微機技術課程設計--彩燈控制器設計

1、<p>　　《微機原理與接口技術》課程設計</p><p>　　題 目： 彩燈控制器設計 </p><p>　　學院（系）： 信息工程系 </p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　題 目:彩燈控制器設計

2、 </p><p><b>　　初始條件：</b></p><p>　　運用所學的微機原理和接口技術知識；</p><p>　　微機原理和接口技術實驗室的實驗箱設備。</p><p>　　要求完成的主要任務:</p><p>　　1.要求至少以三種方式控制LED燈的

3、顯示，序號依次為：0，1，2，3，4，5，6，7（自然數(shù)列）；1，3，5，7（奇數(shù)列）；0，2，4，6（偶數(shù)列）。然后又依次顯示同上數(shù)列，不斷循環(huán)；</p><p>　　擴展功能：允許增加新自定義的LED燈的顯示模式。</p><p>　　打開電源開關，自動清零，即通電后最先顯示出自然數(shù)列的0，再顯示出1，然后按上述規(guī)律變化；</p><p>　　每個數(shù)字的一次顯示

4、時間（從數(shù)碼管顯示之時起到消失之時止）基本相等。</p><p>　　嚴格按照課程設計說明書要求撰寫課程設計說明書。</p><p><b>　　時間安排：</b></p><p>　　指導教師簽名： 年 月 日</p><p>　　系主任（或責任教師）簽名

5、： 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　彩燈的發(fā)展也在日新月異，特別是隨著我國科學技術的發(fā)展，彩燈藝術更是花樣翻新，奇招頻出，傳統(tǒng)的制燈工藝和現(xiàn)代科學技術緊密結合，將電子、建筑、機械、遙控、聲學、光導纖維等新技術、新工藝用于彩燈的設計制作，把形、色、光、聲、動相結合，思想性、知識性、趣味性

6、、藝術性相統(tǒng)一。</p><p>　　本設計以 8088、8255芯片為中心，利用開關實現(xiàn)對各種花樣的控制，輸出采用 8個共陽極二極管顯示花樣。本電路設計的彩燈控制器不但能實現(xiàn)基本的0—7的依次顯示，奇數(shù)燈依次顯示和偶數(shù)燈依次顯示，而且還能根據各開關的狀態(tài)來控制增加或減少彩燈顯示的花樣，還能控制彩燈工作/暫停。</p><p><b>　　目錄</b></p&g

7、t;<p>　　前言··································

8、;··································1 </p>&

9、lt;p>　　第一章 彩燈控制器的設計要求與設計方案···················2</p><p>　　1.1 系統(tǒng)主要功能·······

10、····································

11、3;········2</p><p>　　1.2 彩燈控制器的元件選擇······················

12、·····················2 </p><p>　　第二章 彩燈控制器的硬件設計·········

13、·························3</p><p>　　2.1 顯示電路······&

14、#183;····································

15、;·············3</p><p>　　2.2 可編程并行接口8255及其引腳說明················

16、;···············3</p><p>　　第三章 彩燈控制器的軟件設計···············

17、···················6</p><p>　　3.1 主程序流程圖············

18、;····································

19、83;··6</p><p>　　3.2 開關方式的設計····························&

20、#183;····················6</p><p>　　3.3 延時模塊程序設計 ·········

21、83;···································7</p

22、><p>　　第四章 彩燈控制器的安裝與調試·······························&#

23、183;·8</p><p>　　4.1 硬件調試·····························

24、83;··························8</p><p>　　4.2 軟件調試····

25、3;····································&#

26、183;··············8</p><p>　　4.3 調試過程················

27、83;····································&

28、#183;··8</p><p>　　第五章 設計體會與小結····························

29、;···············9</p><p>　　5.1 總結設計體會與心得···············

30、·····························9 </p><p>　　參考文獻···

31、;····································

32、83;·······················10</p><p>　　附錄········

33、3;····································&#

34、183;·······················11</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　電子課程設計是電子

35、技術學習中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是將理論知識和實踐能力相統(tǒng)一的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學生能力的一個環(huán)節(jié)。</p><p>　　本設計通過對彩燈的設計，訓練對電氣、電子技術等內容的應用能力，掌握對電子產品設計的流程以及各種要求。彩燈技術已廣泛得在霓虹燈、廣告彩燈、汽車車燈等領域中應用。單片機的控制電路的設計是彩燈應用的一個瓶頸。課程設計主要培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識與技能分析與解決問題的能力，并鞏固和擴大學生的課堂知識

