1、設(shè)計(jì)時(shí)間2018.06.282018.07.08課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程 微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題目競(jìng)賽搶答器系別物理與電子工程學(xué)院 年級(jí)08級(jí)專業(yè)電子信息工程班級(jí)二班學(xué)號(hào)160408216學(xué)生姓名張顯磊指導(dǎo)教師馬玉龍職稱講師目錄緒論. 1第一章選題分析. 21.1 課題要求. 21.2 課題設(shè)計(jì)方案 . 21.2.1 總體設(shè)計(jì)思路 . 21.2.2 軟件設(shè)計(jì)流程圖 . 31.2.3 硬件設(shè)計(jì) 連線）. 4第二章軟件原理. 52.1 獲取選手號(hào)碼子程序 . 52.2 數(shù)碼管顯示子程序 . 52.3 揚(yáng)聲器鳴叫子程序 . 52.4 揚(yáng)聲器鳴叫時(shí)間 . 6第三章硬件原理. 73.1 可編程并行接口接

2、口芯片 8255A. 73.1.1 8255A 內(nèi)部結(jié)構(gòu) . 73.1.2 8255A 主要的外部引腳 . 73.1.3 8255A 工作方式 . 83.1.4 8255A 方式控制字格式 . 83.2 可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 8253 . 83.2.1 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu). 83.2.2 8253 的外部引腳. 93.2.3 8253 的工作方式. 93.2.4 8253 方式控制字格式 . 10第四章結(jié)果分析. 114.1 軟件結(jié)果. 114.2 硬件結(jié)果. 11總結(jié)與體會(huì) . 12參考文獻(xiàn). 13附錄. 141 / 19緒論搶答器作為現(xiàn)代電子產(chǎn)品代替了簡(jiǎn)單的肢體語言，使人們能更好的辨別對(duì)

3、于一個(gè)搶答的先后順序，尤其在現(xiàn)代的各種智力競(jìng)賽中，主持人可以根據(jù)搶答 器的幫助，準(zhǔn)確的判斷出對(duì)于一個(gè)題目，至 V 底是由哪位選手首先搶答的。這樣 既有益于比賽的公平競(jìng)爭(zhēng)原則，也為一系列比賽節(jié)省了時(shí)間，另外，在一定程 度上又增強(qiáng)了競(jìng)賽的趣味性。搶答器作為一種電子產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于世界 范圍內(nèi)的各種智力比賽。本設(shè)計(jì)競(jìng)賽搶答器是利用 8253、8255 芯片、8088CPU、數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)音頻和 按鍵信息的判別以及序號(hào)信息的顯示。關(guān)鍵字：競(jìng)賽搶答器，8255, 8253, 8088CPU,數(shù)碼管2 / 19第一章選題分析1.1 課題要求用微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱，在外接 8 個(gè)按鍵的搶按下，讓 7 段 LED

4、數(shù)碼管顯示搶答者編 號(hào)，并使喇叭響一下。具體要求：（1）通過實(shí)驗(yàn)箱上 8255 芯片接收來自實(shí)驗(yàn)箱按鍵的信息， 將該信息送入 8088 CPU，由 CPU 判斷是哪個(gè)按鍵按下；（2）8088CPU 將判斷出的按鍵信息轉(zhuǎn)換為 7 段顯示碼，并通過 8255 芯片發(fā)送到 7段顯示模塊顯示；（3）在顯示按鍵信息的同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)箱上 8253 芯片產(chǎn)生一定頻率的方波信號(hào) 發(fā)送到音頻功放模塊，發(fā)出聲音；（4）提高要求：能對(duì)幾乎同時(shí)發(fā)生的按鍵進(jìn)行判別，找到先按的鍵。1.2 課題設(shè)計(jì)方案1.2.11.2.1 總體設(shè)計(jì)思路本次課題設(shè)計(jì)要用到按鍵判斷、數(shù)碼管顯示、揚(yáng)聲器鳴叫等功能，經(jīng)分析 需用到的硬件有：可編程并

5、行接口芯片8255、可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 8253、一個(gè)揚(yáng)聲器、一個(gè) LED 顯示器、8 個(gè)按鍵。經(jīng)過分析，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵的是準(zhǔn)確判斷最先搶答者的信息 而不受其它搶答者的信號(hào)的干擾，為此，要將8 個(gè)搶答器按鍵連接到可編程并行接口芯片 8255 的 PA0PA7,微機(jī)通過該并行輸入口循環(huán)對(duì) 8 路搶答信號(hào)進(jìn)行 采樣。采樣到哪一組的搶答信號(hào)最先發(fā)出，則記錄下該組的組號(hào)。當(dāng) 8 組均未按下?lián)尨鸢粹o時(shí)，送入到并行接口的8 位搶答狀態(tài)都是 0,而當(dāng)微機(jī)采樣到這 8 位數(shù)據(jù)不為 0 時(shí)，則表示有一組獲得了搶答機(jī)會(huì)，然后通過 一位一位查詢個(gè)位狀態(tài)，即可判斷出哪一組搶答成功，最后利用并行輸出接口 將搶答成功的組號(hào)

