8086和825574LS373控制LED流水灯课设教学资料.docx
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8086和825574LS373控制LED流水灯课设教学资料
8086和825574LS373控制LED流水灯课设
课程设计任务书
专业
自动化
班级
**
姓名
**
设计起止日期
2013.12.16~2013.12.20
设计题目:
多路流水灯控制程序的设计
设计任务(主要技术参数):
按要求设计出模拟多路流水灯控制系统。
通过8086系统总线单元和输入输出并行接口8255单元、74LS373以及LED显示单元进行连接,并应用所设计的程序使连接好的线路工作正常。
指导教师评语:
成绩:
签字:
年月日
课程设计说明书NO.1
1引言
随着科学技术的不断发展,在高精尖科技的面前微型计算机的应用是无处不在的,所以要学好微机原理及其应用。
对于本次课程设计,按要求通过汇编语言设计出模拟热水器控制系统。
根据提供的8086系统总线单元、输入输出并行接口8255单元、74LS373以及LED显示进行连接,并应用所设计的程序使连接好的线路工作正常。
本次课程设计的题目为“多路流水灯控制程序的设计”,并行通信就是把一个字符的各位同时用几根线进行传输。
传输速度快,信息率高。
电缆要多,随着传输距离的增加,电缆的开销会成为突出的问题,所以,并行通信用在传输速率要求较高,而传输距离较短的场合。
应用程序设计的具体内容如下:
在本实验中要求用8255A的B口做为输出,接16个发光二极管,从而实现16位流水灯的显示效果,故基本的接线。
在PA0-PA7口分别对应的接八个发光二极管。
在PB0-PB7口分别对应的接八个发光二极管。
使16只彩灯从左往右依次点亮然后熄灭。
使16只彩灯从右往左依次点亮后熄灭。
使16只彩灯闪烁。
接着重复以上动作,这样一直循环下去。
2设计方案论证
2.1设计原理
本次课程设计的内容为模拟流光灯控制系统设计与实现。
根据需要,需选择的芯片有74LS373变换芯片,8255可编程并行接口。
1)设计题目分析
编写程序,使用8255的A口和B口均为输出,实现16位流水灯显示效果
2)功能扩展
i:
将流水灯设计成可以正着流水,也可以倒着流水
ii:
通过开关对流水灯闪烁的速度进行控制,高电平时为快,低电平时为慢速
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课程设计说明书NO.2
3)总体方案设计分析
要求用8255的A口和B口做为输出,接16个发光二极管,从而实现16位流水灯的显示效果,基本的界限可如下图A所示,在C口的地两位接两个开关,实现两个扩展功能的控制。
i:
基本流水灯显示电路
A口和B口两个端口不能同时复制,从而在试验中可以用BX进行需要复制的数据的存储,因为BX可以分从BH BL两个部分进行独立的操作,在本次试验中用BH对A口进行赋值,用BL对B口进行赋值,通过演示一段时间再对BH BL进行移位和输出,实现流水灯的效果。
ii:
正反方向选择
把PC.0口接在开关上,编写程序对C端口的数据进行读取,并进行判断,使得当PC.0为高电平的时候则灯进行左移,同时B口与A口相反。
iii:
快慢速度控制
把PC.1口接在开关上,编写程序对C端口的数据进行读取,并进行判断,使得当PC.1为高电平的时候则延时的时间缩短,使得流水灯的流水速度加快,低电平的时候则进行延时的时间变长,使得流水灯的流水速度加快。
2.2设计环境及设备
PC机一台、windowsXP系统、实验箱,导线若干。
8255并口:
用做接口芯片,与数码管相连。
74LS373:
用于锁存数据。
LED:
用作彩灯。
2.3模拟流光灯工作原理
1)左向移动流水灯
(1)现象
左向移动流水灯的实验现象是首先最左边的灯亮,然后是最左边的灯灭,此时左起第二个灯亮,依次轮流亮,直到第八个灯亮。
然后循环上述过程。
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课程设计说明书NO.3
(2)原理
左向移动流水灯是根据发光二极管的显示原理,首先点亮最右的二极管,然后进位置一,通过带进位的循环左移指令编写程序以实现模拟流水灯的左向移动。
2)右向移动流水灯
(1)现象
右向移动流水灯的实验现象是首先最右边的灯亮,然后是最右边的灯灭,此时右起第二个灯亮,依次轮流亮,直到第八个灯亮。
然后循环上述过程。
(2)原理
右向移动流水灯是根据发光二极管的显示原理,首先点亮最左的二极管,然后进位置一,通过带进位的循环右移指令编写程序以实现模拟流水灯的右向移
图1设计系统框图
3系统硬件设计
3.18086简介
Intel8086是16位的微处理器(其内部总线为16位,外部总线为8位,故称为准16位微处理器),它采用HMOS工艺40条引脚封装。
8086工作时使用5V电源,时钟频率5MHz(8086-1为10MHz,8086-2为8MHz)它有20根地址线,故可寻址的内存空间为1MB【2】。
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(1)8086的主要特性
Intel8086/8088CPU是Intel公司推出的高性能的微处理器,具体如下主要特性:
(a)8086CPU数据总线为16位,8088CUP数据总线为8位。
(b)地址总线都是20位,低16位用于数据总线复用,可直接寻址为1MB的存储空间。
(c)有16位的端口地址,可以寻址64KB的I/O端口。
(d)有99条基本指令,指令功能强大。
(e)有9种基本寻址方式。
(f)可以处理内部和外部中断,外部中断源多达256个。
(g)兼容性好,8086、8085在源程序一级兼容。
(h)8086/8088标准主频为5MHz,8086/8088-2主频为8MH【3】。
(i)支持单处理器或多处理器系统工作。
(2)8086CPU寄存器结构
