微机原理课程设计任务书hnh11.docx
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微机原理课程设计任务书hnh11
南京工程学院
课程设计任务书
课程名称微机原理及应用B
院（系、部、中心）电力工程学院
专业电气工程及其自动化
班级电力081/082/083，输电081/082
起止日期每班为期一周，具体时间参照进程表
指导教师韩念杭
1．课程设计应达到的目的
通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握微机原理的基本应用方法。
通过实验熟悉微机基本接口芯片的外型、引脚、编程结构，掌握汇编语言程序设计和微机基本接口电路的设计、应用方法，做到理论联系实际。
2．课程设计题目及要求
题目：
交通信号灯模拟控制系统的设计
利用STARES598PCI实验仪的硬件资源设计一个“带时间显示的交通信号灯模拟控制系统”。
所有输入该装置信号采用STARES598PCI实验仪上的状态输入开关，东西、南北方向的红绿黄灯采用实验仪上的LED发光二极管模拟，东西、南北方向的信号灯变化，通行倒计时时间用数码管显示。
1、功能要求：
1）假设在一个A道（东西方向）和B道（南北方向）交叉的十字路口安装有自动信号灯。
当A道和B道均有车辆要求通过时，A道和B道轮流放行。
A道放行7秒钟，B道再放行5秒钟，依次轮流。
绿灯转换红灯时黄灯亮1秒钟。
2）一道有车，另一道无车时（实验时用开关K5和K6控制），交通控制系统能立即让有车道放行。
3）有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通过，A、B道均为红灯，紧急车由K7开关模拟，有紧急车时另有一红灯闪烁。
2、难度要求：
1）基本要求：
采用8255输出控制信号灯，8255输入K5、K6、K7控制开关信号，用循环程序软件定时实现功能要求；（60分）
2）中级要求：
采用8255输出控制信号灯，8255输入K5、K6、K7控制开关信号，用8253硬件定时，软件查询方式实现功能要求；（80分）
3）高级要求：
在中级要求的基础上，增加用8255输出驱动LED数码显示器显示绿灯倒计时秒数，黄灯时不显示时间。
（100分）
3．课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕
设计要求
1、预习要求：
1）预习本《课程设计任务书》。
了解STARES598PCI实验仪的硬件环境和资源，了解各个硬件模块的电路原理和接口连接方法。
2）预习《微机原理及接口实验指导书》，熟悉星研集成软件的使用方法。
3）预习本《课程设计任务书》。
预习实验一和实验二的相关内容，研究其实验原理和实现方法。
4）预习本任务书，根据设计任务，预先画出电路原理图、程序流程图，编写出实验程序。
2、设计报告要求：
1）画出接口部分电路原理图，并阐述系统工作原理。
2）绘制程序流程图和源程序清单。
3）调试过程和结果。
4）要求用WORD撰写课程设计报告，上交打印版和电子稿。
3、课程设计说明书装订顺序及主要内容如下：
1）封面、目录
2）任务书（不含附录）
3）正文：
设计思路与功能描述；电路原理图及其说明。
应标示并说明每一个输入/输出信号的含义；结构框图；系统调试中的问题和解决办法；运行情况和结论；源程序清单。
4）参考资料
4．主要参考文献
[1]韩念杭.微型计算机原理实验指导书[M].南京工程学院,2004.
[2]李干林.微机原理及接口实验指导书[M].南京工程学院,2009.
[3]李继灿.新编16/32微型计算机原理及应用[M].北京：
清华大学出版社，2004
[4]朱定华等.微型计算机原理及应用[M].北京:
电子工业出版社,2005.
[5]郑学坚,周斌.微型计算机原理及应用[M].北京:
清华大学出版社,2001.