6、現(xiàn)實(shí)出來。在實(shí)驗(yàn)中，可以僅用一位7 段數(shù)碼管來顯示搶答選手的組號(hào)，搶答成功，通過可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253 獲得激發(fā)電源使揚(yáng)聲3 / 19器鳴叫。注：可編程并行接口接口芯片8255A 的端口地址為 0ff28H、0ff29H、0ff2AH、0ff2BH?？删幊潭〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器 8253 的端口地址為 0040H、0041H、0042H、0043H。1.2.21.2.2 軟件設(shè)計(jì)流程圖設(shè)置循環(huán)次數(shù)為 8 8 次通過 XLATXLAT 指令將選手號(hào)轉(zhuǎn)換成 LEDLED 顯示相應(yīng)的字形碼將轉(zhuǎn)換好的字形碼值傳給 82558255 的 B B 端口置 82538253 通道 0 0 計(jì)數(shù)值搶答成功，揚(yáng)聲

7、器鳴叫1.2.31.2.3 硬件設(shè)計(jì) 連線）8255A 8253 的數(shù)據(jù)總線 D7D0 端、_J 端、端、I 端、L_I 端、4 / 19INT 端分別與 8088CPC 的 D7D0 數(shù)據(jù)總線、片選端、丨端、 端、3端、INTR 端。8255A、8253 的 A1、A0 端分別接入 CPU!址線的 A1、A0 端。8255A 的 A 口的 PA7PA0 依次接“按鍵 1” “按鍵 8”，B 口的 PB7PB0!過驅(qū)動(dòng)器 1 接到 LED 顯示器， 8253 的 GATE （端接+5V 電壓， CLK0 接 1MHz OUT0 的輸出接入接揚(yáng)聲器。5 / 19第二章軟件原理2.1 獲取選手號(hào)碼

8、子程序在硬件電路中，8255 的 PA 端口連接開關(guān)按鍵，根據(jù)讀取 PA 的狀態(tài)可以判 斷出按下的是哪個(gè)鍵 按下為低電平），根據(jù)進(jìn)行移位操作，可得出選手的具體 號(hào)碼。L0P1: MOV DX,AIN AL,DXCMP AL,OFFHJNZ LOP2JMP LOP4LOP2: MOV CX,8NOT ALLOP3: SHR AL,1LOOPNZ LOP3MOV AL,CL2.2 數(shù)碼管顯示子程序在程序中依次建立了 18 的字形碼，根據(jù)獲取得到選手的號(hào)碼，在段碼中 找出該號(hào)碼對(duì)應(yīng)的字形碼，隨后輸出給 PB 端口。MOV BX,OFFSET TABMOV AH,00HADD BX,AXMOV AL,

9、BXMOV DX,BOUT DX,AL2.3 揚(yáng)聲器鳴叫子程序?qū)?8253 設(shè)定工作于方式三，使其輸出為方波。根據(jù)題目要求，計(jì)算得出相應(yīng)的計(jì)算初值 07D0H，將計(jì)算初值輸出給通道 0,使 8253 開始計(jì)數(shù)。通道 0 的輸出端接揚(yáng)聲器，以此達(dá)到鳴叫的效果6 / 19MOV AL,0D0HMOV DX,T0OUT DX,ALMOV AL,07HMOV DX,T0OUT DX,AL2.4 揚(yáng)聲器鳴叫時(shí)間利用循環(huán)嵌套的方式，使揚(yáng)聲器鳴叫一段時(shí)間后，再使得 工作，即揚(yáng)聲器不產(chǎn)生鳴叫，達(dá)到揚(yáng)聲器鳴叫一聲的效果。MOV BX,3DELAY:MOV CX,0HDELAY1: LOOP DELAY1DEC

