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1、华夏学院微机原理与接口技术课程设计题 目： 彩灯控制器设计 学院（系）： 信息工程系 年级专业： 自动化1081班 学 号： 10212408121 学生姓名： 符圣驹 指导教师： 李波 课程设计任务书学生姓名： 符圣驹 专业班级： 自动化 1081 指导教师： 李波 工作单位： 信息工程系 题 目:彩灯控制器设计 初始条件：1 运用所学的微机原理和接口技术知识；2 微机原理和接口技术实验室的实验箱设备。要求完成的主要任务:1.要求至少以三种方式控制LED灯的显示，序号依次为：0，1，2，3，4，5，6，7（自然数列）；1，3，5，7（奇数列）；0，2，4，6（偶数列）。然后又依次显示同上数列
2、，不断循环；2. 扩展功能：允许增加新自定义的LED灯的显示模式。3. 打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化；4. 每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。5. 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。时间安排：序号阶 段 内 容所需时间（天）1设计思路、原理电路设计12编程,调试33撰写课程设计报告1合 计5指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日摘 要 彩灯的发展也在日新月异，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建
3、筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。本设计以 8088、8255芯片为中心，利用开关实现对各种花样的控制，输出采用 8个共阳极二极管显示花样。本电路设计的彩灯控制器不但能实现基本的07的依次显示，奇数灯依次显示和偶数灯依次显示，而且还能根据各开关的状态来控制增加或减少彩灯显示的花样，还能控制彩灯工作/暂停。目录前言1 第一章 彩灯控制器的设计要求与设计方案21.1 系统主要功能21.2 彩灯控制器的元件选择2 第二章 彩灯控制器的硬件设计32.1 显示电路32.2 可编程并行接口8255及其引脚说明
4、3第三章 彩灯控制器的软件设计63.1 主程序流程图63.2 开关方式的设计63.3 延时模块程序设计 7第四章 彩灯控制器的安装与调试84.1 硬件调试8 4.2 软件调试84.3 调试过程8第五章 设计体会与小结95.1 总结设计体会与心得9 参考文献10附录11前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。本设计通过对彩灯的设计，训练对电气、电子技术等内容的应用能力，掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。单片机的控制电路的设计是彩灯应用的一个瓶颈。课程设计
5、主要培养学生综合运用所学的知识与技能分析与解决问题的能力，并巩固和扩大学生的课堂知识。通过毕业设计学会查阅、使用各种专业资料和网上资源，并以严肃认真、深入研究的工作作风完成设计任务，逐步向工程技术员转变,培养毕业生独立完成任务的能力，体现和检验综合设计能力，大力提高毕业生的技术水平，培养新一代既有理论、又有动手能力的实用性人才，以适应国际建设和发展的需要。了解彩灯线路的基本理论，掌握单片机编程的基本设计方法和分析方法，对能够熟练地进行彩灯应用电路的设计与制作是十分必要和重要的。第一章 彩灯控制器设计要求与设计方案1.1 系统主要功能本课程设计所设计的彩灯控制器的主要功能有：07依次显示、奇数灯
6、依次显示、偶数灯依次显示、向右递增显示、向中递推显示、间隔闪烁、向外发散显示等功能。输出采用8个共阳极二极管显示。本电路设计的彩灯控制器不但能实现基本的显示，而且还能手动来增加或减少显示花样。1.2 彩灯控制器的元件选择1）处理器的选择微型机具有体积小、重量轻、耗电少、价格低廉、可靠性高、结构灵活等特点，所以选择8086系统2）显示电路 显示可通过彩灯和数码管来实现。如果用彩灯作为显示功能，则不是很直观。而数码管具有显示亮度高，使用寿命长，且能直观方便的看到彩灯循环的形式 3）芯片选择8255作为并行I/0接口，能满足4个输入按键的输入功能，声音系统的输出，和LED数码管的输出。并且8255的
7、每个接口还有锁存和数据缓冲作用。所以选择8255芯片。第二章 彩灯控制器的硬件设计2.1 显示电路8255显示电路图 图2-11.初始化程序写入方式控制字B口为输出端口2.通过端口接上电路和LED灯来显示2.2可编程并行接口8255及其引脚说明8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。 8255的引脚图和引脚功能图2-2 8255的引脚引脚功能RESET:复位输入线，当该输入
8、端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。 CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输。 RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。 WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。 D0D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指
9、令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。 PA0PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入锁存器。 PB0PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器， 一个8位的输入输出缓冲器。 PC0PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。 A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器. 当A1=0,
10、A0=0时,PA口被选择; 当A1=0,A0=1时,PB口被选择; 当A1=1,A0=0时,PC口被选择; 当A1=1.A0=1时,控制寄存器被选择。8255端口地址端口地址PA口60HPB口61HPC口62H控制口63H 表2-1第三章 彩灯控制器的软件设计 3.1 主程序流程图软件的设计的重点在延时，显示倒彩灯和循环形式调用左移显示偶数灯显示奇数灯向外发散显示间隔闪烁显示向中递推显示向右递增显示延时暂停检测k1开始初始化检测K2检测K4检测K6检测K7检测K5检测K3首先检测开关K2，然后检测k0和k1，k0和k1的状态为00则执行左循环子程序，k0和k1的状态为01则执行右循环子程序，k
