移动式广告牌的设计

1、1.概 述此次我们进行的课程设计的题目是移动式广告牌的设计。这个设计就大的方面可以分成两个部分：硬件设计和软件设计。硬件设计：在硬件设计里，主要牵扯到芯片的应用问题。此次设计主要的芯片有扩展8031，74ls373,8279,74ls240,74ls273,8255等芯片。设计要求用8255pc口接单色灯，pb口接彩色灯，pa口接开关控制系统的启动、停止和复位。软件设计：在软件设计里主要又三个大的子程序和四个小的子程序，三个大的子程序为：广告语显示程序、灯变化程序和中断程序。四个小的子程序分别为启动、停止、复位和延时程序。广告语显示程序要求字符从右往左一次移入，相间1秒。灯变化程序要求彩灯按逆

2、时针依次点亮红黄绿白各0.3秒，单色灯变化自定。启动、停止和复位程序要求启动后先显示0.5秒的黄灯，然后彩色灯、单色灯再按自定义方式变化，系统停止后立即黑屏、熄灯。中断程序要求影响灯变。延时程序要求获取灯饰变化所需要的时间。2.控制系统硬件设计在此次课程设计里，需要扩展8031，74ls373,8279,74ls240,74ls273,8255等芯片。设计要求用8255pc口接单色灯，pb口接彩色灯，pa口接开关控制系统的启动、停止和复位。扩张外部影响中断。2.1爱迪克试验机简介艾迪克单片机试验开发系统aedk5196et,是由试验机结合仿真技术开发而成。支持mcs-51系列和mcs-96系列

3、微控制的试验与仿真开发。该试验系统自带一个21按键键盘、八位八段数码管显示器、8031和8096（80c196）微控制器、rs-232接口，可以连接pc机，实现穿行监控运行，也无需其他设备而独立运行。2.2显示器接口芯片8279简介8279是键盘、显示器管理专用接口芯片，可以对显示器和键盘进行自动扫描。这样可以大大的减少cpu的任务，节省系统资源。本系统采用的intel公司生产的8279。共有40个引脚，d0d7为数据总线，与单片机的p0口连接，用于数据、命令等的传送。显示器的控制有字形控制和字位控制两种。其中显示字符的字形码从outa3outa0和0utb3outb0输出，与显示器的断选a、

4、b、c、d、e、f、g、dp连接，形成各种字符；显示器的位选信号由扫描输出线sl3sl0经外部译码获得。cs和a0构成8279的端口地址，cs和a0构成8279的端口地址，接单片机的地址线，其中a0接单片机的a1、cs接地，当a0=0、cs=0的时候，cpu将访问8279的数据口，当a0=1、cs=0的时候，cpu将访问8279的控制口，因此，8279的数据口地址为0ff80h，命令/状态口地址为0ff82h。用8279管理显示器当显示输出时，它有128位显示ram，其内容可以用8段发光二极管组合显示。8279芯片管脚分布如图3-1所示：4039383736353433323130292827

5、2625242322211234567891011121314151617181920vccrl1rl0cntl/stbshiftsl3sl2sl1sl0outb0outb1outb2outb3outa0outa1outa2outa3bdcsa0rl2rl3clkirqrl4rl5rl6rl7resetrdwrd0d1d2d3d4d5d6d7gnd图3-1 8279芯片管脚分布图2.3芯片8255简介8255是通用可编程并行接口芯片，为40脚双列直插式封装型，片内又3个8为并行i/o口，分别成为pa口（pa7-pa0）,pb(pb7-pb0),pc(pc7-pc0),其中pc口又分为高4为口（

6、pc4-pc7）和低4为口（pc3-pc0）,通过编程可设三种工作模式。其引脚排列如图3.2所示。数据端a口，b口，c口均为8为，可编程选择为输入或输出。端口c也可编程为两个4位的端口来用，在具体结构上三者略又区别：a口输入/输出均有锁存器，而b口和c口具有输出锁存器，输入无锁存器，又缓冲器。数据总线缓冲器用于和单片机的数据总线（p0）连接，传送数据和控制命令。内部控制电路分为a组和b组，a组控制a口和c口的高4位，b组控制b口和c口的低四位，控制电路的工作受控于控制寄存器。8279芯片管脚分布如图3-2所示。403938373635343332313029282726252423222112

