计算机科学与技术专业毕业设计

1、计算机科学与技术学院硬件课程设计报告姓 名：学 号：专 业： 计算机科学与技术 班 级： 计算机 设计题目： 节日彩灯系统 成 员：指导教师：职 称： 2007年 10 月 徐州摘 要众所周知，节日彩灯以其绚丽的色彩和变化的各种式样赢得人们的喜爱，在人们的日常的生活中很常见，并在一些特定的节日里，重要场合中起着渲染节日气氛，带给人们欢乐的作用。可编程节日彩灯打破常规彩灯闪烁固定变化的现状，可根据人们不同的意愿进行编程设计出想要的变换的色彩效果。8255A是一种可编程的输入输出芯片，利用它对电平的高低来控制脉冲的到达，利用8253的定时功能和8279对彩灯各种形式的控制，从而控制彩灯使其发出绚丽

2、夺目的色彩和产生各种式样的彩灯。 利用键盘上的灯实现灯的各种形式的变换，使彩灯变换的样式更多，克服了节日彩灯变换样式单调的缺点，使节日彩灯朝着变换多种多样的方式发展。通过利用8253,8255,8279器件实现彩灯定时多样式变换。关键词：可编程彩灯 8253定时 8255控制脉冲到达 8279实现对彩灯各种形式的控制 目 录1设计任务与要求11.1设计任务及器件11.2设计要求11.3设计总体概括1利用8253器件定时功能，8255器件辅助功能，8279等器件完成彩灯系统实现设计要求的功能。12 总体方案2 2.1 设计题目 22.2设计背景2 2.3面临的问题 2 2.4解决方案3 2.5设

3、计思想3 2.6程序结构框图43硬件设计5 3.1 功能简介 5 3.2 原理简介及接线图 5 3.2.1 8279功能介绍 5 3.2.2 8279的工作方式7 3.2.3 8279的命令字及格式8 3.3 8段数码管原理简介 9 3. 4 8253器件的应用10 3. 5 8255器件的应用10 3.6 硬件接线图（根据实验设备所画）12 3.7 内部接线图124软件设计13 4. 1 总体设计方案及说明13 4. 2 软件主要模块流程图13 4. 3 源程序清单与注释145 结论23参考文献231 设计任务与要求1.1设计任务及器件用微机原理与接口实验箱，分析在键盘上的灯上形成节日彩灯，

4、用的器件为8253,8255,8279等等器件。1.2设计要求利用以上器件实现节日彩灯的各种图形，如：节日彩灯依次变暗，依次点亮，依次形成波浪形，间隔闪烁等形状。1.3设计总体概括利用8253器件定时功能，8255器件辅助功能，8279等器件完成彩灯系统实现设计要求的功能。2 总体方案2.1 设计题目用微机原理与接口实验箱实现节日彩灯系统。2.2 设计背景2.2.1 探究节日彩灯系统，通过实验更多的了解节日彩灯系统。2.2.2 通过实验对微机接口与原理实验箱有更进一步的了解，充分了解各部分的作用，尤其对8255,8253,8279有了更近一步的了解。2.2.3为了学习更多的编程知识，熟练地掌握

5、编程技巧，学会和复习各个器件的初始化操作，使编程技术进一步提高。2.2.4通过编写彩灯系统程序，对日常生活的彩灯是怎样工作的有进一步的了解，举一反三，通过彩灯系统，对编写其他程序有进一步的促进作用。2.2.5 通过彩灯系统锻炼自己的实际操作能力，使自己的理论知识应用于实践，提高自己的操作水平。2.3面临的问题2.3.1 8279器件没学过，怎么初始化，怎么进行编程都是一个问题，关于8279器件的知识都得自己找，通过学习在进行编程。2.3.2 关于8253,8255器件的知识由于是上学期学的，所以关于器件的操作步骤以及流程忘记了不少，需要重新学习。2.3.3 需要将8253,8255,8279的

6、知识结合在一起，从而实现节日彩灯系统，充分结合程序程序，使节日彩灯系统能正常工作。2.3.4 配合问题：由于两个人为一组，所以两人的配合特别重要，怎样分工对完成节日彩灯系统的设计特别重要。2.4解决方案2.4.1 通过网上查找和在图书馆查找关于8279的知识，对8279的应用有更近一步的了解，熟练掌握初始化和利用8279的编程应用。2.4.2 看微机结构与原理充分了解8253,8255器件的各种应用。2.4.3 各人分配适当的工作，完成以后对两人的结果进行重组，最后完成节日彩灯系统的设计。2.5设计思想8253器件：8253具有计数和定时功能，通过8253器件实现定时脉冲，每隔一秒钟来一个脉冲

