微机控制系统及接口设计

课程设计题目汽车信号灯目录一、设计目的 (2)二、系统硬件设计 (3)三、系统软件设计 (9)四、系统调试及结果 (15)五、总结和体会 (16)六、参考文献 (16)一、设计目的通过所学知识和现代计算机技术来模拟模拟汽车信号灯控制系统，把所学的理论的知识用到现实实践中去，加强了对理论知识的理解和记忆。

展示了计算机技术在汽车行业的应用。

设计出汽车信号灯微机控制系统。

汽车信号灯的作用是大家所熟知的，汽车通过显示不同的信号灯来告诉前后左右的行车者本汽车正在进行的操作，本控制系统采用8086微处理器作为处理器和可编程的8255A芯片来模拟汽车信号灯控制系统。

通过在实验箱上分别按K1，K2，K3和K4键来显示汽车左转、右转，前进和后退等状态。

左/右转弯开关K1,K2闭合时，对应的仪表板左/右转弯指示灯、左/右转弯头灯和左/右转弯尾灯闪烁；紧急开关闭合时，所有仪表板左右转弯灯、左右转弯头灯和左右转弯尾灯闪烁；当用户按K3时,也即踩刹车时，刹车开关闭合，刹车灯（左右红色尾灯）亮;停靠时(合上停靠开关)，即按K4键时,所有的灯闪烁。

所需执行的操作由相应的开关状态反映，所需控制的信号灯有仪表板左/右转弯灯、暂停灯、照明远灯和照明近灯共五类类灯.二、系统硬件设计1.硬件连接图：利用8088驱动8255 8253来连接外部电路。

2.器件选择：CPU(8088) 1个发光二极管 5个74ALS373 2个电阻 5个74ALS245 1个 74LS00 5个8255 1个控制开关 5个8253 1个3、8088,8255,8253功能及说明8088的引脚包括20根地址线,16根数据线及控制线,状态线,时钟,电源和地线等,大致可分五大类.第一类只传送一种信息,第二类每个引脚电平的高低代表不同信息,第三类代表不同的工作方式,第四类每个引脚可以传送两种信息,第五类引脚在输入和输出时分别传送不同的信息.同时还要地址锁存器及数据总线收发器来构成最小系统.因本电路用到各种比较重要的芯片，因此有必要对芯片进行简要介绍。

第3章：机电一体化技术与系统中微型计算机控制系统及接口设计 3.1 控制系统的一般设计思路3.1.1专用与通用、硬件与软件的权衡与抉择1. 专用与通用的抉择 专用控制系统：适合于大批量生产的而且较成熟的机电一体化产品。

通用控制系统：适合还在不断改进，结构还不十分稳定的产品。

2. 硬件与软件的权衡根据经济性和可靠性的标准权衡决定。

例：分立元件组成硬件------软件 利用LSI 芯片组成电路-----软件3.1.2 控制系统的一般设计思路 设计步骤为：确定系统整体控制方案；确定控制算法；选用微型计算机；系统总体设计；软件设计等。

1、确定系统整体控制方案（1）应了解被控对象的控制要求，构思控制系统的整体方案。

（2）考虑执行元件采用何种方式。

（3）要考虑是否有特殊控制要求。

（4）考虑微机在整个控制系统中的作用，是设定计算、直接控制还是数据处理，微机应承担哪些任务，为完成这些任务，微机应具备哪些功能，需要哪些输入/输出通道、配备哪些外围设备。

（5）应初步估算其成本。

2、确定控制算法建立该系统的数学模型，确定其控制算法。

数学模型：就是系统动态特性的数学表达式。

它反映了系统输入、内部状态和输出之间的数量和逻辑关系。

控制算法：所谓计算机控制，就是按照规定的控制算法进行控制，因此，控制算法的正确与否直接影响控制系统的品质，甚至决定整个系统的成败。

例如：机床控制中常使用的逐点比较法的控制算法和数字积分法的控制算法；直线算法：a a xy yx F -= 或K x y T T ee Y X==∆∆ 圆弧算法：222R Y X F i i i -+= 或yxT T Y X =∆∆ 直接数字控制系统中常用的PID 调节的控制算法；位置数字伺服系统中常用的实现最少拍控制的控制算法；另外，还有各种最优控制的控制算法、随机控制和自适应控制的控制算法。

