8086课程设计.docx

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8086课程设计

20

号

课程设计

题目8086按键控制流水灯设计

院学机电工程学院

业专自动化

级班自动化

名姓宋中册

指导教师刘虹

2016630日月年

引言

微型计算机简称微机，由于具备人脑某些功能，所有又叫做微机。

是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。

它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机。

把微型计算机集成在一个芯片上即构成单片微型计算机。

学习微机原理与接口技术，主要内容包括微型计算机体系结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言、设计以及微型计算机各个组成部分，而其中很大一块就是汇编语言的学习。

汇编语言是面向机器的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。

用汇编语言编写的程序由于目标程序占用内存少，运行速度快，它有着高级语言不可替代的用途。

因此，学习汇编语言是很必要的，通过学习汇编语言可以体会它的作用。

通过本次课程设计让我们进一步深入汇编语言的学习，掌握简单的接口设计技术，将理论知识联系实际，进一步学习微机原理与接口技术的相关知识，为以后深入学习打下良好的基础。

1总体方案论证

功能分析

此次课程设计的要求为，设计微型计算机最小系统，实现跑马灯的模拟显示功能。

具体要求为：

（1）、输入设备三个启动按钮、一个停止按钮，输出设备为八个跑马灯；

（2）、三个启动按钮对应三种跑马灯显示效果，按下任意一个启动按钮，跑马灯显示对应的效果，按下停止按钮则跑马灯全部熄灭。

电路中需包含四个按钮和八个我们的硬件的电路需要另行搭建，由上分析可知，

跑马灯以及相关芯片，既有输入设备又有输出设备，经过分析可以使用芯片8255A来实现输入与输出，再加上锁存地址芯片74LS273、译码芯片74LS154以及相关门电路即可构成本设计的硬件电路基础。

进一步分析最终决定用8255A的A口作为输出去控制跑马灯，B口作为按钮信号输入，CPU通过接收输入信号从而发出对应命令去控制8255A芯片A口输出，从而A口输出相应电平控制跑马灯有规律的亮灭。

连接好硬件电路后的主要任务就是编写相应程序，通过程序去控制和调度硬件电路的输入与输出。

系统连接图设计

8255A是一种通过可编程并行I/O接口芯片。

广泛用于几乎所有系列的微机系统中,8255A具有三个带锁存或缓冲的数据端口,可与外设并行进行数据交换,8255A有多种操作方式,通用性较强,可为CPU与外设之间提供输入/输出通道。

8255A和各端口内具有中断控制逻辑,在外设与CPU之间可用中断方式进行信息交换,使用条件传输方式时可用“联络”线进行控制。

在本次课程设计中,我们运用8255A为CPU与外设之间提供输入输出输出通道来实现对跑马灯花样变换的控制。

8086微处理器，选择最小工作模式，所有的总线控制信号均由8086产生；8086CPU的地址\数据总线AD15-AD0和地址\状态总线A16/S3-A19/S6是复用的，必须通过地址锁存器把地址总线和数据总线分离。

跑马灯硬件电路如图1所示。

电路包括8个LED彩灯、三片74LS273、一片74LS154、一片8086CPU、一片8255A以及若干导线和电阻。

用LED可以观测在不同按键输入下，跑马灯花样的变化效果。

如图1所示我们利用启动按钮作为输入信号，通过8255A端口扩展芯片，调节输出端口的电平变化，来控制共阳极的LED灯的亮与灭，实现跑马灯不同的花样变化。

跑马灯硬件电路图1图1.2.1锁存控制电路

锁存控制电路电路如图2所示，在微控制器单元（MCU）中，寄存器是十分重要的资源。

寄存器的主要作用是快速寄存算术逻辑运算单元（ALU）运算过程中的数据，其锁存功能利用74LS273来实现，74LS273是一种带清除功能的8D触发器，1D~8D为数据输入端，1Q~8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作数据锁存器，地址锁存器。

