微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)----路燈控制設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　路燈控制設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1）天黑時(shí)路燈電亮，天亮?xí)r

2、路燈關(guān)閉。</p><p>　　2）用中斷模擬天黑。</p><p>　　1.2.1 設(shè)計(jì)目的</p><p>　　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)</

3、p><p>　　1.2.2 設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1）通過KO—K7和K++來輸入。</p><p>　　2）用LED指示燈顯示結(jié)果。</p><p>　　3）輸出為1燈亮，輸入為0燈滅。</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　本次微機(jī)原理

4、課程設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)的是路燈控制器。通過中斷信號來使路燈點(diǎn)亮，再經(jīng)延時(shí)程序來使燈自動熄滅。然后重新回到初始狀態(tài)。 </p><p>　　我們用到的芯片是中斷控制器8259和可編程并行接口8255這兩種芯片再外加一個(gè)LED顯示單元及開關(guān)單元。用中斷控制器8259的控制字來設(shè)置單片、邊沿觸發(fā)、非緩沖、非自動，用ICW4來設(shè)置IR7非屏蔽。</p><p>　　設(shè)置中斷控制器8255的控制字，讓它A口

5、輸出來顯示燈亮，。由于我們沒用到Ｂ口和Ｃ口，所以讓Ｂ口輸入C口高低四位均輸出。</p><p>　　設(shè)置完控制字后，再使A口輸出全為0（這時(shí)路燈初始狀態(tài)為滅），接著讓程序循環(huán)進(jìn)入空操作。當(dāng)天黑需要路燈亮?xí)r，按下中斷（代表天黑），程序從循環(huán)執(zhí)行空操作中中斷出來，使A口輸出從全為0變成全為1（這時(shí)路燈全亮），程序后面連接一個(gè)延遲子程序，來控制燈亮的時(shí)間。</p><p>　　最后到了程序該結(jié)束

6、的時(shí)候了，A口輸出從全1再次變?yōu)槿?（這時(shí)路燈全滅，代表夜晚已過，天亮了）。這時(shí)程序本該結(jié)束了，程序結(jié)束后，又返回到中斷控制器8259這部分，這樣程序又可以通過按中斷來控制燈亮，這樣就簡單又實(shí)用。</p><p>　　大體上程序主要分四大部分：輸入部分，中斷部分，延遲部分和輸出部分。結(jié)合所學(xué)的</p><p>　　知識外加查找相關(guān)資料，把這幾大部分合理的連接起來，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整、功能強(qiáng)大

7、的程</p><p><b>　　序。</b></p><p><b>　　3 主要元器件介紹</b></p><p>　　3.1 所用芯片8255簡介:</p><p>　　3.1.1 外部引線</p><p>　　D0~D7為雙向數(shù)據(jù)信號線，用來傳送數(shù)據(jù)和控制字。、<

8、;/p><p>　　RD為讀信號線，與其它信號線一起實(shí)現(xiàn)對8255接口的讀操作通常接系統(tǒng)總線的IOR信號。</p><p>　　WR為寫信號線，與其它信號一起實(shí)現(xiàn)對8255的寫操作，通常接系統(tǒng)總線的IOW。</p><p>　　CS為片選信號線，當(dāng)它為低電平（有效）時(shí)，才能選中該8255芯片，也才能對8255進(jìn)行操作。、</p><p>　　A0

9、，A1為口地址選擇信號線。8255內(nèi)部有3個(gè)口；A口，B口，C 口，還有一個(gè)控制寄存器，它們可由程序?qū)ぶ贰0，A1上的不同編碼可分別尋址上述3個(gè)口和一個(gè)控制寄存器，具體規(guī)定如下：</p><p>　　A1 A0 選擇 </p><p>　　0 0 A口

10、</p><p>　　0 1 B口</p><p>　　1 0 C口</p><p>　　1 1 控制寄存器</p><p>　　通常

11、 A0，A1分別接系統(tǒng)總線A0和 A1，它們與CS一起來決定8255的接口地址。</p><p>　　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，C 口均被定為輸入狀態(tài)。</p><p>　　PA0~PA7為A口的8條輸入輸出信號線。</p><p>　　PB0~PB7為B口的8條輸入輸出信號線。</p>&

