最新八路竞赛抢答器课程设计.pdf
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1、 八 路 竞 赛 抢 答 器 课 程 设 计 精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 目录 摘要.0 1 八路竞赛抢答器的设计要求与设计方案.1 1.1 八路竞赛抢答器的方案选择与比较.1 1.2 八路竞赛抢答器的元件选择.2 2 八路竞赛抢答器的硬件设计.2 2.1 八路竞赛抢答器的硬件框图.2 2.2 显示电路设计.3 2.3 电路设计.3 2.4 开始和复位电路.4 2.5 总电路.5 2.6 可编程并行接口 8255 及其引脚说明.7 2.7 8086 及引脚说明.8 2.7.1 名称和功能相同的 32 个引脚.9 2.7.2 最小模式下的 24-3
2、1 引脚.11 2.7.3 最大模式下的 24-31 引脚.12 3 八路抢答器的软件设计.14 3.1 主程序流程图.14 3.2 显示模块程序设计.15 3.3 延时模块程序设计.16 3.4 开始模块程序设计.17 3.5 复位模块程序设计.17 3.6 程序清单.18 设计体会与小结.21 参考文献.22 精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 摘要 随着科学技术的不断发展,促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答器作为一种工具,已经广泛应用于各种智力知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低,有的制作复杂,有的可靠性低,减少实用性。本课程设计是
3、基于微机原理与接口技术的简单应用。通过硬件与软件的结合,用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了竞赛中抢答系统的运用,结合竞赛的实际情况阐述了抢答系统的工作原理,给出了一种简单实用的多路抢答系统的硬件、软件电路设计方案。该抢答器由主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间,系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答,则计时将自动停止;若无人抢答,当主持人按下复位按钮时,屏幕显示清零,等待下一轮抢答。本课题设计了一种采用 8255 芯片和汇编语言制作的多功能抢答器,实验箱中的开关区和数码显示区共同完成。主要功能:1.倒计时 2.用 LED数码管显示 1-8 号选手先按下键者的号码。它除了具有基
4、本的抢答功能之外,和数显的功能,当抢答开始后,系统会自动倒计时,并且时间是可以预设的,期间有人抢答的话系统会停止计时,如果期间没人抢答,系统自动锁存直到主持人按下复位键。关键字:中断优先级 可编程 定时器计数器 数码管 精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 八路竞赛抢答器的设计 1 八路竞赛抢答器的设计要求与设计方案 1.1 八路竞赛抢答器的方案选择与比较 本设计以微机原理及接口技术为基础,以实验箱为工具,完成 P 智能抢答器设计。该智能抢答器包括 8086 最小应用系统整体设计模块、键盘处理模块(DOS调用)、答题计时模块、LED数码管显示模块。选用 8
5、086 作为微处理器、扩展可编程并行 I/O 接口 8255A芯片、可编程定时计数芯片 8253(或不用)、可编程中断控制器 8259A(或不用)、LED数码管及键盘和发光二极管等元件,制定方案如下:方案一 选用 8255A,8253,8259,实验箱键盘显示区 1.8253 作为定时器使用。2.8259 利用 IR0 端作为定时到的中断引入端,IR2 端作为开始键按下的中断引入端,IR3 端作为清零键按下的中断引入端,IR4 端作为暂停键按下的中断引入端。3.8255 作为并行输入输出,A口键盘接显示区,C 口接清零键和开始键,B 口 8个抢答开关 4.盘显示区由四个 LED数码管和 10个
6、按键组成。方案二 选用 8255,实验箱键盘显示区 1.8255 作为并行 I/O 接口,A 口接 8个抢答开关,B 口显示区,C 口清零键和开始键。精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 2.用软件编程进行定时功能 方案选择:方案二采用扫描,没有用到 8259,8253 程序编制简单,但是 cpu 耗费了更多的时间在扫描,效率相对来说较低。方案一采用中断,程序结构化更为清晰,且 cpu 少了循环扫描的时间,效率较高。但是多用了一个 8259 中断控制芯片,一个 8253 定时/计时芯片,程序编制上涉及到中断服务子程序的编写,稍显复杂,且硬件相应增多,费用也
7、相应较多。经比较采用方案二。1.2 八路竞赛抢答器的元件选择 1)处理器的选择 微型机具有体积小、重量轻、耗电少、价格低廉、可靠性高、结构灵活等特点,所以选择 8086系统 2)显示电路 显示可通过彩灯和数码管来实现。如果用彩灯作为显示功能,则不是很直观。而数码管具有显示亮度高,使用寿命长,且能直观方便的看到倒计时数字,和选手编号,因此选用数码管显示。3)芯片选择 8255作为并行 I/0 接口,能满足 10个输入按键的输入功能,声音系统的输出,和 LED 数码管的输出。并且 8255的每个接口还有锁存和数据缓冲作用。所以选择 8255芯片。2 八路竞赛抢答器的硬件设计 2.1 八路竞赛抢答器
8、的硬件框图 八段数码管显示电路 8255A 按键电路 精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 图 2.1 八路竞赛抢答器硬件框图 2.2 显示电路设计 8255芯片的 PB0 至 PB7 分别与数码管的八个引脚相连。将 8255芯片中需要显示的信息通过 B口送入数码显示区,由数码管的亮灭显示出来。如图 2.2 所示。图 2.2 显示电路 系统复位等辅助电路 倒计时和抢答电路 8086CPU 精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 2.3 电路设计 8255芯片的 PA0 至 PA7 分别与 8个拨码开关相连,将八位选手的抢
