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1、自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢1目录目录二、课程设计内容 2三、课题分析及设计思路 21、课题分析 22、设计思路2四、系统结构图3五、硬件电路设计31、所用到的相关芯片介绍 32、硬件电路主要模块介绍 自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢24(1)地址锁存及数据缓冲环节 4(2)存储模块 5(3)中断控制模块 6(4)输入输出接口模块6(5)键盘输入模块6(6)输出模块及功能显示7(7)片选模块及地址分配表8六、软件设计自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢381、程序流程图8 2、程序源代码10七、设计过程中遇到的问题及解决方法13八、设计总及结心得体会1
2、31、设计总结132、心得体会 13九、附录14一、课程序设计的目的一、课程序设计的目的经过对微型计算机原理及应用一个学期的学习，我初步认识了计算机系统的基本工作原理，对计算机有了更深刻理解，基本掌握了汇自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢4编语言的编程方法，也学习了 CPU 外部一些常用扩展器件，如8253、8255、8259 等，平时实验课也进行了相关的实践，但都是一些基本的简单应用，且都是分章节的训练，有很多方面都只停留在“知道”的层次，未曾自己去运用过。所以本次课程设计，可以弥补平时的不足，通过综合运用所学过的知识对某一具体对象及实际问题进行分析，并解决问题。还可以让我对该门
3、课程有一个整体的而更深刻的认识，锻炼自己运用所学知识及挖掘各种资源解决实际问题的能力。二、课程设计内容二、课程设计内容设计一个多功能密码锁，用数码管显示工作状态，要求密码锁在输入密码正确的条件下输出开锁电平，控制电控锁开启，同时显示“00”字样。当输入密码错误时，发出错误警告声音，同时显示“FF”字样。当六次误码输入的条件下，产生报警电平报警。还可以实现对密码的修改，修改成功后，蜂鸣器发出确认音。三、课题分析及设计思路三、课题分析及设计思路1、课题分析：因为密码锁的基本功能是可输入密码、修改码以及判断密码是否正确，故需要输入设备及其与 CPU 的接口电路及相关存储设备；判断密码则涉及逻辑分析，
4、即要实现逻辑功能；另外相关的报警提示功能则需要相关的输出设备及其接口电路。2、设计思路：要实现逻辑功能，故选用较熟悉的 CPU8086；分别用一片 2K8 的 RAM 和 4K8 的 ROM 作为存储设备，因为 ROM 只读不可但断电信息不丢失，用来存储相关程序，而 RAM 可读可写，但断电信息会丢失，故用来存储运行期间产生的相关数据。考虑到 8255 的端口兼具输入输出功能，灵活方便，所以选用一片 8255 作为输入输出设备与 8086 间的接口；采用一个准 34 的按键阵作为 0 到 9 数字及相关功自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢5能选择的输入；输出设备方面，采用两位数码管
5、实现题目的状态提示要求，用一个蜂鸣器作为相关的报警、提示的声音输出，用一个发光二极管作为开锁的提示。另外，为简化编程，采用 8259 中断控制器来触发中断实现密码锁工作模式的转换，其中的密码输入及判断功能与密码修改功能分别用两个外部中断来触发中断服务程序来实现。本设计的密码位数为 3。四、系统结构图四、系统结构图图1 系统结构图五、硬件电路设计五、硬件电路设计1、所用到的相关芯片介绍(1)CPU80868086 是 Intel 系列 16 位微处理器，有 16 及 20 根地址线，其中 16 根数据线和 20 根地址线中的 16 根复用，可以处理 8 位和 16 位数据，寻址 1MB 的存储单
