八路抢答器汇编程序微机专业课程设计.doc

课程设计报告

课程 微机原理课程设计
题目 竞赛抢答器
系 别 物理与电子工程学院
年 级 09级 专 业 电子信息工程
班 级 1班 学 号 ,6,7,8
学生姓名
指引教师 职 称
设计时间

目 录
第一章 关于抢答器概述及设计规定 2
1.1数字抢答器简介 2
1.2课程设计规定 2
1.3实现功能 3
第二章 总体设计 4
2.1功能需求分析 4
2.2可行性分析 4
2.3硬件总体设计 4
2.3.1硬件器材 4
2.3.2内存单元地址 4
2.4软件流程图 5
第三章 硬件设计 6
3.1所选芯片简介 6
3.1.1可编程并行接口接口芯片8255A 6
3.1.2可编程定期器／计数器8253 7
3.2系统所选用各芯片连接 8
3.2.1各芯片与CPU连接 8
3.2.2各芯片之间连接和与外设连接 8
第四章 软件设计 9
4.1程序流程 9
4.2子程序清单 9
4..2.1 芯片8255初始化： 9
4..2.2芯片8253初始化： 9
4..2.3获取选手号码子程序： 9
4.2.4数码管显示子程序： 10
4.2.5扬声器鸣叫时间： 11
第五章 成果分析 12
结束语 13
附录 14
参照文献 14
主程序清单 14

第一章 关于抢答器概述及设计规定
1.1数字抢答器简介
抢答器是在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能精确、公正、直观地判断出抢答
者机器。通过抢答者批示灯显示、数码显示和警示显示等手段批示出第一抢答者。
随着科学技术不断发展，促使人们学科学，学技术，学知识手段各种各样，抢答器作为一种强大工具，已经广泛应用于各种知识能力竞赛场合，例如选拔人才、评比优胜及各种智力竞赛等。
当前知识竞赛之类活动更加频繁，凡是有知识竞赛类活动那么也就必然离不开抢答器。针对主持人提出问题，各组普通要进行必答和抢答，对于抢答，要鉴定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。这种数字抢答器杜绝了人为因素影响，实现了抢答公平公正原则。因此操作简朴、经济实用小型数字抢答器将流行于各类竞赛中，成为小规模知识竞赛首选。

1.2课程设计规定
内容：用微机原理实验箱，在外接8个按键抢按下，让7段LED数码管显示抢答者编号，并使喇叭响一下。
详细规定：

（1） 通过实验箱上8255芯片接受来自实验箱按键信息，将该信息送入8088CPU，由CPU判断是哪个按键按下；
（2） 8088CPU将判断出按键信息转换为7段显示码，并通过8255芯片发送到7段显示模块显示；
（3） 在显示按键信息同步通过实验箱上8253芯片产生一定频率方波信号发送到音频功放模块，发出声音；
（4） 提高规定： 能对几乎同步发生按键进行鉴别，找到先按键。

1.3实现功能
当没有选手按下按键时，LED数码管显示“-”符号，表达此时可以进行抢答，当抢答开始，选手按下8路抢答器中任何一路开关时，8段LED数码管上显示最先按开关选手号码，同步蜂鸣器鸣叫一段时间以示已有人抢答成功。
当一位选手抢答成功时，数码管上显示这位选手号码，此时其她选手再按下按键不会产生任何作用，系统进入锁死状态，当抢答成功选手退下按键时，LED数码管显示“-”符号，表达系统已经初始化，可以进行下一轮抢答。
第二章 总体设计
2.1功能需求分析
系统必要精确判断抢答者信息，依照按键信息判断被按下按键序号，在LED数码管上显示相应数字反映抢答信息，同步蜂鸣器响一声以示有选手抢答成功。
2.2可行性分析
将8个抢答器按键连接到8255芯片PA0~PA7，当8组均未按下抢答按钮时，送入到并行接口8位抢答状态都是0，当检测到按键发生变化时，即微机采样到这8位数据不为0时，微机通过该并行输入口循环对8路抢答信号进行采样。
当采样到哪一组抢答信号已经发出，则记录下该组组号，从PB口输出组号所相应LED数码管段码，同步PC7端口连接至定期器门控信号端口，使定期器工作，输出端连接到蜂鸣器，蜂鸣器鸣叫一段时间后关闭，若系统检测到按键信息全为0时，表白选手已经把按键退下，则系统重新开始检测按键状态，进入下一种抢答环节。
2.3硬件总体设计
2.3.1硬件器材
所需器件：可编程并行接口芯片8255、可编程定期器／计数器8253，扬声器，一种LED显示屏，8个按键。
2.3.2内存单元地址
①可编程并行接口接口芯片8255A端口地址为0ff28H、0ff29H、0ff2AH、0ff2BH。
②可编程定期器／计数器8253端口地址为0040H、0041H、0042H、0043H。