12、lt;p>　　PC0~PC78條線根據(jù)其工作方式可作為數(shù)據(jù)的輸入或輸出線，也可以用作控制信號的輸出或狀態(tài)信號的輸入線。</p><p>　　3.1.2 8255有三種工作方式：方式0、方式1和方式2。</p><p>　　①：方式0--基本輸入/輸出</p><p>　　在此工作方式下，每個(gè)口都作為基本的輸入輸出口，C口的高4位和低4位以及A口和B口都可獨(dú)立地

13、設(shè)置為輸入口和輸出口。在此工作方式下：輸出的數(shù)據(jù)被鎖存，而輸入的數(shù)據(jù)不被鎖存。 </p><p>　　而且，在方式0之下，C口還有按位置位和復(fù)位的能力。 </p><p>　?、冢悍绞?--選通輸入/輸出</p><

14、p>　　此工作方式下，三個(gè)端口分為A、B兩組，A、B兩個(gè)口仍用作數(shù)據(jù)輸入輸出口，而C口分成兩部分，分別作為A口和B口的聯(lián)絡(luò)信號。在8255A中，聯(lián)絡(luò)信號是3位，兩個(gè)數(shù)據(jù)口，共用去C口的6位，剩余的兩位仍可作為數(shù)據(jù)位使用。</p><p>　　③：方式2--雙向選通輸入/輸出此工作方式只限于A組使用，在A口工作于雙向輸入輸出方式時(shí)，要利用C口的5條線才能實(shí)現(xiàn)此時(shí)B口子能工作在方式0或方式1，而C口剩下的3條線

15、可作為輸入輸出線使用或用作B口方式1之下的控制線。</p><p>　　當(dāng)A口工作在方式2時(shí)，B口可以在方式0或方式1工作。 </p><p>　　8255方式0之下的輸入輸出組合</p><p>　　3.1.3 8255的尋址：</p><p>　　8255占外設(shè)編址的4個(gè)地址，即A口，B口，C口和控

16、制寄存器各占一個(gè)外設(shè)接口地址。對同一個(gè)地址分別可以進(jìn)行讀寫操作。例如，讀A口可將A口的數(shù)據(jù)讀出；寫A口可將CPU的數(shù)據(jù)寫入A口并輸出。</p><p><b>　　8255的尋址</b></p><p>　　8255方式0基本功能 ：</p><p>　　方式0是基本輸入／輸出方式。其功能如下： </p><p>　?、?/p>

17、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)不需要聯(lián)絡(luò)信號。 </p><p>　?、谌我辉O(shè)置成方式0的端口均可設(shè)置成輸入或輸出。 </p><p>　?、圯敵鼍哂墟i存功能。 </p><p>　?、茌斎霙]有鎖存功能。 </p><p>　?、菝恳粋€(gè)8位口和4位口均可設(shè)置成方式0。如果所有的8位口和4位口都設(shè)置成方</p><p>　　端口是否具有

18、鎖存功能是需要注意的。如果具有鎖存功能，則8255A可作為CPtJ與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的中轉(zhuǎn)站。這時(shí)，CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送是異步的。如果沒有鎖存功能，則8255A作為數(shù)據(jù)通道，僅起單向三態(tài)門的作用。這時(shí)，CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送是同步的。方式0的輸出具有鎖存功能，而輸入沒有鎖存功能。</p><p>　　可編程并行接口8255引線圖</p><p>　　D7 D6

19、 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　無關(guān) 置/復(fù)位 </p><p><b>　　0：復(fù)位</b></p><p><b>　　1：置位</b></p><

20、;p><b>　　C口的位選擇</b></p><p>　　D3 D2 D1選擇</p><p><b>　　000PC0</b></p><p><b>　　001PC1</b></p><p><b>　　010 PC2</b></p>

21、;<p><b>　　011 PC3</b></p><p><b>　　100 PC4</b></p><p><b>　　101 PC5</b></p><p><b>　　110 PC6</b></p><p><b>　　1

22、11 PC7</b></p><p>　　C口的按位操作控制字格式</p><p>　　A組控制 B組控制</p><p><b>　　控制C口低四位</b></p><p><b>　　1：輸入</b></p><p><b>　　0

23、：輸出</b></p><p><b>　　控制B口八位</b></p><p><b>　　1：輸入</b></p><p><b>　　0：輸出</b></p><p><b>　　方式選擇</b></p><p>

