测试反应时间模拟系统1989.docx
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1、测试反应时间模拟系统摘 要随着电子技技术的飞速速发展,微微型计算机机已经全面面渗透了人人类生活各各领域,并并革命性地地改变着人人们的生活活。因此,可以以说了解微微型计算机机的基本工工作原理对对于每个人人都十分必必要。而对对于即将从从事电子行行业的工作作者来说,熟熟悉掌握微微机原理并并在其上进进行软硬件件的开发设设计则是一一项必须掌掌握的基本本技能。为为此,在学学习微型计计算机技术术以及其应应用的过程程中,我设计计了一个能能测试人体体反应时间间的模拟系系统。该系系统以80088微处处理器为核核心,结合合82555可编程并并行通信接接口、82253可编编程定时/计数器、82599中断控制制器等芯片
2、片以及LEDD等辅助电电路,来测测试人的反反应时间,并并将其反映映在数码管管上。通过过此仪器不仅能够真真实地测试试出人的反反应时间,而而且还可以以锻炼和提提高个人对对外界突发发事件的处理理能力。关键词:反反应时间、80866/80888、汇编、82255simullatioon syystemm of testting reacctionn timmeAbstrractWith the rapiid deeveloopmennt off eleectroonic techhnoloogy, the micrro-compputerr hasimpaactedd on almoost eever
3、yy areea off humman llife and makees thhe peeoplees liives channgingg revvoluttionaary.SSo, iits veryy neccessaary tto unndersstandd thee basse woorkinng prrinciipleoof miicro-compputerr. Coomputter pprinciplle annd hoow too do somee harrdwarre annd sooftwaare ddevellopmeent oon thhe coomputter ssho
4、ulld bee masstereed byy thee peoople thatt willl woork iin thhe fiield of eelecttroniics iindusstry. Forr thiis reeasonn, duuringg stuudyinng miicro-compputerr tecchnollogy and its appllicattion, a ssysteem ussed tto teest aa perrsons reaactioon tiime iis deevelooped. Thee sysstem takees thhe 80088
5、mmicrooproccessoor ass a ccore and combbiness Inttegraated Circcuitss succh ass 82555 Prrograammabble PParalllel Inteerfacce,82253 PProgrrammaable Inteervall Timmer,88259AA Proogrammmablle Innterrrupt Conttrolller aand eetc,wwhichh tessts tthe rreacttion timee andd dissplayys itt on the LED. Thiis e
6、qquipmment can not onlyy tesst thhe reeactiion ttime corrrectlly, bbut aalso imprrove the handdlingg cappacitty off suddden evennts oof thhe ouutsidde woorld by ttrainning.Keywoords: reaactioon tiime; 80866/80888、asssembble llanguuage、88255目 录摘要IAbstrractII目录III1.前言12.设计方方案论证22.1 概概述22.2 本本设计使用用的设备介
7、介绍22.2.11 TDNN86/888+系统统简介222.3 设设计原理和和方法32.3.11 设计原原理32.3.22 设计方方法42.3.33 程序流流程图及其其问题43.本设计计中各芯片片的工作原原理及编程程133.1 本本设计中88255AA芯片的工工作原理1133.1.11 82555A的内内部结构133.1.22 82555A的控控制字及工工作方式143.1.33 本设计计中82555A的应应用编程143.2 本本设计中88259AA芯片的编编程结构和和应用编程程153.2.11 82559A的编编程结构153.2.22 82559A初始始化流程图图163.2.33 本设计计中8
