第13章-工程应用与课程设计

第14章工程应用与课程设计,14.1.1项目要求与目的（1）项目要求：在工程应用中，常常需要进行数据采集和处理。本项目用ADC0809进行2路循环数据采集，8086CPU以中断方式读取每次采集的A/D结果，如果转换后的数字量为零，扬声器便发出频率为1000Hz的音响信号，持续时间为100ms；如果转换后的数字量大于2.5V，使发光二极管LED7闪烁；如果转换后的数字量小于等于2.5V，又将其转换为模拟电压输出，去控制直流电机转速。数据采集的工作灯用发光二极管LED0指示。（2）项目目的：了解8259A、8255、8253、ADC0809、DAC0832的工程应用设计方法。掌握8086CPU与8259A、8255、8253、ADC0809、DAC0832的连线方法。掌握8259A的连线和编程方法。掌握8255的连接和编程方法。掌握8253的连接和编程方法。掌握ADC0809的连接和编程方法。掌握DAC0832的连接和编程方法。,14.1项目1：数据采集工程应用,14.1.2项目电路连接与说明（1）项目电路连接：如图14-1所示的粗线为要接的线。接线描述如下：8259A的片选连至地址译码处的210217插孔，8259A的IR0中断源连接至ADC0809的EOC；8255A的片选连至地址译码处的200207插孔，PB0接发光二极管LED0，PC7接LED7；DAC0832的片选连至地址译码处的21821F插孔，输出AOUT连接至直流电机的输入DCIN；ADC0809的片选连至地址译码处的20820F插孔，CLOCK连接至2MHz；8253的片选连至地址译码处的220227插孔，CLK1连接至1MHz，OUT1连接至音响及合成VIN1，GATE1连接PA0。（2）项目说明：此项目是一个综合应用项目，只有在8259A、8255、8253、ADC0809、DAC0832各芯片都能正确掌握的基础上才能进行综合应用，因此需要先复习这些芯片的连线和编程方法。在中断服务程序中，由8255A的PA0启动8253计数通道1工作，由OUT1端输出1000Hz的方波信号给扬声器驱动电路，持续100ms后停止输出。计数通道1工作于方式3（方波发生器），其门控信号GATE1由8255A的PA0控制，输出的方波信号经过驱动电路送给扬声器。计数通道1的时钟输入端CLK1接2MHz的外部时钟电路。计数通道1的计数初值应为n1=TOUT/TCLK=fCLK1/fOUT1=2106Hz/1000Hz=2000。,14.1.3项目电路原理框图项目电路原理框图如图14-1所示。电路由8086CPU、8255A芯片、8253芯片、8259A芯片、ADC0809、DAC0832和3只发光二极管LED0、LED1、LED7组成。,图14-1数据采集电路图,14.1.4项目程序设计（1）程序流程图数据采集程序流程图如14-2所示。,图14-2数据采集程序流程图,（2）程序清单数据采集程序清单如下所示。DATASEGMENTDATAENDSSTACKSEGMENTSTACKSTADW50DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART:MOVAL,13H;00010011B，ICW1：边沿触发，单片，要ICW4MOVDX,210H;8259地址OUTDX,ALMOVAL,8;ICW2中断类型号为8MOVDX,211HOUTDX,ALMOVAL,01H;ICW4不用缓冲方式，正常中断结束，非特殊的全嵌套方式OUTDX,ALMOVAX,0;清零,MOVDS,AX;数据段清零LEAAX,INT0;写8259中断程序的入口地址MOVDS:4*8,AX;把中断服务程序的入口地址偏移量送中断矢量表MOVAX,CSMOVDS:4*8+2,AX;把中断服务程序的入口地址段地址送中断矢量表INAL,DX;读中断屏蔽寄存器IMR，ANDAL,0FEH;屏蔽IR1IR7,允许IR0中的中断请求OUTDX,ALMOVDX,203H;8255初始化MOVAL,80H;PA口输出，PB口输出，PC口输出，方式0OUTDX,ALMOVDX,200H;8255初始化MOVAL,00H;PA0清零（GATE1=0）OUTDX,ALMOVDX,201H;PB口地址MOVAL,0FEH;PB口输出LED0亮（工作灯）OUTDX,AL,NEXT:MOVBL,1;置通道数MOVCX,208H;置ADC0809的地址AGAIN:MOVAL,0MOVDX,CX;ADC0809转换器IN0地址OUTDX,AL;启动A/DSTI;开中断HLT;等待中度CMPBL,2;判断一轮循环是否已完JZNEXT;已经采集过一轮，从IN0重新开始INCCX;ADC0809的地址加1INCBL;否则，采集下一个IN2通道JMPAGAIN;转INT0PROCNEAR;8259中断程序INAL,DX;读入结果,使ADC0809