7、，用作定时装置。8255器件：用作辅助装置，8255器件的A端口用于接收8253器件的定时脉冲，当接收到脉冲是，使键盘上的彩灯变换一次。8279器件：控制彩灯的变化，使彩灯形成各种形状，如：全变暗，全变量，形成波浪形彩灯等等各种形状。2.6程序结构框图8279初始化8253初始化8255初始化检验是否高电平，高电平进行，低电平等待显示彩灯的一种形状判断是否达到一秒 否 是变换另一种形状 否图形数=4 是3 硬件设计3.1 功能简介通过硬件接线与软件编程，通过8255、8253实现硬件延时，用芯片8279控制输出，是数码管发出不同形状的图案。3.2 原理简介及接线图 8279引脚图3.2.1 8

8、279功能介绍8279是可编程的键盘、显示接口芯片。它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。8279内部有键盘FIFO（先进先出堆栈）/传感器，双重功能的8*8=64B RAM，键盘控制部分可控制8*8=64个按键或8*8阵列方式的传感器。该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。显示RAM容量为16*8，即显示器最大配置可达16位LED数码显示。（1）数据线DB0DB7是双向三态数据总线，在接口电路中与系统数据总线相连，用以传送CPU和8279之间的数据和命令。（2）地址线/CS=0选中8279，当A0=1时，为命令字及状态字地址；当A0=0时，为片内数据地址，故8

9、279芯片占用2个端口地址。（3）控制线CLK：8279的时钟输入线。IRQ：中断请求输出线，高电平有效。/RD、/WR：读、写输入控制线。SL0-SL3：扫描输出线，用来作为扫描键盘和显示的代码输出或直接输出线。RL0-RL7：回复输入线，它们是键盘或传感器矩阵的信号输入线。SHIFT：来自外部键盘或传感器矩阵的输入信号，它是8279键盘数据的次高位即D6位的状态，该位状态控制键盘上/下档功能。在传感器方式和选通方式中，该引脚无用。CNTL/S：控制/选通输入线，高电平有效。键盘方式时，键盘数据最高位（D7）的信号输入到该引脚，以扩充键功能；选通方式时，当该引脚信号上升沿到时，把RL0-RL

10、7的数据存入FIFO RAM中。OUTA0-OUTA3：通常作为显示信号的高4位输出线。OUTB0-OUTB3：通常作为显示信号的低4位输出线。/BD：显示熄灭输出线，低电平有效。当/BD=0时将显示全熄灭。8279对显示RAM的读/写操作如果采用非地址自动增加方式对显示RAM进行读/写操作，则每次读/写前都需要通过“读显示RAM命令字”或“写显示RAM命令字”设置显示RAM的地址。而采用地址自动增加方式，只需设置起始地址，之后地址会自动增加。3.2.2 8279的工作方式8279有三种工作方式：键盘方式、显示方式和传感器方式。（1） 键盘工作方式8279在键盘工作方式时，可设置为双键互锁方式

11、和N键循回方式。双键互锁方式：若有两个或多个键同时按下时，不管按键先后顺序如何，只能识别最后一个被释放的键，并把该键值送入FIFO RAM中。N键循回方式：一次按下任意个键均可被识别，按键值按扫描次序被送入FIFO RAM中。（2） 显示方式8279的显示方式又可分为左端入口和右端入口方式。显示数据只要写入显示RAM，则可由显示器显示出来，因此显示数据写入显示RAM的顺序，决定了显示的次序。左端入口方式即显示位置从显示器最左端1位（最高位）开始，以后显示的字符逐个向右顺序排列；右端入口方式即显示位置从显示器最右端1位（最低位）开始，已显示的字符逐个向左移位。但无论左右入口，后输入的总是显示在最

12、右边。（3） 传感器方式传感器方式是把传感器的开关状态送入传感器RAM中。当CPU对传感器阵列扫描时，一旦发现传感器状态发生变化就发出中断请求（IRQ置1），中断响应后转入中断处理程序。3.2.3 8279的命令字及格式a.8279内部时钟设置命令字0 0 1 D4 D3 D2 D1 D0高三位为本命令字特征位，第五位用于设定对外部时钟CLK的分频值。b. 读显示RAM命令字0 1 1 AI D3 D2 D1 D0高三位为本命令字特征位AI:地址增加位，AI=1时，每读出一个字节后地址会自动加1，可继续读下一位字节单元的内容，而不必重写读命令。低四位为显示RAM地址，从0000到1111共16

13、个。c.写显示RAM命令字1 0 0 AI D3 D2 D1 D0高三位为本命令字特征位AI:地址增加位，AI=1时，每写入一个字节后地址会自动加1，可继续写下一位字节单元的内容，而不必重写读命令。低四位为显示RAM地址，从0000到1111共16个。3.3 8段数码管原理简介组成：LED数码管由7段或8段发光二极管组成，在平面上排成8字型。分类：有共阴极和共阳极两种。 显示原理：使某些段点亮而另一些段不亮就可以显示0-9，A-F等字型。 使某段点亮必须具备2个条件：共阴极管的公共端接地和共阳极管的公共端接电源。共阴极管的控制端接电源和共阳极管的控制端接地。 (a) (b) (c) 8段数码管

