微機(jī)原理課程設(shè)計--)

1、微機(jī)原理課程設(shè)計報告 工件自動檢測及報警系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 098202107專業(yè)班級： 自動化0982021 同組姓名: 指導(dǎo)教師： 胡景春 摘要當(dāng)代計算機(jī)是微電子學(xué)與計算數(shù)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。微電子學(xué)的基本元件及其集成電路構(gòu)成了他的硬件基礎(chǔ)；而計算數(shù)學(xué)的計算方法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則構(gòu)成計算機(jī) 的軟件基礎(chǔ)。自從1945年底世界上第一臺電子數(shù)字計算機(jī)ENIAC誕生以來,計算機(jī)技術(shù)取得了異常迅猛的發(fā)展。由電子管、晶體管、集成電路以至第四代的超大規(guī)模集成電路計算機(jī),都與微電子技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān),且以所采 用的邏輯元件作為劃分每代的標(biāo)志。計算機(jī)正是大規(guī)模集成電路孕育的產(chǎn)物。微型計算機(jī)被廣泛地用于數(shù)值計算

2、和工業(yè)控制之中。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計算機(jī)在工業(yè)控制中最為普遍的應(yīng)用系統(tǒng)。他的任務(wù)是采集生產(chǎn)過程中的工況參數(shù)并經(jīng)過 A/ D 轉(zhuǎn)換器送入內(nèi)存儲器 , CPU 將再對這些參數(shù)、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算和處理 , 如數(shù)字濾波、量綱變換、儀表誤差修正、數(shù)字顯示、越限報警、打印制表等功能 。若再配上輸出 通道就可以方便地組成計算機(jī)控制系統(tǒng)。此次設(shè)計為一生產(chǎn)流水線監(jiān)控系統(tǒng)，每當(dāng)一定數(shù)目的產(chǎn)品下線，該系統(tǒng)能發(fā)出提示信息；根據(jù)需要，系統(tǒng)能給出當(dāng)天已生產(chǎn)產(chǎn)品的總的數(shù)量。利用KK1+開關(guān)模擬流水線上通過的產(chǎn)品，每按動一次開關(guān)就相當(dāng)于有一個產(chǎn)品下線；現(xiàn)要求每當(dāng)有若干個（自定）產(chǎn)品下線，系統(tǒng)給出提示信息，同時發(fā)出提示聲音。另外

3、，根據(jù)需要，管理者可隨時察看當(dāng)天已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。關(guān)鍵字：流水線 發(fā)聲 中斷本次設(shè)計分工如下： 1張戰(zhàn)恒同學(xué)負(fù)責(zé)需求分析，確定對系統(tǒng)的綜合要求，總結(jié)設(shè)計思想，寫出相應(yīng)的算法。2.陳嶸同學(xué)負(fù)責(zé)總體設(shè)計，設(shè)計系統(tǒng)流程圖，設(shè)計硬件電路圖，硬件連圖。3.彭俊峰同學(xué)負(fù)責(zé)詳細(xì)設(shè)計，根據(jù)芯片引腳的功能、流程圖和算法編寫相應(yīng)的匯編程序。4.綜合了解8255芯片的工作原理和主要功能，結(jié)合DJ-598K三合一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱以及自行設(shè)計的接口電路，制作一個能測量某流水線工件個數(shù)，并顯示報警的簡易檢測裝置。目錄1、需求分析41.1 設(shè)計題目41.2 設(shè)計要求41.3 設(shè)計目的41.4 開發(fā)環(huán)境42、系統(tǒng)總體

4、框架圖52.1系統(tǒng)框圖52.2系統(tǒng)流程圖63、模塊設(shè)計與分析73.1原理圖73.2主程序模塊9 3.3顯示模塊103.4定時模塊103.5中斷處理模塊1036程序清單114、調(diào)試分析145、用戶說明155.1接線圖157、總結(jié)168、參考文獻(xiàn)179 、附錄181、需求分析1.1 設(shè)計題目生產(chǎn)流水線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 1.2 設(shè)計要求1、采用模擬計數(shù)裝置，自行設(shè)計接口電路，將檢測開關(guān)的信號（代替工件）送給DJ-598K三合一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱中的8253進(jìn)行計數(shù)。2. 設(shè)計一生產(chǎn)流水線監(jiān)控系統(tǒng)，每當(dāng)一定數(shù)目的產(chǎn)品下線，該系統(tǒng)能發(fā)出提示聲音；根據(jù)需要，系統(tǒng)能給出當(dāng)天已生產(chǎn)產(chǎn)品的總的數(shù)量。3. 利用K