7、34567891011121314151617181920pa4pa5pa6pa7wrresetd0d1d2d3d4d5d6d7vccpb7pb6pb5pb4pb3pa3pa2pa1pa0rdcsgnda1a0pc7pc6pc5pc4pc0pc1pc2pc3pb0pb1pb2图3-2 8255芯片管脚分布图8255片内又1个8位控制寄存器，由写入的控制字决定8255工作方式，其中d7位表示该控制字是设定工作模式（d7=1）还是设定c口任何一位置1置0（d7=0）.设定工作模式的控制字如图3-3所示，c口置复位的控制在格式如图3-4所示：d7d6d5d4d3d2d1d0pc0-pc3设置位，控制

8、字标志位，1=方式字 1=输入；0=输出 a组设置位，00=方式0； pb口置置位，1=输入；0=输出01=方式1；1x=方式2 b组设置位，0=方式0；1=方式1pa口设置位，1=输入，0=输出 pc4-pc7设置位，1=输出；0=输入图3-3 8255控制字格式d7d6d5d4d3d2d1d0 pc3设状态置位，1=输入；0=输出 不用位 pc口引脚编程：pc0=000;pc1=001 控制字标志位 pc2=002; pc3=003; pc4=004 0=pc方式字 pc5=005; pc6=006; pc7=007 图3-4 8255pc口控制字格式2.4灯饰变化程序硬件设计综合分析设计

9、任务书，灯变化程序硬件接线图如图3-5所示：图3-5 灯变化程序硬件接线图3.控制系统软件设计此次课程设计在软件设计部分，主要又三个大的子程序和四个小的子程序，三个大的子程序为：广告语显示程序、灯变化程序和中断程序。四个小的子程序分别为启动、停止、复位和延时程序。广告语显示程序、启动、复位和停止程序又同组其他同学负责。其余子程序设计如下：3.1单色灯变化子程序设计单色灯在此次设计里没有严格的要求，所有显示方式都自定，这就给了自己一个更广阔的施展空间。控制口为8255的pc口，地址为8404。单色灯的设计主要有两种方式，分别为逻辑是设计和数表式设计，下面一一做以介绍：3.1.1单色灯的排列：根据

10、系统的硬件设计，单色灯的排列如图3-6所示：dl1 dl2 dl3 dl4 dl5 dl6 dl7 dl8 图3-6 单色灯的排列3.1.2单色灯子程序设计一（逻辑式设计）在此次课程设计中对单色灯的要求不是很严格，基本都是自定义。在系统总程序的初始化中对单色灯的控制单元31h复初值为aah,也就是说在程序刚开始执行时，单色灯的显示为：1、3、5和7号灯亮，其他的灯灭。设计要求下一步亮的灯灭，灭的灯亮，故需用逻辑设计的话需用到求反语句（cpl）。单色灯显示的子程序如下：dsd:movdptr,#8404h ；指向8255的pc口mov a,31h ；将31h的地址给a( mov 31h,#55h

11、)movx dptr,a cpla ；对a取反mov31h,a ret显示效果如图3-7所示：图3-7 单色灯的显示效果图3.1.4单色灯子程序设计二（调用数表式设计）这是此次课程设计关于单色灯的一个延展。单色灯的设计除了逻辑式，还又调用数表式的设计。调用数表就是把把个单色灯按顺序排列，写出一个循环的显示控制字。这种设计起始比前一种设计方式麻烦，而且容易出错，但原理很简单，具体的子程序如下：dsd:movdptr,#8404h ；指向8255的pc口mova,r7 movdptr,#tab ；调用数表tabmovca,a+dptr mov31h,a ret就不同的显示方式，其数表都是不同的，现