24、<b>　　0：方式0</b></p><p><b>　　1：方式1</b></p><p><b>　　控制C口高四位</b></p><p><b>　　0：輸出</b></p><p><b>　　1：輸入</b></p

25、><p><b>　　控制A口8位</b></p><p><b>　　0：輸出</b></p><p><b>　　1：輸入</b></p><p><b>　　方式選擇</b></p><p><b>　　00：方式0&l

26、t;/b></p><p><b>　　10：方式1</b></p><p><b>　　11：方式2</b></p><p><b>　　功能控制</b></p><p><b>　　0：位操作</b></p><p>&l

27、t;b>　　1：方式選擇</b></p><p>　　8255的控制字格式</p><p>　　3.2 所用芯片8259簡介:</p><p>　　3.2.1 8259的外部引線</p><p>　　D0~D7為雙向數(shù)據(jù)信號線，與系統(tǒng)總線的數(shù)據(jù)線相連接。</p><p>　　WR、RD為寫和讀控制信號

28、，與系統(tǒng)總線的讀寫信號相連接。</p><p>　　CS為片選信號，只有CS為低電平時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)CPU對8259的寫或讀操作。</p><p>　　A0是8259內(nèi)部寄存器的選擇信號。它的不同狀態(tài)，對應(yīng)不同的內(nèi)部寄存器。</p><p>　　INT為8259的中斷請求輸出信號?？芍苯咏拥紺PU的INTR輸入端。</p><p>　　INTA為

29、中斷響應(yīng)輸入信號。在中斷響應(yīng)過程中CPU的中斷響應(yīng)信號由此端進(jìn)入8259.</p><p>　　CAS0~CAS2為級聯(lián)控制線。當(dāng)多片8259級聯(lián)工作時(shí)，其中一片為主控級聯(lián)芯片，其他均為從屬級芯片。主控級芯片的CAS0~CAS2作為輸出，連接到個(gè)從屬級芯片的CAS0~CAS2上。當(dāng)某從屬8259提出中斷請求時(shí)，主控級8259通過CAS0~CAS2送出相應(yīng)的編碼給從屬級，是從屬級中斷被允許。</p>

30、<p>　　SP/EN為雙功能引線。當(dāng)工作在緩沖模式時(shí)，它為輸出，用以控制緩沖傳送；在非緩沖模式時(shí)，它用作輸入。當(dāng)SP=1時(shí)，指定8259芯片為主控級；SP=0時(shí)，指定它為從屬級。</p><p>　　IR0~IR7中斷請求輸入端。其他外設(shè)中斷請求可加在8259的IR0~IR7的任一端上。該信號可以使上升沿有效，也可以時(shí)高電平有效。</p><p>　　8259的內(nèi)部有多個(gè)寄存器

31、，其中包括：</p><p>　　中斷請求寄存器（IRR），其內(nèi)部保存著所有外部中斷源IR0~IR7的中斷請求狀態(tài)。任何一個(gè)中斷源發(fā)生請求，其相應(yīng)位為1；一旦得到響應(yīng)，則相應(yīng)位復(fù)位。</p><p>　　中斷服務(wù)寄存器（ISR），用來保存所有正在服務(wù)的中斷源。當(dāng)8259受到中斷結(jié)束命令時(shí)，其寄存的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　中斷屏蔽寄存器(IMR)，保存著被

32、屏蔽的所有中斷源。其屏蔽功能可用命令修改。</p><p><b>　　8259引線圖</b></p><p>　　3.2.2 8259的內(nèi)部控制字</p><p>　　CPU命令分為兩大類：一類時(shí)初始化命令字（ICW），主要使8259處于初始狀態(tài)；另一類是操作命令字（OCW），使處于初始狀態(tài)的8259去執(zhí)行具體的某種操作方式。操作命令字可在8

33、259初始化后的任何時(shí)刻寫入。</p><p><b>　　初始化命令字</b></p><p>　　①初始化命令字ICW1</p><p>　　A0=0為偶地址。在A0=0，D4=1時(shí)為寫入。</p><p><b>　　A0</b></p><p>　　D7

34、D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p><b>　　1：需要ICW4</b></p><p><b>　　0：不需要ICW4</b></p><p>　　低8編程位 1：單片8

35、259</p><p>　　下，中斷低口 0：多片8259級聯(lián)</p><p>　　8080/85模式 1：間隔為4</p><p><b>　　0：間隔為8</b></p><p>　　僅用于8080、85模式</

