可編程節(jié)日彩燈

1、中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院計算機(jī)系硬件課程設(shè)計報告設(shè)計題目：可編程節(jié)日彩燈號: *姓名：*號: * 女生名： *指導(dǎo)教師:* 成績:2018年12月、設(shè)計任務(wù)及要求彩燈是日常生活中的一種裝飾用品，尤其在節(jié)日期間，增加了幾日氣氛。它蘊(yùn) 含著豐富的文化底蘊(yùn)，被廣泛地應(yīng)用于各種商城。變換無窮的彩燈樣式，給城市增 添了活力，吸引著人們的注意力，深受人們的喜愛。在日常生活中，人們將彩燈擺 放著各種圖案，增添美感。應(yīng)用系統(tǒng)的小型化，快速化，大量花，重輕量的方向發(fā) 展?？茖W(xué)技術(shù)更加貼近人們的生活，向著滿足人們的需求方向發(fā)展。彩燈的閃爍有各種方式，如全亮去滅，交替閃爍，循環(huán)閃爍等，最常見的還是 交替閃爍。通過軟件編

2、程的方式來實(shí)現(xiàn)彩燈的閃爍，可編程接口芯片 8255A 以及可編程 并行 I/O 接口芯片，實(shí)現(xiàn)彩燈的循環(huán)閃爍。在這個過程中，設(shè)計了彩燈的多種循環(huán) 閃爍，再每種方式中，用戶可以控制彩燈的閃爍方式，并且用戶可以任意選擇，使 彩燈以設(shè)計的哪一種循環(huán)方式進(jìn)行閃爍。以達(dá)到要求。二、需求分析同樣一會亮一會滅的彩燈簡單點(diǎn)路設(shè)計的彩燈已經(jīng)不能滿足人們的需求。所以 節(jié)日的彩燈的控制就顯得尤為重要。通過對節(jié)日彩燈的控制，使其顯示出絢麗的圖 案，增添節(jié)日的氣息。面向場合主要是酒店，廟會，節(jié)日等場合。三、人員與分工* 負(fù)責(zé)問題范圍為“問題的提出” ,“需求分析”，“電路組成”。* 負(fù)責(zé)的范圍為“流程圖”及軟件編程，還

3、有各部功能。四、總體設(shè)計方案4.1設(shè)備器材<1）PC微機(jī)一臺用于對程序的編譯程序測試等，同時需要對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行控制，提供程序的 運(yùn)行平臺，并且手機(jī)和釋放硬件信號，實(shí)現(xiàn)程序功能。<2）微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱一臺這個設(shè)備能提供 8255，I/O 接口芯片和 LED 燈等。并且能個、通過接受 PC 機(jī)傳來的信息，顯示出相關(guān)的功能。以支持 LED 規(guī)則顯示的實(shí)現(xiàn)。<3）導(dǎo)線若干條用于電路和芯片之間的連接。4.28255芯片簡介aZ)GND0ilaB3E固aaaL±J40239*338*437>536635>734833932>10311130M229J328*14

4、27M526>16257241823*19222021H333aRESET3呂aq兇ii33Vcc旦耳列8255的管腳圖A組控制組口位A A 8=> PA? -PAop7 -Do<=>數(shù)據(jù)總線緩沖器組高位 A 口 4讀/寫控制邏輯B組控制電> 組低位 B 口站B組B 口8位8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖<=> PC3 -PG)PB? -PBo8255 的數(shù)據(jù)端口 A，B，C：8255 是一種可編程并行 I/O 接口芯片，它可以用于多種電路，如軟盤接口電 路、控制接口電路以及 A/D 和 D/A 接口電路等。下面我們來了解一下 8255 的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)，以便更好

5、的利用它。8255由數(shù)據(jù)端口 A、B、C,A組和B組控制邏輯，數(shù)據(jù)總線緩沖器和讀/寫控制 邏輯組成。 A 口包含一個 8 位的數(shù)據(jù)鎖存器 / 緩沖器，一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入鎖存 器，因此它作輸入輸出時數(shù)據(jù)均能鎖存。 B 口包含一個 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩 沖器，一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。 C 口包含一個 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖 器，一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器，無輸入鎖存功能。A組和B組控制邏輯用來接收送來的命令字，然后分別決定A組和B組的工作方式，或?qū)口的每一位執(zhí)行置位/復(fù)位操作。數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個雙向的 8 位緩沖器，用作 8255A 和系統(tǒng)總線之間的接 口。通過這個

