微機技術(shù)與接口原理課程設(shè)計

1、精品文檔你我共享腹有詩書氣自華學(xué) 號:0120610340505獨立實驗報告題目基于中斷控制的聲光報警器的設(shè)計學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)計算機科學(xué)與技術(shù)班級計 0605姓名余歡歡楊青指導(dǎo)教師2010年 3 月 7 日精品文檔你我共享接口課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名余歡歡專業(yè)班級計算機0605指導(dǎo)老師何業(yè)蘭工作單位計算機學(xué)院00000011。題目：基于中斷控制的聲光報警器的設(shè)計、內(nèi)容:采用中斷方式，設(shè)計一個聲光報警器的硬件電路和控制程序。 程序運行時，一旦8位開關(guān)信號量狀態(tài)滿足設(shè)定條件，就觸發(fā)中斷，使發(fā)光二級管按規(guī)律閃爍，同時揚聲器播放一段音樂。硬件設(shè)備包括一臺微機、一個 MFID微機實驗箱、一塊T型板

2、，2輸入四與門74IS08、8位總線驅(qū)動器74IS245、LM386A音頻放大器、排阻、揚聲器各一個，發(fā)光二極管8個，470uF電容2個、104電容4個，插線若干。、要求:1、三人一組，一人負責(zé)硬件電路設(shè)計與連接，一人米用 C語言編程、調(diào)試,另一人采用匯編語言編程并調(diào)試。2、選用8255、8253以及相關(guān)外圍芯片與開關(guān)量、發(fā)光二級管、揚聲器組成輸入輸出電路。3、使用8255的PC0連接到8259,使用微機中IRQ10中斷，中斷號是72H。4、編程的兩位同學(xué)學(xué)號末兩位相加，得到的和數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，作為觸發(fā)中斷的開關(guān)信號狀態(tài)。如：學(xué)號為XXXXX 01和學(xué)號為XXXXX02的同學(xué)一組，中斷觸發(fā)條

3、件為：開關(guān)信號狀態(tài)是03,即二進制數(shù)5、報警時，發(fā)光二級管在兩個設(shè)定狀態(tài)下循環(huán)切換。同組的兩個同學(xué)各自的學(xué)號末兩位對應(yīng)的二進制數(shù)即是兩個設(shè)定狀態(tài)。6、設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，記錄報警音樂（自選）的音長和音階信息，并使用 8253腹有詩書氣自華精品文檔你我共享的幾個計數(shù)器實現(xiàn)音樂播放控制。采用某一計數(shù)器輸出音長信號，另一 計數(shù)器輸出音階信號。將音長信號連接到 8255的PC4,程序?qū)Υ诵盘栠M 行查詢，當進入一個新的音長信號周期時，設(shè)置對應(yīng)的一個音階信號;這樣，程序不斷查詢 PC4,控制選擇不同的音長和音階，并同時切換發(fā) 光二極管顯示狀態(tài)。7、不可損壞實驗設(shè)備及器件。三、進度安排：序號內(nèi)容所用時間1整體方案

4、設(shè)計1天2接口電路連線/編寫程序2天3軟硬件調(diào)試1天4撰寫課程設(shè)計報告1天合計5天指導(dǎo)教師簽名: 系主任（責(zé)任教師）簽名:腹有詩書氣自華I斷控制的聲光報警器的設(shè)計（匯編語言）1. 緒論1.1系統(tǒng)選題背景介紹本學(xué)期學(xué)習(xí) 微機原理與接口技術(shù)時我們曾經(jīng)做過音樂播放的實驗，不過是 用軟件延時的方法做的，而隨著這門課程的結(jié)束，課程設(shè)計在實驗的基礎(chǔ)上做出 了進一步的要求，要求我們用中斷的方法來實現(xiàn)音樂的播放， 同時實現(xiàn)學(xué)號跟著音樂的節(jié)拍同步變化，音樂節(jié)拍變化一次，學(xué)號之間就變化一次。從而要求我們 掌握更多關(guān)于接口方面的知識，強化我們所學(xué)的知識，綜合應(yīng)用本學(xué)期所學(xué)到的 東西，做到學(xué)以致用，這就是本次課程設(shè)計