11、0和k1的状态为10则执行规律递增子程序，k0和k1的状态为11则执行交替闪烁子程序。检测开关K3图3-13.2 开关方式设计基本的关闭开关和暂停开关程序流程图如下：开始 灯全灭K0=1N Y 显示当前K1=1 NY 继续当前循环 图3-23.3 延时模块程序设计延时模块的关键是计算计算机一秒能执行多少指令，再通过循环控制。在CX中存入外循环次数在BX中存入内循环次数BX减一BX是否自减为零 NCX减一 YCX是否自减为零 N延时完成 Y 图3-3 第四章 系统的调试与操作说明4.1 硬件调试 最初设计的电路是由K1来控制系统的启动和停止，K1接PC1，K2接PC2。K3接PC3,K4接PC4
12、,K5接PC5,K6接PC6,K7接PC7。花型的变换还是由K2、K3、K4、K5、K6和K7来控制。B组的PB0PB7接发光二级管的D0D7。4.2 软件调试 输入程序并检查无误，经编译、连接后下载到实验箱运行。观察彩灯变化是否与自己编写的一样，同时拨动开关是否能实现相应的功能。4.3 调试过程先依照设计要求编写程序，在软件上进行编译查错，若没有错误则可以按要求连接硬件电路后将程序编译、连接后输入芯片进行实际仿真，若出错则修改程序直至程序运行结果与要求相符。第五章 设计体会与小结在本次课程设计中，我进一步了解了8255A各引脚的功能， 8255A和系统总线之间的连接， 8255A和CPU之间
13、的数据交换，以及8255A的内部逻辑结构。我深入掌握了8255A显示电路的基本功能及编程方法，同时我深入了解了8255等芯片的工作方式、作用。通过这次课程设计，我最大的收获就是自己的动手能力和独立解决问题的能力得到了很大的提高，也充分体会到了自己设计东西的乐趣、学会查阅资料和对别人的东西融会变通的重要性，也明白了很多知识光靠趴在书本上学是学不到其中的精髓的，必须亲自去试着实践，亲自去经历才能对它们真正的掌握。最大的收获是更清晰了如何有条理的编程。第一个就是流程图，原来不以为然的事现在觉得非常的有必要。第二就是编程顺序，要写一个功能很复杂的程序首先写那些自己可以很快完成的较简单的内容，比如调单价
14、时的闪烁，那么就可以开始只写调一位单价，然后再加入程序可以调两位单价，再然后加入闪烁功能，这样既可以使编程变得更有条理，而且对心态也是很有帮助的。通过这次课程设计，我最大的收获就是自己的动手能力和独立解决问题的能力得到了很大的提高，也充分体会到了自己设计东西的乐趣、学会查阅资料和对别人的东西融会变通的重要性，也明白了很多知识光靠趴在书本上学是学不到其中的精髓的，必须亲自去试着实践，亲自去经历才能对它们真正的掌握。参考文献1. 何超. 微型计算机原理及应用.中国水利水电出版社，20072. 杨立. 微型计算机原理与接口技术学习与实验指导. 中国水利水电出版社，2008.3. 彭虎,周佩玲,傅忠谦
15、.微机原理与接口技术（第二版）.电子工业出版社，2008.4. 朱承高.电工及电子技术手册M.北京：高等教育出版社，19905. 姚燕南，薛均义.微型计算机原理.西安：西安电子科技大学出版社，20006. 张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术.北京：国防工业出版社，1999.附录 源程序STACK SEGMENT STACK DW 200 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTDZ DB 0FFH,0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,80H,00H,0FFHEZ DB 0FFH,7EH,3CH,18H,00H,0FFHFZ DB 0FFH,0E7
16、H,0C3H,81H,00H,0FFHDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATASTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,99H OUT 63H,AL LOOP1: MOV CX,08H MOV BL,0FEH ;左移子程序 ZY: MOV AL,BL OUT 61H,AL CALL DELAY ;调延时程序,启动 ROL BL,1 LOOP ZYLOOP2: IN AL,62H TEST AL,40H JE LOOP3 MOV CX,04H MOV BL,0FEH ;偶数子程序 YY: MOV AL,BL OUT
17、61H,AL CALL DELAY ;调延时程序 ROL BL,2 LOOP YYLOOP3: IN AL,62H TEST AL,20H JE LOOP4 MOV CX,04H MOV BL,0FDH ;奇数子程序 XY: MOV AL,BL OUT 61H,AL CALL DELAY ;调延时程序 ROL BL,2 LOOP XY LOOP4: IN AL,62H TEST AL,10H JE LOOP5 MOV BL,9 LEA SI,DZ DIZ: MOV AL,SI ;向右递增子程序 OUT 61H,AL CALL DELAY ;调延时程序 INC SI DEC BL JNZ DIZ
18、LOOP5: IN AL,62H TEST AL,08H JE LOOP6 MOV BL,6 LEA DI,EZ ZT : MOV AL,DI ;向中递推子程序 OUT 61H,AL CALL DELAY ;调延时程序 INC DI DEC BL JNZ ZTLOOP6: IN AL,62H TEST AL,04H JE LOOP7 MOV CX,04H MOV BL,55H ;间隔闪烁子程序 JGS: MOV AL,BL OUT 61H,AL CALL DELAY ;调延时程序 ROL BL,1 LOOP JGS LOOP7: IN AL,62H AND AL,02H CMP AL,2 JZ
19、 WT1 JMP LOOP1 WT1: MOV BL,6 LEA DI,FZ WT2: MOV AL,DI ;向外发散子程序 OUT 61H,AL CALL DELAY ;调延时程序 INC DI DEC BL JNZ WT2 JMP LOOP1DELAY: PUSH CX ;延时子程序 PUSH DX MOV CX, 0FFF0H ;延时 P6: MOV DX, 0FFF0H P7: DEC DX JNZ P7 L1: IN AL,62H TEST AL,80H JE L1 POP DX POP CX RETCODE ENDS END START本科生课程设计成绩评定表姓 名符圣驹性 别男专业、班级自动化1801课程设计题目：彩灯控制器设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：设计方案与内容（20分）制作与调试（30分）说明书内容与规范程度（20分）答 辩（20分）学习态度与考勤（10分）总 分（100分）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日
