微機(jī)原理課設(shè)36123977

1、目錄摘要第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)描述11.1 設(shè)計(jì)題目11.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容11.2.1 設(shè)計(jì)目的 11.2.2 設(shè)計(jì)要求 11.3 設(shè)備器材11.4 任務(wù)分析1第2章 主要元器件32.1 8255并口芯片32.2 8254定時器計(jì)數(shù)器的功能介紹 42.2.1 8254的引腳圖 42.2.2 8254的控制字寄存器的格式及初始化編程 6第3章 程序分步說明7第4章 設(shè)計(jì)原理流程圖 11第5章 實(shí)際硬件接線圖 12第6章 源代碼 13總結(jié)17致謝 18參 考 文 獻(xiàn) 19摘 要當(dāng)代計(jì)算機(jī)是微電子學(xué)與計(jì)算數(shù)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。微電子學(xué)的基本元件及其集成電路構(gòu)成了它的硬件基礎(chǔ)；計(jì)算數(shù)學(xué)的方法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則構(gòu)成了計(jì)算機(jī)

2、的軟件基礎(chǔ)。 世界上第一臺計(jì)算機(jī)于1946年在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生，自1981年ibm公司推出ibmpc后，計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了微機(jī)時代。微型計(jì)算機(jī)的迅速普及，使得計(jì)算機(jī)廣泛運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和社會生活的各個領(lǐng)域，極大的改變了生產(chǎn)和生活的方式，并成為推動社會發(fā)展的巨大生產(chǎn)力。 報(bào)警系統(tǒng)逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ钪兄匾囊徊糠?，對于各種突發(fā)狀況，報(bào)警器可以起到一個將危險(xiǎn)控制到萌芽的狀態(tài)，對其進(jìn)行及時有效的處理。應(yīng)用cpu對8255、8254、8259進(jìn)行控制，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)按動開關(guān)報(bào)警器報(bào)警，led閃動，數(shù)碼管顯示房間號，最后可用8259進(jìn)行清零。關(guān)鍵詞 8255芯片，8254芯片，8259

3、中斷沈陽工程學(xué)院微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.1 設(shè)計(jì)題目模擬醫(yī)院報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2.1 設(shè)計(jì)目的通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生更進(jìn)一步掌握微機(jī)原理及應(yīng)用課程的有關(guān)知識，提高應(yīng)用微機(jī)解決問題的能力，加深對微機(jī)應(yīng)用的理解。通過查閱資料，結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行軟、硬件的設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步掌握應(yīng)用微機(jī)解決問題的步驟及方法。為以后學(xué)生結(jié)合專業(yè)從事微機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。1.2.2 設(shè)計(jì)要求內(nèi)容：利用微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱，采用一組發(fā)光二極管來模擬報(bào)警燈。要求:1.采用8個開關(guān)為8個病房的開關(guān)，當(dāng)有人按下時立即在8個發(fā)光二級管上顯示出來，并且該位置閃動，同時發(fā)出警報(bào)，并通過一個數(shù)碼管顯示出來。2.警報(bào)

4、有8254控制一個揚(yáng)聲器發(fā)出。3.設(shè)置一個警報(bào)清除按鍵，通過8259中斷進(jìn)入，清除所有報(bào)警情況。1.3 設(shè)備器材（1）pc微機(jī)一臺 用于對程序的編譯測試等，同時還需要對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行控制，提供整個程序的運(yùn)行平臺，并且收集和釋放硬件信號，實(shí)現(xiàn)程序功能。（2）微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱一臺 此設(shè)備必須有8254芯片、8255芯片、8259芯片，且能通過接受pc機(jī)傳來的信息，顯示出相應(yīng)的功能。（3）導(dǎo)線若干條 用于電路和芯片之間的連接。1.4 任務(wù)分析查閱定時器計(jì)數(shù)器8254、8255、8259、數(shù)碼管、led、開關(guān)控制等其他相關(guān)資料。用簡單的輸入輸出端口等硬件，結(jié)合完善醫(yī)院的報(bào)警器設(shè)計(jì)。內(nèi)容：利用微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)系

