模擬飲料裝配線設(shè)計(jì)微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告課程設(shè)計(jì)名稱：微機(jī)系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：模擬飲料裝配線院（系）：計(jì)算機(jī)學(xué)院專 業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師：目 錄第1章 總體設(shè)計(jì)方案11.1設(shè)計(jì)需求11.2設(shè)計(jì)原理11.2.1 提出方案11.2.2 方案論證21.3 設(shè)計(jì)環(huán)境3第2章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案42.1硬件設(shè)計(jì)42.2軟件設(shè)計(jì)4飲料裝配線主程序5軟件延時(shí)程序6滿瓶數(shù)量改變程序72.2.3 空瓶數(shù)量改變程序7裝配過(guò)程顯示程序8第3章 結(jié)果測(cè)試及分析93.1 結(jié)果測(cè)試93.2 結(jié)果分析10參考文獻(xiàn)11附 錄（程序清單）12第1章 總體設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)需求 根據(jù)流水線作業(yè)原理，模擬飲料裝配

2、過(guò)程。具體內(nèi)容如下：1. 涉及飲料容積的顯示方式，有500ml，1L，用鍵盤設(shè)置裝配的容量和數(shù)量，并設(shè)計(jì)如何用數(shù)碼管表示空狀態(tài)和滿狀態(tài)；2. 在數(shù)碼管上用循環(huán)（從左到右或相反方向均可）表示流水作業(yè)，每次裝滿一個(gè)，使其右側(cè)的圓點(diǎn)變量來(lái)標(biāo)示，同時(shí)累計(jì)裝配數(shù)量加1；3. 用十進(jìn)制顯示裝配總數(shù)，要完整演示整個(gè)過(guò)程。1.2設(shè)計(jì)原理 應(yīng)用可編程鍵盤/顯示接口芯片8279與可編程并行接口芯片8255A。通過(guò)使用8279，在數(shù)碼管上顯示預(yù)設(shè)置的容量，在鍵盤上輸入要求的飲料瓶數(shù)量，當(dāng)點(diǎn)擊完后，程序開始運(yùn)行。1L的和500ml的容量瓶可以輸入不同的裝瓶數(shù)量。在裝瓶的過(guò)程中，數(shù)碼管顯示位開始從1加到8，同步進(jìn)行的是

3、通過(guò)使用8255A的8個(gè)發(fā)光二極管依次變亮，當(dāng)裝滿后，發(fā)光二極管全亮，數(shù)碼管右側(cè)的圓點(diǎn)變亮，相應(yīng)調(diào)用延時(shí)程序。容量分別為1L和500ml的飲料瓶順序進(jìn)行裝瓶，首先進(jìn)行是1L的，全部裝完后，在從鍵盤上輸入500ml的裝瓶數(shù)量，最后顯示的是空瓶和滿瓶的數(shù)量。再將數(shù)碼管及發(fā)光二極管初始化，循環(huán)進(jìn)行裝配工作，最終達(dá)到工作需求。 提出方案 可編程鍵盤/顯示接口芯片8279控制數(shù)碼管的亮滅，數(shù)碼管的低四位用于表示容量為1L的裝配過(guò)程，低四位中的最高位數(shù)碼管代表容量，標(biāo)示為1；第二位代表容量1L的空瓶數(shù)量，初始化標(biāo)示為5瓶；第三位代表滿瓶的數(shù)量，初始化為0瓶，需要操作者在鍵盤上輸入要求輸入的裝瓶數(shù)量，此時(shí)還

4、沒(méi)開始進(jìn)行裝配。最低位代表的是每一瓶飲料的裝瓶過(guò)程，首先初始化為滅，當(dāng)開始裝配時(shí)，數(shù)碼管從1開始依次變化到8。通過(guò)使用可編程并行接口芯片8255A的PC口輸出，接到發(fā)光二極管上。在每次變化的過(guò)程中，都需要發(fā)光二極管依次置亮。當(dāng)裝滿一瓶時(shí)，進(jìn)行提示裝滿，效果是發(fā)光二極管都置亮，數(shù)碼管演示裝瓶過(guò)程位的右側(cè)圓點(diǎn)亮，證明裝滿一瓶；在裝完一瓶后，要將發(fā)光二極管都置滅，同時(shí)數(shù)碼管裝瓶過(guò)程位右側(cè)的圓點(diǎn)置滅，這是為下一瓶飲料的裝配做準(zhǔn)備。每次裝完一瓶，滿瓶數(shù)量要進(jìn)行加1操作，空瓶數(shù)量要減1操作，同時(shí)檢查是否裝完，沒(méi)裝完則繼續(xù)進(jìn)行裝配過(guò)程，裝完則停止。 方案論證程序并結(jié)合芯片進(jìn)行論證。程序開始部分，首先是對(duì)芯片