5、1+開關(guān)模擬流水線上通過的產(chǎn)品，每按動一次開關(guān)就相當(dāng)于有一個產(chǎn)品下線；現(xiàn)要求每當(dāng)有若干個（自定）產(chǎn)品下線，系統(tǒng)給出提示信息，同時發(fā)出提示聲音(使揚(yáng)聲器發(fā)聲，持續(xù)時間5秒鐘)。另外，根據(jù)需要，管理者可隨時察看當(dāng)天已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。根據(jù)需要，需選擇的芯片有8253，8259。1.3 設(shè)計目的系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計利用使用8253-5監(jiān)視一個生產(chǎn)流水線，每通過80個工件，揚(yáng)聲器響5秒鐘，頻率2000Hz。1.4 開發(fā)環(huán)境生產(chǎn)流水線監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與運(yùn)行環(huán)境如下：硬件條件：計算機(jī)、DJ-598K三合一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱；軟件條件：DJ-8088K系列編程軟件。2、系統(tǒng)總體框架圖2.1系統(tǒng)框圖8253開關(guān) 開

6、關(guān)模塊顯示緩沖的值秒脈沖顯示模塊主控模塊中斷模塊定時模塊LED開關(guān)82538253/82548259A 圖2-1系統(tǒng)框圖2.2系統(tǒng)流程圖定義端口，改變量N端口芯片初始化 8255 初始化 8253 初始化 8259 初始化設(shè)置中斷向量無限循環(huán)圖2-2-1主程序框圖N+1NN=10?啟動揚(yáng)聲器延時關(guān)閉揚(yáng)聲器N=0N調(diào)用8段數(shù)碼顯示子程序返回圖2-2-2中斷程序框圖3 模塊設(shè)計與分析3.1原理圖用8253-5監(jiān)視一個生產(chǎn)流水線圖3-1 8253接線原理圖使用8253-5監(jiān)視一個生產(chǎn)流水線，每通過50個工件，揚(yáng)聲器響5秒鐘，頻率2000Hz。用8253-5的通道0設(shè)定為計數(shù)方式計數(shù)，計數(shù)滿50后，由

7、OUT0輸出一個負(fù)脈沖，經(jīng)反向后作為8259A的中斷請求信號，在中斷服務(wù)程序中，啟動8253-5通道1工作，有通道1連續(xù)輸出頻率為2000Hz的方波信號，持續(xù)5秒后結(jié)束。通道0工作于方式2，通道1工作于方式3，通道1的門控信號GATE1由8255A的PA0控制。OUT0 CLK0GATE0 8253CLK1GATE1 OUT11驅(qū)動器INT+5V2.5MHz8255PA0通道0計數(shù)器工作于方式2，采用BCD計數(shù)，因計數(shù)初值為50，采用RL1RL0=01（讀/寫計數(shù)器的低8位），則工作方式字為00010101=15H。通道1計數(shù)器工作于方式3，CLK1接2.5MHz時鐘，要求產(chǎn)生1000Hz的方

8、波，則計數(shù)初值應(yīng)為2.5106/2000=1250，采用RL1RL0=11 （先讀計數(shù)器的低8位，再讀計數(shù)器的高8位）。則工作方式字為01110111=77H。設(shè)通道0的地址為40H，通道1的地址為41H，控制口地址為43H，8255A的口地址為80-83H。 MOV AL，15H；通道0初始化，方式2OUT 43H，ALMOV AL，50H；置計數(shù)初值OUT 40H，ALSTI ；開中斷LPO：HLT ；等待中斷JMP LOPMOV AL，01H ；通道1的GATE1置1，啟動計數(shù)OUT 80H，AL ; 認(rèn)為8255已經(jīng)初始化，向8255 ；端口送數(shù)，使PA0為“1”MOV AL，77H

