东南大学吴健雄学院微机课程设计电梯控制器Word文档格式.docx
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当电梯处于向上运行的状态时，此时高于该楼层向上的请求和内部请求级别最高，其次是所有楼层向下的请求，再次是低于该楼层向上的请求；
当电梯处于向下运行的状态时则情况相反;
由于中断级别在随着电梯所处楼层的不同而变化，而且中断源比较多。
所以用每一个中断源直接和中断控制器相连，需要用到多个8259A级联，很不方便。
为解决这个问题，首先定义三个单字节变量REQ_U、REQ_D和REQ_IN分别存储电梯每一层向上、向下和内部的请求，每一位代表一层。
例如，REQ_U为00000110B，这代表在2层和3层有向上的请求。
8253定时器每隔20ms产生一次中断，中断程序便去执行扫描键盘，当扫描到有电梯内部或者外部按键时，将请求存储到变量中。
每到一个状态时再检查请求变量REQ_U、REQ_D和REQ_IN的值，根据电梯的运行方向和变量中的请求，来决定电梯下一步的运行。
设电梯的当前楼层为floor（floor=1~8），运行方向为dir（dir=0，向上；
dir=1，向下），在电梯运行的工程中，用数码管输出floor值显示当前的楼层。
LED输出REQ_IN的值显示电梯内已经请求的楼层。
主要的模块如下：
1．可编程定时/计数器8253
定时/计数器8253主要是用于定时20ms，触发中断进行键盘扫描。
电路连线是CLOCK0接Q6，分频后频率为46875Hz，OUT0接中断IRQ2，每20ms中断一次，GATE0接5v。
计数器的初值应该是3A9H；
2．8255并行接口单元
8255主要是用于数码管和发光二极管的数据输出。
所以用8255B口8接8个发光二极管，A口接数码管的数据端。
3LED点阵显示
由于提高要求需要显示上下箭头，所以使用8*8点阵显示箭头。
4微机控制器
程序在微机上运行，通过总线控制实验箱上各部件的运行。
三.详细（机理）设计
1）软件流程图（总流程图）
本设计的软件设计的思路：
通过软件编程使8253输出定时信号申请中断，在中断服务程序中扫描键盘，如果有按键，修改相应的变量位，并输出内部请求变量REQ_IN到发光二极管显示当前的内部请求楼层。
在主程序中，查询变量的值，根据电梯调度算法运行电梯。
图表1电梯系统总流程图
2）电梯控制算法模块
逻辑实现：
当电梯向上运行时：
a）位于当前层以下的向上请求都被忽略留到下次向上运行时处理。
b）位于当前层以上的向上请求都被记录留到此次运行处理。
c）无论哪层的向下请求都被忽略留到下次向下运行时处理。
当电梯向下运行时：
a）位于当前层以上的向下请求都被忽略留到下次向下运行时处理。
b）位于当前层以下的向下请求都被记录留到此次运行处理。
c）无论哪层的向上请求都被忽略留到下次向上运行时处理。
算法实现：
dir代表电梯的运行方向，0代表电梯向上运行，1代表向下运动。
设REQ_U（n）代表第n层向上的请求，同样，REQ_D（n）代表第n层向下的请求，REQ_IN（n）代表第n层内部的请求。
求next的方法为：
电梯向上时，next为内部请求的最小值和向上请求的大于floor的最小值之间的小者。
电梯向下时，next为内部请求的最大值和向下请求中小于floor的最大值之间的大者。
没有满足要求的时返回0。
图表2电梯控制算法流程图
3）LED显示程序：
本设计只用到了一个LED，只要将floor转换为相应的段码。
先输出位码，再输出段码，循环输出就可以动态显示。
为了循环的显示，将LED显示程序放在中断服务程序中。
（将“楼层”作偏移码，利用XLAT，很简单就可以实现译码）
图表3电梯按键、显示中断流程图
4）硬件连接图
急停开关
四.方案实现与测试（或调试）
首先根据设计思路，选择采用8253和8255芯片，规避了使用较为复杂的中断。
然后调试硬件，确定位选、芯片等工作正常。
这可以通过手动输入控制字，进行简单输入输出实现。
然后确定8253、8255芯片的地址，开始软件编程。
软件编程首先完成整体的逻辑框架，然后具体编写子程序。
刚开始时采用软件延时，优先调试8255。
采用8255的A、B口的0方式，A、B口的变化将反映在八段码和LED灯上。
子程序的编写即将设计好的算法转换为程序流，用程序流的方向实现选择，用调用子程序实现具体操作。
然后加入8253的硬件延时，将OUT1连至PC0，通过不断查询PC0口的状态进行延时。
由于前面8255已经调好，所以8253的调试比较顺利。
最终将全部硬件连线接好，进行整机联调。
当中发现许多问题，首先利用示波器排除硬件故障，再回过头来对软件进行单步，这时由于有现象，进行软件调试的时候也更有针对性。
通过设置断点，逐步跟踪寄存器值，经过几次的修改之后，成功实现了预定方案。
由于数码管和LED灯显示都是采用查表法，根据输入字符的ASCII码查表得到输出，有时出现LED不正常亮灭的现象，是在查表时出错，比如没有减去31H，就会使灯的显示杂乱无章。
实物连接图：
五．分析与总结
1）设计要求每次电梯开关时间为2秒，而一开始我们无法保证精确的时间。
后来经过讨论后发现可以用8253计数器达到此功能，我们翻阅书籍后分别用方式3和方式0实现了精确2秒的要求。
