数字逻辑彩灯显示系统 3
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武汉理工大学华夏学院
课程设计报告书
课程名称： 微机原理与接口技术课程设计
题 目： 彩灯显示系统设计
系 名： 信息工程系
专业班级：
姓 名：
学 号：
指导教师:
2011 年 6月 23日
- 2 - 课程设计任务书
学生姓名： 专业班级：
指导教师：
工作单位：
设计题目：彩灯显示系统设计
初始条件：
1、7段LED数码管引脚功能
2、TDN86/88型多功能微机实验平台
要求完成的主要任务：
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
主要任务：（在规定的时间内完成下列任务）
1. 画出硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图；
2．三个开关输入0～7 8个十六进制数字，对应8种不同的彩灯组合状态进行显示；
3．彩灯显示方式中必须有左、右移动循环亮，左右对向移动循环亮；
4．用1位7段LED数码管以十进制显示当前输入开关显示方式的序号；
5．使用软件延时实现彩灯左、右移动循环过程中点亮1s的时间间隔；
*5．使用硬件延时实现彩灯左、右移动循环过程中点亮1s的时间间隔。
*6．若有异常事件发生（用开关模拟中断信号的产生），则使红灯闪烁10秒钟后，返回原处继续。
设计报告撰写格式要求：（按提供的设计报告统一格式撰写）
设计报告应包含以下内容：
① 设计任务与要求 ② 总体方案与说明
③ 硬件原理图与说明 ④ 实验电路图与说明
⑤ 软件主要模块流程图 ⑥ 源程序清单与注释
⑦ 问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想）； ⑧ 小结与体会
附录：① 源程序（必须有简单注释） ② 使用说明 ③ 参考资料
时间安排：
6月20日 布置题目，确定任务、查找相关资料
6月21日～6月23日 功能分析，硬件设计，拟定实验电路，编写程序，调试程序、运行系统；
6月24日 答辩后撰写设计报告。
指 导 教 师 签 字： 2011 年 6 月 20 日
系 主 任 签 字： 年 月 日 - 3 - 目 录
第一章 需求分析
1.1 课程设计题目……………………………………………………4
1.2 课程设计任务及要求……………………………………………4
1.3 软硬件运行环境及开发工具……………………………………4
第二章 概要设计
2.1 彩灯显示系统设计原理及其方法……………………………5
2.2 彩灯显示系统流程图…………………………………………6
第三章 详细设计
3.1 硬件设计与软件设计……………………………………………7
3.2 硬件电路的设计与实现…………………………………………12
第四章 系统调试与操作说明
4.1 系统调试…………………………………………………………14
4.2 操作说明…………………………………………………………14
第五章 课程设计总结与体会
5.1 心得体会…………………………………………………………15
参考文献
附录： 彩灯显示系统控制程序
- 4 - 第一章 需求分析
1.1 课程设计题目
设计题目：彩灯显示系统设计
1.2 课程设计任务及要求
1.2.1 设计任务
1. 画出硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图；
2．三个开关输入0～7 8个十六进制数字，对应8种不同的彩灯组合状态进行显示；
3．彩灯显示方式中必须有左、右移动循环亮，左右对向移动循环亮；
4．用1位7段LED数码管以十进制显示当前输入开关显示方式的序号；
5．使用软件延时实现彩灯左、右移动循环过程中点亮1s的时间间隔；
*6．使用硬件延时实现彩灯左、右移动循环过程中点亮1s的时间间隔。
*7．若有异常事件发生（用开关模拟中断信号的产生），则使红灯闪烁10秒钟后，返回原处继续。
1.2.2 设计要求
① 设计任务与要求② 总体方案与说明③ 硬件原理图与说明 ④ 实验电路图与说明 ⑤ 软件主要模块流程图⑥ 源程序清单与注释⑦ 问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想）；⑧ 小结与体会
1.3 软硬件运行环境及开发工具
TDN86/88教学实验系统
- 5 -
第二章 概要设计
2.1 彩灯显示系统设计原理及其方法
本系统设计的彩灯控制是以8088微处理器作为CPU，将8255A的PA口设置为方式0并作为输入口，读取K1～K8个开关量，PB口设置为方式0作为输出口连接8个发光二极管，PC口作为同步输出口连接LED数码管。
2.2 彩灯显示系统流程图
1）预置8255端口的工作方式；
2）编写8259中断初始化程序，填8259中断7中断矢量。
3）编写7种分支彩灯显示模式，读取开关信息时，通过跳转指令选择显示模式。
4)编写彩灯显示子程序，控制彩灯的显示模式。
5)编写查询接口子程序，用来实现LED序号显示与彩灯模式的协调。
6)调用无条件跳转指令，回到分支程序的起点，再次进行模式选择
7)重复步骤6，可实现多次彩灯显示模式的选择
- 6 -
Y
N Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
图2 程序流程图
开始
初始化
PC=00
PC=01
PC=02
PC=03
PC=04
PC=05
PC=06
PC=07
结束 彩灯1及显示数字0
彩灯2及显示数字1
彩灯3及显示数字2
彩灯4及显示数字3
彩灯5及显示数字4
彩灯7及显示数字6 彩灯6及显示数字5
彩灯1及显示数字0
延时程序 中断启动 - 7 - 第三章 详细设计
3.1 硬件设计与软件设计
3.1.1 硬件系统介绍
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，用+5V单电源供电，能在以下三种工作方式下工作：
方式0—基本输入/输出方式
方式1—选通输入/输出方式
方式2—双向选通输入/输出方式
其内部结构图如图2所示：
图3.1 8255内部结构图
8255引脚图如图3所示，各引脚功能如下：
D7~D0——与CPU侧连接的八条双向数据线；
WR（低电平有效）——写输入信号；
RD（低电平有效）——读输入信号；
CS（低电平有效）——片选输入信号；
A0、A1——片内寄存器选择输入信号；
PA7~PA0——A口外设双向数据线；
PB7~PB0——B口外设双向数据线；
PC7~PC0——C口外设双向数据线；
RESET——复位输入信号 - 8 -
图3.2 8255引脚图
3.1.2 8255硬件连接设计简图
本课题的设计可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于各模块电路内部已经连接，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计及实现相对简单。完整系统的硬件连接如图4所示
8086总线
图3.3 8255接线设计图
3.1.3 主控模块设计
该模块实现控制程序流程的功能。具体实现方法为：根据8255的PA口状态（0或1），判断程序的走向。如果PA=0，彩灯全灭处于等待PA状态的变化；如果PA=1（第一次为1）则输出显示第1种彩灯，假设PA第N次为1，由于只有8种彩灯模式，所以输出显示为第[N mod 8]种彩灯。编写程序如下：
CBC: MOV BL,00H
8255A
8259
IRQ7 LED数码管显示
8个发光二极管 B口
A口
KK1-
KK1+
KK2-
KK2+ - 9 - AA: MOV DX,IOAPT
IN AL,DX
CMP AL,00H
JZ K0
INC BL
CMP BL,08H
JG CBC
MOV AL,BL
JMP CC
BB: MOV DX,IOAPT
IN AL,DX
CMP AL,00H
JZ K0
MOV AL,BL
CC: CMP AL,01H
JZ K1 ;第1种彩灯显示
CMP AL,02H
JZ K2 ;第2种彩灯显示
CMP AL,03H
JZ K3 ;第3种彩灯显示