12、列几种显示方式和相对应的数表，以供参考。具体如下：一、数表设计1： 显示方式：从两端开始依次向中间亮灯，到中间相遇时再想两边返回，每次两两盏灯，其他的灯灭。数表：tab: db 81h,42h,24h,18h,24h,42h,81h二、数表设计2： 显示方式：从左至由依次亮灯，每次亮一盏灯，其他的灯灭。数表：tab: db 80h,60h,40h,10h,08h,06h,04h,01h三、数表设计3： 显示方式：第一次亮ld1,第二次亮ld1和ld2,第三次亮ld1、ld2和ld3，依此类推，直到全亮再返回。数表：tab: db 80h,0b0h,0e0h,0f0h,0f8h,0fbh,0fe

13、h,0ffh3.2彩色灯变化子程序设计彩色灯在此次课程设计里要求较复杂，彩色灯的控制口为8255芯片的pb口，地址为8402.要求启动后先显示0.5秒的黄灯，接着彩灯按逆时针依次点亮红黄绿白各0.3秒。显而易见，后部分要求是彩色灯的循环程序，如同单色灯的设计一样，在彩色灯的设计中也用到了逻辑式设计和数表式设计两种设计方式。3.2.1彩色灯的排列如下：根据系统的硬件设计，合理利用艾迪克单片机试验开发系统aedk5196et的试验平台，彩色灯的排列如图3-8所示：hl1hl3hl4hl2图3-8 彩色灯的排列图3.2.2彩色灯颜色的控制信号：在彩色灯的控制设计中，彩色灯灯色的控制是个很重要的环节。

14、规定0为亮1为灭，先列个灯色的控制信号表3-1所示：表3-1 彩色灯灯色的控制信号信号红绿黄白dgi1001sri01013.2.3彩色灯的控制字如下：在彩灯的设计种，彩色灯的控制字是所有编程的基础。根据系统硬件的设计和彩色灯的空间排列，现编制彩色灯的控制字如表3-2所示，以供后续设计的需要。表3-2 彩色灯控制字表彩色灯运行状态hl1hl2hl4hl3控制字dr1dg1dr2dg2dr4dg4dr3dg3状态01红2黄3绿4白010010114bh状态11白2红3黄4绿11010010d2h状态21绿2白3红4黄10110100b4h状态31、4红2、3绿0110011066h状态41、4绿

15、2、3红1001100199h状态51、4黄2、3白0011001133h状态61、4白2、3黄11001100cch3.2.4彩色灯子程序设计一（逻辑式设计）此次课程设计要求彩灯按逆时针依次点亮红黄绿白各0.3秒。这就需要对彩色灯在程序初始化里定义30h的值为4bh，根据表3-2分析可得，这种循环关系是将彩色灯的控制字左移两位，及用到了左移指令rl.另外还需调用延时程序，对r2给立即数3，及满足了延时0.3秒的要求。具体的子程序如下：csd:movdptr,#8402h ；指向8255的pc口mova,30hmovxdptr,arla ；左移rlamov30h,amovr2,#3 ；给r2赋

16、值lcalldelay ；调用延时子程序ret ；返回显示效果如图3-8所示： hl1hl3hl4hl2 hl1hl3hl4hl2 hl1hl3hl4hl2 hl1hl3hl4hl2hl1hl3hl4hl2图3-8 彩色灯的显示效果图3.2.5彩色灯子程序设计二（调用数表式设计）如同单色灯的设计，彩色灯的设计同样可以用调用数表的方式设计。这种设计方式的弊端是彩色灯控制字的计算比较麻烦而且容易出错，优点在于设计的原理简单，容易接受。在灯显示效果较复杂的设计里用此方法比较简便。具体的设计子程序如下：csd:movdptr,#8402h ；指向8255的pc口movr7,#0 mova,r7movd

17、ptr,#tab ；调用数表movca,a+dptrmov30h,amovr2,#3 ；给r2赋值lcalldelay ；调用延时子程序ret ；返回tab: db 66h,99h,33h,0cch,33h,99h,66h显示效果如图3-9所示：hl1hl3hl4hl2hl1hl3hl4hl2hl1hl3hl4hl2 hl1hl3hl4hl2hl1hl3hl4hl2hl1hl3hl4hl2图3-9 彩色灯的显示效果图3.3 8279初始化子程序设计8279作为显示器接口芯片，在整个系统中的作用非常的重要，8279的初始化也极为重要。在此次课程设计里对8279的初始化，主要用到了三部分：置827

