微机原理课程设计抢答器.doc

西安郵電大学

硬件课程设计报告

题 目： 抢 答 器

院系名称：计算机学院
专业名称：
班 级：
学生姓名：
学号（8位）：
指导教师：
设计起止时间

一. 设计目的
用逻辑开关模拟竞赛抢答器按钮（共8个开关：K0 ~ K7）当某个逻辑开关置“1”时，相当某组抢答按钮按下。在七段数码管上将其组号（0~7）显示出来，若为0表示无人抢答。从键盘上按空格键开始下一轮抢答，按 <ESC>键 退出程序。
二. 设计内容
1.选用元器件：
（1）、并行接口8255:通过编程来指定它要完成的功能，是并行数字设备与微机间的接口。8255用于输入抢答信息，并输出正确的序号给数码管，以及控制LED灯的亮灭。本设计中8255A的地址范围设置为1400H—1403H，其中控制口地址为1403H。而且使用了8255A的A口,B口和C口。它们均工作在方式0下，其中A口和C口为输出，B口为输入。
（2）、数码管:指示先抢答的组号。
（3）、二极管:指示抢答。
（4）、开关:作为抢答者的按钮。
2.基础实验一：8255基本输入输出
能够在自行设计的接口开发板上，实现拨动开关控制LED的亮灭。（软件代码命名为:8255.ASM，代码要求用小写字母，且必须经过优化，源代码小于<95行，每条指令算1行,伪指令也算1行）
3.基础实验二：流水灯设计实现
能够在自行设计的接口开发板上，实现拨动不同开关控制LED灯的变化。例如，K1从左往右，K2从右往左，K3从中间向两边，K4从两边向中间依次亮灭变化，按主机键盘任意键退出。（软件代码命名为:TEST2.ASM，代码要求用小写字母，且必须经过优化，源代码小于<85行，每条指令算1行，伪指令也算1行）
4.基础实验三：数码管应用
能够在自行设计的接口开发板上，上电数码管显示0到7，实现拨动不同开关，数码管显示该开关位置值（1-8）；若同时拨动两个以上开关，则数码管显示“E”。（软件代码命名为:8SEGMENT.ASM，代码要求用小写字母，且必须经过优化，源代码小于<100行，每条指令算1行，伪指令也算1行）
5．抢答器：
用逻辑开关模拟竞赛抢答器按钮（共8个开关：K0 ~ K7）当某个逻辑开关置“1”时，相当某组抢答按钮按下。在七段数码管上将其组号（0~7）显示出来，若为0表示无人抢答。从键盘上按空格键开始下一轮抢答，按 <ESC>键 退出程序。
三．概要设计
1．功能模块图；
开始
初始化
开始抢答？

有组抢答？
判断抢答小组号？
LED灯显示
是
否
是
否
结束

2． 所用芯片8255引脚图

3. 抢答器电路图

四．详细设计
1. 实验步骤
(1)、在实验箱上连接8255的WR、CS、RD、D0-D7、A1A0以及8255输入输出端口A，B，C口连接到led灯、8段数码管、开关上。硬件电路搭建完毕。
(2)、在TD—PIT上篇写汇编程序，进行测试。
(3)、在Proteus 上按照需求连接电路，为验证电路正确性，为其加入输入，进行模拟。模拟结果正确后，将电路图保存。
(4)、制作硬件电路
2、遇到的问题：
(1)、在8255的使用过程中，由于对控制字的使用错误，导致不能从A、B口输出信息，最后通过检查，改变控制字，实现了功能。
(2)、汇编语言的运用。由于平时较少使用汇编语言，用汇编语言编写程序方面存在不小的障碍，通过知识回顾复习，对汇编进一步的了解后，熟练运用。
(3)、汇编语言要求短小精悍，由于程序过长，在使用jnz指令时，出现错误：Relative jump out of range byte XXXXh bytes。通过二度跳转，解决了这个问题。