8、2559A的应应用编程173.3 本本设计中88253AA芯片的工工作方式和和应用编程程183.3.11 82553的工作作方式183.3.22 本设计计中82553的应用用编程1194.调试过过程与总结结204.1 程程序的调试试过程204.2 硬硬件的调试试过程284.3 总总结29致谢30参考资料31附录一:测测试反应时时间模拟系系统总电路路图32附录二:测测试反应时时间模拟系系统程序33附录三:硬硬件实物图图及实物与与TDN886/888+系统的的连接图45491.前言近几十年来来,微型计计算机的应应用已经全全面渗透进进人类生活活的各个角角落,大到到航空航天天领域,小小至嵌入式式家庭用
9、器器,无处不不见其踪影影,无处不不让人深刻刻感受到其其对人类生生活的革命命性变革。本设计是一个能测试人体反应时间的系统,该系统可以应用于体育训练、医疗和娱乐等领域。2.设计方方案论证2.1概述述本设计采用用8088微微处理器,结合82555A可编编程并行通通信接口、82599中断控制制器、82553定时/计时时器以及键键盘等部分分外设电路路,利用汇编为程序序设计语言言实现一个能能测试人体体反应时间间的模拟系系统。具体任务:设计一个能能测试人的的反应(响响应)时间间的仪器。按按启动钮,测测试开始,一旦看到到灯亮,立立即按测试试钮,用44位八段码码显示从看看到灯亮到到按下测试试钮的反应应时间xxx
10、.xx秒秒。具有以下功功能:(1)编制制一个随机数数产生子程程序,由随随机数决定定从按启动动钮到四个LEDD亮的时间间(如在33秒155秒之间内内任意变动动),使被被测试者对对LED亮亮的时间无无法预见,以确保测测试结果的的可信; (2) 必必须在见到到LED亮亮后按测试试钮才有效效,即一直直按着按钮钮或提前按按下按钮无无效; (3) 反反应时间显显示 xxx.xx秒秒,准确到到百分之一一秒。 (4) 修修改以上设设计使进一一步能测试试人对不同同事物的反反应(响应应)时间。如如功能为:按启动钮钮,测试开开始,一旦旦红灯亮,立立即按红灯灯测试钮,一一旦绿灯亮亮,立即按按绿测试钮钮,八段码码显示反
11、应应时间xxx.xx秒秒。若按错错钮,则显显示出错并并响“嘟”一一声。要求求编制二个随机数数产生子程程序,一个决定从从按启动钮钮到LEDD亮的时间间,另一个个决定亮何何种颜色灯灯;同样要求求在见到 LED亮亮时按测试试钮才有效效。2.2本设设计使用的的设备介绍绍为研究方便便,本设计计采用TDNN86/888+微机机实验系统统来辅助开发此此系统,即首先将将程序在该该系统上调调试,调试试完成后再再将最终的的程序加载载到所设计计的硬件系系统上。另另外,硬件件方面还需需用到普通通PC机一一台,用来来作为开发发主机,以以提供界面面编辑、编编译程序,并并将程序加加载到目标标系统中。2.2.11 TDNN8
12、6/888+系统统简介(1)系统统总线系统总线信信号定义如如表2-11所示。表2-1 80888微机系统统总线定义义信号线说明信号线说明XA0-XXA7系统地址总总线XIORI/O读(输出)信信号线XA8-XXA15XMER存储器读(输出)信信号线XA16-XA199XMEW存储器写(输出)信信号线OPCLKK时钟信号线线(1.1193MHHz)HOLD总线请求(输入)信信号线PCLK时钟信号线线(2.3386MHHz)HLDA总线请求应应答(输出出)信号线线(2)系统统内存分配配情况系统内存分分配如下图图所示:图2-1系系统内存分分配情况本设计需要要用到82255、88253、88259等等
13、芯片,它它们各自的的端口地址址如下表所示示:表2-2 输入/输输出接口编编码表电路名称信号线寄存器编址电路名称信号线寄存器编址8253IOY20#计数器器40H8255IOY3A口60H1#计数器器41HB口61H2#计数器器42HC口62H3#计数器器43H控制口63H8259IOY1-20H-21H2.3 设设计原理和和方法2.3.11 设计原原理本设计中可可以划分为为键盘扫描描和键命令令的识别和和处理部分分。从宏观观上看,这这两部分程程序应当不不停地并行行、地在执行行,这样才才能保证既既使LEDD的数字显显示稳定,又又不遗漏对对闭合键的的识别和处处理。2.3.22 设计方方法设计中采用用
14、的方案是是将键盘扫扫描程序、键键命令的识识别和处理理程序及LLED显示程序等作为主程程序,而将将显示程序序、延时程程序以及随随机数产生生程序等作作为子程序序调用。在在主程序中中,对82255A、88259进进行初始化化,接着检检测启动键键的信号,在在启动信号号到来后产产生随机数数,再初始始化82553,使它它工作在方方式2,每100ms产生生一上升沿沿作为中断断请求信号号给82559,使得得程序每110ms便便进入中断断处理子程程序,从而而实现时间间上的累加加。设计的总框框图如下图图所示。图2-2 设计总框框图大致工作过过程为:88088微微处理器根根据RAMM中的程序序不断探测测启动键是是否
