家用电器模拟控制系统.docx
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家用电器模拟控制系统
武汉理工大学华夏学院
课程设计
课程名称接口技术及应用Ⅰ
题目家用电器模拟控制系统
专业
班级
学号
姓名
成绩______________
指导教师
2013年6月28日
课程设计任务书
学生姓名：
专业班级：
计算机1102
指导教师：
工作单位：
信息工程系
设计题目：
家用电器模拟控制系统
初始条件：
1、家用电器控制原理示意图
2、TDN86/88型多功能微机实验平台
要求完成的主要任务：
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
主要任务：
（在规定的时间内完成下列任务）
1．画出硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图；
2.采用TDN86/88实验教学系统作为实验平台，利用实验系统提供的8253芯片及其它器件，设计硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图；
3.使8253工作在3方式，产生定时时间间隔，作为计时的最小时间单位。
4.编程实现4小时（实验用60秒）延时到，接通家用电器电源，使家用电器工作。
5.用2位7段LED数码管显示时间的计时，60秒到显示00，同时使喇叭响5秒。
时间安排：
（部分时间,某些工作可以重叠进行）
6月24日
布置题目，确定任务、查找相关资料
6月25日～6月27日
功能分析，硬件设计，拟定实验电路，编写程序，调试程序、运行系统，6月27日下午4:
00前检查完系统运行
6月28日
答辩后撰写设计报告。
6月28日上午12：
00前检查完设计报告下午3:
30前（本人）交设计报告
具体要求：
设计报告撰写格式要求（按提供的设计报告统一格式撰写）
具体内容如下：
①设计任务与要求②总体方案与说明
③硬件原理图与说明④实验电路图与说明
⑤软件主要模块流程图⑥源程序清单与注释
⑦问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想）；
⑧小结与体会
附录：
①源程序（必须有简单注释）②使用说明③参考资料
指导教师签字：
2013年06月24日
系主任签字：
2013年06月日
目录
1.需求分析1
1.1设计题目1
1.2设计任务及要求1
1.3软硬件运行环境及开发工具1
2.总体方案与说明1
2.1主要器材和芯片简介1
2.1.1LED数码管介绍1
2.1.28255A芯片介绍2
2.2设计原理及方法实现3
2.2.1设计原理3
2.2.2设计实现方法4
2.3家用电器模拟控制系统流程图5
3.详细设计6
3.1芯片初始化6
3.1.18255芯片初始化6
3.1.28253芯片的初始化6
3.2LED数码管显示6
3.3延时模块设计7
4.系统调试及操作说明8
4.1系统调试8
4.1.2软件调试8
4.1.3硬件调试8
4.1.4运行结果调试8
4.2实验操作说明8
5.实验小结与体会9
参考文献9
附录：
源程序及部分注释10
1.需求分析
1.1设计题目
运用所学知识设计家用电器模拟控制系统。
1.2设计任务及要求
1.采用TDN86/88实验教学系统作为实验平台，利用实验系统提供的8255芯片及其它器件，2.设计硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图；
3.使8255工作在3方式，产生定时时间间隔，作为计时的最小时间单位。
4.编程实现4小时（实验用60秒）延时到，接通家用电器电源，使家用电器工作。
5.用2位7段LED数码管显示时间的计时，最后显示LED灯亮。
1.3软硬件运行环境及开发工具
实验所使用的实验开发设备是TDN86/88型多功能微机实验平台，它的硬件由基本系统、外设功能模块和面包板实验区三大部分，按模块化开放式结构设计而成。
另外微机一台，一个8253芯片，导线若干。
通过TDN86/88实验平台进行硬件连接，利用TDN集成开发环境进行交通信号灯控制系统的程序设计（采用8086汇编语言）、调试、运行直到满足设计要求。
2.总体方案与说明
2.1主要器材和芯片简介
2.1.1LED数码管介绍
LED数码有共阳和共阴两种，把些LED发光二极管的正极接到一块（一般拼成一个8字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳的，相反的，就叫共阴的，那么应用时这个脚就分别的接VCC和GND。
