UT 端 接 8259 的 IR0 端 通过 8253 8259 进行定时 确定采样周期为 1S 同时 8253 为一个通道进行计数 最后通过 8255 控制数码管 以动态显示的方式将结果显示出来 8255 的 PA 接数码管的段 控制端 PC 口接数码管的位控制端 PB 设为输入拨动开关 其 中拨动开关 S0 控制 PB 输入 输入高电平时数码管开始工作 低 电平时数码管停止工作 在数码管显示电路中 由于发光二级管发光时 通过的平均 电流为 10 20mA 而通常输出锁存器不能提供这么大电流 所以 华科微机原理课程设计 6 LED 各段必须接驱动电路如上图所示 3 软件程序设计 1 8253 的初始化及定时的实现 图 4 8253 的控制字 计数通道 0 工作方式 3 初始值 5000 接 1M 脉冲产生 50ms 的定时脉冲程序为 MOV AL 36H MOV DX CONTROL OUT DX AL MOV AL 50H MOV DX COUNT0 OUT DX AL MOV AL 0C3H OUT DX AL 计数通道 1 作为计数通道 为工作方式 2 初始值为最大值 0FFFFH 其程序为 MOV AL 74H MOV DX CONTROL OUT DX AL MOV AL 0FFH MOV DX COUNT1 OUT DX AL MOV AL 0FFH OUT DX AL 华科微机原理课程设计 7 读取 8253 的计数器 1 的计数值 先所存后读写 由于计时器为减 所以需要最大值减去当前计数值得到每秒计数值 再通过计算得到每分的 转速其程序为 MOV AL B MOV DX CONTROL OUT DX AL 对 8253 的计数通道 1 的数据锁存 MOV DX COUNT1 IN AL DX 先读低 8 位再读高位 MOV BL AL IN AL DX MOV AH AL MOV AL BL 至此已将读出通道 1 的数据到 AX 中 MOV DI 0FFFFH SUB DI AX MOV DX PA8255 MOV AL DI OUT DX AL 将 8253 所记录的转数读到 DX 中 MOV BL 3CH MUL BL 乘以 60 把每秒的转数转成每分钟的转数 MOV DI AX 2 8259 的初始化 8259 的 ICW1 设置为边沿触发 单片 需要 ICW4 ICW2 设定中断 源为 IR0 OCW1 设定为只有 IR0 中断请求允许 MOV DX CS8259A MOV AL ICW1 OUT DX AL MOV DX CS8259B MOV AL ICW2 OUT DX AL MOV AL ICW4 OUT DX AL MOV AL OCW1 OUT DX AL 设置中断向量 CLI IF 0 关闭中断 华科微机原理课程设计 8 MOV AX 0 MOV DS AX MOV BX 4 ICW2 MOV AX CODE SHL AX 4 AX 左移四位 ADD AX OFFSET IENTER 取 IENTER 的偏移量与 AX 相加 MOV BX AX MOV AX 0 INC BX INC BX MOV BX AX 设置中断矢量 利用 8259 中断次数定时 1S 即利用 8253 每 50mS 给出一个中断请求 8259 通过计 20 次中断来实现 1S 的定时 IENTER PROC NEAR PUSH AX PUSH DX INC CNT CMP CNT 14H JZ A4 中断 20 次结束中断 将转数转成每秒的转 数 A5 MOV DX CS8259A MOV AL 20H 将中断类型号送入 AL 中开始中断 OUT DX AL POP DX POP AX IRET 中断返回 A4 MOV CL 11H CALL JISUAN 调用 JISUAN JMP A5 IENTER ENDP 8259 定时 1 秒 3 8255 的控制字 华科微机原理课程设计 9 图 5 8255 的控制字 开关 S0 的设计 S0 为 1 时开始工作显示转速 S0 为 0 时退出 程序 NOP 空操作命令 MOV CL 0 MOV DX PB8255 MOV AL 0 IN AL DX 8255B 端口数据读入 AL 中 AND AL B CMP AL B JNZ EXIT 开关 0 控制 S0 1 则开始工作 CALL LED 调用 LED 显示程序 显示转速 JMP START 无条件跳转到 A1 EXIT MOV AH 4CH INT 21H S0 0 退出程序 4 转速的显示 将要显示的十六进制的数转化为十进制 并存入 TEMP 