微型计算机原理课设.docx
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微型计算机原理课设
《微型计算机原理》
课程设计题目：
竞赛抢答器设计
姓名：
赵浩淞
学号：
40850020
班级：
电081
指导教师：
董洁
日期：
2010.12
前言
本次课程设计的内容是设计一个6路抢答器，并对抢答成功、抢答犯规、响铃提示等实际情况进行软硬件模拟。
设计过程中，主要用到的芯片有可编程中断控制器8259A、可编程并行接口芯片8255A、可编程定时器/计数器芯片8253等。
硬件方面，原理图的设计是基于Labcenterelectronics公司出版的Proteus，它强大的仿真能力让我赞叹不已的同时，也受益匪浅。
软件方面，程序的设计是基于8086/8088汇编语言在轻松汇编软件上进行编写和调试，它小巧方便且功能齐全。
反复推敲的设计思路，充满艰辛而又饶有趣味的设计过程，成功的软、硬件结合，再加上日复一日的努力奋斗，才有了今日之设计成果。
在要求的基础之上，我还加入了一些自主创新的东西。
设计完成之时，本人激动的心情，溢于言表。
虽然，我知道，我的设计成果之中一定还存在很多不足之处，很多可以优化的地方，甚至，有可能还会有一些漏洞。
但是，整个过程我的的确确努力了，并全身心投入于其中了。
我尽量做到了我所能做到的最好。
下面，我将对我的设计思路、设计过程、设计心得等逐一进行详细的阐释。
烦请老师审阅。
特此感谢董洁老师一学期悉心的教导。
目录
第一章课程设计任务书。
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第二章设计。
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2.1设计思路。
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2.2硬件设计。
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2.3软件设计。
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第三章小结及参考文献。
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第四章课程设计图纸。
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第五章程序清单。
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第一章设计要求
设计一个具有4（6）路抢答的抢答器，启动计算机，计算机自动为系统各芯片进行初始化，抢答器开始工作。
比赛开始，在主持人按下开始键，绿灯亮后，选手才可开始抢答，否则违规。
利用并行接口和开关键。
逻辑开关K0——K3（5）代表抢答按钮，当某个逻辑开关闭合时，相当于抢答按钮按下。
若选手抢答成功，黄灯亮，七段数码管显示选手号码，扬声器鸣叫。
若选手抢答违规（主持人未按开始键），七段数码管显示违规选手号码，红灯亮，扬声器报警。
若系统提示某号选手抢答违规，主持人仍未按开始键，此时该号选手又按下抢答键，七段数码管显示该选手的号码。
本系统开机后，若主持人既未按复位键又未按开始键，此时有选手按下抢答键，系统提示红灯亮，并报警。
注：
1）抢答成功，扬声器的鸣叫声音频率为1KHz（1.5KHz）。
2）抢答失败，扬声器的鸣叫声音频率为0.5KHz（1KHz）。
3）抢答计时时间到，扬声器的鸣叫声音频率为0.75KHz（1.25KHz）。
4）扬声器鸣叫或报警的时间为12s（10s）。
第二章设计
2.1设计思路
由于本次实验需要用到数码显示、中断控制、倒计时等功能，股初步分析，需要8255、8259、8253等芯片。
经过分析，实验要点在于判断最先抢答者并锁存，同时不理睬其他信号。
因此，可将6个抢答按钮通过并行输入口接至微机。
当主持人启动抢答过程后，微机对6个口循环采样。
若有一组发出信号，则立刻停止，并记录组号。
为了对抢答后回答时间进行控制，可以用8253计时，先置初值再计时，时间到后亮灯并提示音。
本实验要设置一个启动键，如果在启动按钮未按下前抢答，则视为犯规，二极管发光并提示音。
2.2硬件设计
1．所需器件：
8088、8259A、8255、8253、74138、黄红绿二极管、扬声器、led显示器、8个按键
2．内存编址:
8259A:
20H、21H
8255A:
80H、81H、82H、83H
8253:
40H、41H、42H、43H
下面具体说明各个芯片和主要元件的功能。
1.8088CPU
8088CPU采用最小工作方式，它的地址/数据复用总线（A0~A16）通过3片地址锁存器8282和2片数据收发器8286连到各个主控芯片上，以向其发出地址信号，从而确定其端口地址和中断类型号等。
同时，负责接受芯片传送来的数据和向芯片发送数据。
2.可编程定时器/计数器芯片8253
芯片的端口地址为0CH~0FH。
计数器0为工，方式3，采用二进制计数;计数器1，方式2，只写入低8位，二进制计数;设置计数器二，方式3，二进制计数。
（1）计数器0作定时器使用，具体定时时间（10s或30s）由计时子程序提供计数初值而决定。
CLK0接5KHz时钟源。
GATE0由U3的PC7端口控制。
OUT0接到U4的IR1端口产生中断。
（2）计数器1作定时刷新装置，每2ms内刷新DRAM一次。
CLK1接1.19MHz时钟源。
