微机原理课设：霓虹灯闪烁控制系统

1、微机原理与接口技术课程设计题 目：可控制霓虹灯班 级：电气本151小组组长：徐 明2015040104小组成员：王军三2015040107黄国涛2015040108X 飞鸿2015040113指导教师：X遨日 期：2017年10月11日某某工程学院机电工程系一、设计可控制霓虹灯目的与意义霓虹灯其设计目的主要为：(1) 进一步熟悉8255A并行接口的根本工作原理(2) 运用CES-86通用微机实验装置，了解键盘的根本结构,学会编写程序(3) 在熟悉了小键盘的根底上，加上LED发光二极管的使用设计出绚丽闪耀的霓虹灯.本课程设计是自动化专业学生的一次较全面的的设计训练，是配合微机与接口技术课堂教学的

2、最后一个重要的实践教学环节，它将起到巩固课堂和书本上所学的知识、加强综 合能力、提高系统设计水平、启发创新思想的作用。当然，虽然程序最后达到了预期控制要求，但是由于实际情况和理想情况存在差距，我 知道还有很多地方有待改良，同时我还是个初学者，各方面肯定存在不足，如果教师发现了 缺陷之处，请指出，我们一定会虚心承受。二、芯片介绍本次课程设计中所使用的芯片8255A如右图是In tel公司采用CHMO工艺生产的一种高 性能 通用可编程输入/输出并行接口芯片，可以方便地 应用在In tel系列微处理器系统中。下面对8255A 芯片进展简单介绍：8255A的内部结构8255A 是40引脚双列直插式芯片

3、，片内有A,B,C三个8位I/O端口，可提供24条可编程的 输入/输出端口线。它的内部结构由三局部电路组 成：把他用线路与8086CPU的接口电路、内部控 制逻辑电路和与外设连接的输入/输出接口电路。8086内部介绍8086 CPU中存放器总共为14个，且均为16位。即 AX，BX，CX，DX，SP, BP, SI，DI，IP, FLAG，CS，DS，SS, ES 共 14 个。 而这14个存放器按照一定方式又分为了通用存放器，控制存放器和段存放器。与CPU的接口电路(1) 与CPU勺接口电路由数据总线缓冲器和读/写控制逻辑组成。数据总线缓冲器是一个三态、双向、8位存放器，8条数据线DD与系

4、统数据总线连接，构成CPU与8255A之间信息传送的通道，CPU!过执行输出指令向8255A 写入控制命令或往外设传送数据，通过执行输入指令读取外设输入的数据。读写控制逻辑电路用来接收 CPU系统总线的读信号RD写信号 WR片选择信号CS端口选 择信号A和复位信号RESET用于控制8255A内部存放器的读写操作和复位操作。2）内部控制逻辑电路内部控制逻辑包括 A组控制与B组控制两局部。A组控制存放器用来控制 A 口 PAPA 和C 口的高四位PCPC; B组控制存放器用来控制 B 口 PBPB和低四位PGPC。它们接收 CPUS送来的控制命令，对 A,B,C3个端口的输入/输出方式进展控制。3

5、输入输出接口电路8255A 片内有A,B,C3个8位并行端口，A 口和B 口分别有1个8位的数据输出锁存/缓 冲器和1个8位数据输入锁存器，C 口有一个8位数据输出锁存/缓冲器，用于存放CPU与外 部设备交换的数据。对于8255A的3个数据端口和1个控制端口，数据端口既可以写入数据也可以读出数据，控制端口只能写入命令而不能读出，读、写控制信号RD,WR和端口选择信号CS,A,A。的状态组合可以实现A,B,C3个端口和控制端口的读写操作。8255A的端口分配与读写功能见下 表：CS WR RDA1A 0功能0 0 10 0数据写入A 口0 0 10 1数据写入B 口0 0 11 0数据写入C 口