18、9的工作方式字，置键盘扫描速率字，置清楚led显示字。故需在系统程序的初始化里对这三部分初始化。依次为10h,2fh,c1h。为了显示的需要，需要调用延时程序。具体子程序设计如下：init8279:movdptr,#z8279mova,#ledmod；置8279工作方式字movx dptr,amova,#ledfeq；置键盘扫描速率字movx dptr,amov a,#ledcls；置清除led显示字movx dptr,amov r2,#1lcall delayret3.4 8255初始化子程序设计如同8279的初始化一样，8255的初始化同样重要。需对8255置工作方式字，不同于8279初始

19、化的是，因为设计要求8255的pb口控制彩色灯，pc口控制单色灯，故需在8255的初始化中对pb和pc口进行初始化，具体子程序如下：init8255:mov dptr,#8406h mov a,#90h movx dptr,a；置8255工作方式字 mov dptr,#8402h mov a,#0ffh movx dptr,a；初始化pb口 mov dptr,#8404h mov a,#0h movx dptr,a；初始化pc口 ret3.5 延时子程序设计延时程序在系统总程序中的作用也不可忽视。因为系统程序的需要，需对延时前做现场保护。设定r1为外层循环计数器，初值为00h，r0为内层循环计

20、数器，初值为b2h.设定r2为循环计数器，当然，循环程序结束是需对现场进行恢复。具体延时子程序如下：delay:push1；保护现场push0delay1: movr1,#00h ；延时，外层循环计数初值delay2: movr0,#0b2h ；内层循环计数初值djnzr0,$djnzr1,delay2djnzr2,delay1pop0；恢复现场pop1ret3.6 中断子程序设计此次课程设计要求外部中断影响灯变，故在设计中，只要求中断控制灯变，而不显示程序将会暂停，引入的中断信号为p3.2.在系统的初始化程序里，需对中断程序定义，并设定地址区间（设为0030h），接着必须设定外部中断源，和中

21、断信号的触发，此程序里设定用低电平触发。子程序的设计当让也要保护现场。因为中断只影响灯变，故在中断子程序里需设置彩色灯和单色灯的显示程序，切不可和前面的显示效果相同，在此中断设计里，灯的显示设计将用第二种显示设计方式设计，即用调用数表的方式设计。具体设计如下：3.6.1中断子程序设计流程图根据设计的要求和设计硬件的设计需要，中断子程序的设计流程图如图3-10所示：开返回始保护现场偏移量r70显示单色灯延时修正偏移量t7+1r7-1=0p3.2=0？恢复现场开始返回yynn图3-10 中断子程序流程图3.6.2中断子程序设计源程序根据设计的要求和硬件设计的情况，参照设计流程图，中断子程序的具体设

22、计如下所示：int0:pushdpl；保护现场pushdphpushaccpush7push 2push 0push 1next:movr7,#0tt:mova,r7movdptr,#tab1；置单色灯数表起始位置movca,a+dptrmovdptr,#8404hmovxdptr,a；单色灯开始执行mova,r7movdptr,#tab2；置彩色灯数表起始位置movca,a+dptrmovdptr,#8402hmovxdptr,a；彩色灯开始执行movr2,#3；延时lcalldelayincr7cjner7,#7,tt；判断是否到第7位jnbp3.2,next；判断是否执行中断pop1；恢

23、复现场pop0pop2pop7popaccpopdphpopdplreti5.控制系统调试在灯的显示程序调试过程种出现的问题不是很多，但还是或多或少的出现了这样那样的问题，具体问题及解决方案如下：问题一、彩灯的显示混乱检查了程序，确定程序的逻辑关系没有问题，后来突然发现，在程序的初始化时对彩灯的控制字的赋值不正确，这主要是由于对彩灯控制字的顺序没又搞明白。起始显示状态按彩灯从1至4依次为红黄绿白四色，刚开是赋值为95h,经过计算后发现赋值应为4bh.问题二、彩灯的显示仍然混乱检查程序，确定程序的逻辑关系和赋值没有错的前提下，问题肯定就出在硬件连线或者芯片问题上。检查发现，8255的pb口控制先