的OE有效CMPAL,0;判AL结果是否为零JZDDD;AL=0,转报警处理CMPAL,80H;与2.5V比较JBEDAC0832;低于等于，转D/A转换MOVAL,00H;大于2.5V，使DAC0832输出0VMOVDX,218H;DAC0832地址OUTDX,ALMOVDX,202H;PC口地址,BG1:MOVAL,7FH;低电平LED7亮OUTDX,ALCALLDELAY;调延时子程序MOVAL,0FFH;高电平LED7灭OUTDX,ALCALLDELAY;调延时子程序JMPBG2DAC0832:MOVDX,218H;DAC0832地址OUTDX,AL;把数字量转换成模拟量控制直流电机JMPBG2;转返回DDD:MOVDX,200HMOVAL,01H;8255A的PA0输出高电平，启动8253计数通道1工作OUTDX,ALMOVDX,223H;8253地址MOVAL,01110111B;8253计数通道1初始化：先写低8位，后写高8位OUTDX,AL;方式3，BCD计数MOVDX,221H;8253计数通道1地址MOVAL,00HOUTDX,AL;写计数初值低8位MOVAL,20H,OUTDX,AL;写计数初值高8位CALLDELAY;延迟子程序MOVDX,200HMOVAL,00H;8255A的PA0输出低电平，停止8253计数通道1工作OUTDX,ALBG2:MOVDX,210HMOVAL,20H;OCW2发结束命令EOI=1OUTDX,ALIRETINT0ENDPDELAYPROCNEAR;延时子程序PUSHCX;保护现场PUSHBXDEL100MS:MOVBL,100DEL1MS:MOVCX,374DEL1:PUSHFPOPFLOOPDEL1DECBLJNZDEL1MSPOPBXPOPCXRET,14.2项目2：模拟交通灯控制14.2.1项目要求与目的（1）项目要求：设A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道，直接对车辆进行交通管理，设计要求如下所示。用发光二极管模拟交通信号灯。正常情况下，A、B两车道轮流放行，A车道放行50s，其中5s用于警告；B车道放行30s，其中5s用于警告。有紧急车辆通过时，按下K1（用单脉冲按钮UP代替）开关使A、B车道均为红灯，禁行20s，紧急情况解除后，恢复正常控制。,DELAYENDPCODEENDSENDSTART,14.2.2项目电路连接与说明（1）项目电路连接：如图14-3所示的粗线为要接的线。接线描述如下：8259A的片选连至地址译码处的210217插孔，8259A的IR0中断源连接至开关UP上；8255A的片选连至地址译码处的200207插孔，PA0PA5接发光二极管LED0LED5(颜色要两绿、两黄、两红)模拟交通信号灯。（2）项目说明：利用实验箱上的8255A电路、LED显示电路、8259电路和单脉冲发生器电路，按图14-3所示构成实验电路。正常情况下运行主程序，采用0.5秒延时子程序的反复调用来实现各种定时时间；有紧急车辆通过时，采用中断IR0执行中断服务程序。硬件设计说明：用12只发光二极管模拟交通信号灯（实验用6只就可以），以8255A的PA口控制这12只发光二极管，由于8255带负载能力有限，因此，在PA口与发光二极管之间用74LS245(或74LS07)作驱动电路，PA口输出低电平时，信号灯亮；输出高电平时，信号灯灭。在正常情况下，A、B两车道的6只信号灯的控制状态有五种形式，即PA口控制功能及相应控制码如表14-1所示。,（2）项目目的：了解工程应用的设计方法和步骤。了解8259A、8255芯片的工程应用设计方法。掌握8086CPU与8259A、8255的连线方法。掌握8259A的连线和编程方法。掌握8255的连接和编程方法。,软件设计说明：先初始化8259、8255，主程序采用查询方式定时，由CX寄存器确定调用0.5秒延时子程序的次数，从而获取交通灯的各种时间。紧急车辆出现时的中断服务程序需保护现场，然后执行相应的服务，待交通灯信号出现后延时20秒，确保紧急车辆通过交叉路口，然后，恢复现场，返回主程序。,表14-1交通信号灯与控制状态的对应关系,14.2.3项目电路原理框图模拟交通灯控制电路原理框图如图14-3所示。电路由8086CPU、8255A芯片、8259A芯片和6只发光二极管LED0LED5组成,图14-3模拟交通灯控制电路图,14.2.4项目程序设计（1）程序流程图模拟交通灯控制程序流程图如14-4所示。,图14-4模拟交通灯控制程序流程图,（2）程序清单模拟交通灯控制程序清单如下所示。