5．课程设计进度安排
起止日期
工作内容
●课程设计开始之前
星期一
星期二、三
星期四
星期五
星期六
预习消化理解设计任务，设计程序流程图，编写源程序。
预习星研微机实验系统的仿真调试操作界面
学习STAR86/88实验系统的使用和操作，
进行实验一、二8255测试和8253测试基本实验
完成基本要求的内容
完成中级和高级要求的内容
验收
撰写课程设计报告
6．成绩考核办法
总评成绩由三部分组成，分别是：
成果演示占40%，测试成绩占30%，设计报告占30%。
1、成果演示（根据程序运行演示确定基础分）；
2、口试或笔试测验（与本设计有关的问题，目的是考查设计成果是否经过自己思考独立完成）；
3、课程设计报告（格式、内容、质量）。
教研室审查意见：
同意
教研室主任签字：
2011年月日
院（系、部、中心）意见：
主管领导签字：
年月日
附录1:
设计提示
设计任务中的A道代表东西方向，B道代表南北方向。
1、电路接线方案：
交通信号灯由实验仪的LED发光二极管模拟，由8255-PA输出控制：
见下表。
带时间显示的交通信号灯模拟控制系统8255A输入/输出信号一览表（供参考）
8255-PB输出方式
PCH输入方式
8255-PA输出方式
PCL输出方式
引脚
输出信号
引脚
输入信号
引脚
输出信号
引脚
输出信号
PB7
驱动数码管字型
PC7
K7
PA7
紧急车辆闪光
PB6
PC6
K6
PA6
东西红灯
PB5
PC5
K5
PA5
东西黄灯
PB4
PC4
8253-OUT2
PA4
东西绿灯
PB3
PA3
PC3
PB2
PA2
南北红灯
PC2
PB1
PA1
南北黄灯
PC1
PB0
PA0
南北绿灯
PC0
数码管的位码选择
注：
1）、8255-PA输出方式可根据实验设备红绿黄灯具体位置改变
2）、采用软件延时，则8255的PC4不用接8253-OUT2。
数码管的位码选择
2、定时问题：
用8253#2工作方式0进行500ms定时，CLK2接125kHz时钟信号，GATE2接高电平，OUT2接8255-PC4。
主程序通过查询8255-PC4的状态，获知准确的定时信息。
也可以采用软件延时，500ms延时子程序参见实验一。
3、根据设计任务功能要求，依K5、K6、K7的状态分为四种工作状态：
状态0：
K5、K6、K7均断开（1电平）或K5、K6均闭合K7断开，A、B道交替通行；状态1：
仅K5闭合，A道有车、B道无车；状态2：
仅K6闭合，A道无车，B道有车；K5和K6均闭合，A、B道都有车，A、B道交替通行；状态3：
K7闭合，有紧急车辆通行。
参考流程图说明：
流程图1设计思想：
4、主程序每0.5秒循环一次，每次查询三个开关状态，及时响应开关状态的变化。
其中CNT0和CNT3分别用于记录状态0和状态3工作进程的进程计数器，可以用寄存器或内存变量实现。
5、常用的工作状态0是A、B道交替通行，一个周期用时14秒。
用CNT0以0.5秒为单位进行加1计数，从0到27循环计数，CNT0/2就可知本周期进行到第几秒了。
根据设计任务功能要求，第0秒，A道红灯、B道黄灯；第1~7秒，A道绿灯、B道红灯；第8秒，A道黄灯、B道红灯；第9~13秒，A道红灯、B道绿灯。
6、工作状态3中，CNT3只有2种状态（0和0FFH），用于控制紧急车辆的灯光闪烁。
7、时间显示采用实验仪的数码管显示。
只用一个数码显示器显示绿灯通行倒计时，A道显示数=8-CNT0/2，B道显示数=14-CNT0/2。
参考流程图2。
8、如果用2个数码显示器分别显示A道、B道的倒计时，则需要用到动态显示扫描技术，难度较大，定为加分项目。
在500ms延时子程序中循环调用动态显示扫描子程序，定时器的定时周期应缩短到5ms。
参考流程图3。
此功能难度较大，定为加分项目。
2个数码管的位码选择（低电平有效）有8255的PC3、PC0来确定，接线到数码管选择脚接口JP41（注意JP41的接插方法：
JP41只接插一半，用PCL接JP41的1-4引脚。
如果PCL与JP41完全连接，PC4对应位会显示倒计时数码）。
显示内容由8255的B口接线到数码管段码接口JP42。
基本和中级要求的参考流程图：
高级要求的参考流程图
实验一8255A并行输入输出接口实验
一、实验目的与要求