5、統(tǒng)的發(fā)聲單元及揚(yáng)聲器、數(shù)碼顯示單元等來實(shí)現(xiàn)報(bào)警器的功能。要求: 1.采用8個開關(guān)為8個病房的開關(guān)，當(dāng)有人按下時立即在8個發(fā)光二級管上顯示出來，并且該位置閃動，同時發(fā)出警報(bào)，并通過一個數(shù)碼管顯示出來。 2.警報(bào)有8254控制一個揚(yáng)聲器發(fā)出。 3.設(shè)置一個警報(bào)清除按鍵，通過8259中斷進(jìn)入，清除所有報(bào)警情況。實(shí)現(xiàn)：應(yīng)用定時器計(jì)數(shù)器8254、8255、8259、開關(guān)、led等模塊實(shí)現(xiàn)醫(yī)院報(bào)警器的報(bào)警系統(tǒng)。第2章 主要元器件介紹2.1 8255并口芯片8255可編程外圍接口芯片是intel公司生產(chǎn)的通用并行i/o接口芯片，它具有a，b，c三個并行接口，用+5v單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0

6、，方式1，方式2。方式0是基本輸入輸出方式，方式1是選通輸入輸出方式，方式2是雙向選通工作方式。其工作方式控制字如圖2-1。在醫(yī)院報(bào)警系統(tǒng)中，8255起到是一個橋梁作用，在本系統(tǒng)中，8255采用方式0基本輸入輸出方式，a口，b口，c口均為輸出。8255的d0-d7連接系統(tǒng)總線的xd0-xd7，rd，wd，cs分別連接系統(tǒng)總線的xior，xiow，ioy0。8255的a口低兩位pa0，pa1控制8254可編程定時/計(jì)數(shù)器芯片。8255的b口的pb0-pb7和c口的低四位pc0-pc3來控制數(shù)碼的顯示。圖2.1 8255的控制字圖圖2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖2.2所示,d0d7為雙向數(shù)據(jù)信號線,用

7、來傳送數(shù)據(jù)和控制字。為讀信號線，與其他信號線一起實(shí)現(xiàn)對8255接口的讀操作。通常接系統(tǒng)總線的信號。 為寫信號線，與其他信號一起實(shí)現(xiàn)對8255的寫操作，通常接系統(tǒng)總線的。 為片選信號線，當(dāng)它為低電平時，才能選中該8255芯片，也才能對8255進(jìn)行操作。a0、a1為口地址選擇信號線。本次設(shè)計(jì)使其分別與系統(tǒng)總線的xa1、xa2相連，它們的不同編碼可分別尋址3個口和一個控制寄存器，具體規(guī)定如下：表2.1 a0、a1 說明a1a0選擇00a口01b口10c口11控制寄存器 reset為復(fù)位輸入信號。此端上的高電平可使8255復(fù)位。復(fù)位后，8255的a口、b口和c口均被定義為輸入狀態(tài)。pa0pa7為a口的

8、8條輸入輸出信號線，該口的這8條線是工作于輸入、輸出還是雙向（輸入、輸出）方式，可由軟件編程來決定。pb0pb7為b口的8條輸入輸出信號線，利用軟件編程可指定這8條線是輸入還是輸出。這里的8255接口所占地址范圍為0640h0646h。當(dāng)對8255接口進(jìn)行寫操作時，各信號線的狀態(tài)如表所示：表2.2信號線的狀態(tài)說明csa1a0ioriow操作00010寫a口00110寫b口01010寫控制寄存器01110寫c口2.2 8254定時器計(jì)數(shù)器的功能介紹 2.2.1 8254的引腳圖圖2.3 8254的引腳圖上圖是8254 的引腳圖。8254的引腳可分為兩部分。一部分使用于微機(jī)系統(tǒng)接口的信號線，包括數(shù)

9、據(jù)線d7至d0，讀寫和片選信號線，端口選擇信號線，這些信號線組合起來控制8254的控制字寄存器 計(jì)數(shù)器0 計(jì)數(shù)器1 計(jì)數(shù)器2的讀或?qū)?。為讀信號線，與其他信號線一起實(shí)現(xiàn)對8254接口的讀操作。通常接系統(tǒng)總線的信號。為寫信號線，與其他信號一起實(shí)現(xiàn)對8254的寫操作，通常接系統(tǒng)總線的。為片選信號線，當(dāng)它為低電平時，才能選中該8254芯片，也才能對8255進(jìn)行操作。a0、a1為口地址選擇信號線。本次設(shè)計(jì)使其分別與系統(tǒng)總線的xa1、xa2相連，它們的不同編碼可分別尋址3個口和一個控制寄存器，具體規(guī)定如下：表2.3 a0、a1的的讀寫操作a1a0讀操作（rd）寫操作（wr）00讀計(jì)數(shù)器0寫計(jì)數(shù)器001讀計(jì)