10、BXJNZ DELAYMOV AL,30HMOV DX,TCONOUTDX,AL8253 進(jìn)入方式 57 / 19第三章硬件原理3.1 可編程并行接口接口芯片 8255A3.1.13.1.1 8255A8255A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A 芯片是一個(gè)采用 NMOS 工藝制造的 40 引腳雙列直插式DIP ）封 裝組件。8255A 有 3 個(gè) 8 位數(shù)據(jù)端口，即 A 口、B 口及 C 口，它們都可以分 別作為輸入口或輸出口使用；A 組控制與 B 組控制；讀/寫控制邏輯；數(shù)據(jù) 總路線緩沖器。3.1.23.1.2 8255A8255A 主要的外部引腳PA7PA0: A 口的 8 條 I/O 線。8 條線只

11、能同時(shí)作為輸入或輸出，不能 分開使用，可設(shè)置成雙向口，也只有 A 口允許這樣做。PB7PB0: B 口的 8 條 I/O 線。不可以設(shè)置成雙向口，其它和 A 口 樣。PC7PC0: C 口的 8 條 I /O 線。不可以設(shè)置成雙向口，但它可以分拆為 兩組即高4 位和低 4 位，這兩組可以任意設(shè)置為輸入或輸出。除了作為獨(dú)立 的 I/O 線外，C 口還經(jīng)常為 A 口、B 口服務(wù)，配合 A 口、B 口作聯(lián)絡(luò)線使 用。PA2PAROcsCibjnAcA ftFG PCjPC,PC3rii p吐LAQ23933 K斗375%6357343393210R25A31t 1301 229(3281427152

12、61625-1724182319222021PAj】沁EAtPAT_W RIIi12n38Djr6D77 ppPBTPB&PBsPB,I圖 2-1-18255A 引腳圖8 / 19A1、A0 :端口地址選擇信號(hào)。用于選擇 8255A 的 3 個(gè)數(shù)據(jù)端口和一個(gè)控 制口。當(dāng) A1A0=00 時(shí)，選擇端口 A;為 01 時(shí)，選擇端口 B;為 10,選擇端 口 C;為 11 時(shí)，選擇控制口。3.1.33.1.38255A8255A 工作方式方式 0:基本的輸入/輸出方式。 A 口、B 口、C 口都可以工作在些方式 下。3.1.43.1.4 8255A8255A 方式控制字格式表 2-1-1 8

13、255 方式控制字D7D6、D5D4D3D2D1D01 1A A 口A A 口C C 口高 4 4 位B B 口B B 口C C 口低 4 4 位0000 方式 0 00101 方式 1 11x1x 方式 2 20 0 輸岀1 1 輸入0 0 輸岀1 1 輸入0 0 方式 0 01 1 方式 1 10 0 輸岀1 1 輸入0 0 輸岀1 1 輸入3.2 可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 82533.2.13.2.1 82538253 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8253 采用 NMOS 工藝制成，有 24 個(gè)引腳，所有輸入端、輸出端均與 TTL 電平兼容，單一電源Vcc=+5V）供電，最高計(jì)數(shù)速率為 2.6MHz。它包 括

14、 3 個(gè)計(jì)數(shù)器 即計(jì)數(shù)器 0、1、2）、數(shù)據(jù)總路線緩沖器、讀/寫邏輯以及控 制寄存器等 4 個(gè)部分。322322 82538253 的外部引腳1Vcc2WR3RD4厲5A1評(píng)ADD1y 853CLK2DO8OUT2CLJO gGATE2OUTO10CLK1GATS)11口 UT1GND12CJATEI9 / 19圖 2-2-1 8253 引腳圖A1、A0 :地址輸入線，用來表示 8253 內(nèi)部的 4 個(gè)端口，即 3 個(gè)計(jì)數(shù)器和 1 個(gè)控制字寄存器與 CPU 系統(tǒng)地址線相連。CLKO、 CLK1、 CLK2 :時(shí)鐘脈沖輸入端， 用于輸入定時(shí)脈沖或計(jì)數(shù)脈沖 信號(hào)。CLK可以是系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖，也可以

15、由系統(tǒng)時(shí)鐘分頻或者其他脈沖源 提供。當(dāng)用于定時(shí)，這個(gè)脈沖必須是均勻的、連續(xù)的、周期精確的，而用于 計(jì)數(shù)時(shí)，這個(gè)脈沖可以是不均勻的、斷續(xù)的、周期不定的。GATEO、GATE1、GATE3 :門控輸入端，用于外部控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)計(jì) 數(shù)和停止計(jì)數(shù)的操作。兩個(gè)或兩個(gè)以上計(jì)數(shù)器連用時(shí)，可用此信號(hào)同步，也 可用于與外部某信號(hào)的同步。OUTO、0UT1、OUT2 :計(jì)數(shù)輸出，當(dāng)計(jì)數(shù)器從初值開始完成計(jì)數(shù)操作 進(jìn)，OUT引腳輸出相應(yīng)的信號(hào)。3.2.33.2.3 82538253 的工作方式方式 0:減 1 計(jì)數(shù)到 0，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)。方式 1:減 1 計(jì)數(shù)到 0,產(chǎn)生可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)負(fù)脈沖信號(hào)方式 2:減