8086CPU中有14个16位的寄存器,其中有4个16位的通用寄存器,2个16位指针寄存器,2个16位变址寄存器,1个16位指令指针及1个16位标志寄存器【8】。
通用寄存器包括累加器AX,基址寄存器BX,计数寄存器CX,数据寄存器DX四个寄存器,位于CPU的EU中,每个数据寄存器可存放16位操作数,也可拆成两个8位寄存器,用来存放8位操作数。
指针和变址寄存器包括:
堆栈指针SP、基址指针BP、源变址寄存器SI、和目的变址寄存器DI四个16位寄存器,可以来存放数据和地址。
段寄存器包括:
代码段寄存器CS,数据段寄存器DS,附加段寄存器ES,堆栈段寄存器SS【4】。
3.28255简介
8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片,它具有A、B、C三个并行接口,并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。
CPU和接口之间的数据传送总是并行的,即可以同时传递8位、16位、32位等。
用+5V单电源供电,能在以下三种方式下工作:
方式0--基本输入/出方式、方式
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课程设计说明书NO.5
1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。
8255的内部结构及引脚图如图2所示。
图28255内部结构及引脚图
具体的各引脚功能如下【3】:
D0~D7为双向数据信号线,用来传送数据和控制字。
RD为读信号线,与其它信号线一起实现对8255接口的读操作通常接系统总线的IOR信号。
WR为写信号线,与其它信号一起实现对8255的写操作,通常接系统总线的IOW。
CS为片选信号线,当它为低电平(有效)时,才能选中该8255芯片,也才能对8255进行操作。
A0,A1为口地址选择信号线。
8255内部有3个口;A口,B口,C口,还有一个控
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课程设计说明书NO.6
制寄存器,它们可由程序寻址.A0,A1上的不同编码可分别寻址上述3个口和一个控制寄存器,具体规定如表1所示。
表18255的寻址方式
A1
A0
选择
0
0
A口
0
1
B口
1
0
C口
1
1
控制寄存器
通常A0,A1分别接系统总线A0和A1,它们与CS一起来决定8255的接口地址。
RESET为复位输入信号。
此端上的高电平可使8255复位。
复位后,8255的A口,B口,C口均被定为输入状态。
PA0~PA7为A口的8条输入输出信号线。
PB0~PB7为B口的8条输入输出信号线。
PC0~PC7,8条线根据其工作方式可作为数据的输入或输出线,也可以用作控制信号的输出或状态信号的输入线【7】。
8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图3所示。
图3置位/复位控制字格式
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8255的寻址:
8255占外设编址的4个地址,即A口,B口,C口和控制寄存器各占一个外设接口地址。
对同一个地址分别可以进行读写操作。
例如,读A口可将A口的数据读出;写A口可将CPU的数据写入A口并输出。
如表2为方式0下系统的输入输出组合,其中分为A,B组,A组分为A口和C口,B组分为B口和C口。
表2方式0下,8255的16种输入输出组合
A组
B组
A口(PA0---PA7)
C口(PC4---PC7)
B口(PB0---PB7)
C口(PC0---PC3)
入
入
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出
3.374LS373主要功能
74ls373是常用的地址锁存器芯片,它实质是一个是带三态缓冲输出的8D触发器,在单片机系统中为了扩展外部存储器,通常需要一块74ls373芯片
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图4内部结构和引脚
3.4LED介绍
制造LED的材料不同,可以产生具有不同能量的光子,借此可以控制LED所发出光的波长,也就是光谱或颜色。
历史上第一个LED所使用的材料是砷(As)化镓(Ga),其正向PN结压降(VF,可以理解为点亮或工作电压)为1.424V,发出的光线为红外光谱。
另一种常用的LED材料为磷(P)化镓(Ga),其正向PN结压降为2.261V,发出的光线为绿光。
同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等,橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。
三个原色中绿色最为重要,因为绿色占据了白色中69%的亮度,且处于色彩横向排列表的中心。
因此在权衡颜色的纯度和价格两者之间的关系时,绿色是着重考虑的对象。
图5LED彩灯
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4模拟流水灯软件设计
4.1主程序设计
首先对8255进行初始化,然后开始读取阻值变化模拟温度,然后进行A/D转换,8086系统总线进行总控制,8255读取数据然后通过数码管显示进行温度读取,然后比较,再进一步判断。
主程序流程图如图7所示。
图6主程序流程图
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4.2编程程序实现
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVAL,01H
MOVBX,00FAH
MOVAH,0AH
JMPOBA0
OBA0:
MOVDX,00H
OUTDX,AL
JMP
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