5、的作用。1.2聲光報警器的應(yīng)用隨著化學(xué)工業(yè)環(huán)境越來越復(fù)雜，聲光報警器作為報警控制系統(tǒng)中一個重要部件 越來越多的被用戶關(guān)注，在可燃氣體環(huán)境中使用它能有效防止對現(xiàn)場人員的人生安危,有毒氣體環(huán)境中現(xiàn)場人員中毒達到致命的事故屢見不鮮，現(xiàn)場安裝防爆聲 光報警器能在第一時間提醒現(xiàn)場工作人員的危險性。主要用于商店、店鋪、私人車庫等場所，當有人非法把卷簾門撬開時，卷簾門神便馬上發(fā)出響亮報警聲音，讓非法入侵者無法得手，起到防盜報警作用。產(chǎn)品 即插即用，無需任何布線與專控。還有其他各種各樣的功能，總之，聲光報警器具有很多的用途，因此學(xué)習(xí)簡單 的制作原理是很有必要的，是對以后踏入社會非常好的積累。2. 需求分析2.

6、1使用設(shè)備硬件設(shè)備包括一臺微機、一個 MFID微機實驗箱、一塊T型板，2輸入四與門 74IS08、8位總線驅(qū)動器74IS245、LM386A音頻放大器、排阻、揚聲器各一個, 發(fā)光二極管8個，470uF電容2個、104電容4個，插線若干。2.3可行性研究分析本實驗使用芯片8255中的A 口作為輸入端口，要求輸入我們的學(xué)號之和, 如果輸入穩(wěn)定并且是學(xué)號之和，就令 P c0=1，觸發(fā)中斷，然后進入終端子程序, 執(zhí)行他的相關(guān)操作，在中斷子程序里面，我們要實現(xiàn)音調(diào)和音頻的配合輸出，從而實現(xiàn)音樂的播放，并且在音樂播放操作的同時，選擇不同的燈來閃現(xiàn)?？梢允?用8255中的B 口來實現(xiàn)二極管的亮滅的相關(guān)操作，

7、用8255的C 口上半部實現(xiàn)輸 入的操作，同8253和8259的不同接口互相連接，用C 口下半部來實現(xiàn)輸出操作, 從而與其他芯片相連，實現(xiàn)實驗的各種要求。8253芯片的主要作用是計數(shù)器功能，同時還要實現(xiàn)分頻的操作，8253的2號 計數(shù)器作用是得到音樂的頻率，他的計數(shù)初值是用系統(tǒng)的始終頻率除以音樂的頻 率得到的，他的輸出時out2，即為音樂的頻率，8253的一號計數(shù)器主要作用是 分頻，主要是因為系統(tǒng)自帶的時鐘頻率他大了，利用分頻器得到較小的頻率lOOhz 便與我們的書寫，將8253的1號計數(shù)器的輸出out1練到0到計數(shù)器的clockO 上，然后將音長時間輸入到0號計數(shù)器中去，作為計數(shù)初值，把0號

8、計數(shù)器的輸 出連到pc4上面去，直到計數(shù)結(jié)束的時候，pc4變成0,這個音長就結(jié)束了，在 進行下一個節(jié)拍的播放。8259芯片的主要作用是實現(xiàn)相關(guān)的終端操作，保存原來的中斷向量，添加新 的中斷向量，利用OCW和OCW來實現(xiàn)中斷的相關(guān)操作，其中 OCW是屏蔽中斷 源操作命令，而OCW是中斷結(jié)束操作命令，利用他們來操作8259的主片和從片, 其中主片地址是20h和21h，從片地址是OAOh和OA1h,使用8255的PC0連接 到8259從片，使用微機中IRQ10中斷，中斷號是72H,主片使用IRQ2，中斷 號是72H。3. 聲光報警器程序設(shè)計與分析3.1模塊分析3.1.1數(shù)據(jù)采集中斷服務(wù)程序該子程序的

9、功能是檢測A口輸入的是不是我們兩個人的學(xué)號相加，如果連續(xù)檢 測50次都是等于學(xué)號相加的話，就進入中斷子程序執(zhí)行程序。中斷子程序里面包括關(guān)中斷，標志自加1,從片中斷結(jié)束，主片中斷結(jié)束，開 中斷等5個部分。3.1.2獲取原中斷向量該部分的作用是獲取原中斷向量，并且把他保存下來，等到中斷子程序執(zhí)行完 成以后，禾用這個可以跳轉(zhuǎn)回到中斷發(fā)生的地址，繼續(xù)執(zhí)行別的程序。3.1.3設(shè)置新中斷向量當前要執(zhí)行的中斷處理的相關(guān)信息，確保電腦能正確快速的找到當前需要執(zhí)行 的中斷子程序。3.1.4開中斷設(shè)置這部分包括打開從片的IRQ10和打開主片的IRQ2,為中斷服務(wù)程序的進行做 好準備。3.1.5恢復(fù)原中斷向量將我們