14、内部结构图3.4 8253器件的应用利用8253的定时功能：8253具有级联的功能，CLK0连接2MHZ,OUT0连接 CLI1,OUT1连接 PA0.GATE0,GATE1连接5V，地址连接200H-207H.从而实现8253器件定时为一秒，一秒来一个脉冲来实现定时。3.5 8255器件的应用利用8255器件实现辅助功能，利用A端口，通过对A端口进行读取，实现一秒钟的定时。8255地址连接208-20FH8253的OUT1连接8255的PA0.8279器件的应用利用8279器件实现键盘上彩灯的形状变化，形成彩灯的各种图形。3.6 硬件接线图3.7 内部接线图4 软件设计4.1 总体设计方案及

15、说明 利用以上器件实现节日彩灯系统，实现彩灯在程序控制下的图形变换成各种形状，并且各种形状变换时间间隔为一秒。4.2 软件主要模块流程图8279初始化 节日彩灯系统模块流程图过程说明：步骤一：进行8279初始化，如：确定从哪边输入，扫描频率是多少，确定地址等。 步骤二：进行8253初始化，使时间周期扩大2000000倍。 步骤三：进行8255初始化，从A端口输入。 步骤四:等高电平，遇到高电平 对键盘上的灯做全灭处理。 步骤五：等上升沿，当上升沿到来时，使键盘上的灯成波浪形。 步骤六: 等上升沿，当上升沿到来时，使键盘上的灯全亮。 步骤六: 等上升沿，当上升沿到来时，使键盘成上下间隔亮半边。

16、步骤六: 等上升沿，当上升沿到来时，使键盘上的灯只亮中间。 步骤七：等上升沿，当上升沿到来时，重复，从过程三开始。4.3 源程序清单与注释Z8279 EQU 212HD8279 EQU 210HLEDMOD EQU 90H ;右边输入,八位显示外部译码八位显示LEDFEQ EQU 38H ;扫描频率CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV AL,00110111B MOV DX,203H OUT DX,AL ;控制字 MOV AL,00H MOV DX,200H OUT DX,AL mov DX,200H MOV AL,10H OUT DX,AL ;8253 0

17、端口初始化，频率减为1000分之一 MOV AL,01110111B MOV DX,203H OUT DX,AL MOV AL,00H MOV DX,201H OUT DX,AL MOV AL,20H OUT DX,AL ;8253 1端口初始化，频率减为2000分之一 MOV AL,10010000B MOV DX,20BH OUT DX,AL ;8255初始化 call del MOV DX,208H L1: IN AL,DX TEST AL,01H JZ L1 ;读高电平f: MOV DX,D8279 MOV AL,00000111b OUT DX,AL MOV AL,00001110b

18、 OUT DX,AL MOV AL,00000111b OUT DX,AL MOV AL,00001110b OUT DX,AL MOV AL,00000111b OUT DX,AL MOV AL,00001110b OUT DX,AL MOV AL,00000111b OUT DX,AL MOV AL,00001110b OUT DX,AL MOV DX,208H L: IN AL,DX TEST AL,01H JNZ L L2: IN AL,DX TEST AL,01H JZ L2 s: mov DX,D8279 MOV AL,00100011B OUT DX,AL MOV AL,0001

19、1100B OUT DX,AL MOV AL,00100011B OUT DX,AL MOV AL,00011100B OUT DX,AL MOV AL,00100011B OUT DX,AL MOV AL,00011100B OUT DX,AL MOV AL,00100011B OUT DX,AL MOV AL,00011100B OUT DX,AL MOV DX,208H z: IN AL,DX TEST AL,01H JNZ z z2: IN AL,DX TEST AL,01H JZ z2 yy: mov DX,D8279 mov AL,01000000b OUT DX,AL mov A

20、L,01000000b OUT DX,AL mov AL,01000000b OUT DX,AL mov AL,01000000b OUT DX,AL mov AL,01000000b OUT DX,AL mov AL,01000000b OUT DX,AL mov AL,01000000b OUT DX,AL mov AL,01000000b OUT DX,AL MOV DX,208H zZ: IN AL,DX TEST AL,01H JNZ zZ zZ2: IN AL,DX TEST AL,01H JZ zZ2 g: MOV DX,D8279 mov al,01111111b out dx

21、,al mov al,01111111b out dx,al mov al,01111111b out dx,al mov al,01111111b out dx,al mov al,01111111b out dx,al mov al,01111111b out dx,al mov al,01111111b out dx,al mov al,01111111b out dx,al MOV DX,208H M: IN AL,DX TEST AL,01H JNZ M M1: IN AL,DX TEST AL,01H JZ M1 call del h: NOP MOV DX,Z8279 MOV AL,0C2H OUT DX,AL ;置空FIFO寄存器 jmp f del proc near MOV DX,Z8279 MOV AL,LEDMOD OUT DX,AL MOV AL,LEDFEQ OUT DX,AL mov dx,d8279 mov al,0h out dx,al mov al,0h out dx,al mov al,0h