36、。通過畢業(yè)設計學會查閱、使用各種專業(yè)資料和網上資源，并以嚴肅認真、深入研究的工作作風完成設計任務，逐步向工程技術員轉變,培養(yǎng)畢業(yè)生獨立完成任務的能力，體現(xiàn)和檢驗綜合設計能力，大力提高畢業(yè)生的技術水平，培養(yǎng)新一代既有理論、又有動手能力的實用性人才，以適應國際建設和發(fā)展的需要。了解彩燈線路的基本理論，掌握單片機編程的基本設計方法和分析方法，對能夠熟練地進行彩燈應用電路的設計與制作是十分必要和重要的。。</p><p&g

37、t;　　第一章 彩燈控制器設計要求與設計方案</p><p>　　1.1 系統(tǒng)主要功能</p><p>　　本課程設計所設計的彩燈控制器的主要功能有：0—7依次顯示、奇數(shù)燈依次顯示、偶數(shù)燈依次顯示、向右遞增顯示、向中遞推顯示、間隔閃爍、向外發(fā)散顯示等功能。輸出采用8個共陽極二極管顯示。本電路設計的彩燈控制器不但能實現(xiàn)基本的顯示，而且還能手動來增加或減少顯示花樣。</p>

38、<p>　　1.2 彩燈控制器的元件選擇</p><p><b>　　1）處理器的選擇</b></p><p>　　微型機具有體積小、重量輕、耗電少、價格低廉、可靠性高、結構靈活等特點，所以選擇8086系統(tǒng)</p><p><b>　　2）顯示電路</b></p><p>　　顯示可通過彩

39、燈和數(shù)碼管來實現(xiàn)。如果用彩燈作為顯示功能，則不是很直觀。而數(shù)碼管具有顯示亮度高，使用壽命長，且能直觀方便的看到彩燈循環(huán)的形式</p><p><b>　　3）芯片選擇</b></p><p>　　8255作為并行I/0接口，能滿足4個輸入按鍵的輸入功能，聲音系統(tǒng)的輸出，和LED數(shù)碼管的輸出。并且8255的每個接口還有鎖存和數(shù)據緩沖作用。所以選擇8255芯片。</

40、p><p>　　第二章 彩燈控制器的硬件設計</p><p><b>　　2.1 顯示電路</b></p><p><b>　　8255顯示電路圖</b></p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　1.初始化程序寫入方式控制字

41、B口為輸出端口2.通過端口接上電路和LED燈來顯示</p><p>　　2.2可編程并行接口8255及其引腳說明</p><p>　　8255作為主機與外設的連接芯片，必須提供與主機相連的3個總線接口，即數(shù)據線、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內部結構分為3個部分：與CPU連接部分、與外設連接部分、

42、控制部分。</p><p>　　8255的引腳圖和引腳功能</p><p>　　圖2-2 8255的引腳</p><p><b>　　引腳功能</b></p><p>　　RESET:復位輸入線，當該輸入端處于高電平時，所有內部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。 </p>

43、<p>　　CS:芯片選擇信號線，當這個輸入引腳為低電平時,即/CS=0時,表示芯片被選中，允許8255與CPU進行通訊;/CS=1時,8255無法與CPU做數(shù)據傳輸。 </p><p>　　RD:讀信號線，當這個輸入引腳為低電平時,即/RD=0且/CS=0時,允許8255通過數(shù)據總線向CPU發(fā)送數(shù)據或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據。 </p><p>　　WR:

44、寫入信號，當這個輸入引腳為低電平時,即/WR=0且/CS=0時,允許CPU將數(shù)據或控制字寫入8255。 </p><p>　　D0～D7:三態(tài)雙向數(shù)據總線，8255與CPU數(shù)據傳送的通道，當CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據總線傳送。 </p><p>　　PA0～PA7:端口A輸入輸出線，一個8位的數(shù)據輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)

45、據輸入鎖存器。 </p><p>　　PB0～PB7:端口B輸入輸出線，一個8位的I/O鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。 </p><p>　　PC0～PC7:端口C輸入輸出線，一個8位的數(shù)據輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入

46、端口。' </p><p>　　A1,A0:地址選擇線,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器. </p><p>　　當A1=0,A0=0時,PA口被選擇; </p><p>　　當A1=0,A0=1時,PB口被選擇; </p><p>　　當A1=1,A0=0時,PC口被選擇; </p><p&g