3、选择微型计算机 （1）较完善的中断系统 （2）足够的存储容量（3）完备的输入／输出通道和实时时钟（4）特殊要求：字长、速度、指令4、系统总体设计设计中主要考虑硬件与软件功能的分配与协调、接口设计、通道设计、操作控制台设计、可靠性设计等问题。

《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 教学目标1. 了解微机系统的概念和发展历程。

2. 掌握微机系统的组成和各部分功能。

3. 理解微机系统的工作原理。

1.2 教学内容1. 微机系统的概念和发展历程。

2. 微机系统的组成：微处理器、存储器、输入输出接口等。

3. 微机系统的工作原理：指令执行过程、数据传输等。

1.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微机系统的概念和发展历程。

2. 采用案例分析法，分析微机系统的组成和各部分功能。

3. 采用实验演示法，展示微机系统的工作原理。

1.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微机系统概念的掌握情况。

2. 课后作业：巩固学生对微机系统组成的理解。

3. 实验报告：评估学生对微机系统工作原理的掌握程度。

第二章：微处理器2.1 教学目标1. 了解微处理器的概念和结构。

2. 掌握微处理器的性能指标。

3. 理解微处理器的工作原理。

2.2 教学内容1. 微处理器的概念和结构：CPU、寄存器、运算器等。

2. 微处理器的性能指标：主频、缓存、指令集等。

3. 微处理器的工作原理：指令执行过程、数据运算等。

2.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微处理器的概念和结构。

2. 采用案例分析法，分析微处理器的性能指标。

3. 采用实验演示法，展示微处理器的工作原理。

2.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微处理器概念的掌握情况。

2. 课后作业：巩固学生对微处理器性能指标的理解。

3. 实验报告：评估学生对微处理器工作原理的掌握程度。

第三章：存储器3.1 教学目标1. 了解存储器的概念和分类。

2. 掌握存储器的性能指标。

3. 理解存储器的工作原理。

3.2 教学内容1. 存储器的概念和分类：随机存储器、只读存储器等。

2. 存储器的性能指标：容量、速度、功耗等。

3. 存储器的工作原理：数据读写过程、存储器组织结构等。

3.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解存储器的概念和分类。

2. 采用案例分析法，分析存储器的性能指标。

微机原理与接口技术课程设计一、课程设计目的本次课程设计旨在让学生通过实际操作掌握微机原理与接口技术的相关知识和技能，培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。

二、课程设计内容本次课程设计主要分为两个部分：1.微机原理部分在微机原理课程部分，主要包括以下内容：–CPU原理–内存原理–总线结构–输入输出控制器–DMA原理–系统时钟2.接口技术部分在接口技术课程部分，主要包括以下内容：–并行接口–串行接口–USB接口–网络接口–图形接口–嵌入式接口三、课程设计流程1.阅读相关文献资料，了解课程设计的相关知识和理论。

2.设计并搭建硬件实验环境，包括计算机系统和各类接口设备。

3.学习并掌握各类接口的标准规范、通信协议和相关驱动程序。

4.设计并实现各类接口的应用程序，测试和调试各接口设备的正常工作。

5.针对常见的应用场景设计实际应用方案，并实现应用程序的开发和调试。

6.完成课程设计报告，记录整个课程设计的思路、方案和实现过程，并撰写总结和心得体会。

四、课程设计要求1.大家需要采用C语言、C++、VB等编程语言完成具体的编码工作。

2.上机实验前，要确保安全，防止电脑硬件因过流、过压等原因受损。

3.完成上机实验后，要及时清理实验环境，保持机房整洁有序。

4.报告要求规范、结构科学、语句通顺、内容完整。

五、参考书目1.电子工业出版社，《微型计算机接口技术》，2003年。

2.电子工业出版社，《微型计算机原理与应用》，2005年。

3.机械工业出版社，《接口技术原理与应用》，2007年。

4.清华大学出版社，《微处理器原理与接口技术》，2009年。

六、总结微机原理和接口技术是现代计算机科学技术中非常重要的两个方面。

在本次课程设计中，我们将理论知识和实际操作紧密结合起来，通过具体的实验操作和相关的编程工作，更好地理解和掌握了微机原理和接口技术的相关知识和技能，提高了我们的综合素质和专业技能水平。