2）编程中遇到的大多是逻辑问题.另一个经常遇到的问题就是跳转语句超出范围的错误，这个错误的解决是通过改变语句的顺序，如实在无法通过改变顺序来消除错误，则通过二次跳转，即跳过中间过程再跳至目标。
3）我们写的电梯程序，d的意义为当前楼层，当输入要去的楼层bl时，判断bl与cl的大小关系，假设bl>
cl，则程序先把cl加１，再延时两秒，再比较bl与cl的大小是否相等，如果相等则跳出，不等则把cl加１，再延时，再判断。
4）当在上行过程中再输入另一个想去的楼层ch时，则跳转至ch处理过程。
因为是在延时前就把cl加1了，因此在这上行两秒内，cl已经上了一层了。
因此就必须判断ch以及bl是否与此时的cl相等，如相等则在即将到达的这一层停。
由于一开始我们来判断bl与cl是否相等，导致如果在即将到bl层的时候按下ch则会使cl不断增大，即ASCII码不断增大，又返回至0，又增大至bl才停止。
5）另外一个问题就是8个LED显示要去哪个楼层的问题。
我们是用数据DD0—DD7接到74LS273输出的。
bl，ch同时要被显示。
我们于是就把bl,ch的0，1，2，3，…..8分别对应于0B,1B,10B,………10000000B，然后把两者相加就能显示了。
如果到达bl则把bl赋为0，则对应灯灭。
如果到达ch，则把ch赋为0，则ch对应楼层灯灭。
现在如果输入ch等于bl，按要求是对应灯亮，到该层停，而实际上变成上一层灯亮，因为ch与bl对应二进制相加，产生进位。
解决方法是，如果bl,ch相等，则先把cl复位为0，然后再调用LED显示。
6）电梯这个题目的特点就是状态多，各种大小循环相互嵌套，很难写代码。
但是，由于每一层的代码都是相似的，在调试出某一层之后，其他七层的代码也很好写。
在设计过程中我们遇到了很多问题，而汇编语言本身不是像高级语言一样直观和简洁，刚开始走了不少弯路，但不断调试和查资料之后感觉好多了，程序的编写速度也大大加快了。
实验过程中，我不断翻书，巩固了上课没听懂的知识，加深了对各个芯片的直观的印象，也培养了细心实验的能力。
参考书目：
［1］杨素行等，《微型计算机系统原理及应用》，北京，清华大学出版社，2009年
［2］东南大学微机系统与接口课程组，《微机实验及课程设计教程试用版3.0》，南京，东南大学出版社，2010年
附录．代码程序
datasegment
ioportequ0ec00h-0280h
io8253aequioport+280h;
0计数端口计数为10000，方式3
io8253bequioport+281h;
1计数端口计数为200，方式0
io8253cequioport+283h;
8253控制端
;
shangmianshi8253
io8255aequioport+288h;
8255控制端以及a,b,c端口地址
io8255bequioport+289h
io8255cequioport+28ah
io8255equioport+28bh
prothequioport+290h;
点阵灯显示，行阵
protlrequioport+298h;
点阵灯显示，列阵
numberdb3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh;
七段码
mindb00h,01h,02h,03h,04h,05h,06h,07h;
点阵的行
buff1db10h,30h,7fh,0ffh,0ffh,7fh,30h,10h;
向上箭头
buff1db10h,20h,40h,0ffh,0ffh,40h,20h,10h
buff2db08h,0ch,0feh,0ffh,0ffh,0feh,0ch,08h;
向下箭头
buff2db08h,04h,02h,0ffh,0ffh,02h,04h,08h
buff3db00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h
menudb'
************************************************'
0DH,0AH
db'
*DianTiKongZhiQi---elevator*'
0Dh,0Ah
*61010207JiaXiawen*'
0DH,0AH
*61010317YuHailei*'
0Dh,0Ah
inputanumbertogotothecorrespondinglevel'
esc----------exit'
enter--------go'
z------------godirectly'
x------------quickstop'
c------------waitingforfixing'
0Dh,0Ah
280H----8253CS'
1MHz----8253_clk0'
VCC----8253_gate0'
8253_clk1----8253_out0'
8253_gate1----K0'
8253_out1----8255_PC0'
28bH----8255_cs'
PA0~7----SHUMAGUAN'
PB0~7----led0~7'
MOVE!
'
0Dh,0Ah,'
$'
dataends
stackssegmentstack
db100dup（?