47、t;　　當A1=1.A0=1時,控制寄存器被選擇。</p><p><b>　　8255端口地址</b></p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　第三章 彩燈控制器的軟件設計</p><p><b>　　主程序流程圖</b></p>

48、<p>　　軟件的設計的重點在延時，顯示倒彩燈和循環(huán)形式</p><p>　　首先檢測開關K2，然后檢測k0和k1，k0和k1的狀態(tài)為00則執(zhí)行左循環(huán)子程序，k0和k1的狀態(tài)為01則執(zhí)行右循環(huán)子程序，k0和k1的狀態(tài)為10則執(zhí)行規(guī)律遞增子程序，k0和k1的狀態(tài)為11則執(zhí)行交替閃爍子程序。檢測開關K3</p><p><b>　　圖3-1</b></p&

49、gt;<p><b>　　開關方式設計</b></p><p>　　基本的關閉開關和暫停開關程序流程圖如下：</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y </b></p><p><b>　　N</b></p

50、><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　繼續(xù)當前循環(huán)</b></p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　3.3 延時模塊程序設計</p><p>　　延時模塊的關鍵是計算計算機一秒能執(zhí)行多少指令，再通過循環(huán)控制

51、。</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　圖3-3 </b>

52、</p><p>　　第四章 系統(tǒng)的調試與操作說明</p><p><b>　　4.1 硬件調試</b></p><p>　　最初設計的電路是由K1來控制系統(tǒng)的啟動和停止，K1接PC1，K2接PC2。K3接PC3,K4接PC4,K5接PC5,K6接PC6,K7接PC7。花型的變換還是由K2、K3、K4、K5、K6和K7來控制。B組的PB0

53、—PB7接發(fā)光二級管的D0—D7。</p><p><b>　　4.2 軟件調試</b></p><p>　　輸入程序并檢查無誤，經編譯、連接后下載到實驗箱運行。觀察彩燈變化是否與自己編寫的一樣，同時撥動開關是否能實現(xiàn)相應的功能。</p><p><b>　　4.3 調試過程</b></p><p>

54、;　　先依照設計要求編寫程序，在軟件上進行編譯查錯，若沒有錯誤則可以按要求連接硬件電路后將程序編譯、連接后輸入芯片進行實際仿真，若出錯則修改程序直至程序運行結果與要求相符。</p><p>　　第五章 設計體會與小結</p><p>　　在本次課程設計中，我進一步了解了8255A各引腳的功能， 8255A和系統(tǒng)總線之間的連接， 8255A和CPU之間的數(shù)據交換，以及8255A的內部邏輯結

55、構。我深入掌握了8255A顯示電路的基本功能及編程方法，同時我深入了解了8255等芯片的工作方式、作用。</p><p>　　通過這次課程設計，我最大的收獲就是自己的動手能力和獨立解決問題的能力得到了很大的提高，也充分體會到了自己設計東西的樂趣、學會查閱資料和對別人的東西融會變通的重要性，也明白了很多知識光靠趴在書本上學是學不到其中的精髓的，必須親自去試著實踐，親自去經歷才能對它們真正的掌握。</p>

56、<p>　　最大的收獲是更清晰了如何有條理的編程。第一個就是流程圖，原來不以為然的事現(xiàn)在覺得非常的有必要。第二就是編程順序，要寫一個功能很復雜的程序首先寫那些自己可以很快完成的較簡單的內容，比如調單價時的閃爍，那么就可以開始只寫調一位單價，然后再加入程序可以調兩位單價，再然后加入閃爍功能，這樣既可以使編程變得更有條理，而且對心態(tài)也是很有幫助的。</p><p>　　通過這次課程設計，我最大的收獲就是

57、自己的動手能力和獨立解決問題的能力得到了很大的提高，也充分體會到了自己設計東西的樂趣、學會查閱資料和對別人的東西融會變通的重要性，也明白了很多知識光靠趴在書本上學是學不到其中的精髓的，必須親自去試著實踐，親自去經歷才能對它們真正的掌握。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　何超. 《微型計算機原理及應用》.中國水利水電出版社，2007&l

58、t;/p><p>　　楊立. 《微型計算機原理與接口技術學習與實驗指導》. 中國水利水電出版社，2008.</p><p>　　彭虎,周佩玲,傅忠謙.《微機原理與接口技術（第二版）》.電子工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　朱承高.電工及電子技術手冊[M].北京：高等教育出版社，1990</p><p>　　姚燕南，薛均義.微型計算機原理

