计算机接口技术课程设计

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1、成绩 南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目 双机串行通信系统设计 课 程 名 称 计算机接口技术A 院 系 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 设 计 地 点 指 导 教 师 设计起止时间：2010年 6月12日至 2010年 6月18日南京工程学院课程设计任务书 课 程 名 称 计算机接口技术A 院（系、部、中心） 电力工程学院 专 业 电气工程及其自动化（电网监控）班 级 起 止 日 期 2010年6月12日18日 指 导 教 师 1课程设计应达到的目的1）通过课程设计加深理解课堂教学内容，掌握计算机接口技术的基本应用方法。2）掌握常用接口电路的设计，掌握8255A、8253、82

2、59A、8251A、ADC0809等接口芯片的应用和编程方法，做到理论联系实际。2课程设计题目及要求一、课题名称：双机串行通信系统设计二、课题要求设计一个双机串行通信系统，在星研实验系统上实现。具体要求：1）通过8251A实现甲、乙两台实验装置之间异步串行数据的收发。甲机用ADC0809采集05V直流电压并送乙机数码管显示，乙机根据甲机发送来的电压值（数字量）进行判断并发控制信号给甲机的发光二极管显示。发光二极管有关显示规律如下：如果采集到的电压值低于2V，则从最低位开始按顺序使LEDi（i=18）亮；如果采集到的电压值高于3V，则从最先亮的LED开始按顺序使其灭。即先亮的先灭，后亮的后灭。如

3、果采集到的电压值高于等于2V且低于等于3V，则维持LED现状。如果无LED可亮（8个LED已全亮）或无LED可灭（所有LED已全灭），则维持。2）8251A的发送/接收时钟信号由8253分频提供，波特率可选择9600（供参考）或其他；数码管和LED分别通过8255A接入。3) 采用查询法方案实现。三、分组情况2人1组（自由搭配）。3课程设计任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求本次课程设计进行双机串行通信系统的设计。预习要求：1） 复习计算机接口技术A课程实验。2）预习本任务书，根据设计任务，预先画出电路原理图、程序流程图，初步编写实验程序。设计报告要求：1）画出接口部

4、分电路原理图，并阐述系统工作原理。2）绘制程序流程图（Visio绘制），给出源程序清单。3）调试过程和结果分析。4）心得体会。5）要求用WORD撰写报告，上交打印版和电子稿（电子稿全班统一刻盘）。4主要参考文献1、 星研公司. Star ES8688使用说明书.2、 李干林，李升.微机原理及接口技术实验指导书.南京工程学院，2009.3、 刘星.计算机接口技术.北京：机械工业出版社，2003.4、 李继灿.新编16/32位微型计算机原理及应用（第3版）.北京：清华大学出版社，2004.5、 周荷琴，吴秀清.微型计算机原理与接口技术(第三版).合肥：中国科学技术大学出版社，2004.5课程设计进

5、度安排起 止 日 期工 作 内 容2010年6月1213日6月13日下午6月1428日上机调试验收答辩撰写课程设计报告6成绩考核办法上机调试表现占30%，验收答辩表现占30%，设计报告占40%。教研室审查意见： 同意。教研室主任签字： 鞠阳 2010年 6月7日院（系、部、中心）意见：同意。主管领导签字： 李先允 2010年 6月8日1. 设计方案1.1 功能简介 本双机串行通信系统由甲、乙两台主机组成。甲机将所采集到的模拟电压经模数转换后发送到乙机，并在乙机的数码管上显示出电压大小。同时乙机在收到电压信号后发送一个反馈控制信号给甲机，在甲机LED上显示在某一电压范围内调整电压的次数。如果电压

6、小于2伏，则LED依次点亮，直到无灯可亮就保持全亮状态不变。如果电压大于2伏小于3伏，则LED保持当前状态不变。如果电压大于3伏，则LED从最先点亮的开始一次熄灭，直到无灯可灭就保持全灭状态。1.2工作原理各芯片功能分配如下：8251：串行异步通信8253：分频提供8251的发送/接收时钟信号8255：控制数码管或LED显示ADC0809：将模拟电压量转化为数字量8259：发送、接收中断控制（中断法使用）为避免电压波动产生的干扰，系统采用多次采样（采样200次或100次）并求平均值的方法加以控制。同时，为了消除电压调整过程中的中间变化量，程序将当前采样值与上一次发送的 数字电压值（LastAD