24、没有接正确。正确的接线应该为表5-1所示：表5-1 8255pb口和74ls240接线口的对应表8255pb口pb0pb1pb2pb3pb4pb5pb6pb774ls240dgqdr1dg2dr2dg4dr4dg3dr3问题三、彩灯的变化不按要求循环 任务要求彩灯先显示0.5秒的黄色灯，然后各彩灯按逆时针依次点亮红黄绿白各0.3秒。但是显示的结果是按顺时针显示，分析问题应该出在彩灯的子程序。检查彩灯的子程序发现，在子程序里应用了右移指令rr,检验发现应该为左移，并应该使用两次左移指令rl.6. 心得体会为期两个星期的单片机接口技术课程设计终于画上了句号，说实在的好累，但充实的两个星期还是让我学

25、到了很多东西。大四的学生，课程设计对我们来说并不是什么新鲜事，基本上每个学期都会有不少这样的学习机会，但是每次完成的质量都有点不太令人满意，随着毕业的临近，就业的压力也就自然而然的降临到我们的身上。我们是本科应用型人才，所以动手能力必须特别强，这就需要大量的锻炼，所以我们必须抓住这些已经为数不多的机会了！说实在的，对单片机的学习我不是学的很好，也就略知一二的样子。刚拿到课程设计任务书的时候很没觉得又多的难。查阅了一些资料，翻了课本上相关的环节，终于还是搞清楚了系统输入输出与硬件的接法，这对课题的理解是大有帮助的，但是也只是初步的了解。后来又去网上看了一下，到网上找资料并不是一件容易的事情找到了

26、一些与课题密切相关的的设计资料，了解了系统工作的基本流程，心里面已经形成了控制程序的设计具体思想。接下来的工作并没有想象中的那么顺利，首先是编写程序，由于首先没有拿到老师的流程图，就自己闭门造车的编了起来，我负责的是灯显示这部分的编程，另又一些例如延时，启动，复位，停止等小程序的编写。我请教了我班学得好的 同学给我讲解了一下设计任务。接下来就是调试程序了，这可不是一个简单的过程，首先由于这个程序相对来说有点长，所以第一次输入的时候竟然会把程序都写错了，找了很久都没有发现问题，心里在想程序没有什么问题怎么就是无法执行下去呢？后来仔细检查之后才发现是有一个语句写错了一点点，改正以后程序也就调试成功

27、了。这时候我深刻的体会到：做什么事都不要急于求成，一定要认真仔细，否则就会事半功倍、得不偿失。最后的工作就是编写课程设计说明书,在这次课程设计前我们都以为这部分的工作是最简单的事情,但发现其实这次课程设计最麻烦的部分在这里，在以后的课程设计中再也不能对这部分掉以轻心了。在进行这部分工作的时候大多数的同学对老师都有些怨言，认为老师根本就没有必要对排版有这么高的要求，因为这毕竟不是word的课程设计。就我个人看来，其实严格一点也不是什么坏事，我们适应以后就好了，以后还有很多的课程设计等着我们呢！为了以后少走弯路现在严格一点，多学点知识也是不错的，更重要的是毕业时候的课程设计，那是绝对要求很高的，对

28、排版肯定是不能有半点的差错，所以现在对这方面就加强锻炼，对我们是有利而绝对无害的。通过这一次的课程设计，我对单片机有了更加深刻的理解，对它的编程语言也有了进一步的了解，觉得真的学会可很多东西，尤其是通过实际动手操作后，我觉得在课堂上由于太抽象而无法理解知识大部分都得到了解决。说心里话，我觉得课程设计是最有意义的学习形式。它第一方面是很贴近我们的生活，让我们觉得现在学的知识只很有价值的；它第二方面是让我们更快、更加具体的学会知识。我希望在大学里面有更多的这样的机会，这确实对我们能力的提高是大有帮助的！在这次课程设计中，我非常感谢我的辅导老师周老师。别的小组在星期二就已经做完了，可我小组迟迟没有进