10、保存的原中斷向量從堆棧里面出棧， 從而為結(jié)束中斷子程序且跳轉(zhuǎn)回原 來的斷點做準備。3.1.6關(guān)中斷設(shè)置這部分包括關(guān)閉從片的IRQ10和關(guān)閉主片的IRQ2,為中斷服務(wù)程序的結(jié)束做好準備。3.2流程圖2.2同組人員余東旭負責(zé)硬件連線部分, 要求程序和電路連接以后,3.3實驗原理邱鵬負責(zé)C語言編程部門，我自己負責(zé)匯編語言部分。 能正常發(fā)聲和亮燈。1.通過接口電路將揚聲器SPK LED彩燈接入微機系統(tǒng)，采用 CPU統(tǒng)一控制，滿足設(shè)計要求2.其設(shè)計原理可結(jié)合微機接口技術(shù)所學(xué)知識完成3.4接線原理圖總 semslit I H 耳 ST 140開關(guān)輸入電躋TLS；45J91423322623714fl鬲5J

11、M;ES37W打M期春帖卻IST5nn 這12iTLED 丸 SOVfU CAlEa CLHDOUTL gatiCLKJ qOUT? CATO a_K2托rIT11iiQ10TT132iT17宣uvDRU5SVOCUlATLSOaaz)I I ftMHgJTa10447011SPK2_4TI-=C4LLM3A6A4曲稍微有改動，負責(zé)硬件的同學(xué)搞定的。4. 具體編碼實現(xiàn)4.1開發(fā)工具IBM匯編語言4.2端口設(shè)置8255A: 300hH303H 8253A: 304HH307H 8251A: 308HH 30BHADC0809:30CH 30EHDAC0832 30FH 8237A:主片 00FH

12、 從片 0C0H 0DEH 8259A:主片 20H,21H;從片 0A0H,0A1H4.3與外設(shè)的連接8255的A 口同硬件的輸入接口連接，是外界的輸入能夠讀入芯片中8255的B 口同外設(shè)的LED燈相連接，保證外設(shè)的燈能正常閃亮8255的C 口 pc0同8259的從片IRQ10和主片的IRQ2相連，確保當pc0=1的 時候，能夠進入中斷子程序。8255的C 口中的pc3連通揚聲器的與門，當pc3值為1的時候，揚聲器能正 常代開并工作。8255的C 口中的pc4連通8253的0號計數(shù)器的輸出，保證當一個音長到了以 后，就開始繼續(xù)讀下面得音頻和音長。4.4系統(tǒng)主要的代碼實現(xiàn)4.4.1中斷子程序i

13、nterpret proc cli mov ah,02h mov dl,31h int 21h mov ah,02h mov dl,31h int 21h call sound mov out out sti mov dx,303hal,062h0a0h,al020h,al；中斷程序模塊，發(fā)聲音；關(guān)中斷;發(fā)中斷結(jié)束命令（0CW2）;從片結(jié)束中斷；主片結(jié)束中斷;開中斷mov al,98hout dx,almov al,00hout dx,aliret interpret endpinterp;8355控制命令字 方式0, A 口，C口上部輸入沖斷返回442發(fā)聲子程序sound proc lea

14、si,FREQUENCY lea di,TIME mov dx,303h mov al,10011000b out dx,al mov al,00000111b out dx,al mov dx,307h mov al,01110110B out dx,al mov ax,11931 mov dx,305h out dx,al mov al,ah out dx,al mov lamp ,0 ；對8253 1號計數(shù)器控制字的寫完了 beg in: mov bx,si mov B,bx add B,30h mov dx,B ;mov ah,02h ;int 21h cmp B,1 jz exits