5、的初始化，輸入命令控制字。簡(jiǎn)單介紹可編程鍵盤/顯示接口芯片8279；8279是可編程鍵盤/顯示接口芯片。它的功能主要包括鍵盤輸入和顯示控制。它的功能主要包括鍵盤輸入和顯示控制部分，其中鍵盤部分提供掃描功能。顯示部分則是提供掃描方式的顯示接口，可與八段數(shù)碼管連接構(gòu)成。初始化代碼：其中Z8279是控制端口MOV DX,Z8279 MOV AL,00 ;左邊輸入,八位顯示外部譯碼八位顯示 OUT DX,AL MOV AL,38H ;掃描頻率 OUT DX,AL 這里簡(jiǎn)單介紹可編程并行接口芯片8255A：8255A是可編程并行輸入輸出接口芯片，具有三個(gè)8位并行端口，用于輸出給定信號(hào)。 初始化命令字：

6、MOV DX,Z8255 MOV AL,80H OUT DX,AL ;初始化8255 其中Z8255是控制端口，80H是命令字，PA、PB、PC口都是輸出，這里我們只用PC口作為輸出，連接8個(gè)發(fā)光二極管。 然后調(diào)用數(shù)碼管的子程序BEGIN_，初始化容量為1L的空瓶數(shù)量為5瓶，滿瓶數(shù)量為0瓶（需要鍵盤動(dòng)態(tài)輸入），容量標(biāo)示為1L。初始化容量為500ml的空瓶數(shù)量為5瓶，滿瓶數(shù)量為0瓶（需要鍵盤動(dòng)態(tài)輸入），容量標(biāo)示為500ml。用寄存器AH來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前的滿瓶數(shù)量，寄存器CX來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前的空瓶數(shù)量。 在裝配過(guò)程中，裝配顯示位數(shù)碼管從1變化到8，相應(yīng)的發(fā)光二極管從第一個(gè)依次單獨(dú)亮到第8個(gè)，但裝滿一瓶后，發(fā)光

7、二極管全亮，數(shù)碼管裝配位右側(cè)的圓點(diǎn)置亮，證明已經(jīng)裝完一瓶。 此時(shí)改變空瓶和滿瓶的數(shù)量，滿瓶數(shù)量加1，調(diào)用ADD_子程序；空瓶數(shù)量減1，調(diào)用DEC_子程序。判斷裝配是否完成，如果沒(méi)有完成，則繼續(xù)裝配，否則裝配結(jié)束。 在數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示時(shí)，都需要調(diào)用延時(shí)子程序DELAY。經(jīng)過(guò)認(rèn)真仔細(xì)論證，證明所提出的方案切實(shí)可行。1.3 設(shè)計(jì)環(huán)境硬件環(huán)境：AEDK實(shí)驗(yàn)箱軟件環(huán)境：LCT88EA應(yīng)用軟件、Win2000、PC機(jī)第2章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案2.1硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中用到的硬件有AEDK實(shí)驗(yàn)箱， 8279芯片、8255A芯片、小鍵盤、8個(gè)八段數(shù)碼管和8個(gè)發(fā)光二極管。8279芯片的片選CS79連至譯碼處210-

8、217H。8279芯片的控制端口接到譯碼處212H處，數(shù)據(jù)端口接到譯碼處210H。8255A芯片的片選CS55連至譯碼處200-207H，控制端口接到譯碼處203H，因?yàn)檫@里沒(méi)有用到PA口和PB口，所以不需要連接。8255A的PC口接到譯碼處202H，用于連接發(fā)光二極管。如圖2.1所示。圖2.1 模擬飲料裝配線連線圖2.2軟件設(shè)計(jì)首先對(duì)芯片進(jìn)行初始化，對(duì)8279和8255A的命令字和端口譯碼處進(jìn)行初始化。然后將8279的FIFO寄存器置零，判斷是否按鍵，此時(shí)鍵入的是滿瓶的數(shù)量，則程序開始運(yùn)行。飲料裝配線主程序主程序首先對(duì)8279和8255A進(jìn)行初始化。調(diào)用數(shù)碼管初始化子程序BEGIN_，置空F