16、1 計(jì)數(shù)到 1,分頻器 速率信號(hào)發(fā)生器）。方式 3:減 1 計(jì)數(shù)到初值的 1/2,方波發(fā)生器。方式 4:減 1 計(jì)數(shù)到 0,軟件觸發(fā)產(chǎn)生選通負(fù)脈沖信號(hào)。方式 5:減 1 計(jì)數(shù)到 0,硬件觸發(fā)產(chǎn)生選通負(fù)脈沖信號(hào)。10 / 193232 4 4 82538253 方式控制字格式表 2-2-2 8253 方式控制字D7 D6D5 D4D3 D2 D1D000 選計(jì)數(shù)器 001 選計(jì)數(shù)器 110 選計(jì)數(shù)器 200 計(jì)數(shù)器鎖存01 只讀寫低 8 位10 先讀寫高 8 位11 先讀寫低 8 位再讀寫高 8 位000 方式 0001 方式 1X10 方式 2X11 方式 3100 方式 4101 方式 50

17、 二進(jìn)制計(jì)數(shù)1 BCD 計(jì)數(shù)11 / 19第四章結(jié)果分析4.1 軟件結(jié)果4.2 硬件結(jié)果12 / 19總結(jié)與體會(huì)轉(zhuǎn)眼間接近兩周微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼就結(jié)束了，通過這次課 程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了許多課本上學(xué)不到的東西，同時(shí)也加強(qiáng)了我的動(dòng)手、思考和 解決問題的能力，受益匪淺。明白了理論與實(shí)踐結(jié)合的重要性。通過馬老師的給我們的材料，讓我們說明了設(shè)計(jì)的大體思路，。我們通過 查找資料明白了所需的各芯片的功能。然后通過軟件設(shè)計(jì)，硬件連接。通過編 譯和下載運(yùn)行，再進(jìn)行修改反復(fù)進(jìn)行。最終得到滿意結(jié)果。為了弄懂8253、8255 等芯片的功能，我從圖書館里借來了好幾本書，同時(shí)也在網(wǎng)上找了資料， 經(jīng)過一番努力終

18、于解決啦，還有其它的芯片的功能也要慢慢的去琢磨。而在課 程設(shè)計(jì)過程中，我覺得是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多， 同時(shí)平時(shí)課間又沒有好好的運(yùn)用額理解個(gè)個(gè)元件的功能，而且考試的內(nèi)容有 限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解更多，對(duì)其在電路中的使用有更深 的認(rèn)識(shí)。從前的學(xué)習(xí)過程過于浮淺，只是流于表面的理解，而現(xiàn)在要做課程設(shè)計(jì)， 就不得不要求我們對(duì)所用到的知識(shí)有更深層次的理解。因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)的內(nèi)容比 及書本中的理論知識(shí)而言，更接近于現(xiàn)實(shí)生活，而理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化往往是一 個(gè)艱難的過程，它猶如一只攔路虎，橫在我們的面前。但是我們毫不畏懼，因 為我們相信我們能行。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與

19、實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知 識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié) 論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 在設(shè)計(jì)的過程中難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自 己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問題， 出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺。在此，我要感謝馬老師以及在此期間幫助我的同學(xué)！13 / 19參考文獻(xiàn)1 .仁向民微機(jī)接口技術(shù)實(shí)用教程M北京：清華大學(xué)出版社2 .宋杰.微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械

20、工業(yè)出版社，2005.43 .朱金鈞、麻新旗微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社4 .陳夠喜，邵堅(jiān)婷，張軍.微機(jī)原理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教程M.北京：人民郵電出版社,2006.65 .江正戰(zhàn)、沈志鴻三級(jí)偏硬考試教程M江蘇：東南大學(xué)出版社6 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M北京：高等教育出版社7 .張雪蘭、譚毓安匯編語言程序設(shè)計(jì)M北京：清華大學(xué)出版社14 / 19附錄DATA SEGMENTTAB DB 0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H ;數(shù)碼管顯示 高）A EQU 0FF28HB EQU 0FF29HC EQU 0FF2AHCTL EQU 0FF2BHT0 EQU 0040HT1 EQU 0041HT2 EQU 0042HTCON EQU 0043HDATA E