2.4软件流程图
开始
8255初始化
8253初始化

显示“-”符号

从8255A口读取按键状态

Y
Y
无按键按下

Y
N

LED显示1
按键1按下

LED显示3
LED显示4
LED显示5
LED显示6
LED显示7
LED显示2

Y
N

按键2按下

N

按键3按下
Y

Y
N
按键4按下

N

Y
按键5按下

Y
N

按键6按下

N

按键7按下

N

LED显示8
Y
按键8按下

蜂鸣器响一声
检测PA口与否全为0
N
按键全为0

Y

图1 系统软件流程图

第三章 硬件设计
3.1所选芯片简介
3.1.1可编程并行接口接口芯片8255A
①8255A内部构造
8255A芯片是一种采用NMOS工艺制造40引脚双列直插式（DIP）封装组件。8255A有3个8位数据端口，即A口、B口及C口，它们都可以分别作为输入口或输出口使用；A组控制与B组控制；读／写控制逻辑；数据总路线缓冲器。

②8255A重要外部引脚

图2 8255A引脚图

PA7~PA0：A口8条I／O线。8条线只能同步作为输入或输出，不能分开使用，可设立成双向口，也只有A口容许这样做。
PB7~PB0：B口8条I／O线。不可以设立成双向口，其他和A口同样。
PC7~PC0：C口8条I／O线。不可以设立成双向口，但它可以分拆为两组即高4位和低4位，这两组可以任意设立为输入或输出。除了作为独立I／O线外，C口还经常为A口、B口服务，配合A口、B口作联系线使用。
A1、A0：端口地址选取信号。用于选取8255A3个数据端口和一种控制口。当A1A0=00时，选取端口A；为01时，选取端口B；为10，选取端口C；为11时，选取控制口。
③8255A工作方式
方式0：基本输入／输出方式。A口、B口、C口都可以工作在些方式下。
④8255A方式控制字格式

表1 8255方式控制字
D7
D6、D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
A口
A口
C口高4位
B口
B口
C口低4位

00 方式0
01 方式1
1x 方式2
0 输出
1 输入
0 输出
1 输入
0方式0
1方式1
0 输出
1 输入
0 输出
1 输入

3.1.2可编程定期器／计数器8253
①8253内部构造
8253采用NMOS工艺制成，有24个引脚，所有输入、输出端均TTL电平兼容，单一电源（Vcc=+5V）供电，最高计数速率为2.6MHz。它涉及3个计数器（即计数器0、1、2）、数据总路线缓冲器、读／写逻辑以及控制寄存器等4个某些。
②8253外部引脚

图3 8253引脚图

A1、A0：地址输入线，用来址8253内部4个端口，即3个计数器和1个控制字寄存器与CPU系统地址线相连。
CLK0、CLK1、CLK2：时钟脉冲输入端，用于输入定期脉冲或计数脉冲信号。CLK可以是系统时钟脉冲，也可以由系统时钟分频或者其她脉冲源提供。当用于定期时，这个脉冲必要是均匀、持续、周期精准，而用于计数时，这个脉冲可以是不均匀、断续、周期不定。
GATE0、GATE1、GATE3：门控输入端，用于外部控制计数器启动计数和停止计数操作。两个或两个以上计数器连用时，可用此信号同步，也可用于与外部某信号同步。
OUT0、OUT1、OUT2：计数输出，当计数器从初值开始完毕计数操作进，OUT引脚输出相应信号。

③8253工作方式
方式0：减1计数到0，产生中断祈求信号。
方式3：减1计数到初值1／2，方波发生器。
④8253方式控制字格式
表2 8253方式控制字
D7 D6
D5 D4
D3 D2 D1
D0
00 选计数器0
01 选计数器1
10 选计数器2
00 计数器锁存
01 只读写低8位
10 先读写高8位
11 先读写低8位
再读写高8位
000 方式0
001 方式1
X10 方式2
X11 方式3
100 方式4
101 方式5
0 二进制计数
1 BCD计数

3.2系统所选用各芯片连接
3.2.1各芯片与CPU连接
8255A、8253数据总线D7~D0端、端、端、端、端、INT端分别与CPUD7~D0数据总线、片选端、端、端、端、INTR端。8255A、8253A1、A0端分别与CPU地址线A1、A0端相连。