9、；通道1初始化，方式3OUT 43H，ALMOV AL，50H ；置計數(shù)初值低8位OUT 41H，ALMOV AL，12H ；置計數(shù)初值高8位OUT 41H，ALCALL DL5S ；延時5秒，DL5S為5秒延時程序MOV AL，00H ；通道1的GATE1置0，停止計數(shù)OUT 80H，AL ；復(fù)位8255端口，使PA0為“0”IRET3.2主程序模塊主控模塊是系的核心模塊，對8253/8254、8255進(jìn)行初始化，設(shè)置中斷向量，掃描鍵盤根據(jù)按鍵值作相應(yīng)的處理。intel8253是NMOS工藝制成的可編程計數(shù)器/定時器，有幾種芯片型號，外形引腳及功能都是兼容的，只是工作的最高計數(shù)速率有所差異，

10、例如8253（2.6MHz）,8253-5(5MHz) 8253內(nèi)部有三個計數(shù)器，分別成為計數(shù)器0、計數(shù)器1和計數(shù)器2，他們的機(jī)構(gòu)完全相同。每個計數(shù)器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在控制寄存器中的控制字，互相之間工作完全獨(dú)立。每個計數(shù)器通過三個引腳和外部聯(lián)系，一個為時鐘輸入端CLK，一個為門控信號輸入端GATE，另一個為輸出端OUT。每個計數(shù)器內(nèi)部有一個8位的控制寄存器，還有一個16位的計數(shù)初值寄存器CR、一個計數(shù)執(zhí)行部件CE和一個輸出鎖存器OL。執(zhí)行部件實(shí)際上是一個16位的減法計數(shù)器，它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器OL用

11、來鎖存計數(shù)執(zhí)行部件CE的內(nèi)容，從而使CPU可以對此進(jìn)行讀操作。順便提一下，CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器來用。圖3-1 8253引腳圖3.3顯示模塊顯示模塊是將顯示緩沖區(qū)的數(shù)值送到LED顯示的功能模塊，顯示緩沖區(qū)是由六個字節(jié)構(gòu)成，分別保存小時的高位和低位，分鐘的高位和低位，秒鐘的高位和低位。硬件上由六個LED構(gòu)成，軟件上由掃描顯示的方法實(shí)現(xiàn)。3.4定時模塊定時模塊是為8259提供中斷請求信號的。由一片8253實(shí)現(xiàn)，選用定時器0#，工作在方式3，由于時鐘應(yīng)該1秒走動一次，所以輸出值應(yīng)為1S，其輸出信號可作為8259的中斷請求信號。功能：就是在有多個中斷源的系統(tǒng)中，接受外

12、部的中斷請求，并進(jìn)行判斷，選中當(dāng)前優(yōu)先級最高的中斷請求，再將此請求送到cpu的INTR端；當(dāng)cpu響應(yīng)中斷并進(jìn)入中斷子程序的處理過程后，中斷控制器仍負(fù)責(zé)對外部中斷請求的管理。3.5中斷處理模塊中斷原理按動KK1開關(guān)，當(dāng)按下10次時，調(diào)用延時子程序產(chǎn)生中斷。中斷過程示意圖如下(圖2-1)斷點(diǎn)中斷請求現(xiàn)行程序CPU響應(yīng)中斷中斷服務(wù)中斷返回圖3-2中斷過程示意圖36程序清單ODE SEGMENTASSUME CS:CODE PAPORT EQU 0FF28HPBPORT EQU 0FF29HPCPORT EQU 0FF2AHCTPORT EQU 0FF2BHTCONTR0 EQU 0043HTCON

13、1 EQU 0041HTCONO EQU 0040HINTQ3 EQU INTREEUP3INTPORT1 EQU 0FF80HINTPORT2 EQU 0FF81HPA EQU 0FF20H ;字位口PB EQU 0FF21H ;字形口PC EQU 0FF22H ;鍵入口ORG 12D0HBUF DB ?,?,?,?,?,?intcnt db ?data1: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h db 86h,8eh,0ffh,0ch,89h,0deh,0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8FH