中 其程序为 PRINT PROC NEAR 将显示值转化为十进制并保存 PUSH CX MOV DX 0 MOV AX DI MOV CX 1000 DIV CX 商在 AX 余数在 DX MOV SI AL INC SI MOV AX DX MOV DX 0 MOV CX 100 DIV CX 商在 AX 余数在 DX 华科微机原理课程设计 10 MOV SI AL INC SI MOV AX DX MOV CL 10 DIV CL 商在 AL 余数在 AH MOV SI AL INC SI MOV SI AH 至此 ZHUANSU 已经全部转存入 TEMP MOV SI OFFSET TEMP POP CX RET 将 TEMP 存储的转速值 通过四位数码管以动态显示的方式 将其示出来其中 PA 接数码管的段控制端 PC 口接数码管的位 控制端 PA PC 口为输出 LED PROC NEAR AGAIN MOV CH B 初始化位选码 MOV SI OFFSET TEMP A2 MOV DX OUTBIT MOV AL 0 OUT DX AL OUTBIT 地址空间数据清零 MOV DX OUTSEG MOV BX OFFSET LEDMAP MOV BL BX SI 转化为段码 MOV AL BX INC SI OUT DX AL 输出段码 MOV DX OUTBIT MOV AL CH OUT DX AL 输出位选码 SHR CH 1 右移一位 指向下一个数码管 CMP CH B 用到的 8255 的端口为 PC2 PC5 JZ A3 JMP A2 DEC COUNT JNZ AGAIN 华科微机原理课程设计 11 MOV COUNT 100 重复显示数据 100 次 四 结论与展望 通过本次课程设计成功的实现了对电动机转速的测量 但 在在实践中可以有多种方法来实现 比如我们可以选择霍尔传感 器来测定其转速 例如还可以用 8253 两个计数通道来实现定时 但它们各有各自的优点 需要我们结合实际情况来选择最佳的放 案和方法 微机原理这门课程很好的把软件和硬件结合在一起 这就 要求我们不仅有良好硬件电路基础 还要求我们有较高的编程水 平这就要求我们在今后的学习和工作中 注重软硬件结合 利用 它们各自的优点从中找到最优的方案 以达到最优的效果 五 心得体会及建议 这次微机原理课程设计 从选题到定 稿 从理论到实践 在整整两星期的日子里 可以说得是苦多于 甜 但是 可以学到很多很多的的东西 同时不仅可以巩固了以前所学过的 知识 而 且学到了很多在书本上所没有学到过的知识 通过这次课程设计 使我懂得 了理论与实际相结合是很重要的 只有理论知识是远远不够的 只有把所 学的理论知识与实践相结合起来 从理论中得出结论 才能真正 为社会服 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力 在设计的过 程中遇 到问题 可以说得是困难重重 难免会遇到过各种各 样的问题 同时在设计的过程中发现了自己的不足之处 对以前 所学过的 知识理解得不够深刻 掌握得不够牢固 比如在编写汇编程序时 可以看出自己薄弱环节 通 过这次课程设计之后 一定把以前 所学过的知识重新温故 华科微机原理课程设计 12 课程设计是培养学生综合运用所学知识 发现 提出 分析和 解决实际问题 锻炼实践能力的重要环节 是对学生实际工作能力 的具体训练和考察过程 随着科学技术发展的日新日异 微机的 发展也空前的活跃 在生活中可以说得是无处不在 因此作为 二十一世纪的大学来说掌握微机这门课程的开发技术是十分必要 的 六 附录 元器件明细表 1 名称数量 PC 机1 台 8253 编程定时 计数1 片 8255 可编程并行接口芯片1 片 8259 可编程中断控制器1 片 8 段数码管4 个 单刀双掷开关2 个 电位器1 个 直流电动机1 个 红外传感器1 个 七 参考文献 陈继红 徐晨 王春明 徐慧 微机原理及应用 高等教 育出版社 2011 马争 微计算机与单片机解题指南与实验指导 高等教 育出版社 2010 朱定华 林卫 微机原理 汇编与接口技术实验教 程 清华大学出版社 2010 华科微机原理课程设计 13 刘乐善 微型计算机接口技术及应用 华中科技大学出 社 2003 黄勤 计算机硬件技术基础实验教程 重庆大学出版 社 1990 附件附件 源程序 OUTBIT 9002H OUTSEG 9004H MODE 82H PA8255 8000H PB8255 8001H CTL8255 8003H 8255 芯片 ICW1 B ICW2 B