9、IFO寄存器。循環(huán)檢測(cè)鍵盤是否有鍵入，空則等待，表示裝配工作未啟動(dòng)。鍵入容量為1L的裝瓶數(shù)量，工作開始。開始裝瓶，調(diào)用裝配過(guò)程子程序LED8255，裝滿一瓶后，滿瓶位加1，調(diào)用子程序ADD_，空瓶位減1，調(diào)用子程序DEC_，然后判斷裝配工作是否結(jié)束，沒(méi)有則繼續(xù)裝配，否則工作結(jié)束。在裝配過(guò)程中，數(shù)碼管和發(fā)光二極管要相應(yīng)的變亮，此時(shí)要調(diào)用延時(shí)子程序DELAY，使能更好演示裝瓶過(guò)程。當(dāng)1L的裝完后，在鍵入容量為500ml的裝瓶數(shù)量，同上述效果運(yùn)行程序。飲料裝配線主程序如圖2.2：。圖2.2 飲料裝配線主程序流程圖軟件延時(shí)程序用寄存器CX來(lái)存儲(chǔ)用來(lái)循環(huán)的值（十六進(jìn)制）0FFFFH，因?yàn)樵诖酥埃诩拇?/p>

10、器CX中已經(jīng)送入了用來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前飲料瓶的空瓶數(shù)量，所以需要對(duì)此加以存儲(chǔ)保護(hù)，即將寄存器CX壓入棧中。 執(zhí)行DEC CX語(yǔ)句，然后判斷CX是否為0，如果不為0，則繼續(xù)減，直到為0。因?yàn)樵谶\(yùn)行的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)延時(shí)的時(shí)間比較短，不方便檢查，達(dá)不到好的效果，所以在執(zhí)行上述的語(yǔ)句后，接著執(zhí)行幾條NOP空指令語(yǔ)句，起到了延時(shí)的作用。完成延時(shí)以后，要把棧中存儲(chǔ)的當(dāng)前空瓶數(shù)量值釋放出來(lái)，執(zhí)行POP CX語(yǔ)句。軟件延時(shí)程序流程圖如圖2.3所示。圖2.3 軟件延時(shí)程序流程圖滿瓶數(shù)量改變程序當(dāng)裝完一瓶飲料后，要將當(dāng)前滿瓶的數(shù)量加1。滿瓶數(shù)量改變程序流程圖如圖2.4所示。圖2.4 滿瓶數(shù)量改變程序流程圖 空瓶數(shù)量改變程序當(dāng)

11、裝完一瓶飲料后，要將當(dāng)前空瓶的數(shù)量減1。空瓶數(shù)量改變程序流程圖如圖2.5所示。圖2.5 空瓶數(shù)量改變程序流程圖裝配過(guò)程顯示程序 在裝瓶的過(guò)程中，數(shù)碼管從1依次顯示到8，相依的發(fā)光二極管在數(shù)碼管每變化一次后置亮，當(dāng)變化完后，發(fā)光二極管全部置亮，數(shù)碼管右側(cè)的圓點(diǎn)置亮，證明已經(jīng)裝完一瓶顯示程序如下：LED8255: ;裝瓶過(guò)程 MOV DX,D8279 MOV AL,1 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV DX,C8255 MOV AL,0FEH OUT DX,AL以上只是演示數(shù)碼管顯示1，發(fā)光二極管第一個(gè)燈亮。 CALL DELAY 當(dāng)?shù)?時(shí)，發(fā)光二極管全為亮，程序如下：