3.2.2各芯片之间连接和与外设连接
8255AA口PA7~PA0依次接“按键1”~“按键8”，B口PB7~PB0通过驱动器1接到LED显示屏，8253GATE0端接PC7端口，CLK0接1MHz，OUT0输出接入接扬声器。
第四章 软件设计
4.1程序流程
设定好8255、8253方式控制字后，依照读取8255PA端口状态值，获取选手详细号码，从而转到相应程序，将号码所相应段码输出到PB端口进行数码管显示。同步将PC7置1，使相连GATE0门控信号为1，通道0进行计数，输出到扬声器进行鸣叫。
4.2子程序清单
4..2.1 芯片8255初始化：
PORT_A EQU 0FF28H
PORT_B EQU 0FF29H
PORT_C EQU 0FF2AH
PORT_CTL EQU 0FF2BH
MOV AL,90H ;8255控制字 A组方式0输入
MOV DX,PORT_CTL ;B组方式0输出 C口输出
OUT DX,AL
4..2.2芯片8253初始化：
MOV AL,00110110B ;8253控制字 计数器0 读写字
MOV DX,43H ;工作方式方式3
OUT DX,AL
MOV AX,5000 ;计数器初值
MOV DX,40H
OUT DX,AL
MOV AL,AH
OUT DX,AL
4..2.3获取选手号码子程序：
在硬件电路中，8255PA端口连接开关按键，依照读取PA状态可以判断出按下是哪个键（按下为高电平），依照进行移位操作，可得出选手详细号码。
MOV DX,PORT_A ;读取A口状态(按键状态)
IN AL,DX
CMP AL,00000000B ;无按键按下 返回LED1
JE LED1
CMP AL,00000001B ;按键1
JE LP1
CMP AL,00000010B ;按键2
JE LP2
CMP AL,00000100B ;按键3
JE LP3
CMP AL,00001000B ;按键4
JE LP4
CMP AL,00010000B ;按键5
JE LP5
CMP AL,00100000B ;按键6
JE LP6
CMP AL,01000000B ;按键7
JE LP7
CMP AL,10000000B ;按键8
JE LP8
JMP LED1 ;返回
4.2.4数码管显示子程序：
依照获获得到选手号码，跳转相应程序，将段码输出给PB端口。
LP1:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示1
MOV AL,11111001B
OUT DX,AL
LP2:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示2
MOV AL,10100100B
OUT DX,AL
…
LP8：
…
LED管脚
相应字形
dp、g、f、e 、d、c、b、a
1 1 1 1 1 0 0 1
1 0 1 0 0 1 0 0
1 0 1 1 0 0 0 0
1 0 0 1 1 0 0 1
1 0 0 1 0 0 1 0
1 1 1 0 0 0 1 0
1 1 1 1 1 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8

4.2.5扬声器鸣叫时间：
PUSH DX
PUSH AX
MOV AL,00001111B ;8255 PC7口置1，使蜂鸣器工作
MOV DX,PORT_CTL
OUT DX,AL
POP AX
POP DX
MOV BL,00000000B

MOV CX,0FFFFH ;延时一段时间
LPP2:LOOP LPP2
MOV CX,0FFFH
LPP3:LOOP LPP3

PUSH DX
PUSH AX
MOV AL,00001110B ;8255 PC7口置0，蜂鸣器停止工作
MOV DX,PORT_CTL
OUT DX,AL
POP AX
POP DX

第五章 成果分析
连接硬件电路后，控制程序输出得到相应成果：

图5 硬件显示成果

由上成果可看出，当按键3按下时候，数码管显示数字3，扬声器进行鸣叫，在无按键按下时，LED数码管显示符号“-”，可得程序设计及硬件连接能达到题目规定。
结束语
转眼间一周微机课程设计转眼就结束了，通过这次课程设计，我学会了许多课本上学不到东西，同步也加强了我动手、思考和解决问题能力，受益匪浅。课程设计过程中，我觉得是对课本知识巩固和加强，由于课本上知识太多，同步平时课间又没有好好运用额理解个芯片功能，并且考试内容有限，因此在这次课程设计过程中，咱们理解诸多元件功能，对其在电路中使用有更多结识。
从前学习过程过于浮浅，只是流于表面理解，而当前要做课程设计，就不得不规定咱们对所用到知识有更深层次理解。由于课程设计内容比及课本中理论知识而言，更接近于现实生活，而理论到实践转化往往是一种艰伤心程，它犹如一只拦路虎，横更在咱们面前。但是咱们毫不畏惧，由于咱们相信咱们能行。
前几天重要任务是设计程序。虽然在设计中会遇到这样那样问题，有时以为是对的，而在仿真中却浮现了这样那样问题。
软件某些做好了，下面就是接线啦，这可是一种比较麻烦事。在接线时候要细心和耐心、恒心，这样才干做好事情。同步接好了一步电路后来，最为重要是检查这某些是不是接对了。
在做硬件测试时候，八个数字基本能显示，但还是有点缺陷，例如显示数字1时候，显示不对，日后在教师协助下解决了这个问题。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要，只有理论知识是远远不够，只有把所学理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才干真正为社会服务，从而提高自己实际动手能力和独立思考能力。在设计过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样问题，同步在设计过程中发现了自己局限性之处，对此前所学过知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
本次课程设计，学到了诸多课内学不到东西，例如独立思考解决问题，浮现差错随机应变，和与人合伙共同提高，都受益非浅，此后制作应当更轻松，自己也都能扛起并高质量完毕项目。
最后，我要感谢予以咱们精心辅导教师。