59、.西安：西安電子科技大學出版社，2000</p><p>　　張迎新.單片微型計算機原理、應用及接口技術.北京：國防工業(yè)出版社，1999.</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　源程序</b></p><p>　　STACK SEGMENT STACK</p&

60、gt;<p>　　DW 200 DUP(?)</p><p>　　STACK ENDS</p><p>　　DATA SEGMENT</p><p>　　DZ DB 0FFH,0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,80H,00H,0FFH</p><p>　　EZ DB 0FFH,7EH

61、,3CH,18H,00H,0FFH</p><p>　　FZ DB 0FFH,0E7H,0C3H,81H,00H,0FFH</p><p>　　DATA ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE, DS:DATA</p><p>　　STAR

62、T: MOV AX,DATA </p><p>　　MOV DS,AX</p><p>　　MOV AL,99H</p><p>　　OUT 63H,AL </p><p>　　LOOP1: MOV CX,08H </p><p>　　MOV BL,0FEH ;左

63、移子程序</p><p>　　ZY: MOV AL,BL</p><p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　CALL DELAY ;調延時程序,啟動</p><p><b>　　ROL BL,1</b></p><p><b>　　LOOP ZY

64、</b></p><p>　　LOOP2: IN AL,62H</p><p>　　TEST AL,40H</p><p>　　JE LOOP3</p><p>　　MOV CX,04H </p><p>　　MOV BL,0FEH ;偶數(shù)子程序</p>&

65、lt;p>　　YY: MOV AL,BL</p><p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　CALL DELAY ;調延時程序</p><p><b>　　ROL BL,2</b></p><p><b>　　LOOP YY</b></p>

66、<p>　　LOOP3: IN AL,62H</p><p>　　TEST AL,20H</p><p>　　JE LOOP4</p><p>　　MOV CX,04H </p><p>　　MOV BL,0FDH ;奇數(shù)子程序</p><p>　　XY: MOV

67、AL,BL</p><p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　CALL DELAY ;調延時程序</p><p><b>　　ROL BL,2</b></p><p>　　LOOP XY </p><p>　　LOOP4: IN AL,62H<

68、/p><p>　　TEST AL,10H</p><p>　　JE LOOP5</p><p><b>　　MOV BL,9</b></p><p>　　LEA SI,DZ</p><p>　　DIZ: MOV AL,[SI] ;向右遞增子程序</p><

69、;p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　CALL DELAY ;調延時程序</p><p><b>　　INC SI</b></p><p><b>　　DEC BL</b></p><p><b>　　JNZ DIZ</b><

70、;/p><p>　　LOOP5: IN AL,62H</p><p>　　TEST AL,08H</p><p>　　JE LOOP6</p><p><b>　　MOV BL,6</b></p><p>　　LEA DI,EZ</p><p>　　ZT : M

71、OV AL,[DI] ;向中遞推子程序</p><p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　CALL DELAY ;調延時程序</p><p><b>　　INC DI</b></p><p><b>　　DEC BL</b></p>

72、<p><b>　　JNZ ZT</b></p><p>　　LOOP6: IN AL,62H</p><p>　　TEST AL,04H</p><p>　　JE LOOP7</p><p>　　MOV CX,04H </p><p>　　MOV BL,55H

73、 ;間隔閃爍子程序</p><p>　　JGS: MOV AL,BL</p><p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　CALL DELAY ;調延時程序</p><p><b>　　ROL BL,1</b></p><p>　　LOOP

74、JGS </p><p>　　LOOP7: IN AL,62H</p><p>　　AND AL,02H</p><p><b>　　CMP AL,2</b></p><p><b>　　JZ WT1</b></p><p>　　JMP LOOP1<

75、/p><p>　　WT1: MOV BL,6</p><p>　　LEA DI,FZ</p><p>　　WT2: MOV AL,[DI] ;向外發(fā)散子程序</p><p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　CALL DELAY ;調延時程序</p>&

76、lt;p><b>　　INC DI</b></p><p><b>　　DEC BL</b></p><p><b>　　JNZ WT2</b></p><p>　　JMP LOOP1</p><p>　　DELAY: PUSH CX

77、;延時子程序</p><p><b>　　PUSH DX</b></p><p>　　MOV CX, 0FFF0H ;延時</p><p>　　P6: MOV DX, 0FFF0H</p><p>　　P7: DEC DX </p><p><b>　　J

78、NZ P7</b></p><p>　　L1: IN AL,62H</p><p>　　TEST AL,80H</p><p>　　JE L1 </p><p><b>　　POP DX</b></p><p><b>　　POP CX</b