微机原理与接口技术课程设计流水灯1. 设计目标设计一个基于51单片机的流水灯系统，能够实现多种不同的流水灯效果，并且可以通过按键进行切换和控制。

2. 硬件设计（1）51单片机使用STC89C52系列单片机作为主控芯片，具有较高的性价比和稳定性。

（2）LED灯使用8个LED灯作为流水灯的显示元件，需要连接到P0口的8个引脚上。

（3）按键使用一个按键作为流水灯效果的切换和控制，需要连接到P3.2口。

（4）电源使用5V直流电源供电，需要连接到单片机的VCC和GND引脚上。

3. 软件设计（1）IO口初始化首先需要将P0口的8个引脚设置为输出模式，P3.2口的引脚设置为输入模式。

（2）流水灯效果实现流水灯效果可以通过循环移位的方式实现，具体代码如下：```cvoid flow_light(){unsigned char i, j;for (i = 0; i < 8; i++){for (j = 0; j < 8; j++){P0 = ~(1 << j);delay_ms(50);}P0 = 0xff;}}```其中，P0 = ~(1 << j)表示将P0口的第j个引脚设置为低电平，其他引脚设置为高电平，从而实现LED灯的亮灭。

（3）按键控制通过检测P3.2口的引脚状态，可以实现按键的控制，具体代码如下：```cvoid key_control(){if (P3 & 0x04){delay_ms(10);if (P3 & 0x04){mode++;if (mode >= 3){mode = 0;}}}}```其中，P3 & 0x04表示检测P3.2口的引脚状态，如果为高电平，则表示按键未按下；delay_ms(10)表示延迟10ms，以避免按键抖动；mode表示当前的流水灯效果模式，通过按键控制其值的变化。

（4）主函数代码主函数代码如下：```cvoid main(){while (1){switch (mode){case 0:flow_light();break;case 1://其他流水灯效果break;case 2://其他流水灯效果break;}key_control();}}```其中，switch (mode)表示根据当前的流水灯效果模式执行不同的函数；key_control()表示检测按键状态并进行相应的控制。

浅谈微机原理与接口技术实训课程的教学设计浅谈微机原理与接口技术实训课程的教学设计近年来，随着信息技术的不断发展，微机原理与接口技术逐渐成为计算机科学与技术专业中不可或缺的一门基础课程。

本文旨在讨论微机原理与接口技术实训课程的教学设计，重点关注课程的目标、内容、教学方法与评估。

一、课程目标微机原理与接口技术实训课程的目标是培养学生掌握微机系统的基本原理与结构，并能设计、调试和接口技术应用相关的硬件电路。

通过该课程，学生应能够理解计算机组成结构、常用总线结构、微处理器存储器系统以及各种常见接口电路等内容。

二、课程内容微机原理与接口技术实训课程的内容主要包括微机原理、接口技术和实践操作三个方面。

微机原理部分主要涵盖微处理器、存储器、总线、输入输出系统等内容，学生将学习到不同类型计算机的结构和功能，并了解计算机系统的工作原理。

接口技术部分则侧重于学生的应用能力培养，包括并口、串口、USB接口等外部接口的电路设计和调试。

实践操作部分是课程的重点，通过实际操控微机硬件设备，学生将进一步深入理解所学内容，并能够将理论知识应用于实际项目中。

三、教学方法为了更好地实施微机原理与接口技术实训课程，教学方法需要针对学生的需求和实际情况制定。

在课堂教学中，除了常规的讲授与演示，教师还应鼓励学生积极参与讨论，提高学生的主动学习和解决问题的能力。

在实践操作部分，教师应注重引导学生进行项目设计与实现，并及时给予反馈与指导，培养学生的创新思维和实际操作能力。

此外，课程还可以组织学生进行小组项目实践，以提高团队协作与沟通能力。

四、评估方法针对微机原理与接口技术实训课程的评估，可综合运用考试、实验报告、项目评审等多种方式。

首先，可以通过闭卷考试测试学生对课程理论知识的掌握程度。

其次，对于实验操作部分，学生需要提交实验报告，详细描述实验的设计、步骤、结果和分析，以评估学生的实际操作能力和分析问题的能力。

此外，还可以组织学生进行小组项目评审，通过对项目设计和实现的评估，全面考察学生的团队协作与创新能力。

微机原理与接口技术及实训课程设计1. 前言微机原理与接口技术是计算机科学与技术专业中非常重要的一门课程，它主要介绍了微机的硬件组成、指令系统、中断与异常处理、接口技术等相关知识。