10、數(shù)器1寫計(jì)數(shù)器110讀計(jì)數(shù)器2寫計(jì)數(shù)器211無操作寫方式控制字 另一部分是8254與外設(shè)接口的信號線，。每個通道有三條：（1）clk：計(jì)數(shù)器時鐘輸入。在計(jì)數(shù)過程中，此引腳上每輸入一個時鐘脈沖信號（下降沿），計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減1。所以計(jì)數(shù)通道是記錄脈沖個數(shù)的計(jì)數(shù)器。若clk連接到頻率精確的時鐘脈沖信號，則計(jì)數(shù)通道可作為定時器。在計(jì)數(shù)過程中，計(jì)數(shù)通道受到門控制信號gate的控制。（2）gate：門控制輸入。這是控制計(jì)數(shù)器工作的一個外部輸入信號。不同工作方式下，其作用不同。（3）out: 計(jì)數(shù)器輸出。當(dāng)計(jì)數(shù)值域?yàn)?時，在out引腳上產(chǎn)生一個輸出信號，它的波形取決于工作方式。2.2.2 8254的控制字

11、寄存器的格式及初始化編程8254 的控制字有兩個：一個用來設(shè)置計(jì)數(shù)器的工作方式，稱為方式控制字；另一個用來設(shè) 置讀回命令，稱為讀回控制字。這兩個控制字共用一個地址，由標(biāo)識位來區(qū)分。當(dāng)讀回控制字的d4 位為0 時，由該讀回控制字d1d2 位指定的計(jì)數(shù)器的狀態(tài)寄存器內(nèi)容將被鎖存到狀態(tài)寄存器中。（1） 8254的控制字寄存器的格式，如圖2.4所示。圖2.4 8254的控制字格式 1：d0用來設(shè)置計(jì)數(shù)值格式。1表示設(shè)置計(jì)數(shù)值為bcd碼格式；0表示設(shè)置計(jì)數(shù)值為二進(jìn)制數(shù)格式。 2：d3 d2 d1：工作方式選擇。(1) 方式0 ：計(jì)數(shù)到0 結(jié)束輸出正躍變信號方式。 (2) 方式1：硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)方式。

12、(3) 方式2 ：頻率發(fā)生器方式。 (4) 方式3 ：方波發(fā)生器。 (5) 方式4 ：軟件觸發(fā)選通方式。 (6) 方式5 ：硬件觸發(fā)選通方式。3：d4 d5：讀寫操作方式4: d7 d6:選擇計(jì)數(shù)器位。第3章 程序分步說明3.1 概述本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的醫(yī)院報(bào)警器以8086微處理器作為cpu，用8254做方波發(fā)生器發(fā)聲，8255做可編程并行接口顯示房間號和led燈，8259做中斷控制器清零。在此系統(tǒng)中，8254的發(fā)出方波，接入8254的clk信號為周期性時鐘信號。8254采用計(jì)數(shù)器0，工作于方式3，使8254的out0端輸出周期性的負(fù)脈沖信號，此信號接8259的mir7，使led燈滅，數(shù)碼管置零。程序

13、由以下模塊組成：主控模塊，發(fā)聲模塊，清零模塊，顯示模塊。3.2 具體模塊設(shè)計(jì)1. 主程序模塊 主控模塊是系的核心模塊，對8254、8255、8259進(jìn)行初始化，設(shè)置8255、8254的工作方式，設(shè)置中斷向量。調(diào)用中斷子程序和顯示子程序由軟件實(shí)現(xiàn)。2. 發(fā)聲模塊 設(shè)置8254的工作方式為方波發(fā)生器，輸入一個頻率，使蜂鳴器在加入信號的情況下發(fā)出警報(bào)的聲音，要控制好輸入的頻率使人耳能夠聽到。3. 顯示模塊顯示模塊是將顯示緩沖區(qū)的數(shù)值送到數(shù)碼管顯示的功能模塊，它是將8255a口的輸入狀態(tài)輸入到8255的c口，使數(shù)碼管顯示出8255的輸入房間號。硬件上由一個數(shù)碼管構(gòu)成，軟件上由掃描顯示的方法實(shí)現(xiàn)。由以下

14、程序完成顯示功能。data segmenttab2 db 06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fhbuf db 100 dup(?)time dd 100000a8255 equ 0640hb8255 equ 0642hcon8255 equ 0646hleds equ b8255data endscode segment assume cs:code,ds:datastart: mov ax,data mov bl,00h mov ds,ax xie: mov dx, my8255_count0 in al, dx mov dx, my8255_count1 out d

15、x, al call dally mov dx,my8255_count2 out dx,al mov di,offset tab2 mov cx,8 cmp al,01h je ok1 cmp al,02h je ok2 cmp al,04h je ok3 cmp al,08h je ok4 cmp al,10h je ok5 cmp al,20h je ok6 cmp al,40h je ok7 cmp al,80h je ok8 jmp xie ok1: mov al,di mov dx,leds out dx,al jmp begin ok2: mov al,di+1 mov dx,l