36、p><p><b>　　1：電平觸發(fā)</b></p><p><b>　　0：邊沿觸發(fā)</b></p><p>　　初始化命令字ICW1</p><p>　?、诔跏蓟钭諭CW2</p><p><b>　　A0=1為奇地址。</b></p>

37、<p>　?、鄢跏蓟钭諭CW3</p><p>　　A0=1為奇地址。該字是用于多片8259級聯(lián)的。</p><p>　　在主控8259中，ICW3的每一位對應(yīng)一個(gè)IR輸入。哪一位為1，表示相應(yīng)的IR接從屬8259.</p><p>　　從屬8259的ICW3的最低三位的編碼用以表示該從屬8259接至主控8259的IR編號。</p>&

38、lt;p><b>　　主控ICW3</b></p><p><b>　　A0</b></p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　1：相應(yīng)IR接從屬8259</p><

39、;p><b>　　0：不接8259</b></p><p><b>　　從屬ICW3</b></p><p><b>　　A0 </b></p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0&

40、lt;/p><p>　　3位編碼對應(yīng)從屬8259</p><p><b>　　接主控的IR編號</b></p><p>　　初始化命令字ICW3</p><p>　?、艹跏蓟钭諭CW4</p><p><b>　　A0=1為奇地址。</b></p><p&

41、gt;<b>　　A0</b></p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　1:8086/88模式</p><p>　　0:8088/85模式</p><p><b>　　

42、1:自動EOI</b></p><p><b>　　0:非自動結(jié)束</b></p><p><b>　　0X:非緩沖方法</b></p><p>　　10:緩沖方式\從屬片</p><p>　　11:緩沖方式\主控片</p><p><b>　　1:特殊

43、全嵌套方式</b></p><p><b>　　0:一般嵌套方式</b></p><p>　　初始化命令字ICW4</p><p>　?。?）操作命令字OCW</p><p>　?、?操作命令字OCW1。</p><p>　　當(dāng)這個(gè)8位的操作命令字的某一位置1時(shí)，它就屏蔽相對的IR輸入

44、。</p><p>　?、诓僮髅钭諳CW2。</p><p><b>　　A0</b></p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　編碼對應(yīng)IR的最低優(yōu)先級</p><

45、p>　　0 0 1 一般EOI</p><p><b>　　中斷結(jié)束命令</b></p><p>　　0 1 1 特殊EOI </p><p>　　1 0 1 循環(huán)優(yōu)先級的一般EOI命令</p>&

46、lt;p>　　1 0 0 在自動EOI下置循環(huán)優(yōu)先級 自動循環(huán)</p><p>　　0 0 0 在自動EOI下清循環(huán)優(yōu)先級</p><p>　　1 1 1 循環(huán)優(yōu)先級的特殊EOI命令</p><p>　　1 1 0 設(shè)置優(yōu)先級 特殊循環(huán)</p><p>

47、　　0 1 0 無效</p><p><b>　　操作命令字OCW2</b></p><p>　　該命令字用來設(shè)置優(yōu)先級是否循環(huán)、循環(huán)的方式及中斷結(jié)束的方式。</p><p>　　R為優(yōu)先級循環(huán)控制位，R=1為循環(huán)優(yōu)先級；R=0為固定優(yōu)先級。</p><p>　　L2、L1、L0為系統(tǒng)最低優(yōu)先級編碼，用它們來

48、指定哪個(gè)IR優(yōu)先級最低。</p><p>　　EOI是中斷結(jié)束命令。</p><p><b>　　OCW2控制格式</b></p><p>　?、鄄僮髅钭諳CW3。</p><p><b>　　A0</b></p><p>　　D7 D6 D5

49、 D4 D3 D2 D1 D0</p><p><b>　　0X：無效</b></p><p>　　0X：無效 10：可讀IRR</p><p>　　10：復(fù)位特殊屏蔽

50、 11：可讀ISR</p><p>　　11：設(shè)置特殊屏蔽 1：允許查詢</p><p><b>　　0：不查詢</b></p><p><b>　　操作命令字OCW3</b></p>

51、<p>　　8259寄存器及命令的訪問控制</p><p>　　3.2.3 8259的初始化順序</p><p>　　4 源程序清單及注釋</p><p>　　SSTACK SEGMENT STACK</p><p>　　DW 32 DUP(?)</p><p>　　SSTACK ENDS</