附录
参照文献
[1].朱金钧 麻新旗·《微型计算机原理及应用技术》[M]·北京：机械工业出版社

主程序清单
PORT_A EQU 0FF28H
PORT_B EQU 0FF29H
PORT_C EQU 0FF2AH
PORT_CTL EQU 0FF2BH
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
ORG 11B0H
START:
MOV AL,90H ;8255控制字 A组方式0输入
MOV DX,PORT_CTL ;B组方式0输出 C口输出
OUT DX,AL

MOV AL,00110110B ;8253控制字 计数器0 读写字
MOV DX,43H ;工作方式方式3
OUT DX,AL
MOV AX,5000 ;计数器初值
MOV DX,40H
OUT DX,AL
MOV AL,AH
OUT DX,AL

LED1:
MOV BL,00000001B ;设立全局变量 BL
MOV AL,00001110B ;PC7端口置0
MOV DX,PORT_CTL
OUT DX,AL

MOV DX,PORT_B ;在数码管显示符号"-"
MOV AL,10111111B
OUT DX,AL

MOV DX,PORT_A ;读取A口状态(按键状态)
IN AL,DX
CMP AL,00000000B ;无按键按下 返回LED1
JE LED1
CMP AL,00000001B ;按键1
JE LP1
CMP AL,00000010B ;按键2
JE LP2
CMP AL,00000100B ;按键3
JE LP3
CMP AL,00001000B ;按键4
JE LP4
CMP AL,00010000B ;按键5
JE LP5
CMP AL,00100000B ;按键6
JE LP6
CMP AL,01000000B ;按键7
JE LP7
CMP AL,10000000B ;按键8
JE LP8
JMP LED1 ;返回

LP1:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示1 跳转LP9
MOV AL,11111001B
OUT DX,AL
JMP LP9

LP2:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示2 跳转LP9
MOV AL,10100100B
OUT DX,AL
JMP LP9

LP3:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示3 跳转LP9
MOV AL,10110000B
OUT DX,AL
JMP LP9

LP4:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示4 跳转LP9
MOV AL,10011001B
OUT DX,AL
JMP LP9

LP5:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示5 跳转LP9
MOV AL,10010010B
OUT DX,AL
JMP LP9

LP6:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示6 跳转LP9
MOV AL,10000010B
OUT DX,AL
JMP LP9

LP7:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示7 跳转LP9
MOV AL,11111000B
OUT DX,AL
JMP LP9

LP8:
MOV DX,PORT_B ;数码管显示8 跳转LP9
MOV AL,10000000B
OUT DX,AL
JMP LP9

LP9：
MOV DX,PORT_A ;读取按键状态
IN AL,DX
CMP BL,00000001B ;全局变量BL与1比较 相似时跳转
JE DELAY2

CMP AL,00000000B ;检测按键与否清零，清零时跳DELAY1
JE DELAY1
JMP LP9 ;重复检测A口状态

DELAY1:
MOV CX,0FFFFH ;延时 返回LED1
LPP1:LOOP LPP1
JMP LED1

DELAY2： ;PC7口置1，8253开始工作
PUSH DX
PUSH AX
MOV AL,00001111B
MOV DX,PORT_CTL
OUT DX,AL
POP AX
POP DX
MOV BL,00000000B

MOV CX,0FFFFH ;延时一段时间后，8253停止工作
LPP2:LOOP LPP2
MOV CX,0FFFH
LPP3:LOOP LPP3

PUSH DX
PUSH AX
MOV AL,00001110B ;PC7口置0，8253停止工作
MOV DX,PORT_CTL
OUT DX,AL
POP AX
POP DX

JMP LP9 ;返回LP9
CODE ENDS
END START

课程设计独创性声明：

学生签名：
指引教师评语：

课程设计成绩： 指引教师签名：
教研室意见：

教研室主任签名：