微机课程设计竞赛抢答器

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1、微机原理与接口技术课程设计报告题目 竞赛抢答器系别 专业 班级学号 姓名 指导教师 设计时间2016目 录第一章关于抢答器的概述及设计要求1.1数字抢答器的简介1.2课程设计要求1.3实现功能第二章 总体设计2.1功能需求分析 22可行性分析2.3硬件总体设计硬件器材内存单元地址 2.4软件流程图第三章硬件设计3.1所选芯片介绍可编程并行接口接口芯片 8255A可编程定时器/计数器 82533.2系统所选用各芯片的连接 各芯片与CPU勺连接各芯片之间的连接和与外设的连接 第四章软件设计4.1程序流程 4.2子程序清单4. 2.1芯片8255初始化：4. 2.2 芯片8253初始化： 4. 2.

2、3 获取选手号码子程序： 数码管显示子程序：扬声器鸣叫时间：第五章结果分析结束语附录参考文献主程序清单第一章关于抢答器的概述及设计要求1.1数字抢答器的简介抢答器是在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答 者的机器。通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。随 着科学技术的不断发展，促使人们学科学，学技术，学知识的手段多种多样，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、评选优胜及各种 智力竞赛等。目前知识竞赛之类的活动愈加频繁，凡是有知识竞赛类的活动那么也就必然离不开抢 答器。针对主持人提出的问题，各组一般要进

3、行必答和抢答，对于抢答，要判定哪组先按 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 素的影响，实现了抢答公平公正的原则。所以操作简单、经济实用的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的首选。1.2课程设计要求内容：用微机原理实验箱，在外接 8个按键的抢按下，让8段LED数码管显示抢答者 编号，并使喇叭响一下。具体要求：（1） 通过实验箱上8255芯片接收来自实验箱按键的信息，将该信息送入8088CPU由 CPL判断是哪个按键按下；（2） 8088CPU将判断出的按键信息转换为8段显示码，并通过8255芯片发送到8段显示 模块显示；（3） 在显

4、示按键信息的同时通过实验箱上8253芯片产生一定频率的方波信号发送到音 频功放模块，发出声音；（4）提高要求：能对几乎同时发生的按键进行判别，找到先按的键。1.3实现功能当没有选手按下按键时，LED数码管显示“-”符号，表示此时可以进行抢答，当抢 答开始，选手按下8路抢答器中的任何一路开关时，8段LED数码管上显示最先按开关 的选手的号码，同时蜂鸣器鸣叫一段时间以示已经有人抢答成功。当一位选手抢答成功时，数码管上显示这位选手的号码，此时其他选手再按下按键不会产生任何作用，系统进入锁死状态，当抢答成功的选手退下按键时，LED数码管显示“-”符号，表示系统已经初始化，可以进行下一轮抢答。第二章总体

5、设计2.1功能需求分析系统必须准确判断抢答者的信息，根据按键信息判断被按下的按键的序号，在LED数码管上显示相应的数字反映抢答信息，同时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芯片的PA0PA7当8组均未按下抢答按钮时，送入到 并行接口的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。当采样到哪一组的抢答信号已经发出，则记录下该组的组号，从PB 口输出组号所对应的LED数码管段码，同时PC7端口连接至定时器的门控信号端口，使定时器工作，输出 端连接到蜂鸣器，蜂鸣器鸣叫一段时间

6、后关闭，若系统检测到按键信息全为0时，表明选手已经把按键退下，则系统重新开始检测按键状态，进入下一个抢答环节。2.3硬件总体设计硬件器材所需器件：可编程并行接口芯片8255、可编程定时器/计数器 8253,扬声器，一个LED显示器，8个按键。内存单元地址 可编程并行接口接口芯片 8255A的端口地址为0ff28H、0ff29H、0ff2AH、0ff2BH。 可编程定时器/计数器 8253的端口地址为0040H 0041H 0042H 0043H2.4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YY无按键按下NY按键1按下NY按键2按下NY按键3按下NY按

7、键4按下NY按键5按下NY按键6按下N* LED显示7按键7按下NY按键8按下LED显示8* LED显示1* LED显示2 LED显示3* LED显示4* LED显示5* LED显示6蜂鸣器响一声图1系统软件流程图检测PA 口是否全为0YN按键全为0第三章硬件设计3.1所选芯片介绍可编程并行接口接口芯片8255A 8255A内部结构8255A芯片是一个采用NMO工艺制造的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。 8255A主要的外部引脚PAilr