再把多个这样的8字装在一起就成了多位的数码管了。
具体结构如图2.1。
图2.1常见LED数码管结构图
2.1.28255A芯片介绍
8255A是一种可编程的I/O接口芯片，可以与MCS-51系统单片机以及外设直接相连，广泛用作外部并行I/O扩展接口。
8255A内部由PA、PB、PC三个8位可编程双向I/O口，A组控制器和B组控制器，数据缓冲器及读写控制逻辑四部分电路组成。
8255A结构框图和引脚图
图2.28255A结构图
8255A的引脚功能：
数据总线（8条）：
D0~D7，用于传送CPU和8255A间的数据、命令和状态字。
RESET：
复位线，高电平有效。
/CS：
片选线，低电平有效。
/RD、/WR：
/RD为读命令线，/WR为写命令线，皆为低电平有效。
A0、A1：
地址输入线：
用于选中PA、PB、PC口和控制寄存器中哪一个工作。
并行I/O总线（24条）：
用于和外设相连，共分三组
8255A有两个控制字：
方式控制字和C口置位/复位控制字。
用户通过程序可以把这两个控制字送到8255A的控制寄存器，以设定8255A的工作方式和C口各位状态，具体见图2.1。
方式控制字用于设定8255A三个端口工作于什么方式，是输入还是输出方式。
图2.28255A状态字
2.2设计原理及方法实现
2.2.1设计原理
系统要求实现对家用电器的模拟控制，延时60S后，家用电器开始工作，并且用数码管来显示时间，记录倒数60S，用8253和8259中断来实现延时，用8255来输出显示倒计时，并在60s后输出低电平。
表2.2.18255各端口的作用
A口
B口
C口
显示倒计时的高位
显示倒计时的低位
60秒后输出低电平时家用电器工作
2.2.2设计实现方法
本实验设计的8255端口地址为60H～63H，分别为a口，b口，c口，控制口。
因此A0、A1为选片信号，所以的A0、A1引线直接接到8255的A0、A1。
设计原理图2.4如下：
图2.4设计原理图
实验连线图如下：
图2.58255实验连线图
2.3家用电器模拟控制系统流程图
图2.6系统流程图
3.详细设计
3.1芯片初始化
3.1.18255芯片初始化
标志特征位为1，A、B口均采用工作方式0，A、B、C口均作输出。
MOVAL,80H;8255初始化10000000
OUT63H,AL
3.1.28253芯片的初始化
8253选择通道2，2个字节，3工作方式，二进制计数。
计数初值等于1.19MHZ除以100HZ，即11900，转化为十六进制数2E7CH。
MOVAL,0B6H;8253控制命令字10110110（OUT2接IQR7）
OUT43H,AL
MOVAL,7CH;给8253装初值，产生10MS的方波,每当产生一个方波，OUT2为1，产生中断IQR7
OUT42H,AL
MOVAL,2EH
OUT42H,AL
3.2LED数码管显示
通过汇编语言编写代码将数据显示到led数码管上
LED:
PUSHCX;数码管显示数字
PUSHAX
MOVAX,CX
MOVBL,0AH
MOVAH,0
DIVBL;商放在AL用a口输出，余数放在AH用b口输出
MOVBX,OFFSETTAB;取段码表首地址
XLAT;查表得段码
OUT60H,AL;输出（十位）显示
MOVCX,0600H;延时
A2:
LOOPA2
MOVAL,AH
MOVBX,OFFSETTAB
XLAT
OUT61H,AL;输出（个位）显示
MOVCX,0600H
A3:
LOOPA3
POPAX
POPCX
RET
3.3延时模块设计
通过汇编语言编写代码编写延时1s的子程序，实现延时1s并在数码管中显示CX中的内容。
DELLAY1S:
;AX、bx、cx压入堆站寄存器
PUSHAX
PUSHBX
PUSHCX
CALLLED
MOVCX,0FFFFH
D0:
PUSHAX；实现循环
POPAX
LOOPD0
POPCX
POPBX
POPAX
RET
4.系统调试及操作说明
4.1系统调试
采用了分模块的调试，先调试硬件中断延时模块，发现没有延时的效果，后来采用了软件延时的方法，来调试时间显示模块，发现时间显示模块能正常工作，最后在一起调试，能正常显示，并60s后输出低电平
4.1.2软件调试
在软件调试过程中，先给CX赋值60，再调用延时1S的程序，在延时程序中，再调用数码管显示程序，该循环执行完成后，CX计数器减1，进入下一次循环。
4.1.3硬件调试
在硬件调试过程中，先给CX赋值0，将其与6000比较，若大于则转入停中断，通知电器工作；否则开中断，进入倒计时计数，数码管显示倒计时。
