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。