1.了解8255A芯片的工作原理，熟悉8255A芯片的工作方式以及控制字格式,熟悉其初始化编程方法以及输入、输出程序设计技巧。
学会使用8255A并行接口芯片实现各种控制功能。
2.熟悉STAR系列实验仪8255A及应用线路的接线。
二、实验任务
使用星研集成环境软件编写8255A应用程序，按实验内容要求完成8255A的硬件实验。
三、实验设备
STAR系列实验仪一套、PC机一台
四、预习内容和要求
1.熟悉STAR系列实验仪的硬件结构参见《微机原理及接口技术实验指导书》之附录B。
2.复习8255A芯片的有关知识及根据实验内容预先编程。
3.8255A原理
⑴8255A概述
8255A是一种具有多种功能的可编程并行通信接口电路芯片，如图所示，芯片包括三个数据端口A、B、C，A组控制部件和B组控制部件，读写控制逻辑电路，数据总线缓冲器。
8255A有三种工作方式：
1方式0：
基本输入输出方式
适用于无条件传送和查询方式的接口电路；
2方式1：
选通输入输出方式
适用于查询和中断方式的接口电路；
3方式2：
双向选通传送方式
适用于与双向传送数据的外设
适用于查询和中断方式的接口电路；
⑵控制字格式
①写入方式控制字：
控制字格式
②端口C的位控制字
⏹位控制字写入控制端口
⏹特别便于置位复位内部中断允许触发器INTE
⑶3种工作方式的功能
①方式0：
这是一种基本的I/O方式。
在这种工作方式下，3个端口都可由程序选定作输入或输出。
②方式1输入引脚：
A端口
方式1需借用端口C用做联络信号，同时还具有中断请求和屏蔽功能。
4方式1输出引脚：
A端口
五、实验内容
㈠．实验任务一（8255A方式0）
1.实验题目
采用一片8255A并行接口驱动8个LED，只点亮其中一个，然后，每按动一下选通按钮，LED亮点循环下移一位。
2.实验原理图
实验电路如右图所示。
其中的8255接口芯片在星研实验箱的B4区，其接线图参见《实验指导书》第156页；发光二极管LED和按钮等器件在G6区，其接线图参见《实验指导书》第163~164页。
3.连线说明
8255的三个输入、输出端口和LED、按钮的连接根据题意自行连接。
8255的片选/CS、A1、A0没有连接，需要自行与A3区相应信号连接。
连接不同的片选信号，会对应不同的端口地址。
8255的其他引脚已经于CPU连接好，不必自己连接。
4.注意事项
接线时，8个按钮使用的是同一个连接器。
实验者应该明确使用哪个按钮，并根据此按钮的接线编制程序。
5.参考程序
设：
8255的/CS接A3区的CS1，则端口地址为0F000H~0F003H
方式控制字：
10001011=08BH
程序：
MOVAL，08BH；8255工作方式初始化
MOVDX，223H；用DX指向控制端口
OUTDX，AL；写入工作方式控制字
MOVAL，07FH；PA输出状态初始化
MOVDX，220H；用DX指向数据端口
OUTX，AL；写入PA端口，输出
WAIT0：
MOVDX，222H；用DX指向状态端口
INAL，DX；读PC端口
ANDAL，80H；屏蔽无关位，只保留PC7状态
JNZWAIT0；等待PC7输入低电平
WAIT1：
INAL，DX；读PC端口
ANDAL，80H
JZWAIT1；等待PC7输入高电平
MOVDX，220H
INAL，DX；读PA端口的输出值
RORAL，1；循环移一位
OUTDX，AL；输出PA端口新的输出值
JMPWAIT0
㈡．实验任务二
1.实验题目
采用一片8255A并行接口驱动8个LED，只点亮其中一个。
通过输入三个开关的状态，来确定点亮8个LED中的哪一个。
为了确保亮点准确、利索地切换，特设置一个按钮，每按动一次选通按钮，CPU读取这三个开关的状态组合，并据此确定点亮哪一个LED。
2.实验原理图
实验电路如上图所示。
其中的8255接口芯片在星研实验箱的B4区，其接线图参见《实验指导书》第156页；发光二极管LED、开关和按钮等器件在G6区，其接线图参见《实验指导书》第163~164页。
3.连线说明
8255的三个输入、输出端口和LED、按钮的连接根据题意自行连接。
8255的片选/CS、A1、A0没有连接，需要自行与A3区相应信号连接。
连接不同的片选信号，会对应不同的端口地址。
8255的其他引脚已经于CPU连接好，不必自己连接。
4.流程图
5.程序清单
STACK
SEGMENT
DB
50DUP（?