9、答信号(由拨码开关控制)通过 A 口送入 8255芯片。如图 2.3 所示。图 2.3 抢答电路 2.4 开始和复位电路 8255芯片的 PC0 口对应开始按键,PC3 口对应复位按键。将抢答开始和结束的信号(由开始按键和复位按键控制)通过 C口送入 8255芯片。精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 图 2.4 开始和复位电路 2.5 总电路 设计总电路如图 2.5 所示。精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 图 2-5 总电路 精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 2.6 可编
10、程并行接口 8255 及其引脚说明 图2-6 8255A 引脚图 引脚功能 RESET:复位输入线,当该输入端处于高电平时,所有内部寄存器(包括控制寄存器)均被清除,所有 I/O 口均被置成输入方式。精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 CS:芯片选择信号线,当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0 时,表示芯片被选中,允许 8255 与 CPU进行通讯;/CS=1 时,8255 无法与 CPU做数据传输。RD:读信号线,当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0 时,允许8255 通过数据总线向 CPU发送数据或状态信息,即 CPU从 8255 读
11、取信息或数据。WR:写入信号,当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0 时,允许CPU将数据或控制字写入 8255。D0 D7:三态双向数据总线,8255 与 CPU数据传送的通道,当 CPU 执行输入输出指令时,通过它实现 8 位数据的读/写操作,控制字和状态信息也通过数据总线传送。PA0 PA7:端口 A输入输出线,一个 8 位的数据输出锁存器/缓冲器,一个 8 位的数据输入锁存器。PB0 PB7:端口 B 输入输出线,一个 8 位的 I/O 锁存器,一个 8 位的输入输出缓冲器。PC0 PC7:端口 C 输入输出线,一个 8 位的数据输出锁存器/缓冲器,一个 8 位的数据输入缓
12、冲器。端口 C 可以通过工作方式设定而分成 2 个 4 位的端口,每个 4 位的端口包含一个 4 位的锁存器,分别与端口 A和端口 B 配合使用,可作为控制信号输出或状态信号输入端口。A1,A0:地址选择线,用来选择 8255 的 PA口,PB 口,PC 口和控制寄存器.当 A1=0,A0=0时,PA 口被选择;当 A1=0,A0=1时,PB 口被选择;当 A1=1,A0=0时,PC 口被选择;当 A1=1.A0=1 时,控制寄存器被选择。8255 端口地址如表 2-1所示。表 2-1 8255 端口地址 端口 地址 PA口 60H 精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站
13、删除 谢谢22 PB口 61H PC口 62H 控制口 63H 2.7 8086 及引脚说明 图 2-6 8086 引脚图 2.7.1 名称和功能相同的 32 个引脚 1、VCC、GND:电源、接地引脚(3 个),8086CPU 采用单一的+5V电源,但有两个接地 引脚。2、AD15 AD0(Address Data Bus):地址/数据复用信号输入/输出引脚(16个),分时输出 低 16 位地址信号及进行数据信号的输入/输出。精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 3、A19/s6A15/s3(Address Status Bus):地址/状态复用信号输出
14、引脚(4个),分时输出 地址的高 4 位及状态信息,其中 s6为 0 用以指示 8086CPU当前与总线连通;s5 为 1 表明 8086/8088CPU 可以响应可屏蔽中断;s4、s3共有四个组态,用以指明当前 使用的段寄存器,如表 9-5 所示,00ES,01SS,10CS,11DS。4、NMI(Non-Maskable Interrupt)、INTR(Interrupt Request):中断请求信号输入引脚(2),引入中断源向 CPU提出的中断请求信号,高电平有效,前者为非屏蔽中断请求,后者为可屏蔽中断请求信号。5、RD(Read):读控制输出信号引脚(1),低电平有效,用以指明要执行
15、一个对内存单元或 I/O 端口的读操作,具体是读内存单元,还是读 I/O 端口,取决于 IO M/控制信号。6、CLK/(Clock):时钟信号输入引脚(1),时钟信号的方波信号,占空比约为 33%,即 1/3 周期为高电平,2/3 周期为底电平,8086/8088 的时钟频率(又称为主频)为 4.77MHz,即从该引脚输入的时钟信号的频率为 4.77MHz。7、Reset(Reset):复位信号输入引脚(1),高电平有效。8088/8086CPU 要求复位信号至少维持 4 个时钟周期才能起到复位的效果,复位信号输入之后,CPU结束当前操作,并对处理器的标志寄存器、IP、DS、SS、ES 寄存
16、器及指令队列进行清零操作,而将 CS 设置为 0FFFFH。8、READY(Ready):“准备好”状态信号输入引脚(1),高电平有效,“Ready”输入引脚接收来自于内存单元或 I/O 端口向 CPU发来的“准备好”状态信号,表明内存单元或 I/O 端口已经准备好进行读写操作。该信号是协调 CPU与内存单元或 I/O 端口之间进行信息传送的联络信号。9、TEST(Test):测试信号输入引脚(1),低电平有效,TEST 信号与 WAIT 指令结合起来使用,CPU执行 WAIT 指令后,处于等待状态,当 TEST引脚输入低电平时,系统脱离等待状态,继续执行被暂停执行的指令。10、MN/MX(M
17、inimum/Maximum Model Control)最小/最大模式设置信号输入引脚(1),该输入引脚电平的高、低决定了 CPU工作在最小模式还是最大模精品好文档,推荐学习交流 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢22 式,当该引脚接+5V时,CPU工作于最小模式下,当该引脚接地时,CPU工作于最大模式下。11、BHE/S7(Bus High Enable/Status):高 8 位数据允许/状态复用信号输出引脚(1),输出。分时输出 BHE有效信号,表示高 8 为数据线 D15D8上的数据有效和 S7 状态信号,但 S7未定义任何实际意义。利用 BHE信号和 AD0信号,可知系统
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