该程序执行完成后，CX计数器加1，进入下一次循环。
4.1.4运行结果调试
程序加载和运行成功后，我们可以看到2位LED数码管，从60开始显示，采用硬件延时，依次减1，一直显示到00，然后LED灯亮。
4.2实验操作说明
（1）按照实验线路图连接电路，连接前检查测试七段数码管是否都亮及接线是否接触不良,t如果发现显示不正常首先检查连线是否问题，看是否是连线接触不良，如果连线都正确就可能是实验器材出问题，可以选择更换LED数码管和更换实验器材。
（2）器材检查和连线链接好后，打开编译软件测试端口链接成功后，输入编译程序并检查无误，经汇编后，连接后装入系统。
（3）点击编译，运行，当显示的结果与我们要达到的效果不一致时，采用单步调试，观察寄存器中的数据和标志位的变化，以及程序中的每一行语句是否执行，是否在寄存器中显示出正确的数据，进一步找出错误的位置和解决方法。
（4）运行完程序后，注意当数码管从60秒到显示00时，观察到LED灯由暗变亮，如果中途没有出现运行错误，则实验基本成功。
5.实验小结与体会
一个星期的课程设计快要结束了，本次课程设计虽然短暂，但依旧让人获益良多。
起初拿到题目后不知道从何下手，因为平时虽然学了微机接口的基础知识，但对于设计题目的具体设计还是有些不清楚，而且汇编语言是一门比较使用的机器语言，运用起来对于刚学不久的还是比较麻烦，所以仔细研究了题目的具体意思后，通过查阅书籍和平时的课程设计报告以及和同学的讨论后，已经有了个初步的印象，然后知道实验的大概设计思路。
虽然最后完成了实验，但实验过程中遇到了许多困难，比如LED灯的连线，必须细心仔细，不然容易不亮，还有在设计代码是，必须注意代码之间的衔接，不然容易运行错误，最后通过查阅资料和同学的指导下一步一步的慢慢将实验逐渐完成。
通过此次的课程设计，不仅锻炼我们的动手能力和代码设计能力，也加深了我们对微机接口知识的进一步了解，更够活学活用融汇贯通平时所学的书本理论知识，让人获益良多。
参考文献
[1]彭虎等编著．微机原理与接口技术（第三版）．北京：
电子工业出版社，2011
[2]郭景坤，微机原理与接口技术，清华大学出版社，2011.8
设计者：
徐立
日期：
2013年6月28日
附录：
源程序及部分注释
STACKSEGMENTSTACK
DW64DUP（?
）
STACKENDS
DATASEGMENT
TABDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMEDS:
DATA,CS:
CODE
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVAL,80H;8255初始化
OUT63H,AL
MOVal,0ffh;灯的初始化
OUT62H,al
MOVCX,60;延时60s
T0:
CALLDELLAY1S;调用1s延时
DECCX
INCCX
LOOPT0
MOVAL,00H;60s计时结束接通家用电器
OUT62H,AL
LED:
PUSHCX;数码管显示数字
PUSHAX
MOVAX,CX
MOVBL,0AH
MOVAH,0
DIVBL;商放在AL用a口输出，余数放在AH用b口输出
MOVBX,OFFSETTAB;取段码表首地址
XLAT;查表得段码
OUT60H,AL;输出（十位）显示
MOVCX,0600H;延时
A2:
LOOPA2
MOVAL,AH
MOVBX,OFFSETTAB
XLAT
OUT61H,AL;输出（个位）显示
MOVCX,0600H
A3:
LOOPA3
POPAX
POPCX
RET
DELLAY1S:
;延时1s的子程序，实现延时1s并在数码管中显示CX中的内容
PUSHAX
PUSHBX
PUSHCX
CALLLED
MOVCX,0FFFFH
D0:
PUSHAX
POPAX
LOOPD0
POPCX
POPBX
POPAX
RET
CODEENDS
ENDSTART
设计过程中质疑（或答辩）记载：
1.如何使灯闪烁5s钟，后停止？
答：
可以在闪烁后调用CALLY_5s的延时后，对灯进行复位。
2.MOVAL,80H；OUT63H,AL是什么意思？
答：
80为10000000，方式字为1，A口,B口,C口都为输出,并且A口,B口都使用方式0.
3.moval,0ffh，OUT62H,al是什么作用？
答：
作用是使得led灯开始复位，不亮。
4.MOVBX,OFFSETTAB是什么意思？
答：
取段码表首地址送入BX
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