15、o und mov dx,307h mov al,10110110b out dx,al mov dx,12h mov ax,34deh DIV bx mov dx,306h out dx,al mov al,ah；頻率有效地址；音長有效地址；對8255初始化完成 ；開門控；寫初值保證1號計數(shù)器輸出時100 HZ；取頻率;8253計數(shù)器2號計數(shù)器，方式3先讀低位，在讀高位。；除數(shù)；被除數(shù)；商在AX中out dx,almov dx,307hmov al,00010110b out dx,almov dx,304h mov ax,di out dx,al mov dx,302h delay: in

16、 al,dx test al,10h jnz delay add si,2 add di,2 inc lamp test lamp,00000001b jz lpmov dx,300hmov al,11111010B out dx,al jmp exit Ip lp:cmp lamp ,2mov dx,300hmov al,11111001B out dx,al exit Ip:jmp beg in;對8253 2號計數(shù)器的計數(shù)初值；計數(shù)器0；取時間；計數(shù)器0賦初值；C 口；輸入到al;判斷第五位的pc4是否為1 涎時；A 口輸出；5號；6號exitso und:mov ah,02hmov d

17、l,30hint 21hmov dx,303hmov al,98hout dx,almov dx,303hmov al,00000110b out dx,al;關(guān)聲音 retsound endp5.實驗結(jié)果音樂能夠播放，燈能夠隨著音樂一起變化，基本上實現(xiàn)了實驗的要求，但是關(guān)于中斷程序的返回和結(jié)束還有問題，以后要進一步改善。6.心得體會經(jīng)過這段時間在實驗室的訓(xùn)練，我對微機原理與接口技術(shù)的知識有了更深一 步的了解，對于實驗中用到的5255, 8253, 8259等芯片都有了較為深刻的認識,知道了如何使用這幾個芯片，對于它們的初始化，賦初值，寫命令字都有了較為 熟悉的了解，對于8053, 8055的

18、端口地址以及命令字格式都已經(jīng)差不多記下來 了，使用8253芯片，主要是用來得到我們需要的音樂頻率，因為系統(tǒng)默認的時鐘頻率太大了，所以計數(shù)器主要使用工作方式3來降低頻率，8255工作方式控 制字用來設(shè)定A、B 口和C 口的數(shù)據(jù)傳送方向是輸入還是輸出，設(shè)定各口的工作 方式是3種方式的哪一種。對于8253芯片作為計數(shù)器的用法基本上已經(jīng)掌握,相關(guān)的操作命令能相對熟練的運用，對于8255芯片作為并行輸入輸出的本質(zhì)有 了一定的了解，對8255的A 口，B 口，C 口做不同的輸入輸出工作的具體應(yīng)用有 了一定的經(jīng)驗，同時對 8059做中斷處理操作時候相關(guān)命令有了一定的了解。Intel8259 擁有3種操作命令

19、，即0CW10C,W這些命令在Intel8259啟動后, 可以多次運行。因此，在編寫用戶程序時只使用這 3種操作命令。其中OCW是 屏蔽中斷源操作命令，對應(yīng)芯片奇地址（A0= 1）, 8bit （D7D0可讀/寫。其中:Di=1表示阻止第i個中斷源向CPU青求中斷。否則為允許。而 OCW是中斷結(jié)束 操作命令，對應(yīng)芯片偶地址（A0= 0）, 8bit （ D7D0可寫。通過他們的使用可 以實現(xiàn)開光中斷，進而進入終端子程序。對于中斷我也加深的認識，學(xué)到了不少的東西。首先 設(shè)置從片的中斷源號是IRQ10,中斷類型是72h,主片的中斷源號是IRQ2,中斷 類型也是70h,同時8059也能和其他芯片一起

20、來實現(xiàn)相對復(fù)雜的工作， 使用8255 的PCO連接到8259,就可以利用將pcO設(shè)置的1的方式，直接實現(xiàn)中斷的調(diào)用 實現(xiàn)，這樣就可以控制中斷子程序的處理過程了。在中斷子程序里面加上調(diào)用控制發(fā)出音樂的子程序，并且加以調(diào)用，就能實現(xiàn)程序運行時，一旦8位開關(guān)信號 量狀態(tài)滿足設(shè)定條件，就觸發(fā)中斷， 使發(fā)光二級管按規(guī)律閃爍，同時揚聲器播放 一段音樂。發(fā)生和燈變幻的程序?qū)懺谝黄?，他們?zhí)行的時候就差不多同時執(zhí)行， 從而實現(xiàn)了音樂節(jié)拍和二極管的變化的同步變化。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之