12、MOV DX,C8255 MOV AL,00H OUT DX,AL CALL DELAY RET第3章 結(jié)果測(cè)試及分析3.1 結(jié)果測(cè)試程序編譯連接完成之后，對(duì)課程設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試，按飲料瓶裝配線連線圖連接好電路以后，把程序下載到機(jī)器中運(yùn)行。測(cè)試過(guò)程如下： 操作顯示裝瓶過(guò)程備注數(shù)碼管初始化 標(biāo)示容量和滿瓶數(shù)量按鍵輸入數(shù)碼管顯示輸入的值此值標(biāo)示要求裝瓶數(shù)量數(shù)碼管顯示“1”，發(fā)光二極管第二個(gè)燈亮數(shù)碼管顯示“2”，發(fā)光二極管第三個(gè)燈亮數(shù)碼管顯示“3”，發(fā)光二極管第四個(gè)燈亮數(shù)碼管顯示“4”，發(fā)光二極管第五個(gè)燈亮數(shù)碼管顯示“5”，發(fā)光二極管第六個(gè)燈亮數(shù)碼管顯示“6”，發(fā)光二極管第七個(gè)燈亮數(shù)碼管顯

13、示“7”，發(fā)光二極管第八個(gè)燈亮數(shù)碼管顯示“8”，發(fā)光二極管第八個(gè)燈亮發(fā)光二極管8個(gè)燈全亮數(shù)碼管右側(cè)圓點(diǎn)置亮此時(shí)裝完一瓶數(shù)碼管滿瓶位顯示加1滿瓶數(shù)量加1數(shù)碼管空瓶位顯示減1空瓶數(shù)量減1發(fā)光二極管全都置滅數(shù)碼管當(dāng)前亮的圓點(diǎn)置滅進(jìn)行下一瓶的裝配 3.2 結(jié)果分析按照課程設(shè)計(jì)的要求，裝配線的各項(xiàng)功能基本得以實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)中軟件設(shè)計(jì)起到了主導(dǎo)作用，邏輯的清晰與否決定了設(shè)計(jì)的成敗。硬件設(shè)計(jì)部分，8279A可編程鍵盤/顯示器接口芯片尤為重要。參考文獻(xiàn)1 龔尚福.微機(jī)原理與接口技術(shù)M. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社,20032 王忠民.微型計(jì)算機(jī)原理M. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社,20033 沈美明,溫冬嬋

14、. IBM-PC匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)M. 北京：清華大學(xué)出版社,20014 鄭初華.匯編語(yǔ)言、微機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社,20065 陸鑫.微機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,20056 王曉軍等. 微機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京：北京郵電大學(xué)出版社,2001附 錄（程序清單）Z8279 EQU 212H ;8279控制端口D8279 EQU 210H ;8279數(shù)據(jù)端口Z8255 EQU 203H ;8255控制端口C8255 EQU 202H ;8255 C數(shù)據(jù)端口 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODESTART: MOV AX,CS MO

15、V DS,AX MOV DX,Z8279 MOV AL,00h ;左邊輸入,八位顯示外部譯碼八位顯示 OUT DX,AL MOV AL,38H ;掃描頻率 OUT DX,AL MOV DX,Z8255 MOV AL,80H OUT DX,AL ;初始化8255 CALL BEGIN_ ;調(diào)用初始化子程序 ;以上為初始化550，150 NOP MOV DX,Z8279 ;置空FIFO寄存器 MOV AL,0C2H OUT DX,AL WAIIT: NOP MOV AX,0 IN AL,DX MOV BL,AL AND AL,80H CMP AL,80H JE WAIIT ;FIFO正在清除期間則

16、跳轉(zhuǎn)等待 MOV AL,BL AND AL,0FH CMP AL,00H JE WAIIT ;無(wú)鍵按下則等待 MOV DX,Z8279 MOV AL,82H ;置 讀FIFO RAM命令字 OUT DX,AL MOV DX,D8279 ;讀入FIFO RAM內(nèi)容 IN AL,DX MOV CL,AL CMP CL,0 JZ T1 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV AH,0 MOV DX,Z8279 MOV AL,0C2H OUT DX,ALT2: NOP MOV DX,Z8279 MOV AL,80H OUT DX,AL CALL LED8255 ;調(diào)入發(fā)光二極管顯示

17、過(guò)程 MOV DX,D8279 MOV AL,80H OUT DX,AL ;將圓點(diǎn)變亮 CALL DELAY MOV DX,C8255 MOV AL,0FFH OUT DX,AL ;發(fā)光二極管重新置滅 MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL ;圓點(diǎn)滅 MOV DX,Z8279 MOV AL,81H OUT DX,AL CALL ADD_ ;調(diào)用子程序，改變滿瓶位 MOV DX,Z8279 MOV AL,82H OUT DX,AL CALL DEC_ ;調(diào)用子程序，改變空瓶位 CALL DELAY MOV AL,CL CMP AL,0 ;判斷是否裝完 JNZ T2 T