五．调试情况，设计技巧及体会
通过对抢答器这一课题的设计和实现,使我更好的将理论与实践相结合,我更加深入地理解了微机原理课程上讲到的并行芯片8255的功能，以及引脚的作用，同时加深了对于该芯片的应用的认识，同时在试验室的环境里熟悉了汇编程序的编写过程和运行过程。更重要的是通过这个实验，进一步掌握了程序设计的合理结构。但要达到这样的程度其首要条件还是要学好课本上的基础知识,理解每一条指令的意义。让我感到很欣慰的是，与搭档的合作下高效地、顺利地完成本次实验。

六．参考文献
《微机接口技术及其应用》---李育贤
《微型计算机原理》---王忠民
七．附录：源代码（电子版）
一、8255基本输入输出
data segment
data ends
code segment
assume cs:code, ds:data
start:
mov dx,1403h
mov al,10010000b
out dx,al
read:
mov dx,1400h
in al,dx
mov dx,1401h
out dx,al
mov ah,1
int 16h
jz read
mov ah,4ch
int 21h
code ends
end start
二、流水灯设计实现
data segment
my8255_a equ 1400h ;8255的A口地址
my8255_b equ 1401h ;8255的B口地址
my8255_c equ 1402h ;8255的C口地址
my8255_mode equ 1403h ;8255的控制寄存器地址
mode_a db 10001001b ;控制字
left db 0feh
data ends
code segment
assume cs:code,ds:data
start:

MOV DX, 1406H ;写控制口
MOV AL, 90H
OUT DX, AL

READ:
MOV DX, 1400H ;写A端口
IN AL, DX
MOV DX, 1402H ;写B端口

AND AL, 01H
JZ key1

AND AL, 02H
JZ key2

AND AL, 04H
JZ key3

AND AL, 08H
JZ key4

JMP READ

key1:
;for( i = 0; i < 5; i++)
;for(al = 0x08; al != 0; al >> 1)

MOV CX, 5
MOV AL, 08H

L_TO_RCNT:
PUSH CX

L_TO_R:
MOV CX, 8
OUT DX, AL
SHL AL, 1
LOOP L_TO_R

POP CX

LOOP L_TO_RCNT

JMP READ

key2:

;for( i = 0; i < 5; i++)
;for(al = 0x01; al != 0; al << 1)

MOV CX, 5
MOV AL, 01H

R_TO_LCNT:
PUSH CX

R_TO_L:
MOV CX, 8
OUT DX, AL
SHR AL, 1
LOOP R_TO_L

POP CX

LOOP R_TO_LCNT

JMP READ

key3:

MOV CX, 5

M_TO_OCNT:
MOV SI, 4
M_TO_O:
MOV AL, TABLE[4-SI]
OUT DX, AL
DEC SI
JNZ M_TO_O

LOOP M_TO_OCNT

JMP READ

key4:

MOV CX, 5

CNT:
MOV SI, 4
O_TO_M:

MOV AL, TABLE[SI]
OUT DX, AL
DEC SI
JNZ O_TO_M

LOOP CNT

JMP READ

; OUT DX, AL
; JMP READ

mov ax, 4c00h
int 21h

CODE ENDS

end start三、数码管应用
data segment
my8255_a equ 1400h ;8255的A口地址
my8255_b equ 1401h ;8255的B口地址
my8255_c equ 1402h ;8255的C口地址
my8255_mode equ 1403h ;8255的控制寄存器地址
mode_a db 10001001b ;控制字
data ends
code segment
assume cs:code,ds:data
start:

MOV DX, 1406H ;写控制口
MOV AL, 90H
OUT DX, AL

READ:
MOV DX, 1400H ;写A端口
IN AL, DX
MOV DX, 1402H ;写B端口

MOV BL, AL ;保存端口读到的值
A1:

TEST AL, 01H
JNZ A2

OR AL, 01H
CMP AL, 0FFH
JZ key1

JMP keyE
A2:
MOV AL, BL
TEST AL, 02H
JNZ A3

OR AL, 02H
CMP AL, 0FFH
JZ key2

JMP keyE

A3:
MOV AL, BL
TEST AL, 04H
JNZ A4

OR AL, 04H
CMP AL, 0FFH
JZ key3

JMP keyE

A4:
MOV AL, BL
TEST AL, 08H
JNZ A5

OR AL, 08H
CMP AL, 0FFH
JZ key4

JMP keyE

A5:
MOV AL, BL
TEST AL, 10H
JNZ A6

OR AL, 10H
CMP AL, 0FFH
JZ key5

JMP keyE

A6:
MOV AL, BL
TEST AL, 20H
JNZ A7

OR AL, 20H
CMP AL, 0FFH
JZ key6

JMP keyE

A7:
MOV AL, BL
TEST AL, 40H
JNZ A8

OR AL, 40H
CMP AL, 0FFH
JZ key7

JMP keyE

A8:
MOV AL, BL
TEST AL, 80H
JNZ READ

OR AL, 80H
CMP AL, 0FFH
JZ key8

JMP keyE

key1:
MOV AL, TABLE[0]
OUT DX, AL

JMP READ

key2:

MOV AL, TABLE[1]
OUT DX, AL

JMP READ

key3:

MOV AL, TABLE[2]
OUT DX, AL

JMP READ

key4:

MOV AL, TABLE[3]
OUT DX, AL

JMP READ

key5:
MOV AL, TABLE[4]
OUT DX, AL

JMP READ
key6:
MOV AL, TABLE[5]
OUT DX, AL

JMP READ

key7:
MOV AL, TABLE[6]
OUT DX, AL

JMP READ

key8:
MOV AL, TABLE[7]
OUT DX, AL

JMP READ
keyE:
MOV AL, TABLE[8]
OUT DX, AL

JMP READ

; OUT DX, AL
; JMP READ

mov ax, 4c00h
int 21h

CODE ENDS

end start
四、抢答器
data segment
my8255_a equ 1400h ;8255的A口地址
my8255_b equ 1401h ;8255的B口地址
my8255_c equ 1402h ;8255的C口地址
my8255_mode equ 1403h ;8255的控制寄存器地址
mode_a db 10001001b ;控制字
data ends
code segment
assume cs:code,ds:data
start:

MOV DX, 1406H ;写控制口
MOV AL, 90H
OUT DX, AL

READ:
MOV DX, 1400H ;写A端口
IN AL, DX
MOV DX, 1402H ;写B端口

;倒计时过程 到了0开始抢答
MOV SI, 5
TIME:
;延时等待
MOV CX, 0FFFFH
delay:
LOOP delay

MOV AL, TABLE[SI]
OUT DX, AL
DEC SI
JNZ TIME

MOV BL, AL
A1:
TEST AL, 01H
JZ key1
A2:
TEST AL, 02H
JZ key2

A3:
TEST AL, 04H
CMP AL, 0FFH

A4:
TEST AL, 08H
JZ key4

A5:
TEST AL, 10H
JZ key5

A6:
TEST AL, 20H
JZ key6

A7:
TEST AL, 40H
JZ key7

A8:
TEST AL, 80H
JZ key8

;无人抢答
MOV AL, TABLE[0]
OUT DX, AL

NEXT: ;等待输入空格键或者Esc 到下一轮抢答或者退出程序
MOV AH, 1
INT 21H ;

CMP AL, 32 ;是否为 空格
JZ READ

CMP AL, 27 ;是否为 Esc
JZ END

key1:
MOV AL, TABLE[1]
OUT DX, AL

JMP NEXT

key2:

MOV AL, TABLE[2]
OUT DX, AL

JMP NEXT

key3:

MOV AL, TABLE[3]
OUT DX, AL

JMP NEXT

key4:

MOV AL, TABLE[4]
OUT DX, AL

JMP NEXT

key5:
MOV AL, TABLE[5]
OUT DX, AL

JMP NEXT
key6:
MOV AL, TABLE[6]
OUT DX, AL

JMP NEXT

key7:
MOV AL, TABLE[7]
OUT DX, AL

JMP NEXT

key8:
MOV AL, TABLE[8]
OUT DX, AL

JMP NEXT

; OUT DX, AL
; JMP READ
END:
mov ax, 4c00h
int 21h

CODE ENDS

end start