ICW4 B OCW1 B CS8259A 0D000H CS8259B 0D001H 8259 芯片 CONTROL 0A003H COUNT0 0A000H COUNT1 0A001H COUNT2 0A002H 8253 芯片 数据段定义开始 DATA SEGMENT LEDMAP DB 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H DB 7FH 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H 71H 华科微机原理课程设计 14 TEMP DB 16H DUP CNT DB 0 ZHUANSU DW 0FFFFH COUNT DB 100 DATA ENDS 数据段定义结束 代码段定义开始 CODE SEGMENT ASSUME CS CODE DS DATA 代码段主体开始 START MOV DX CTL8255 MOV AL MODE OUT DX AL 8255 基本输入输出方式 A C 输出 B 输入 MOV AL 36H 8253 MOV DX CONTROL OUT DX AL MOV AL 50H MOV DX COUNT0 OUT DX AL MOV AL 0C3H OUT DX AL 8253 计数通道 0 接 1M 脉冲产生 50ms 的定时脉 冲 ANDY PROC NEAR MOV AL 74H MOV DX CONTROL OUT DX AL MOV AL 0FFH MOV DX COUNT1 OUT DX AL MOV AL 0FFH OUT DX AL RET ANDY ENDP 8253 计数通道 1 接电机脉冲 并初始化为 0FFFFH 华科微机原理课程设计 15 CLI IF 0 关闭中断 MOV AX 0 MOV DS AX MOV BX 4 ICW2 MOV AX CODE SHL AX 4 AX 左移四位 ADD AX OFFSET IENTER 取 IENTER 的偏移量与 AX 相加 MOV BX AX MOV AX 0 INC BX INC BX MOV BX AX 设置中断矢量 CALL IINIT 8259 芯片的初始化 MOV AX DATA MOV DS AX MOV CNT 0 MOV AL CNT MOV DX PA8255 OUT DX AL 8255A 端口清零 STI IF 1 中断允许 A1 NOP 空操作命令 MOV CL 0 MOV DX PB8255 MOV AL 0 IN AL DX 8255B 端口数据读入 AL 中 AND AL B CMP AL B JNZ EXIT 开关 0 控制 S0 1 则开始工作 CALL LED 调用 LED 显示程序 显示转速 JMP START 无条件跳转到 A1 EXIT MOV AH 4CH INT 21H S0 0 退出程序 LED PROC NEAR AGAIN MOV CH B 初始化位选码 MOV SI OFFSET TEMP A2 MOV DX OUTBIT MOV AL 0 华科微机原理课程设计 16 OUT DX AL OUTBIT 地址空间数据清零 MOV DX OUTSEG MOV BX OFFSET LEDMAP MOV BL BX SI 转化为段码 MOV AL BX INC SI OUT DX AL 输出段码 MOV DX OUTBIT MOV AL CH OUT DX AL 输出位选码 SHR CH 1 右移一位 指向下一个数码管 CMP CH B 用到的 8255 的端口为 PC2 PC5 JZ A3 JMP A2 DEC COUNT JNZ AGAIN MOV COUNT 100 重复显示数据 100 次 A3 RET LED ENDP 数码管显示 PRINT PROC NEAR 将显示值转化为十进制并保存 PUSH CX MOV DX 0 MOV AX DI MOV CX 1000 DIV CX 商在 AX 余数在 DX MOV SI AL INC SI MOV AX DX MOV DX 0 MOV CX 100 DIV CX 商在 AX 余数在 DX MOV SI AL INC SI MOV AX DX MOV CL 10 DIV CL 商在 AL 余数在 AH MOV SI AL 华科微机原理课程设计 17 INC SI MOV SI AH 至此 ZHUANSU 已经全部转存入 TEMP MOV SI OFFSET TEMP POP CX RET PRINT ENDP IENTE