在此基础上，我们还可以通过实训课程进一步深入了解这些知识并进行实际操作。

本文将详细介绍微机原理与接口技术及实训课程设计中的主要内容和相关知识点，以供有需要的读者参考。

2. 微机原理2.1 微机硬件组成微机硬件由CPU、内存、输入输出设备、总线等组成，其中CPU是微机最重要的组成部分。

CPU内部包含了运算器、控制器、寄存器等基本模块。

内存是指微机中的存储器，在CPU执行程序时需要不断地从内存中读取指令和数据。

输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，它们通过总线与CPU和内存相连通。

2.2 微机指令系统微机的指令系统包括一系列机器指令，它们是CPU执行程序的基本指令。

机器指令包括数据传输指令、算术运算指令、逻辑运算指令、条件转移指令、无条件转移指令等。

指令系统的设计与微机性能密切相关，一般采用CISC（复杂指令集）或RISC（精简指令集）两种设计方式。

2.3 微机中断与异常处理微机中断是指CPU在执行程序时遇到外部事件（如键盘输入、硬件故障等）时暂停当前程序的执行，去执行相应的中断程序，处理完成后再回到原来的程序继续执行。

异常处理是指CPU在执行指令时发现指令有误、数据异常、访问越界等情况时，会根据异常类别跳转到相应的异常处理程序进行处理。

2.4 微机接口技术微机接口技术是指将微机与外部设备（如传感器、机器人、仪器等）通过接口进行联通。

接口技术主要包括并口、串口、USB接口等。

其中并口是指能够并行传输数据的接口，串口是指能够串行传输数据的接口，USB接口是一种通用的高速串行总线，广泛应用于各种设备间的连接。

3. 实训课程设计3.1 实训目的微机原理与接口技术实训是该课程的重要组成部分，其主要目的是让学生通过实际操作深入了解微机的硬件组成、指令系统、中断与异常处理、接口技术等相关知识，并掌握实现具体接口应用的能力。