15、按下,若若启动键按按下,则产产生一随机机时间给88253进进行延时处处理,使88253完完成3115秒的工工作。延时时结束后,通通过RAMM的随机数数产生子程程序产生一一随机数,以以决定亮88个LEDD中的哪个个LED。此后程序对键盘进行扫描,若按错键则响蜂鸣器,若按下正确的键则将利用8255 B口所连接的四位数码管显示时间的数据。2.3.33 程序流流程图及其问题(1)程序序流程图基于以上设设计任务可可以画出图图2-3所示的的简易流程程图。(2)程序序流程图里里的相关问问题当按着流程程图去试着着写程序,会会遇到以下下几个问题题:1)长时间间延时为解决这个个问题,应应首先了解解82533定时/
16、计计数器的内内部结构及及工作原理理。Intell 82553 是NNMOS工工艺制成的的可编程定定时/计数数器,最高高速率为22.6MHHz。它既既可以用来来定时,也也可以用来来计数。其其实,定时时功能也是是通过计数数来完成的,因因为当计数数器用作定定时器时,其其输入的时时钟信号为为周期性脉脉冲信号,而而对周期性性信号的计数数即实现了了延时的目目的,延时时时间为输输入时钟信信号的周期期与计数初初值N的乘乘积。8253的的编程结构构框图如图2-44所示。图2-3 简易流程程图图2-488253定定时/计数数器编程结结构图8253内内部有三个个计数器,分分别称为计计数器0、计计数器1和和计数器22
17、,它们的的结构完全全相同。每每个的输入入和输出都都决定于设设置在控制制寄存器中中的控制字字,互相之之间工作完完全独立。每每个通过三三个引脚和和外部联系系,一个为为时钟输入入端CLKK,一个为为门控信号号输入端GGATE,另另一个为输输出端OUUT。每个个内部有一一个8位的的控制寄存存器,还有有一个166位的初值值寄存器CCR、一个个执行部件件CE和一一个输出锁锁存器OLL。执行部件件实际上是是一个166位的减法法计数器,它它的起始值值就是初值值寄存器的的值,而初初值寄存器器的值是通通过程序设设置的。输输出锁存器器OL用来来锁存执行行部件CEE的内容,从从而使CPPU可以对对此进行读读操作。因此
18、,如果果在系统时时钟为1.193MMHz的情情况下,需需要利用88253定定时/计数数器延时00.01秒秒,只需将将初始值1119300赋给初值值寄存器,再再将82553的相应应CLK端端接上系统统时钟引脚脚即可。至于控制寄寄存器,它它的格式如如下表所示示:表2-3 82533控制寄存存器格式SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCD各位所表示示的意义简简要解释如如下:SC1,SSC0:通道选择择位。为000、01、10分别表表示选择计计数器0、1、2。RL1,RRL0:读/写操作位位。00 表示锁存存数据,可随时读读取计数器器中的计数数值; 001 表示示只读/写低8位,高8位自动置置为0;
19、 10表示示只读/写高8位,低8位自动置置为0; 11表示示读/写16位数据据,先低8位,后高8位。M2,M11,M0:工作方式式选择位。具具体选择关关系如下表表:表2-4 工作方式式选择关系系表000模式 0001模式 1X10模式 2X11模式 3100模式 4101模式 5BCD:用用来设置计计数值格式式。为1时时表示计数数值为BCCD码格式式;为0时时表示为二二进制格式式。另外,82253定时时/计数器器里各计数数器都有六六种工作方方式,分别别为方式00至方式55,在这里里为方便编编程先说明明一下方式式2。方式式2又称频率率发生器工工作方式。当当程序将工工作方式控控制字写入入控制字寄寄
20、存器时,计数器的的输出端OOUT立即即变为高电电平。在写写入计数初初值后,计数器对对输入时钟钟CLK计数数。在计数数过程中OOUT 保保持不变,直到计数数器从初值值减为1时,输出OUTT将变低,再经过一一个CLKK周期,OUUT恢复为为高电平,并按已设设定的计数数初值重新新开始计数数。其时序图如如下图所示示:图2-5 82533方式2时时序图由时序图可可见,每当当计数器计数数完成时便便在输出端端输出一负负脉冲。由于82553定时/计数器是是16位的的,而系统总线线中的时钟信号号只有两种种:1.1193MHHz和2.386MMHz。这这意味着单单纯的166位计数器器最多只能能只时计时时65533
21、5/1.193MMS=0.00549SS。那么,如如何来实现现长达315秒的的延时呢?其实,可可以通过计计数器的串串联来解决决这个问题题。例如,可可以将系统统时钟接到到CLK00上,使GGATE00有效(高高电平)并并将OUTT0输出接接到CLKK1上作为为计数器11的计数时时钟,并使使GATEE1为高电电平。这就就使得计数数器0和计计数器1串串联在一起起。可使计计数器0工工作在方式式2或方式式3,使其其输出连续续的脉冲;使计数器器1工作在在方式0。计计数值方面面可使计数数器0为1119300,计数器器1为15500,这这样就可使使得总计数数值为111930*15000,即实现现了延时115秒
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