数电的课程设计.doc

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1、目录课程设计任务书2一、 设计内容6二、 设计思路设计思路与功能要求61、 设计思路62、 功能描述7三、 电路原理图及其说明8四、 结构框图91、 主程序92、 延时1秒子程序10五、 系统调试中的问题及解决办法 101、 遇到的问题102、 相应的解决办法10六、 运行情况和结论 11七、 源程序清单 11八、 主要参考文献 15九、 心得体会15南京工程学院课程设计任务书 课 程 名 称 微机原理及应用A 院（系、部、中心） 康尼学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 K电力ZB093 起 止 日 期 2012.6.4 2010.6.12 指 导 教 师 1课程设计应达到的目的通过课程

2、设计加深理解课堂教学内容，掌握微机原理的基本应用方法。通过实验熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握汇编语言程序设计和微机基本接口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际。2课程设计题目及要求题目：交通信号灯模拟控制系统的设计利用STAR ES598PCI实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯模拟控制系统”。所有输入该装置信号采用STAR ES598PCI实验仪上的状态输入开关，东西、南北方向的红绿黄灯采用实验仪上的LED发光二极管模拟，东西、南北方向的信号灯变化，通行倒计时时间用数码管显示。1、 功能要求：1） 假设在一个A道(东西方向)和B道(南北方向)交叉的十字路口安装

3、有自动信号灯。当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。A道放行10秒钟，B道再放行10秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯前黄灯亮4秒钟。2） 夜间工作时A道(东西方向)和B道(南北方向)的黄灯闪烁，绿灯和红灯不亮（实验时用开关K8控制）。3） 开关K8=0，则工作在以上功能（1）；开关K8=1，则工作在以上功能（2）。2、 难度要求：1） 基本要求：采用8255 PA口输出控制信号灯，8255 PC0输入K8控制开关信号，用循环程序软件定时实现功能要求；（60分）2） 中级要求：采用8255 PA口输出控制信号灯，8255 PC0输入K8控制开关信号，用8253硬件定时，软件查询方式实现

4、功能要求；（80分）3） 高级要求：在中级要求的基础上，增加用8255 PB口动LED数码显示器显示绿灯倒计时秒数，从9倒计数到0，倒计数到4时黄灯亮。（100分）3课程设计任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求设计要求1、 预习要求：1） 预习STAR ES598PCI实验仪 微机原理实验指导书附录三：2） 预习STAR ES598PCI实验仪 微机原理实验指导书附录二之2.7 B2区；2.9 B4区；2.15 C5区；2.36 G5区；2.37 G6区。3） 预习STAR ES598PCI实验仪 微机原理实验指导书之“实验九8255控制交通灯实验”和“实验十 825

5、3方波实验”。4）预习本任务书，根据设计任务，预先画出电路原理图、程序流程图，编写出实验程序。2、 设计报告要求：1）画出接口部分电路原理图，并阐述系统工作原理。2）绘制程序流程图和源程序清单。3）调试过程和结果。4）要求用WORD撰写课程设计报告，上交打印版和电子稿。3、 课程设计说明书装订顺序及主要内容如下：1）封面、目录 2）任务书3）正文：设计思路与功能描述；电路原理图及其说明。应标示并说明每一个输入/输出信号的含义；结构框图；系统调试中的问题和解决办法；运行情况和结论；源程序清单。4）参考资料4主要参考文献1 李干林. STAR ES598PCI实验仪 微机原理实验指导书M .南京工

6、程学院,2008.2 李继灿.新编16/32微型计算机原理及应用M.北京：清华大学出版社，20043 郑学坚,周斌. 微型计算机原理及应用M . 北京:清华大学出版社,2001.4 朱定华等. 微型计算机原理及应用M. 北京:电子工业出版社,2005.5课程设计进度安排起 止 日 期工 作 内 容2012年6月4日（第16周）之前第16周，星期一第16周，星期二、三第16周，星期四第16周，星期五第16周，星期六预习消化理解设计任务，设计程序流程图，编写源程序。预习星研微机实验系统的仿真调试操作界面学习STAR86/88实验系统的使用和操作，进行实验8255测试和8253测试基本实验完成基本要

7、求的内容完成中级和高级要求的内容验收撰写课程设计报告6成绩考核办法总评成绩由三部分组成，分别是：成果演示占40%，测试成绩占30%，设计报告占30%。1、 成果演示（根据程序运行演示确定基础分）；2、 口试或笔试测验（与本设计有关的问题，目的是考查设计成果是否经过自己思考独立完成）；3、 课程设计报告（格式、内容、质量）。教研室审查意见： 教研室主任签字： 年 月 日院（系、部、中心）意见：主管领导签字： 年 月 日一、设计内容利用STAR ES598PCI实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯模拟控制系统”。所有输入该装置信号采用STAR ES598PCI实验仪上的状态输入开关，东