GATE1接高电平。
OUT1接D触发器的时钟端。
（3）计数器2用于控制扬声器的鸣叫频率。
具体的鸣叫频率在响铃子程序中给计数器2赋初值决定。
CLK2接15KHz时钟源。
GATE2由U3的PB6端口控制。
OUT2输出和PB7通过与门控制扬声器发生，即当PB6和PB7均为高电平时，扬声器才能发生。
扬声器由一个共射放大电路控制，进行信号放大。
3.可编程并行接口芯片8255A
PA，PB，PC口均工作于方式0，输出方式。
芯片的端口地址为10H~13H。
PA0~PA6口控制显示抢搭成功选手号码的数码管。
PB0~PB5口控制选手抢搭成功时，代表选手的黄灯亮起（16~21号灯分别对应1~6号选手）。
PC0~PC6口控制显示抢答犯规选手号码的数码管。
4.8259A中断控制器
通过初始化编程向8259A写入相应的初始化命令ICW，可以使芯片处于一个规定的基本工作方式，并在此方式下进行工作。
8259A的初始化命令字共有4个ICW1-ICW4，进行初始化时要求ICW1-ICW4按一定的顺序写入。
5.译码器74LS138
用于对地址总线传来的地址进行译码，以唯一确定各芯片端口的地址。
2.3软件设计
第三章小结
通过这次为期一周的微机原理和接口技术课程设计，扎实了我们的理论，培养了我们的实际动手能力。
一周的设计，让我们更深入的理解了选用可编程并行接口芯片8255A和可编程计时/定时器8254的工作原理和工作方式，知道了数码管的显示方法，了解了计算机主板构成、接口技术及其应用编程方法。
这次设计也培养了我的做事认真细致有耐心的品质，锻炼了我的分析问题、解决问题的综合能力，为我们今后的学习和工作奠定了基础，让我们受益匪浅。
我在设计中遇到很多苦难，大都是芯片和应用还不熟练，还需更加努力更加深入的了解微机系统及功能。
由于我能力有限，且未通过硬件实现，设计中难免有问题有待改进。
参考文献
1、王忠民·《微型计算机原理》【M】西安电子科技大学出版社
2、仁向民·《微机接口技术实用教程》【M】清华大学出版社
3、阎石·《数字电子技术基础》【M】高等教育出版社
第四章课程设计图纸
第五章程序清单
DATASEGMENT
TABDB06H,5BH,4FH,66H,6DH,7CH,07H,7FH,67H;1~9字型码
BZDB00H
DATAENDS
STACKSEGMENTPARASTACK'stack'
DB100HDUP（?
）
STCKENDS
CODESEGMENT
ASSUMEDS:
DATA,CS:
CODE
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
;8259初始化
MOVAL,13H;ICW1
OUT20H,AL
MOVAL,08H;ICW2
OUT21H,AL
MOVAL,0DH;ICW4
OUT21H,AL
MOVAL,98H;8255初始化
OUT83H,AL
MOVAL,00001101;PC6置1
OUT80H,AL
MOVAL,73H;8253计数器1
OUT43H,AL
MOVAL,0B7H;计数器2
OUT43H,AL
MOVAH,25H;建立抢答中断向量表
MOVAL,0AH
MOVBX,SEGKEYINT
MOVDS,BX
MOVDX,OFFSETKEYINT
INT21H
STI;IF置1，开放中断
LOPM:
INAL,82H;检测开始键
TESTAL,20H;检测PC5
JZLOP2;开始键未按下
LOP1:
INAL,82H
TESTAL,20H
JNZLOP1;开始键没弹起重新检测
MOVAL,00H;关LED显示
OUT81H,AL;绿灯亮
MOVBZ,0FFH;送C口
MOVAL,1000;响铃1KHZ
OUT42H,AL
STI
LOP2:
INAL,82H;检测复位键
TESTAL,10H;检测PC4
JZLOPM;未按下
LOP3:
INAL,82H
TESTAL,10H
JNZLOP3;检测是否按下
MOVAL,00H;关显示，灯
OUT81H,AL
OUT82H,AL
MOVBZ,00H
STI
JMPLOPM
KEYINTPROCFAR
PUSHAX
PUSHBX
PUSHDX
PUSHDS
CLI;IF置0
INAL,80H;从A口获取选手信息
MOVCX,6;计六次
LOP4:
SHRAL,1
LOOPNZLOP4
MOVAX,CX;选手号给AX
MOVBX,OFFSETTAB
XLAT;选手号转换成LED字型码
OUT81H,AL
TESTBZ,0FFH
JZLOP5
MOVAL,00H
OUT42H,AL
MOVAL,10H
OUT42H,AL
MOVAL,03H;黄灯亮
OUT82H,AL
MOVAL,666;响铃1.5KHZ
OUT42H,AL
MOVDX,40H
MOVAL,64H
OUTDX,AL;写8253计数初值，定时12秒
MOVAL,00h
OUTDX,AL
MOVDX,41H
MOVAL,3EH
OUTDX,AL
MOVAL,03h
OUTDX,AL
JZLOP5
JNZKKK
LOP5:
MOVAL,00H
OUT42H,AL
MOVAL,20H
OUT42H,AL
MOVAL,05H;红灯亮
OUT82H,AL
MOVAL,800;响铃1.25KHZ
OUT42H,AL
KKK:
MOVAL,20H
OUT20H,AL
POPAX
POPBX
POPDX
POPDS
IRET
KEYINTENDP
CODEENDS
ENDSTART
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