DATASEGMENTDATAENDSSTACKSEGMENTSTACKSTADW50DUP(?)STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART:MOVAL,13H;00010011B，ICW1：边沿触发，单片，要ICW4MOVDX,210H;8259地址OUTDX,ALMOVAL,8;ICW2中断类型号为8MOVDX,211HOUTDX,ALMOVAL,01H;ICW4不用缓冲方式，正常中断结束，非特殊的全嵌套方式,OUTDX,ALMOVAX,0;清零MOVDS,AX;数据段清零LEAAX,INT0;写8259中断程序的入口地址MOVDS:4*8,AX;把中断服务程序的入口地址偏移量送中断矢量表MOVAX,CSMOVDS:4*8+2,AX;把中断服务程序的入口地址段地址送中断矢量表INAL,DX;读中断屏蔽寄存器IMR，ANDAL,0FEH;屏蔽IR1IR7,允许IR0中的中断请求OUTDX,ALMOVDX,203H;8255初始化MOVAL,80H;PA口输出，方式0OUTDX,ALLOOP1:MOVDX,200H;8255的PA口地址MOVAL,0F3H;A道绿灯放行，B道红灯禁止OUTDX,ALMOVCX,90;置0.5秒循环次数（0.590=45S）,DIP1:CALLDELAY;调用0.5秒延时子程序LOOPDIP1;45秒不到继续循环MOVAL,0F7H;A绿灯熄OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0F3H;A绿灯亮OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0F7H;A绿灯熄OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0F3H;A绿灯亮OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0F7H;A绿灯熄OUTDX,ALCALLDELAY,MOVAL,0F3H;A绿灯亮OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL，0F5H;A黄灯警告，B红灯禁止OUTDX,ALMOVCX，04H;置0.5秒循环次数（0.54=2S）YL1：CALLDELAYLOOPYL1;2秒未到继续循环MOVAL，0DEH;A红灯，B绿灯OUTDX,ALMOVCX，32H;置0.5秒循环次数（0.550=25S）DIP2：CALLDELAYLOOPDIP2;25秒未到继续循环MOVAL,0FEH;B绿灯熄OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0DEH;B绿灯亮OUTDX,ALCALLDELAY,MOVAL,0FEH;B绿灯熄OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0DEH;B绿灯亮OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0FEH;B绿灯熄OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0DEH;B绿灯亮OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL，#0EEH;A红灯，B黄灯OUTDX,ALMOVCX，04H;置0.5秒循环次数（0.54=2S）,YL2：CALLDELAYLOOPYL2STI;开中断JMPLOOP1;循环执行主程序INT0PROCNEAR;8259中断程序PUSHCXPUSHAXPUSHBXMOVAL，0F6H;A、B道均为红灯OUTDX,ALMOVCX，40;置0.5秒循环初值(20S)DEY0：CALLDELAYLOOPDEY0;20秒未到继续循环POPBX;弹栈恢复现场POPAXPOPCXBG2:MOVDX,210HMOVAL,20H;OCW2发结束命令EOI=1OUTDX,ALIRET,INT0ENDPDELAYPROCNEAR;延时子程序PUSHCX;保护现场PUSHBXDEL500MS:MOVBH,5DEL100MS:MOVBL,100DEL1MS:MOVCX,374DEL1:PUSHFPOPFLOOPDEL1DECBLJNZDEL1MSDECBHJNZDEL100MSPOPBXPOPCXRETDELAYENDPCODEENDSENDSTART,14.3课程设计,14.3.1音乐发生器1设计目的掌握使用定时器/计数器产生音乐信号的基本方法和音乐程序的设计方法；掌握定时/计数器的使用方法。2内容及要求（1）利用实验箱上的8253作音乐信号发生器。（2）编制一个音乐程序，最少能提供两个歌曲的选择。3报告内容（1）项目概述（2）设计要求（3）系统设计（4）硬件设计电路图（含必要的原理介绍）元件清单（5）软件设计程序流程图程序清单（含必要注释）（6）收获（7）参考文献,14.3.2简易数码管移位显示器1设计目的利用微机的总线设计一个简易移位型数码管显示器；掌握数码管的显示原理及应用方法；掌握显示程序的设计。