8、西、南北方向的红绿黄灯采用实验仪上的LED发光二极管模拟，东西、南北方向的信号灯变化，通行倒计时时间用数码管显示。要求：a) 假设在一个A道(东西方向)和B道(南北方向)交叉的十字路口安装有自动信号灯。当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。A道放行10秒钟，B道再放行10秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯前黄灯亮4秒钟。b) 夜间工作时A道(东西方向)和B道(南北方向)的黄灯闪烁，绿灯和红灯不亮（实验时用开关K8控制）。c) 开关K8=0，则工作在以上功能（1）；开关K8=1，则工作在以上功能（2）。其中： 表示红灯， 表示黄灯， 表示绿灯 1s 1s 1s 9 8 7 1 0 1s二

9、、设计思路与功能描述1、设计思路（1） 总体思路根据设计内容，四个方向各有红，黄，绿三个灯，南北方向一致，东西方向一致，因此只需设计控制1、2路口6盏灯，3、4路口的灯与同方向的灯保持一致。对6个交通灯的亮、灭、闪，用可编程并行接口芯片8255输出0、1来实现与改变，使其按规律变化。每个灯的亮，灭，闪的时间用可编程定时器/计数器8253来实现，倒计时显示通过8255输出与数码管相连来实现。（2） 交通灯状态显示要求控制6个交通灯，将可编程并行接口8255的PA口相接，由8255的输出改变灯的状态。设置东（西）方向的绿，黄，红灯分别对应8255的PA0，PA1，PA2，南（北）方向的绿，黄，红灯

10、分别对应8255的PA4，PA5，PA6。东西南北亮灯方式绿黄红红绿黄红红011111017DH东西绿南北红10111101BDH东西黄灯闪烁南北红11111101FDH11010111D7H东西红南北绿11011011DBH东西红南北黄灯闪烁11011111DFH10111011BBH夜间模式 黄灯闪烁11111111FFH（3）倒计时显示8255的PB口接数码管，PB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、PB7分别对应数码管的A、B、C、D、E、F、G和DP段。 a b dp a f b g e c dp 位选 d 共阴极接法 adp段发亮条件： adp=1 并且 位选=0显

11、示数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9PB输出 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH（4） 定时器/计数器8253根据设计要求，定时1s通过定时器/计数器8253来实现。通道0设置为方式3，使之输出1HZ的方波信号，CLK0接1953HZ的时钟，OUT0接至8255的PC1。通过延时1秒子程序来达到延时目的。（5）硬件连线由8086控制8255，8253，向其写控制字，赋初值。2、功能描述白天工作时当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。A道放行10秒钟，B道再放行10秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯前黄灯亮4秒钟。夜间工作时A道(东西

12、方向)和B道(南北方向)的黄灯闪烁，绿灯和红灯不亮（实验时用开关K8控制）。三、 电路原理图及其说明CLK0PA0PA7PB0PB7PC0PC1PC7D0D78253+5V交通灯数码管数码管的位码选择1953HZCPUD0D7D0D7A0A1A0A1A0A1GATE0OUT0CSCS译码译码CPU A2A7CPU A2A98255 K8 8255A输入/输出信号一览表8255-PB输出方式PCH输出方式8255-PA输出方式PCL输入方式引脚输出信号引脚输出信号引脚输出信号引脚输入信号PB7驱动数码管字PB7DP段PB6G段PB5F段PB4E段PB3D段PB2C段PB1B段PB0A段PC7数码

13、管的位码选择PC7=0，则该位选中PA7不用（灭）PA6南北红灯PA5南北黄灯PA4南北绿灯PB4PA3不用（灭）PB3PA2东西红灯PC3PB2PA1东西黄灯PC2PB1PA0东西绿灯PC18253-OUT0PB0PC0开关K8输入四、 结构框图1、主程序：8255、8253初始化PC0 = 0？ Y N黄灯闪烁南北绿灯，东西红灯显示“9”延时1秒子程序显示“8”延时1秒子程序 。 。显示“4”延时1秒子程序省略部分南北黄灯，东西黄灯显示“3”延时1秒子程序。 。显示“0”延时1秒子程序南北红灯，东西绿灯2、硬件延时1秒钟子程序： 输入PC1PC1 =0？ Y N 输入PC1PC1 =1？