6、元和 64KB 的 IO口。(2)8255A自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢68255A 是 Intel 系列的并行接口芯片，常作为微机系统与外部设备接口。可以通过软件编程来设置芯片的工作方式，因此，用它连接外部设备时，一般不需要再附加外部电路。PA0PA7：端口 A 输入输出线，一个 8 位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个 8 位的数据输入锁存器。 PB0PB7：端口 B 输入输出线，一个 8 位的 I/O 锁存器， 一个 8 位的输入输出缓冲器。 PC0PC7：端口 C 输入输出线，一个 8 位的数据输出锁存器/缓冲器，一个 8 位的数据输入缓冲器。端口 C 可以通过工作方式
7、设定而分成 2 个 4 位的端口， 每个 4 位的端口包含一个 4 位的锁存器，分别与端口 A 和端口 B 配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。 (3)8259A8259A 芯片是一种可编程中断控制器，用于 CPU 实现对外部中断请求的管理工作对它们实现优先权的排队，向 CPU 发出中断请求信号，提供中断类型码，屏蔽中断输入等功能的中断控制器芯片。其主要功能如下： 一片 8259A 可以接受并管理 8 级可屏蔽中断请求，通过 8 片 8259A 级联可扩展至 64 级可屏蔽中断优先控制。 对每一级中断都可以通过程序来屏蔽或允许。 在中断响应周期，8259A 可为 CPU 提供相应的
8、中断类型码。 具有多种工作方式，并可通过编程来加以选择。(4)74LS373、828674LS373 是一个 8 位的地址锁存器，用与 8086 锁存 8086 输出的地址。8286 是一个 8 位的总线收发器，用提高 8086 的数据输入输出时的驱动能力。2、硬件电路主要模块介绍(1)地址锁存及数据缓冲模块自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢7采用三片74LS373 作为 8086输出地址的锁存，用一片 8286 作为数据缓冲，提高8086 的驱动能力。图2 地址锁存与数据缓冲模块图(2)存储模块存储模块采用一块 RAM M48T02 与一块ROM M2732 采用线选法按字扩展形
9、式联结起来作为存储设备。 图3 存储模块图自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢8(3)中断控制模块 中断控制采用一块 8259A，其中只有 IR0与 IR1 中断开放，单片工作于非缓冲方式，电平触发，优先级是普通全嵌套方式。图4 中断控制模块图(4)输入输出接口模块 用一块 8255A 作为输入输出接口，其中 A 口以方式 0 输出，接键盘阵的列；B 口以方式 0 输入，接键盘阵的行；C 作输出接数码控制显示数值。 图5 输入输出接口模块图(5)键盘输入模块如图1 示，其中的准 34 键盘用作密码数字 09 的输入，B0B3接 8255A 的 PB0PB3 端，A7A5 接 8255
10、A 的 PA7PA5 端，通过逐列自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢9扫描判断所按下的键并返回相应的键值。其中“返回”键作为输入中过程中中途退出用，当按下时则退出当前中断服务程序；“开始输入”与“修改密码”两键分别按下时则分别触发中断进入密码输入及判断中断服务程序与密码修改中断服务程序。图6 键盘输入模块图(6)输出模块及功能显示两位数码管在无任何操作时全灭，在输入密码关态时显示“EE” ，随后分另显示最上面两横、中间两横、最下边两横来提示输入第一、二、三位输入 3 位密码后，若密码正确而显示“00” ，若错误则显示“FF”且蜂鸣器响三下提示，若连续六次输入错误，蜂鸣器报警长鸣一段
11、时间；在修改密码状态，首先要输入原密码，规则与输入 图7 输出模块图密码状态时一样，同样有报输错报警功能。输入原密码正确后再输入两自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢10次新密码，两次新密码一致才会保存新密码，修改成功后蜂鸣器会响一下提示。(7)片选模块及地址分配表如图是对RAM、ROM、8255A、8259A的片选模块，实现址的分配，如表1 示：图8 片选模块图表1 地址分配表六、软件设计六、软件设计1、程序流程图 RAM00000H007FFHROM01000H01FFFHA 口00HB 口02HC 口04H8255A控制字06H偶地址10H 8259A 奇地址11H自动化 2006 级 1 班 37 号 张耀骢8