2内容及要求（1）用七段LED在微机外设计一个4位移位型的显示器，能够显示年、月、日、时间。（2）显示驱动电路自行设计。3报告内容（1）项目概述（2）设计要求（3）系统设计（4）硬件设计电路图（含必要的原理介绍）元件清单（5）软件设计程序流程图程序清单（含必要注释）（6）收获（7）参考文献,14.3.3串行通信设计1设计目的掌握串行通信的基本方法和通信程序设计方法；掌握8251芯片的编程方法；熟悉RS232C总线的使用及接线。2内容及要求（1）利用PC机上RS232C串行口通信功能，选用实验箱上的8251芯片与主机组成自发自收系统，接受/发送时钟PCLK可由实验台上4MHZ分频后产生。（2）要求主机键盘上键入的字将在屏幕上显示出来。即同时通过8251发送，然后再由8251接收送主机屏幕显示出来。（3）编写数据的发送和接收程序（也可使接收回来的数比发送的数据大1），传送数据采用程序查询方式。3报告内容（1）项目概述（2）设计要求（3）系统设计（4）硬件设计电路图（含必要的原理介绍）元件清单（5）软件设计程序流程图程序清单（含必要注释）（6）收获（7）参考文献,14.3.4数字密码锁1设计目的掌握键盘的工作原理及键盘程序的设计方法；熟悉PC总线的使用。2内容及要求（1）设计一个数字式密码锁，由09十个数字键、开锁键及密码设置键构成（利用实验箱上的小键盘）。（2）设计编写控制程序，程序的功能要求如下：按下4位数字，再按下开锁键，若按下的4位数字与密码相符，锁自动打开（用一个绿色发光二级管点亮模拟），若按下的数字键与密码不符则认为出错，三次出错则发出报警信号启动蜂鸣器报警，并退出系统返回DOS。若想重设密码，先开锁，再按密码重设键，然后输入新的4位密码，以后按新密码开锁。（3）选用8255A作小键盘及发光二极管接口，设计并实现8255A与PC机总线及键盘、发光二极管的连接。3报告内容（1）项目概述（2）设计要求（3）系统设计（4）硬件设计电路图（含必要的原理介绍）元件清单（5）软件设计程序流程图程序清单（含必要注释）（6）收获（7）参考文献,14.3.5D/A转换器设计1设计目的了解D/A转换原理及转换程序的设计方法；掌握DAC0832芯片的编程方法及接线。2内容及要求（1）利用DAC0832组成一个波形发生器。（2）编写转换器程序实现以下功能。按主机键盘A产生一个锯齿波；按主机键盘B产生一个三角波；按主机键盘C产生一个矩形波（使低电平宽度为高电平的4倍）；按主机键盘E停止转换，等待输入；按主机键盘Q退出，返回DOS。3报告内容（1）项目概述（2）设计要求（3）系统设计（4）硬件设计电路图（含必要的原理介绍）元件清单（5）软件设计程序流程图程序清单（含必要注释）（6）收获（7）参考文献,14.3.6步进电机控制1、设计目的掌握步进电机控制系统的设计方法，了解步进电机的工作原理和控制程序的设计方法。2、内容及要求（1）用微机作为脉冲发生器，用8255A作脉冲分配器，B口的PB7PB5输出分别控制步进电机的A、B、C三相绕组；用两个开关设置步进电机的脉冲分配方式（有单三拍、双三拍、六拍三种），再用另一个开关设置步进电机的转动方向（有正转和反转两种）。（2）编写控制步进电机能按所选择的分配方式及方向运转的程序。（3）若没有步进电机，也可用发光二级管模拟步进电机的运转（用三个发光二极管分别模拟A、B、C三绕组，灯亮，表示该灯代表的绕组通电）。3报告内容（1）项目概述（2）设计要求（3）系统设计（4）硬件设计电路图（含必要的原理介绍）元件清单（5）软件设计程序流程图程序清单（含必要注释）（6）收获（7）参考文献,14.3.7模拟交通灯控制1、设计目的掌握8255芯片的编程方法及接线；掌握8259芯片的编程方法及接线。2、内容及要求设A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道，直接对车辆进行交通管理，设计要求如下所示。用发光二极管模拟交通信号灯。正常情况下，A、B两车道轮流放行，A车道放行40s，其中5s用于警告；B车道放行20s，其中5s用于警告。有紧急车辆通过时，按下K1（用单脉冲按钮UP代替）开关使A、B车道均为红灯，禁行15s，紧急情况解除后，恢复正常控制。3报告内容（1）项目概述（2）设计要求（3）系统设计（4）硬件设计电路图（含必要的原理介绍）元件清单（5）软件设计程序流程图程序清单（含必要注释）（6）收获（7）参考文献,14.3.8电子时钟1设计目的进一步掌握8253定时器的使用和编程方法；进一步掌握8259中断处理程序的编程方法；进一步掌握数码显示电路的驱动方法。2内容及要求利用实验箱的8253定时器和提供的数码显示电路，设计一个电子时钟。格式如下：XXXXXX由左向右分别为：时、分、秒。定时器每100us中断一次，在中断服务程序中,对中断次数进行计数，