8、CS tiTSEJu r wi pt z】 rcj 叫 rBfl PBtIHJjPAiPA.PAtPA“W liIt K SI I图2 8255A引脚图PA7PA0 A 口的8条I /O线。8条线只能同时作为输入或输出，不能分开使用， 可设置成双向口，也只有 A 口允许这样做。PB7PB0 B 口的8条I /O线。不可以设置成双向口，其它和 A 口一样。PC7PC0 C 口的8条I /O线。不可以设置成双向口，但它可以分拆为两组即高 4 位和低4位，这两组可以任意设置为输入或输出。除了作为独立的 I/O线外，C口还 经常为A 口、B 口服务，配合A 口、B 口作联络线使用。A1、A0:端口地址

9、选择信号。用于选择 8255A的3个数据端口和一个控制口。当 A1A0=00时，选择端口 A;为01时，选择端口 B;为10,选择端口 C;为11时，选择 控制口。 8255A工作方式万式0:基本的输入/输出万式。A 口、B 口、C 口都可以工作在些万式下8255A方式控制字格式 表1 8255方式控制字D7D6 D5D4D3D2D1D01A 口A 口C 口高4位B 口B 口C 口低4位00 方式001 方式11x 方式20 输岀1 输入0 输岀1 输入0方式01方式10 输岀1 输入0 输岀1 输入可编程定时器/计数器8253 8253的内部结构8253采用NMO工艺制成，有24个引脚，所有

10、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,它包括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个部分。 8253的外部引脚07IDSD5ID4ID30201DOCLhDOUTOSAT BOGWD35283425左2130怕18仃1615饵13VccWVR師 rrA1AOCLK2 OUT?GATE2CLK1OUT1GATG1图3 8253引脚图A1、A0:地址输入线，用来址8253内部的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，用于输入定时脉

11、冲或计数脉冲信号。CLK可以是系统的时钟脉冲，也可以由系统时钟分频或者其他脉冲源提供。当用于定时时， 这个脉冲必须是均匀的、连续的、周期精确的，而用于计数时，这个脉冲可以是不均 匀的、断续的、周期不定的。GATEO GATE1 GATE3门控输入端，用于外部控制计数器的启动计数和停止计数 的操作。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的 同步。OUTO OUT1 OUT2计数输出，当计数器从初值开始完成计数操作进，OUT引脚输出相应的信号。 8253的工作方式方式0:减1计数到0，产生中断请求信号。方式3:减1计数到初值的1/2,方波发生器。 8253方式控制字格式表

12、2 8253方式控制字D7 D6D5 D4D3 D2 D1D000选计数器001选计数器110选计数器200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0001方式1X10 方式2X11 方式3100 方式4101 方式50二进制计数1 BCD计数3.2系统所选用各芯片的连接各芯片与CPU的连接8255A、8253的数据总线D7D0端、CS端、RD端、WR端、INTA端、INT端分别与CPU的数据总线D7D0端、片选端0040H IOR端、IOW端、INTA端、INTR端相连。 8255A、8253的A1、A0端分别与CPU地址线的A1、A0端相连。各

13、芯片之间的连接和与外设的连接8255A的A 口的PA7PA（依次接 按键1” 按键8”，B 口的PB7PB0通过驱动器1 接到LED显示器，8253的GATE（端接PC7端口，CLK0接 1MHz OUT0的输出接入接扬 声器。第四章软件设计4.1程序流程设定好8255、8253的方式控制字后，根据读取 8255PA端口的状态值，获取选手的具 体号码，从而转到相应程序，将号码所对应的段码输出到 PB端口进行数码管显示。同时 将PC7置1,使相连的GATE01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 0FF28HPO

14、RT_B EQU 0FF29HPORT_C EQU 0FF2AHPORT_CTL EQU 0FF2BHMOV 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,AL4.22 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3OUT DX,ALMOV AX,1000;计数器初值MOV DX,40HOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,AL4. 2.3获取选手号码子程序：在硬件电路中，8255的PA端口连接开关按键，根据读取PA的状态可以判断出按下的是哪个键（按下为高电平），根据进行移位操作，可得出选手