微机系统原理与接口技术课程设计一、课程设计简介微机系统原理与接口技术是计算机专业中非常重要的一门课程，其主要涉及微机的工作原理、系统结构、接口技术等方面的内容。

本次课程设计旨在加深学生们对于微机系统原理与接口技术的理解，提升学生们的实践能力，培养学生们解决问题的能力。

二、课程设计任务本次课程设计任务分为两个部分：2.1 基本任务•根据你所学到的知识，设计并实现一个基于8051单片机的温度检测系统。

该系统需要具备以下功能：–LCD显示屏显示温度值；–温度传感器把检测结果传入单片机；–单片机对温度值进行处理并将处理后的值输出到LCD显示屏上。

2.2 拓展任务•在基础任务的基础上，你可以选择一个或多个拓展任务进行实现。

以下是一些拓展任务的示例：–增加温度传感器数量，实现多点温度检测；–增加按键操作，实现温度值的调整；–增加网络通信模块，将温度值上传到服务器。

三、课程设计步骤3.1 系统设计在设计系统之前，你需要了解一些常见的硬件器件及其工作原理，包括单片机、温度传感器、LCD显示屏等。

设计时，你需要先确定需要使用的硬件器件及其参数，并将它们连接起来形成一个完整的系统。

在连接时，需要根据硬件器件的接口定义，进行正确的连接，以避免不必要的错误。

3.2 程序设计在硬件连接完成之后，你需要进行程序设计。

程序设计需要充分考虑硬件组成、硬件接口及相应指令集，根据实际需求进行编写。

在编写时，你需要充分考虑软硬件兼容性、系统稳定性及扩展性等因素。

3.3 系统调试在程序编写完成之后，你需要进行系统调试。

调试过程中，你需要对系统进行各种测试，以排除可能出现的错误。

调试过程中，你需要充分了解系统组成及程序运行流程，以便更好地发现问题。

3.4 系统优化在调试过程中，你需要发现并纠正系统中可能存在的一些错误。

同时，你也需要对系统进行优化，以提升其性能、稳定性及可靠性等方面的指标。

四、总结在这个课程设计中，你需要了解和掌握一系列与微机系统原理与接口技术有关的知识，同时你也需要将这些知识在实践中应用。

微机系统与接口课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解微机系统与接口的基本原理，掌握微机系统的组成及各部分功能。

2. 学习并掌握常见接口技术，如并行接口、串行接口、中断控制器等的工作原理及应用。

3. 了解微机系统与接口技术在现实生活中的应用，提高对技术发展的认识。

技能目标：1. 能够分析微机系统与接口电路的原理图，并进行简单的设计与搭建。

2. 学会使用编程语言进行接口编程，实现微机与外部设备的通信与控制。

3. 能够运用所学知识解决实际问题，具备一定的微机系统与接口调试与故障排除能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对微机系统与接口技术的兴趣，激发学生的学习热情和探究精神。

2. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与协作能力，使学生在合作中共同成长。

3. 引导学生关注科技发展，树立正确的技术观念，认识技术对社会进步的重要性。

课程性质：本课程为高二年级信息技术课程，旨在让学生了解微机系统与接口技术的基本原理和应用，培养其动手实践能力和创新精神。

学生特点：高二年级学生已具备一定的电子技术基础，对微机系统与接口技术有一定的好奇心，但可能缺乏实际操作经验。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实际操作能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 微机系统概述：介绍微机系统的基本概念、发展历程、组成及各部分功能，为学生建立整体认识。

教学内容：第一章微机系统概述，包括1.1节微机系统的基本概念，1.2节微机系统发展历程，1.3节微机系统组成及功能。

2. 接口技术原理：学习并行接口、串行接口、中断控制器等常见接口技术的工作原理及应用。

教学内容：第二章接口技术，包括2.1节并行接口原理，2.2节串行接口原理，2.3节中断控制器原理及其应用。

微机原理与接口技术引言微机原理与接口技术是计算机科学与技术专业的一门核心课程，也是了解计算机硬件原理以及设备与外部世界的接口的基础。

本文将介绍微机原理与接口技术的基本概念、原理与应用，并探讨其在计算机科学领域的重要性。

一、微机原理微机原理是指对微型计算机的组成结构和工作原理进行研究的学科。

微机原理研究的内容包括微型计算机的硬件组成、数据传输方式及控制方式、指令系统、中央处理器、存储器、输入输出设备等。

了解微机原理对于掌握计算机的工作原理以及进行系统级的调试和优化非常关键。

微型计算机由中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）、输出设备（Output Device）等几个基本部分组成。

中央处理器是计算机的核心，负责执行计算机程序的指令，控制计算机的运行；存储器用于存储程序和数据；输入设备用于将外部信息输入到计算机中；输出设备则是将计算机处理的结果输出给外界。

二、接口技术接口技术是将计算机系统与外围设备、网络或其他系统进行连接和通信的技术。

计算机与外界设备的接口技术包括串行通信接口、并行通信接口、USB接口、网络接口等。

接口技术的发展与进步可以提高计算机的扩展性和连接性，实现计算机与外界的无缝衔接。

2.1 串行通信接口串行通信接口是一种利用串行方式进行数据传输的接口技术。

串行通信接口由发送端和接收端组成，通过使用不同的协议和信号电平进行数据的传输。

串行通信接口的优点是可以通过串行线路同时传输多个数据位，适用于长距离传输。

常见的串行通信接口有RS-232、RS-485等。

2.2 并行通信接口并行通信接口是一种利用并行方式进行数据传输的接口技术。

并行通信接口将数据分成多个位同时传输，速度较快。

常见的并行通信接口有并行打印口（LPT口）、并行接口总线（Parallel Interface Bus，简称PIB）等。

2.3 USB接口USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是一种用于连接计算机与外部设备的通信接口标准。