29、展，问题就出在显示程序和子程序的拼合上。由于我小组的几个人都学得不好，所以前进的路途真的好渺茫。而我们很多都不懂，刚开始的时候我们真的不敢问老师，后来实在没办法了，我们只好不耻下问。记得我请周老师过来给我们指导的时候我笑着给周老师说不准骂我，周老师笑着说，傻孩子，我怎么会骂你呢？所有的顾虑一扫而空。我们也就放开了心去和周老师交流。星期四的上午我们和周老师拼战了一个上午，中午周老师就吃了盒方便面，感激之情难于言表。感谢您，周老师，感谢您母亲般的指导！ 机械设计0504：王公强2008-12-13附 录总程序清单：z8279equ0ff82h；8279状态/命令口地址d8279equ0ff80h；

30、8279数据口地址ledmodequ10h；右边输入，八字符显示，外部译码ledfeqequ2fh；扫描速率ledclsequ0c1h；清除显示ramledwr0equ80h；设定的将要写入的显示ram地址org0000h；主程序入口地址ajmpstartorg0003hajmpint0org0030hstart: movsp,#60h；设置堆栈指针 mov30h,#4bh；彩灯控制字送30h mov31h,#0aah；单色灯控制字送31h lcallinit8255；调用8255初始化程序 lcallinit8279；调用8279初始化程序 setbex0；外部中断0为中断源 clrit0；

31、中断信号用低电平触发loop: movdptr,#8400h movxa,dptrjbacc.0,loop；判断是否启动setbea；允许cpu响应中断movdptr,#8402hmova,#00hmovxdptr,a；黄灯亮movr2,#5lcalldelay；延时0.5秒loop1:mov32h,#0lcalldisplay movdptr,#8400hmovxa,dptrjbacc.2,jieshu；判断是否停止jbacc.1,start；判断是否复位mov32h,#14lcalldisplay sjmploop1jieshu: movdptr,#8402hmova,#0ffhmovxd

32、ptr,a；彩灯全息incdptrincdptrmova,#00hmovxdptr,a；单色灯全息movdptr,#0ff82hmova,#ledclsmovxdptr,a；显示器熄屛ajmpxxdisplay:mov r7,#14；置显示循环次数movr5,#00hmovr4,#0loop2: lcall disled；调用合成显示位子程序 inc r4；显示位置向左移一位inc r5；取数表中下一位数djnz r7,loop2；判断循环次数是否达到16次 movdptr,#z8279；控制口地址mova,#ledclsmovxdptr,a；清屏retdisled: ；合成显示位置子程序mo

33、vdptr,#z8279 mov a,#ledclsmovxdptr,a；清屏lcall delay；调用延时子程序pushdph；保护现场pushdplpushaccmova,r4 movdptr,#z8279adda,#ledwr0movxdptr,a；置显示ram地址mova,r5；送段码值movdptr,#ledseg；置显示常数表起始位置movca,a+dptr；在断码表中取显示字符movdptr,#d8279movxdptr,a；字符控制字送控制口mov a, r4add a, #1；位码偏移量加1mov r3, a；暂存mov a,r5movdptr,#ledseg；置显示数表起

34、始位置adda,32hmovc a,a+dptrmov r0,#10hmov r0, a；将字符存入r0所指向的10h单元mov a, r4 mov r6, alp: mova,#ledwr0；置显示ram起始地址adda,r6；加显示位偏移量movdptr,#z8279movxdptr,a；设定显示位置mova,r0inc r0；指向10h系列中的下一单元movdptr,#d8279movxdptr,a；送显示字符 dec r6；显示位向右移一位djnz r3, lp ；判断取出的字符是否全部显示popacc；恢复现场popdplpopdphretint0:pushdpl；保护现场pushdphpushaccpush7push 2push 0push 1next:movr7,#0tt:mova,r7movdptr,#tab1；置单色灯数表起始位置movca,a+dptrmovdptr,#8404hmovxdptr,a；单色灯开始执行mova,r7movdptr,#tab2；置彩色灯数