6、緩沖器與之相連的 8位數(shù)據(jù)總線D7D0接收CPU送來的數(shù)據(jù)或命令 字。讀/ 寫控制邏輯電路用來管理所有的內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)信息、控制字或狀態(tài)字的 傳送過程，它接收從CPU勺地址總線和控制總線來的信號，并產(chǎn)生對 A組和B組控 制邏輯進(jìn)行操作的控制信號。當(dāng)8255A用在8位數(shù)據(jù)總線的微處理器系統(tǒng)中時，端口選擇信號輸入端AA分別與地址總線的 AA 相連即可；而在 16 位數(shù)據(jù)總線的系統(tǒng)中，通常將地址總線的 AA連到8255A的AA端；若它的數(shù)據(jù)總線 D7D0連在CPU數(shù)據(jù)總線的低8位上， 則要用偶端口地址來尋址 8255A;而當(dāng)D7D0接在數(shù)據(jù)總線的高8位上時，要用 奇地址口。8255的兩類控制字825

7、5 有兩類控制字。一類控制字用于定義個端口的工作方式，稱為方式選擇 控制字；另一類控制字用于對 C 口的任一位進(jìn)行置位或復(fù)位操作，稱為置位控制 字。對 8255A 進(jìn)行編程時，這兩種控制字都被寫入控制字寄存器中。但方式選擇 控制字的 D7 位總是 1，而置為復(fù)位控制字的 D7 位總是 0.8255A 正是利用這一位 來區(qū)分這兩個寫入同一端口的不同控制字的， D7 位也稱為這兩個控制字的標(biāo)志 位。其中方式選擇控制字有 3 種基本的工作方式，即方式 0基本輸入輸出方式， 方式 1 選通輸入輸出方式，方式2 雙向總線 I/O 方式。通過用輸出指令對8255A的控制字寄存器編程，寫入設(shè)定工作方式的控制

8、字，可以讓3個數(shù)據(jù)口以不同的方式工作。其中，端口 A可工作于3種方式中的任一種；端口 B只能工作于 方式 0 和方式 1，而不能工作于方式 2；端口 C 常被分成兩個 4 位的端口，除了用 作輸入工作端口外，還能用來配合 A 口和 B 口工作，位這兩個端口的輸入輸出操 作提供聯(lián)絡(luò)信號。端口 C的數(shù)位常用作控制或答應(yīng)信號，通過對 8255A的控制口寫入置位/復(fù)位 控制字，可使端口 C的任意一個引腳的輸出單獨(dú)置1或置0,或者為答應(yīng)式數(shù)據(jù)傳送發(fā)出中斷請求信后。在基于控制的應(yīng)用中，經(jīng)常希在其中一位撒謊功能產(chǎn)生一個TTL電平的控制信號，利用端口 樣的信號，從而簡化了編程。C的這個特點(diǎn),只需要用簡單的程序

9、就能形成這+5+5PA7PA60 pc7 接 L00pa7接k055cs接iq設(shè)備的Y14.4實(shí)物連接PA0rlBV-£»4 時 0r戶設(shè)備4.3電路原理圖4.5實(shí)驗(yàn)原理說明本實(shí)驗(yàn)是通過向邏輯電平開關(guān)傳送16進(jìn)制位的數(shù)據(jù)來控制LED燈的亮或者滅 的。通過循環(huán)來使LED燈不停的改變狀態(tài)，產(chǎn)生不同的效果五、軟件功能說明在我們這次實(shí)驗(yàn)中，通過可編程序，利用 LED顯示來實(shí)現(xiàn)模擬彩燈各種亮法al=10hPortc4N1.使LED燈從左往右依此亮燈再從右往左亮燈 循環(huán)閃爍2.使LED燈兩邊到中間，中間到3使LED燈兩邊到中間，中間到兩邊中間兩個燈閃三下 廠4.使 LED燈全亮和全滅交

10、替閃爍吉束六、主要模塊流程圖開始主流程圖七、問題與解決方案1分析問題問題一：如何用開關(guān)控制彩燈的亮或者滅。問題二：彩燈的閃爍時間如何控制。問題三：如何改變彩燈閃爍的方式。2解決問題解決問題一：通過定義一個數(shù)據(jù)來對應(yīng)其關(guān)閉狀態(tài)。 解決問題二：通過定義一個周期來控制其閃爍的時間。 解決問題三：通過傳入不同的數(shù)據(jù)來控制閃爍方式。八、總結(jié)通過這次課程設(shè)計，我們對整個設(shè)計的原理都有了比較深刻的理論。在這個設(shè)計的 部分內(nèi)容中，我們隊8255的工作原理有了比以前更深刻的認(rèn)識，通過利用各方面 的資源，也學(xué)到了很多書本之外的知識。這次的硬件課程設(shè)計，總共花了 3個星期的時間，我們2人一組，編程對我們來 說是個難