）
stacksends
codesegment
assumecs:
code,ds:
data,ss:
stacks
start:
movax,data;
初始化
movds,ax
movdx,offsetmenu;
打印菜单，说明硬件电路的连接等
movah,09
int21h
movdx,io8255;
8255初始化，a、b输出，c口输入
moval,89h
outdx,al
movbl,31h;
bl代表当前电梯所在楼层，初始值设为1
main:
moval,0
callshownumber;
显示当前楼层
movcl,0;
cl为第一次输入的要去的楼层
movch,0;
ch为在中途中再次输入的要去的楼层
callshowled
movah,01;
通过键盘输入第一次要去得楼层cl
cmpal,1bh;
是esc则退出
jeexit
cmpal,31h;
键入的数字是否在1-8之间，如不是重新输入
jlmain
cmpal,38h;
跟8比较，如果比8大，则循环输入
jgmain
movcl,al
callshowled;
8个led灯显示cl对应的楼层
cmpcl,bl;
cl与bl比较
jemain;
相等则返回重新输入
jgup;
大于则向上运行
jltodown;
小于则向下运行
exit:
movah,4ch
---------------------------------------------------------------------------------电梯上行
up:
calljudge;
电梯上行的情况
up1:
addbl,1
callupdelay;
调用向上运行延时子程序，出现向上的箭头
调用显示子程序，通过数码管显示当前楼层bl
cmpbl,cl;
bl,cl不等则继续
相等则返回
jmpup1
upgetch:
movah,1;
在上升过程中如果有其他的键按下时
cmpal,78h;
判断是否为急停键x
jejit
cmpal,63h;
判断是否为断电待修键c
jeduandian
数字是否在1-8之间如不是继续上行
jlgotoup
cmpal,38h
jggotoup
movch,al
callshowled
calldelayup
callshownumber
calljudgeequ;
判断当前楼层与第一次要去的楼层是否相同
cmpch,bl;
比较ch与bl的区别
jeloucengxiangdeng;
相等则在该层停，等待运行信号输入
jlxianshanghouxia;
ch小于bl则先上行至cl在下行至ch
cmpch,cl;
ch大于bl则在判断ch与cl的大小关系
jexiangdengup;
相等则一直上行至cl
jlsameup;
ch大于bl小于cl则先上行到ch在上行到cl
jgtosameup2;
ch大于cl则先上行到cl在上行到ch
gotoup:
calldelayup
jmpup1
duandian:
moval,0;
上升时遇到了断电的情况，则等待键入，除非再次键入的为c才继续运行
movah,7
int21h
cmpal,63h
jneduandian
calldelayup
callshownumber
jmpup1
jit:
calldelayup;
上升时遇到了急停的情况，则停在下一层，然后回到main
jmpmain
todown:
jmpdown
updelayprocnear;
向上运行的延时子程序
calldelayfirst;
用于初始化8253
pushdx
callcleardots;
调用使其能够清零
updelay1:
calldotsup;
循环调用向上的箭头显示
movah,1;
键盘是否有输入
int16h
jneupgetch;
如有则跳转到输入处理
movdx,io8255c;
8255c口输入,看2s延时是否结束
inal,dx
andal,01;
是否计时结束
jzupdelay1
popdx
ret
updelayendp
tomain:
tosameup2:
jmpsameup2
---------------------------------------------------------------------------------上行中遇到的各种情况列举
loucengxiangdeng:
callshownumber;
第二次要去得楼层与当前楼层相同，直接停在该层
movch,0
callstop2
callupcl
jmpmain
xianshanghouxia:
callshowled;
先上行到cl再下行到ch
movcl,0
calldownch
xiangdengup:
movch,0;
二次要去的楼层与第一次要去的相同，直接上行到第一次要取得楼层
callshowled
callupcl
jmpmain
sameup:
同方向的楼层，先上行到ch再上行到cl
callupch
sameup2:
同方向的楼层，先上行到cl再上行到ch;
------------------------
callstop2
callupch
jittt:
jmpjit
----------------------------------------------------------电梯下行,与电梯上行的情况基本类似，稍作修改即可
down:
calljudge
down1:
subbl,1
calldowndelay
cmpbl,cl
jetomain
jmpdown1
downgetch:
movah,1
int21h
cmpal,78h
jejit1
jeduandian1
cmpal,31h
jlgotodown
cmpal,38h
jggotodown
movch,al
calldelaydown
callshownumber
calljudgeequ
cmpch,bl
jestopdowncl
jgdownclupch;
ch大于bl则先下行至cl在上行至ch
cmpch,cl;
ch小于bl则在判断ch与cl的大小关系
jejmpdowncl;
相等则一直下行至cl
jldowncldownch;
ch小于bl小于cl则先下行到cl在下行到ch
jgtodownchdowncl;
ch大于cl则先下行到ch在下行到cl
gotodown:
calldelaydown
jmpdown1
duandian1:
下降遇到了断电的情况，则等待键入，除非再次键入的为c才继续运行
jneduandian1
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