16、eds out dx,al jmp begin ok3: mov al,di+2 mov dx,leds out dx,al jmp begin ok4: mov al,di+3 mov dx,leds out dx,al jmp begin ok5: mov al,di+4 mov dx,leds out dx,al jmp begin ok6: mov al,di+5 mov dx,leds out dx,al jmp begin ok7: mov al,di+6 mov dx,leds out dx,al jmp begin ok8: mov al,di+7 mov dx,leds ou

17、t dx,al jmp begin dally: push cx mov cx,0f00h aa2: push ax pop ax loop aa2 pop cx ret code ends end start4. 清零模塊 用8259中斷程序給led燈和數(shù)碼管清零，原理是當(dāng)發(fā)生中斷時，先給led一個滅燈信號，使燈滅，給數(shù)碼管一個零的數(shù)碼字符，數(shù)碼管顯示零。bb1:push ds mov ax, 0000hmov ds, axmov ax, offset mir7;取中斷入口地址mov si, 003ch;中斷矢量地址mov si, ax;填irq7的偏移矢量mov ax, cs;段地址mov

18、 si, 003ehmov si, ax;填irq7的段地址矢量clipop ds;初始化主片8259mov al, 11hout 20h, al;icw1mov al, 08hout 21h, al;icw2mov al, 04hout 21h, al;icw3mov al, 01hout 21h, al;icw4mov al, 6fh;ocw1out 21h, alstiaa1:nopjmp aa1mir7:sticall dallymov ax, 00hmov dx,0642hout dx,axmov dx,0644hmov ax,di+8out dx,axiret第4章 設(shè)計(jì)原理流程圖

19、否是否是開 始定義數(shù)據(jù)段初始化8255按動開關(guān) 數(shù)據(jù)傳送顯示房間號報(bào)警是否有鍵按下不顯示也不報(bào)警是否有中斷傳送過來結(jié) 束 第5章 實(shí)際硬件接線圖d0 pa0d1 |d2 pa7 d3 8 d4 2 d5 5 d6 5 d7 芯 wr 片 rd cs pb0a0 |a1 pb7 pc0 | pc7 八個開關(guān)xd0xd1xd2 系xd3 統(tǒng)xd4 總xd5 線xd6xd7iow#ior#ioy3 ioy1xa1xa2clk+5v d0d1d2 8d3 2d4 5d5 4d6 芯d7 片wrrdcsa0a1clk0out0gate0 八個led揚(yáng)聲器a|dp 圖5.1 程序接線圖第6章 源代碼ioy

20、3 equ 06c0hioy1equ 0640hmy8254_count0equ ioy3+00h ;8254計(jì)數(shù)器0端口地址my8254_count1equ ioy3+02h ;8254計(jì)數(shù)器1端口地址my8254_count2equ ioy3+04h ;8254計(jì)數(shù)器2端口地址my8254_mode equ ioy3+06h ;8254控制寄存器端口地址my8255_count0equ ioy1+00h ;8255計(jì)數(shù)器0端口地址my8255_count1equ ioy1+02h ;8255計(jì)數(shù)器1端口地址my8255_count2equ ioy1+04h ;8255計(jì)數(shù)器2端口地址my8

21、255_mode equ ioy1+06h ;8255控制寄存器端口地址 stack1segment stackbuf db 256 dup(?)stack1endsdatasegment tab2 db 06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,3fh;鍵值表，08對應(yīng)的7段數(shù)碼管的段位值,不帶小數(shù)點(diǎn)time dd 100000leds equ my8255_count2 ;數(shù)碼管電路段選位地址freq_list dw 371,495,495,495,624,556,495,556,624 dw 495,495,624,742,833,833,833,742,624da

22、taends；建立數(shù)據(jù)段codesegmentassume cs:code,ds:datastart:mov ax,data mov bl,00hmov ds,ax；實(shí)現(xiàn)段寄存器ds的初始化mov dx,my8254_mode;8254初始化mov al,36h使8254工作在方式3，a 口輸入，運(yùn)用計(jì)數(shù)器0，二進(jìn)制方式 out dx,almov dx, my8255_mode;8255初始化mov al, 90h；8255芯片的控制字，工作方式為0，a口輸入，b口c口都為輸出out dx, alxie: mov dx, my8255_count0；將8255的a口地址賦給dxin al, d