14、START: MOV DX,TCONTR0MOV AL,00010000B OUT DX,AL MOV DX,TCONO MOV AL,01H OUT DX,AL MOV DX,TCONTR0 MOV AL,01110111B OUT DX,AL MOV DX,TCON1 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AH,0FAH OUT DX,AL MOV AL,80H MOV DX,CTPORT OUT DX,AL MOV DX,PAPORT MOV AL,00H OUT DX,AL START0: CLICALL WRINTVER MOV AL,13H;ICW1MOV DX,INT

15、PORT1OUT DX,ALMOV AL,08H;ICW2MOV DX,INTPORT2OUT DX,ALMOV AL,09H;ICW4OUT DX,ALMOV AL,0F7H;OCW1,IR3OUT DX,ALMOV intcnt,0STILI:MOV DX,TCONTR0MOV AL,00010000BOUT DX,ALMOV DX,TCONOMOV AL,01HOUT DX,AL JMP LIWRINTVER:MOV AX,0H MOV ES,AX MOV DI,002CH LEA AX,INTQ3 STOSW MOV AX,0000H STOSW RETINTREEUP3:CLI pu

16、sh ax push cx push dx inc intcnt CMP intcnt,0AH JNZ DISP_1 MOV DX,PAPORT MOV AL,01H OUT DX,AL CALL DL5S MOV AL,00H OUT DX,AL MOV intcnt,0 DISP_1: CAL BUF1 CALL DISP pop dx pop cx pop ax STI IRET BUF1: MOV BUF,10H MOV BUF+1,10H MOV BUF+2,10H MOV BUF+3,10H MOV BUF+4,10H MOV AL,intcnt MOV BYTE PTR BUF+

17、5,AL RETDL5S: MOV CX,2FFFH LOOP $RET DISP: MOV AL,0FFH ;00H MOV DX,PA OUT DX,AL MOV BX,OFFSET BUF+5DIS1: MOV AL,BX MOV AH,00H PUSH BX MOV BX,OFFSET DATA1 ADD BX,AX MOV AL,BX POP BX MOV DX,PB OUT DX,AL MOV AL,0EFH MOV DX,PA OUT DX,AL RETCODE ENDSEND START4調(diào)試分析本設(shè)計的難度就是在調(diào)試過程中遇到跟理論原理不一樣的結(jié)果，在實(shí)際操作的過程中，遇到了

18、很多打挑戰(zhàn)，比如，我負(fù)責(zé)的電路圖設(shè)計就遇到了很大的問題，首先是用什么來代替光敏電阻來產(chǎn)生所需要的脈沖，然后就是在Protel99中如何擺放原件、接線以及驗(yàn)證電路圖正確的問題。第一個問題在老師的幫助下學(xué)會用手動開關(guān)K1來代替光敏電阻產(chǎn)生的脈沖，第二個問題在查閱相關(guān)教材的基礎(chǔ)上解決了，其中我印象最深的是電路圖接好了后發(fā)現(xiàn)電路不能正常工作，細(xì)查原因后發(fā)現(xiàn)原來是自己忘記把相關(guān)芯片連上電源，后來在同組成員的共同努力下，一起把電路圖接好了。5用戶說明5.1接線圖本系統(tǒng)采用了一塊8253可編程間隔定時器芯片，一快8259A和一塊8255芯片。其中利用8253控制程序中的中斷控制，從而控制電子發(fā)聲單元發(fā)聲。用8253的計數(shù)通道1作為計數(shù)器，用于產(chǎn)品的計數(shù)；計數(shù)通道2作為定時器，定時為5S。當(dāng)計數(shù)通道1的OUT腳出現(xiàn)0到1的跳變的時候，將啟動計數(shù)通道2開始定時，而計數(shù)通道2定時階段將控制計數(shù)通道1停止計數(shù)，只有其定時結(jié)束并停止定時階段才可再次啟動計數(shù)通道1開始計數(shù)。8255是控制8253中的GATE門開關(guān)。連線圖如下(圖5-1)圖5-1 連線圖7總結(jié)本次課程設(shè)計從接到課題、選題、查閱資料