52、p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE</p><p>　　START: PUSH DS</p><p>　　MOV AX, 0000H ；初始化中斷向量表</p><p>　　MOV DS, AX</p><p&

53、gt;　　MOV SI, 003CH</p><p>　　MOV DX, OFFSET LIGHT ；送偏移量</p><p>　　MOV [SI],DX</p><p>　　MOV AX,SEG LIGHT ；送段地址</p><p>　　MOV SI,003EH &

54、lt;/p><p>　　MOV [SI],AX</p><p>　　CLI ；關(guān)中斷</p><p><b>　　POP DS</b></p><p>　　;初始化主片8259</p><p>　　SET8259: MOV AL, 13H</p&g

55、t;<p>　　OUT 20H, AL ；ICW1 邊沿觸發(fā) 單片 要ICW4</p><p>　　MOV AL, 08H</p><p>　　OUT 21H, AL ；ICW2 中斷向量碼</p><p>　　MOV AL, 01H</p><p>　　OUT 21H, AL ；ICW3 非緩沖

56、非自動 8088</p><p>　　MOV AL, 7FH</p><p>　　OUT 21H, AL ；ICW4 OCW1 IR7非屏蔽</p><p>　　STI ；開中斷</p><p>　　;初始化芯片8255</p><p>　　SET8255:

57、 MOV DX,0646H </p><p>　　MOV AL,82H</p><p>　　OUT DX,AL ；A口輸出，B口輸入，C口輸出</p><p>　　MOV DX,0640H</p><p>　　MOV AL,00H</p><p>　　OUT DX,AL

58、；路燈初始都是滅的</p><p>　　AA1: NOP</p><p><b>　　JMP AA1</b></p><p>　　LIGHT: PUSH DX</p><p>　　PUSH AX ；保護(hù)現(xiàn)場</p><p>　　LDC

59、T: MOV DX,0642H ；路燈點(diǎn)亮程序</p><p><b>　　IN AL,DX </b></p><p>　　CMP AL,01H</p><p>　　MOV AL,0FFH </p><p>　　MOV DX,0640H</p><p&

60、gt;　　OUT DX,AL ；天黑路燈全亮</p><p><b>　　MOV CX,3</b></p><p>　　CET3: CALL SOFTDLY ；點(diǎn)亮?xí)r間模擬</p><p><b>　　LOOP CET3</b></p><

61、p>　　JMP STOP </p><p><b>　　STOP:</b></p><p>　　MOV DX,0640H ；結(jié)束程序</p><p>　　MOV AL,00H </p><p>　　OUT DX,AL ；天亮路燈滅

62、</p><p>　　MOV AL,20H ；OCW2中斷結(jié)束</p><p>　　OUT 20H,AL</p><p><b>　　POP AX</b></p><p>　　POP DX ；恢復(fù)現(xiàn)場</p><p><b

63、>　　STI</b></p><p>　　JMP SET8259</p><p>　　SOFTDLY PROC ；延時(shí)子程序</p><p><b>　　PUSH BX </b></p><p><b>　　PUSH CX</b>&

64、lt;/p><p>　　MOV BL,100</p><p>　　DELAY: MOV CX,2801</p><p>　　WAIT1: LOOP WAIT1</p><p><b>　　DEC BL</b></p><p><b>　　JNZ DELAY</b></

65、p><p><b>　　POP CX </b></p><p><b>　　POP BX</b></p><p><b>　　RET </b></p><p>　　SOFTDLY ENDP </p><p><b

66、>　　STI</b></p><p>　　IRET ；中斷返回</p><p><b>　　CODEENDS</b></p><p>　　END START</p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)原理流程圖</b></p>

67、<p>　　6實(shí)際硬件電路接線圖</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.周明德.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理與應(yīng)用（第四版）.北京：清華大學(xué)出版社</p><p>　　2.王正洪.朱正偉.馬正華.微機(jī)接口與應(yīng)用.北京：

68、清華大學(xué)出版社</p><p>　　3.范會敏.李晉惠.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)應(yīng)用.北京：科學(xué)出版社</p><p>　　4.沈鑫剡.微機(jī)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)輔導(dǎo).北京：清華大學(xué)出版社</p><p>　　5.韓進(jìn)宏.賈鵬.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.北京：機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　6.李伯成.侯伯亨.張毅坤.微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)