23、x；將a口的值送到al中 mov dx, my8255_count1； 將8255的b口地址賦給dxout dx, al；將cpu中的al值送到8255 的b口中call dally；調(diào)用延時程序mov dx,my8255_count2； 將8255的c口地址賦給dx out dx,al；將cpu中的al值送到8255 的c口中 mov di,offset tab2；取tab2偏移地址 mov cx,8；計(jì)數(shù)8次cmp al,01h ；al的值與01h比較je ok1 ；如若相等，則跳轉(zhuǎn)到ok1cmp al,02hje ok2cmp al,04hje ok3cmp al,08hje ok4cm

24、p al,10hje ok5cmp al,20hje ok6cmp al,40hje ok7cmp al,80hje ok8 jmp xie；強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到xie ok1: mov al,di；將指針中的值送給al mov dx,leds；將leds中的值給dx out dx,al；將al寫入dx jmp begin，強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到beginok2: mov al,di+1 mov dx,leds out dx,al jmp beginok3: mov al,di+2 mov dx,leds out dx,al jmp beginok4: mov al,di+3 mov dx,leds out dx,

25、al jmp beginok5: mov al,di+4 mov dx,leds out dx,al jmp beginok6: mov al,di+5 mov dx,leds out dx,al jmp beginok7: mov al,di+6 mov dx,leds out dx,al jmp beginok8: mov al,di+7 mov dx,leds out dx,al jmp begin begin: mov si,offset freq_list ；取freq的偏移地址 mov dx,0fh ;輸入時鐘為1mhz，1m = 0f4240h mov ax,4240h div

26、word ptr si ;取出頻率值計(jì)算計(jì)數(shù)初值，0f4240h / 輸出頻率 mov dx,my8254_count0；將8254的a口地址賦給dx out dx,al ；輸出商的低4位 mov al,ah out dx,al ；輸出商的高4位 call dallybb1: push ds；將ds壓入棧 mov ax, 0000h mov ds, ax mov ax, offset mir7;取中斷入口地址 mov si, 003ch;中斷矢量地址 mov si, ax;填irq7的偏移矢量 mov ax, cs;段地址 mov si, 003eh mov si, ax;填irq7的段地址矢

27、量 cli；關(guān)中斷 pop ds；ds出棧 初始化主片8259 mov al, 11h out 20h, al;icw1 mov al, 08h out 21h, al;icw2 mov al, 04h out 21h, al;icw3 mov al, 01h out 21h, al;icw4 mov al, 6fh;ocw1 out 21h, al sti；開中斷aa1: nop jmp aa1mir7: sti call dally mov ax, 00h；將00h放入ax mov dx,0642h；將8255的b口地址賦給dx out dx,ax;將00h寫入8255的b口 mov dx

28、,0644h；將8255的c口地址賦給dx mov ax,di+8；將0的數(shù)碼管代碼放入ax out dx,ax;將00h寫入8255的c口 iret；恢復(fù)dally: push cx；將cx壓棧 mov cx,0f00haa2: push ax pop ax loop aa2；cx不為0重復(fù)aa2 pop cx；將cx出棧 ret；返回codeends；代碼段定義結(jié)束end start；程序結(jié)束 總結(jié)一周的微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)很快結(jié)束了，這次課設(shè)給了我許多經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，了解到了匯編語言的程序設(shè)計(jì)并不是那樣簡單的，它要有足夠的知識積累和編程的經(jīng)驗(yàn)，并且編寫完的程序要在不斷的摸索和研究中得到提高以最簡

29、練的程序?qū)崿F(xiàn)其功能。本次課設(shè)知識上的收獲很重要，讓我又一次體會到理論與實(shí)踐的差距，只有理論與實(shí)踐的完美結(jié)合才能奏出最美的樂章，缺少某一個都是不可以的。剛開始的時候我們對這次課設(shè)的內(nèi)容不是很理解，不知道應(yīng)該先從何入手，在老師的指導(dǎo)下我們從微機(jī)中調(diào)出了先從一個一個子程序開始做起，做好子程序再進(jìn)行組合，慢慢的我們找到了頭緒，一些匯編語言我們還不是很懂，于是我們就查閱一些相關(guān)的資料，最后把程序編寫出來。知識上的收獲雖然重要但我覺得精神上的收獲更重要，這次課設(shè)我們是以小組為單位的，我們組是2個人，每個人都很努力，而且還互相幫助。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們完成任務(wù)的一項(xiàng)非常重要的保證，這次課設(shè)也鍛煉了我們這一點(diǎn)，這是非常寶貴的，在課設(shè)的過程中我們因?yàn)橹R積累的缺少而失落過，也曾為了最后的成功而熱情高漲過。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。理論與實(shí)踐相結(jié)合是人類勞動生活永恒