6、0 0 11 1命令与入控制存放器0 1 00 0读出A 口数据0 1 00 1读出B 口数据0 1 01 0读出C 口数据0 1 01 1非法操作引脚信号8255A 的引脚如如下图示，分为数据线、地址线、读写控制线、输入/输出端口线和电源线。D7D：三态、双向数据线，与数据总线连接，用来传送数据。CS:片选信号线，低电平有效时，芯片被选中。Ai,A :地址线，用来选择内部端口。RD:读出信号线，低电平有效时，允许数据读出。WR写入信号线，低电平有效时，允许数据写入。RESET复位信号线，高电平有效时，将所有内部存放器包括控制存放器清0。PAPA:A 口输入/输出信号线。PBPE0:B 口输入

7、/输出信号线。PGPC:C 口输入/输出信号线。VCC:+5V电源。GND电源地线。8255A的工作方式与初始化编程8255A有三种工作方式：根本输入/输出方式，单向选通输入/输出方式和双向选通输入 /输出方式。(1丨方式0:根本输入输出方式方式0是8255A的根本输入输出方式，其根本特点是与外部传送数据时，不需要设置专 用的信号联络应答信号，可以无条件的直接进展 I/O端口传送。A,B,C三个端口都可以 工作在方式0。A 口和B 口工作在方式0时，只能设置以8位数据格式输入输出；C 口工作在 方式0时，可以将高4位和低4位分别设置为数据输入或数据输出方式。方式 0常用于与外 设无条件数据传送

8、或查询方式数据传送。(2) 方式1:单项选通输入/输出方式方式1是一种带选通信号的单方向输入/输出工作方式，其特点是：与外设传送数据时， 需要联络信号进展协调，允许用查询或中断方式传送数据。由于 C 口的PC, PC和PC定义为 B 口工作在方式1的联络信号线，PG.PC4和PC定义为A 口工作方式1的联络信号线，因此只 允许A 口和B 口工作在方式1。(3) 方式2:双向选通输入/输出方式方式2为双向选通输入输出方式，是方式1输入和输出的组合，即同一端口的信号线既 可以输入又可以输出。由于 C 口的PC7PC定义为A 口工作在方式2时的联络信号线，因此 只允许A 口工作在方式2。8255A

9、的A,B,C三个端口的工作方式是在初始化编程时，通过向8255A的控制端口写入控制字来设定的。8255A由编程写入的控制字有两个：方式控制字和置位 /复位控制字。方式 控制字用于设置端口 A，B，C的工作方式和数据传送方向；置位/复位控制字用于设置C 口的 PC7PC中某一条口线PCii=07的电平。两个控制字公用一个控制字公用一个端口地址， 由控制字的最高位最为区分这两个控制字的标志位。-0; FC3 输岸1: FC3訓0输只Q、母口输出I :万口输入8255A工作方式控制字的格式如下列图：D.d26Do】；标志位00 :人口方式0 ci: g方式1* : A口分式20 : A口输出1 ；

10、A口输入0 : rcrPC4输出1 :愉入三、硬件设计21块积木的具体电路为：A :单脉冲发生器电路；B :时钟脉冲发生器电路；C:数/模转换DAC0832电路；D:可编程计数器/定时器8253电路;E:模/数转换ADC0809丨电路；F:单板机I/O地址电路；G:逻辑电路芯片插座区；H :电平开关电路；I:发光二极管LED丨显示电路；J:计数器分频电路；K :可编程并行通信接口 8255A电路;L :可编程串行通信接口 8251A电路M :十六进制键盘电路；N :七段数码显示电路；0:随机存储RAM6116电路；P:中继电路；Q:直流电源与控制电路；R: PC总线接口；S:与PC机连接的接口