14、Y N 返回 五、 系统调试中的问题和解决办法1、遇到的问题l 课程设计进度较慢；编写课程设计的程序时，由于我们平时练习的少，以至于经常出现一些低级的错误，这很大影响了课程设计的进展。l 由于实验室仪器的老化和一些仪器的损坏，使得有时候不能准确的得到实验现象，形成一些误导，同时浪费很多时间更换仪器；还有同一段程序，相同的连线在两个试验台运行，会出现两种结果，甚至是直接运行不了。l 延时1秒子程序设计出现死循环2、相应的解决办法l 当遇到编程问题时，用星研菜单里的“编译、连接”，找出出错的地方，依次修改，再重新编译、连接。虽然最终修改成功，但其间花费了大量时间，严重影响了进程。l 对于机器的老化

15、问题，我们只能东拼西凑，拼成一组完好能使用的实验台，好好爱护，省得下次实习同学遇到类似的问题。并且希望学校能利用暑假的时间，对实验室里的仪器进行一次查修维护。l 请教老师，最终得到满意结果。六、运行情况和结论程序正常运行，并且能完成设计要求：白天工作时当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。A道放行10秒钟，B道再放行10秒钟，依次轮流。绿灯转换红灯前黄灯亮4秒钟。夜间工作时A道(东西方向)和B道(南北方向)的黄灯闪烁，绿灯和红灯不亮（实验时用开关K8控制）。七、源程序清单data segmentdata endscode segment assume cs:code,ds:dat

16、a go: mov al,81hmov dx,0f003h out dx, al 8255的初始化 mov al,3fh mov dx,0e003h out dx,al mov al,53h mov dx,0e000h out dx,al mov al,19h mov dx,0e000h out dx,al 8253初始化 分频 l0: mov dx,0f002h in al,dx and al,01h jnz ll mov al,0bbh 黄灯亮 mov dx,0f000h out dx,al mov dx,0f001h mov al,00h out dx,al call oprd mov

17、al,0ffh 灯灭 mov dx,0f000h out dx,al call oprd jmp l0 夜间模式，两个黄灯闪 ll: mov al,7dh mov dx,0f000h out dx,al 东西绿 南北红 mov al,6fh 显示9 mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,7fh 显示8 mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,07h 7 mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,7dh 6 mov dx,0f001h out dx,al call opr

18、d mov al,6dh 5 mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,66h 4 mov dx,0f001h out dx,al mov al,0bdh 东西黄 南北红 mov dx,0f000h out dx,al call oprd mov al,4fh 3 mov dx,0f001h out dx,al mov al,0fdh mov dx,0f000h out dx,al call oprd mov al,5bh 2 mov dx,0f001h out dx,al mov al,0bdh mov dx,0f000h out dx,al call

19、 oprd mov al,06h 1 mov dx,0f001h out dx,al mov al,0fdh mov dx,0f000h out dx,al call oprd mov al,3fh 0 mov dx,0f001h out dx,al mov al,0bdh mov dx,0f000h out dx,al call oprd mov al,0d7h 东西红，南北绿 mov dx,0f000h out dx,al mov al,6fh mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,7fh mov dx,0f001h out dx,al call

20、 oprd mov al,07h mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,7dh mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,6dh mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,66h mov dx,0f001h out dx,al call oprd mov al,0dbh 东西红，南北黄 mov dx,0f000h out dx,al call oprd mov al,4fh mov dx,0f001h out dx,al mov al,0dfh mov dx,0f000h

21、 out dx,al call oprd mov al,5bh mov dx,0f001h out dx,al mov al,0dbh mov dx,0f000h out dx,al call oprd mov al,06h mov dx,0f001h out dx,al mov al,0dfh mov dx,0f000h out dx,al call oprd mov al,3fh mov dx,0f001h out dx,al mov al,0dbh mov dx,0f000h out dx,al call oprd jmp l0 mov ah,4ch int 21h oprd proc

22、l1: mov dx,0f002h in al, dx and al,02h jz l1 l2:in al,dx and al,02h jnz l2 ret oprd endp code ends end go七、主要参考文献1 李干林. STAR ES598PCI实验仪 微机原理实验指导书M .南京工程学院,2008.2 李继灿.新编16/32微型计算机原理及应用M.北京：清华大学出版社，20043 郑学坚,周斌. 微型计算机原理及应用M . 北京:清华大学出版社,2001.4 朱定华等. 微型计算机原理及应用M. 北京:电子工业出版社,2005.八、心得体会 本次课程设计我熟悉了芯片8253、8255 的功能和应用，在实践中学会了用汇编语言设计一个程序的方法。在用到8253、8255 芯片时，通过编程进一步掌握了它们的功能。本次课程设计提高我们的自学能力和合作精神。从初级要求开始，不断思考，同时和老师同学们交流看法，在编程的过程中遇到了许多细节方面的问题，我们通过讨论一起解决了问题，最终完成要求。灵活运用课堂所学，软硬件相结合，这是本次设计的要求，也是我们此次的最大收获。