11、點(diǎn)，總是出錯，但最終在同學(xué)的幫助喜愛，程序總算沒有出錯誤，現(xiàn)在設(shè) 計基本上算成功了，這個節(jié)日彩燈設(shè)計出來，還有點(diǎn)小激動，在這3個星期里，雖然碰到了各種困難，但最終還是克服了，而且收獲也很大，不僅鞏固了課堂上掌握 的不太牢知識，而且培養(yǎng)了我們團(tuán)隊的精神，鍛煉了獨(dú)立思考的能力，以及面對困 難不退縮的勇氣，為我們的以后的和生活打下了良好的基礎(chǔ)。這次實(shí)驗(yàn)最大的就是對匯編的語言的了解，提到了匯編語言編程的能力，并對硬 件的芯片有了進(jìn)一步的認(rèn)識。參考文獻(xiàn):【1】微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)【2】可編程邏輯器件的原理與應(yīng)用【3】微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社吳秀清 編著復(fù)旦大學(xué)出版社陳山編著大

12、連理工大學(xué)出版社秦曉梅附錄： data segme ntioportequ 00hio8255cequ ioport+28ahio8255bequ ioport+28bhio8255aequ ioport+288hportc1 db 80h,40h,20h,10h,08h,04h,02h,01h 。 ,01h,02h,04h,08h,10h,20h,40h,80h 。從左往右依此 亮燈db 00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h 。的狀態(tài)數(shù)據(jù)db 0ffh 。結(jié)束標(biāo)志portc2 db 80h,01h,40h,02h,20h,04h,10h,08h,08h,10h,04h,20

13、h,02h,40h,01h,80h 。兩邊到中間中間 到兩邊db 00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h 。的狀態(tài)數(shù)據(jù)db 0ffh 。結(jié)束標(biāo)志portc3 db 81h,42h,24h,18h,18h,24h,42h,81h,00h,18h,00h.18h,00h,18h,00h,18h 。兩邊到中間中間到 兩邊中間兩個燈閃三下db 00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h 。的狀態(tài)數(shù)據(jù)db 0ffh 。結(jié)束標(biāo)志portc4 db 0ffh,00h 。全亮和全滅交替閃爍db 01h 。狀態(tài)標(biāo)志data endscode segmentassume cs:code

14、,ds:datastart: mov ax,datamov ds,axmov dx,io8255bmov al,90hout dx,alinputa : mov dx,io8255ain al,dxcmp al,00h jz inputa cmp al,80hjz re_on1 cmp al,40hjzre_on2cmpal,20hjzre_on3cmpal,10hjz re_on4re_on1: mov dx,io8255c 。設(shè)置 8255 為 C 口輸出on1:mov bx,0mov al,portc1bxcmp al,0ffhjz re_on1out dx,al 。點(diǎn)亮相應(yīng)的燈de1:

15、inc bxmov cx ,1000 。參數(shù)賦初值mov di,1000 。 di 賦初值 1000de0:dec di 。減 1 計數(shù) jnz de0 。 di 不為 0 loop de1 push dx mov ah,06h mov dl,0ffh pop dx jz on1re_on2: mov dx,io8255c 。設(shè)置 8255 為 C 口輸出on2:mov bx,0mov al,portc2bxcmp al,0ffhjz re_on2out dx,al 。點(diǎn)亮相應(yīng)的燈de2:inc bxmov cx,1000 。頻率參數(shù)mov di,1000 。 di 賦初值 1000de3:d

16、ec di。減 1 計數(shù)jnz de3。 di 不為 0loop de2 push dxmov ah,06hmov dl,0ffhint 21h pop dx jz on2re_on3: mov dx,io8255c 。設(shè)置 8255 為 C 口輸出mov bx,0cmp al,0ffhjz re_on3 out dx,al。點(diǎn)亮相應(yīng)的燈inc bx mov cx,9000。有 ,長延時de4:mov di,1000。 di 賦初值 1000de5:dec di。減 1 計數(shù)jnz de5。 di 不為 0loop de4 push dx mov ah,06h mov dl,0ffh int 21h pop dx jz on3 。沒有 ,轉(zhuǎn)到 onre_on4: mov dx,io8255c 。設(shè)置 8255 為 C 口輸出 mov bx,0