11、电路；SQCBAPDGRONEMFLKH万用表JI“单板积木式示意图本课程设计使用了 F单板机I0地址电路，H电平开关电路,I发光二极管显示电路,K可编程并行通信接口即8255A电路。设计电路图如如下图所示，A 口为输出，连接8个发光二极管，B 口为输入，其中的PB0 PB1接开关K1, K2。开关的四 个状态分别对应霓虹灯的四种变化状态，做试验时，通过控制开关的断开与闭合，可以观察 到霓虹灯的闪烁。同时 CPU通过B端口将K1，K2的信息读入，然后转换成 ASCII码BAT1R01 R1R2广200k1 200k200kR3200kU2:E74LS04U1J1318-31fR5200kD5L

12、ED9U2:F74LS04:34专302928:36匚 6D0PA0D1PA1D2PA2D3PA3D4PA4D5PA5D6PA6D7PA7PB0WRPB1A0PB2A1PB3RESETPB4PB5CSPB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC78255A18192123251415161210K1K2NBAT2任务外设的8个发光二极管在2个开关K1 , K2的控制下按照不同的规律闪烁，同时在电脑屏幕上显示开关状态，二极管闪 烁规律如下：1开关状态为K1关，K2关时，前四灯同时亮，熄灭后，接着后四个同时亮。（2）开关状态为K1关，K2开时，8灯依次点亮。（3）本次课程设计所使用的

13、主要设备是 CES-86型通用实验装置。CES-86型通用PC机实验装置的特点是“单板积木式电路。而且可以和任何一种PC机相连组成系统，相连后即可在此装置上进展硬件拼接，组成各种实验系统。它所实现的功能是实现开关对发光二极管的亮灭状态控制，并将开关状态在屏幕上显示出来。 在运行程序后按任意键发光二极管根据开关状态开始闪烁，同时在程序运行过程中按任意键 可返回DOS。四、软件设计流程图如下：主程序代码段START: MOV AX,DATA;数据段装入初始地址MOV DS,AXMOV ES,AXMOV AH,09H;显示提示信息MOV DX,OFFSET MESSINT 21HMOV DX,31B

14、H;控制字端口MOV AL,10000010B;控制字，B 口输入A 口输出OUT DX,AL;写入控制字A: MOV DX,319H;端口 BIN AL,DX;读开关状态AND AL,03H;保存B1,B0位，其他位置0MOVX,AL;将ALt时装入XMOV CX,02HB: MOV DL,AL;AL装入DL以备子程序使用CALL DISP;调用显示子程序，显示PB2的状态SHL AL,1LOOP B;循环2次，显示2个开关状态MOV AL,X;开关状态装入ALCMP AL,00H;比拟开关状态，00调用STATE0JNZ MCALL STATEOM: CMP AL,01H;比拟开关状态，0

15、1 调用 STATE1JNZ NCALL STATE1N: CMP AL,02H;比拟开关状态，10调用 STATE2JNZ OCALL STATE2比拟开关状态，11调用STATE3O: CMP AL,03HJNZ MCALL STATE3STATE（子程序：前四灯同时亮，熄灭后，接着后四个同时亮流程图如下子程序开始显示子程序信息在CX中置入循环次数为4次控制A 口使前4个 灯亮，后4个灯灭调用延时子程序控制A 口使前4个 灯灭，后4个灯亮调用延时子程序标号SSTATE0 PROC NEARMOV AH,09HMOV DX,OFFSET ZEROINT 21HMOV DX,318HMOV CX,04H;H: MOV AL,0FHOUT DX,ALCALL DELAY10MOV AL,0F0HOUT DX,ALCALL DELAY10LOOP HJMP SRETSTATE0 ENDPSTATE仔程序：8灯依次点亮端口 A流程图如下标号SSTATE1 PROC NEARMOV AH,09HMOV DX,OFFSET ONEINT 21HMOV DX,318H;端口 AMOV CX,08HD: MOV AL,80HNOT ALROR AL,1OUT DX,ALCALL DELAY10LOOP DJMP SRETSTATE1 ENDP总结开关控制霓虹灯实验总结1.在设置霓虹