D0~D7：

输入，Q0~Q7：

输出；

第一脚WR：

主清除端，低电平触发，即当为低电平时，芯片被清除，输出全为0（低电平）；

CP（CLK）：

触发端，上升沿触发，即当CP从低到高电平时，D0~D7的数据通过芯片，为0时将数据锁存，D0~D7的数据不变。

CPU向外部发出地址锁存允许信号，从而使74LS273锁存地址信号，在通过译码芯片74LS154控制接口芯片8255A，在此系统中充当一个桥梁的作用。

这部分电路将相应信号传送给8255A的A0、A1和CS片选，进而CPU开始控制8255A从而驱动发光二极管显示不同的样式。

图2锁存控制电路

1.2.2可编程并行通信接口芯片8255A

芯片8255A有三种工作方式，他们分别是方式0、方式1、方式2，电路如图3所示。

方式0为简单I/O，查询方式，端口A、端口B、端口C均可使用；

方式1为选通I/O，中断方式，端口A、端口B可以使用，选通的输入/输出方式；

方式2为双向I/O，中断方式，只有端口A可以使用，双向的传输方式。

方式0也叫基本输入/输出方式。

一种方式，不需要应答联络信号，端口A、端口B和端口C的高4位及低4位都可以作为输入或输出端口。

方式0的应用场合有无条件传送和查询传送2种；故根据我们系统设计的要求，综上可知，选择8255A为工作方式0，A口作为输出、B口作为输入。

8255A的3种基本工作方式由方式控制字来决定，D7＝1（特征位）表明是设定方式选择控制字；D7=0，则表示是端口C按位置位/复位控制字。

端口C分成高C端口可分别设置成输入端口或输出端口；，PC0）～（PC3位4和低PC4）～（PC7位4．

的高4位与端口A配合组成A组，端口C的低4位与端口B配合组成B组。

综上可得此系统需要满足A端口为输出，输出数据给到8个LED彩灯；端口B为输入，需要检测按键的输入情况。

图3芯片8255A接口电路

算法说明

本程序涉及芯片8255A的初始化，因此首先需要确定端口地址，CPU向8255A送出方式控制字，进而8255A的A口作为输出、B口作为输入；定义控制LED灯的相应数据段，由于需要LED亮后持续一段时间这就需要一个相应的延时程序片段，需要确定B口那个按钮开关按下，这就需要一个扫描B口开关按下的子程序，从而CPU发出相应控制等操作给A口送出相应电平，LED显示相应的亮灭。

因此，主要要点就是找对端口地址，这个是程序能够运行的必需品，通过分析硬件线路可以正确找到A口、B口以及控制口的地址。

2程序流程图设计及其说明

所示：

4主程序流程图如图

开初始化程送控制口输通使灯全子调ledflas序4主程序流程图图所示：

LED子程序流程图如图5检测按键延时控制

开口信号输检型走马灯的是否为按移地址送S型走马灯的是否为按S移地址送型走马灯的是否为按移地址送S是否终止开结是否Nu延时

5子程序流程图图

3关键程序段落说明

数据段定义

dsegsegment

numdw0

data1db0FEh,0FCh,0F8h,0F0h,0E0h,0C0h,80h,00h,00h

data2db

00h,00h,0FFh,00h,0FFh,00h,0FFh,00h,80h,0C0h,0E0h,0F0h,0F8h,0FCh,0FEh,0FFh

data3db

7Eh,3Ch,18h,00h,0FFh,00h,0FFh,00h,0FFh,00h,18h,3Ch,7Eh,0FFh

dsegends

三种灯光变幻组合为：

第一种为每隔1s依次亮起8个灯后保持2s然后全部熄灭

第二种为8个灯全亮2s后闪烁3次,然后依次熄灭

第三种为每个1s从两头同时依次亮起（即先亮1、8，然后2、7，然后3、6，然后4、5），8个灯全部亮起后闪烁3次，然后向两头依次熄灭

dw为灯光循环的控制次数。

程序初始化

csegsegmentparapublic'code'

assumess:

sseg,cs:

cseg,ds:

dseg

start:

movax,dseg

movds,ax

初始化程序。

芯片初始化．

movdx,0206h;取8255A的控制端口的地址

moval,82h;初始化8255A的A口为输出模式，B口为输入模式

outdx,al

82h即为b，也就是说将A口定义在方式0下并且作为输出，B口定义在方式0下并且作为输入，因此这个方式控制字不是唯一的，其通用形式为1000X01X，C口没有定义故可以为任意二进制数。

movdx,0200h;取8255的端口A的地址

moval,0FFh;使8255的PA0-PA7全为1

outdx,al

上边这个程序段是往外送数据置LED亮灭的。

movdx,0202h;取8255的端口B的地址

inal,dx;检测B口输入信号

这个是将B口开关闭合信息读回来的，从而发出相应控制命令。

初始LED亮灭状态

movdx,0200h;取8255的端口A的地址

moval,0FFh;使8255的PA0-PA7全为1

outdx,al;使所有的灯LED全灭

电路上电工作后首先要使所有的LED灯全灭，防止对后面的显示造成影响。

检测按键开关子程序

ledflashproc;检测开关闭合,以便确定哪种闪烁方式

movdx,0202h;取8255A的端口B的地址

inal,dx;检测B口输入信号

choice1:

cmpal,0feh

jnechoice2

movsi,offsetdata1;置第一种灯光变幻组合

jmphere

choice2:

cmpal,0fdh

jnechoice3

movsi,offsetdata2;置第二种灯光变幻组合

jmphere

choice3:

cmpal,0fbh

jnechoice4

movsi,offsetdata3;置第三种灯光变幻组合

jmphere

choice4:

;每盏灯亮完检测开关，如果停止开关没有按下跳到choice5，如果停止开关按下灯全灭

cmpal,0f7h

jnechoice5

jmpexut

choice5:

cmpnum,0h;检测num是否为0，若为0扫描开关，若不为0继续执行

jnehere

jmpledflash

here:

movbx,num

moval,[si+bx]

movdx,0200h;取8255的端口A的地址

outdx,al;输出加电数据到端口A

incnu