7、）比较，若不同说明电压发生了调整，这时将采样值送给LastAD，将发送标志FLAG置0，说明准备发送，但若采样值不是一个稳定值，则暂缓发送。继续采样并求平均值，将平均值与LastAD比较，这时如果相同，则将发送标志FLAG置1，并发送结果。甲机将发送的电压模拟量经AD0809转换成数字量后发送给乙机，乙机接收到甲机发来的数字量后，将其转化为BCD码，因为转换电路对输入模拟电压的分辨率为5V/255=19.5mV，所以数码管 采用四位小数的精确度。通过分别查表找出个位和小数点后各位对应的字型码，存入显示字符缓存，同时送给8255，采用动态扫描技术在数码管上显示对应的模拟电压电压大小。乙机收到数字

8、电压信号显示后，将发送一个反馈控制信号控制甲机LED（1-8）的显示，显示规律在功能概述部分已给出。因为要循环显示，电压调整次数过多时会出现LED显示不规律的问题，解决方法如下：建查询表TAB，其内容为01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H。因为初始化时LED全灭则，所以控制信号为全1，当要点亮或熄灭LED只要依次减去或加上相应位的查表结果。建立两个互不影响的指针FROUNT和REAR，当电压小于2伏时，判断FROUNT是否大于7，若大于则将FROUNT置0（表示第8个LED已经点亮，需要从第一个开始循环点亮），若小于7则判断LED是否已全亮，若全亮则不操作，若不是则点

9、亮FROUNT所指的LED，FROUNT加1。当电压大于3伏时，判断REAR是否大于7，若小于7则判断LED是否全部熄灭，若熄灭则不操作。如果REAR大于7则将REAR置0（表示第8个LED已经熄灭，需要从第一个开始循环熄灭），并判断REAR是否与FROUNT相同，若相同则不操作，若不同则熄灭REAR所指位置的LED，REAR加1。这样就保证了LED能按照要求的规律显示电压在一定范围内调整的情况。采用查询法时，发送前先查TxRDY的值是否为1，若等于1则开始发送；接受前查RxRDY的值是否等于1，若等于1则开始接收。1.3硬件设计1.3.1查询方式系统硬件接线图 甲机接线图 乙机接线图1.3.

10、2查询方式系统硬件引脚连线甲 机连线说明（查询法）C5区(8251):CSA3区:CS2C5区(8253):CSA3区:CS1C5区:A0/A1/C/DA3区:A0/A1/A0C5区:OUT0C5区(8251):TxC/RxCC5区:GATE0C1区:VCCC5区:CLK0(8253)/CLK(8251)B2区:2MHz/4MHzC5区:RxRDY/TxRDYB3区:IR1/IR0C5区:RXD/TXD乙机C5区:TXD/RXDB4区:CS/A0/A1A3区:CS3/A0/A1B4区:GNDC1区:GNDB4区:PA口G6区：LED(1-8)G4区：CS/ADDA/ADDB/ADDCA3区:C

11、S5/A0/A1/A2G4区:CLKB2区:500KHzG4区:IN0D2区:0-5V甲机C1区:GND乙机C1区:GND乙 机连线说明（查询法）C5区(8251):CSA3区:CS2C5区(8253):CSA3区:CS1C5区:A0/A1/C/DA3区:A0/A1/A0C5区:OUT0C5区(8251):TxC/RxCC5区:GATE0C1区:VCCC5区:CLK0(8253)/CLK(8251)B2区:2MHz/4MHzC5区:RxRDY/TxRDYB3区:IR1/IR0C5区:RXD/TXD甲机C5区:TXD/RXDB4区:CS/A0/A1A3区:CS3/A0/A1B4区:GNDC1区:GNDB4区:PA口G6区：LED(1-8)B4区:PA口/PB口G5区:C/B1.4 软件设计 1.4.1 芯片功能（1）8251：串行异步通信 方式控制命令字 操作命令控制字 状态字（2）8253：分频提供8251的发送/接收时钟信号0二进制计数1十进制计数00选择计数器001选择计数器110选择计数器211非法00将减1计数器CE中的数据 锁存到OL中（锁存功能）01对计数器的低8位读或写10对计数器的高8位读或写11计数器16位操作（先低8位，后高8位读或写）000方式0001方式110方式211方式3100方式4101方式5D0D7D6