）
STACK
ENDS
DATA
SEGMENT
TAB
DB
11111110B,11111101B,11111011B,11110111B
11101111B,11011111B,10111111B,01111111B
DB
DATA
ENDS
CODE
SEGMENT
ASSUME
CS:
CODE,DS:
DATA,SS:
STACK
START:
MOV
AX,DATA
MOV
DS,AX
MOV
DX，0F003H
；8255A初始化子程序
MOV
AL，0B0H
OUT
DX，AL
SCAN:
MOV
DX，0F002H
；C口
IN
AL，DX
AND
AL，00100000B
JZ
SCAN
；判断IBFA是否为1
MOV
DX，0F000H
；A口
IN
AL，DX
AND
AL，7
；保留K1，K2，K3的数字
LEA
BX，TAB
XLAT
MOV
DX，0F001H
；B口
OUT
DX，AL
JMP
SCAN
CODE
ENDS
END
START
实验二8253方波实验
一、实验目的与要求
了解8253的内部结构、工作原理；了解8253与8088的接口逻辑；熟悉8253的控制寄存器和初始化编程方法，熟悉8253的工作方式。
二、实验设备
STAR系列实验仪一套、PC机一台
三、实验内容
1、编写程序：
使用8253的计数器0和计数器1实现对输入时钟频率的两级分频，得到一个周期为1秒的方波，用此方波控制蜂鸣器，发出报警信号，也可以将输入脚接到逻辑笔上来检验程序是否正确。
2、连接线路，验证8253的功能，熟悉它的使用方法。
四、实验原理图
五、实验步骤
1、连线说明：
C5区：
CS、A0、A1
——
A3区：
CS5、A0、A1
C5区：
CLK0
——
B2区：
2M
C5区：
OUT0
——
C5区：
CLK1
C5区：
OUT1
——
D1区：
Ctrl（蜂鸣器）
C5区：
GATE0、GATE1
——
C1区的VCC
2、测试实验结果：
蜂鸣器发出时有时无的声音；用逻辑笔测试蜂鸣器的输入端口，红绿灯交替点亮。
六、演示程序
.MODEL
TINY
COM_ADDR
EQU
0B003H
T0_ADDR
EQU
0B000H
T1_ADDR
EQU
0B001H
.STACK
100
.CODE
START:
MOV
DX,COM_ADDR
MOV
AL,35H
OUT
DX,AL
;计数器T0设置在模式2状态,BCD码计数
MOV
DX,T0_ADDR
MOV
AL,00H
OUT
DX,AL
MOV
AL,10H
OUT
DX,AL
;CLK0/1000
MOV
DX,COM_ADDR
MOV
AL,77H
OUT
DX,AL
;计数器T1为模式3状态，输出方波,BCD码计数
MOV
DX,T1_ADDR
MOV
AL,00H
OUT
DX,AL
MOV
AL,10H
OUT
DX,AL
;CLK1/1000
JMP
$
;OUT1输出1S的方波
END
START
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