18、1: NOP MOV DX,Z8279 ;置空FIFO寄存器 MOV AL,0C2H OUT DX,AL WAIITT: NOP MOV AX,0 IN AL,DX MOV BL,AL AND AL,80H CMP AL,80H JE WAIITT ;FIFO正在清除期間則跳轉(zhuǎn)等待 MOV AL,BL AND AL,0FH CMP AL,00H JE WAIITT ;無(wú)鍵按下則等待 MOV DX,Z8279 MOV AL,86H ;置 讀FIFO RAM命令字 OUT DX,AL MOV DX,D8279 ;讀入FIFO RAM內(nèi)容 IN AL,DX MOV CL,AL CMP CL,0 JZ

19、 T4 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV AH,0 MOV DX,Z8279 MOV AL,0C2H OUT DX,AL T3: NOP MOV DX,Z8279 MOV AL,84H OUT DX,AL CALL LED8255 MOV DX,D8279 MOV AL,80H OUT DX,AL ;圓點(diǎn)亮 CALL DELAY MOV DX,C8255 MOV AL,0FFH OUT DX,AL ;重新將發(fā)光二極管置滅 MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL ;圓點(diǎn)滅，等待下一瓶的裝入 MOV DX,Z8279 MOV AL,85H OU

20、T DX,AL ;寫入控制位，滿瓶加1 CALL ADD_ MOV DX,Z8279 ;寫入控制位，空瓶減1 MOV AL,86H OUT DX,AL CALL DEC_ CALL DELAY MOV AL,CL CMP AL,0 ;判斷是否裝完 JNZ T3T4: CALL DELAY MOV DX,Z8279 MOV AL,81H OUT DX,AL MOV DX,D8279 MOV AL,3FH OUT DX,AL MOV DX,Z8279 MOV AL,82H OUT DX,AL MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,Z8279 MOV AL

21、,85H OUT DX,AL MOV DX,D8279 MOV AL,3FH OUT DX,AL MOV DX,Z8279 MOV AL,86H OUT DX,AL MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,Z8279 MOV AL,0C2H OUT DX,AL JMP WAIIT HLT BEGIN_: MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL ;顯示1L裝瓶位，初始化為滅 MOV DX,D8279 MOV AL,3FH OUT DX,AL MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,D8

22、279 MOV AL,06H OUT DX,AL MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL ;顯示500ml裝瓶位，初始化為滅 MOV DX,D8279 MOV AL,3FH OUT DX,AL ;500ml滿瓶位，初始化為0個(gè) MOV DX,D8279 MOV AL,00H OUT DX,AL ;500ml空瓶數(shù)量位，初始化為5個(gè) MOV DX,D8279 MOV AL,6DH OUT DX,AL ;容量標(biāo)示500ml RET ADD_: ;滿瓶加1子程序 INC AH MOV AL,AH LEA BX,LED XLAT MOV DX,D8279 OUT DX,AL

23、 RET DEC_: ;空瓶減1子程序 DEC CL MOV AL,CL LEA BX,LED XLAT MOV DX,D8279 OUT DX,AL RET LED8255: ;裝瓶過(guò)程 MOV DX,D8279 MOV AL,1 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV DX,C8255 MOV AL,0FEH OUT DX,AL CALL DELAY MOV DX,D8279 MOV AL,2 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV DX,C8255 MOV AL,0FDH OUT DX,AL CALL DELAY MOV DX,D8279 MOV

24、AL,3 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV DX,C8255 MOV AL,0FBH OUT DX,AL CALL DELAY MOV DX,D8279 MOV AL,4 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV DX,C8255 MOV AL,0F7H OUT DX,AL CALL DELAY MOV DX,D8279 MOV AL,5 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV DX,C8255 MOV AL,0EFH OUT DX,AL CALL DELAY MOV DX,D8279 MOV AL,6 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL MOV DX,C8255 MOV AL,0DFH OUT DX,AL CALL DELAY MOV DX,D8279 MOV AL,7 LEA BX,LED XLAT OUT DX,AL