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1、机械系统计算机接口技术课程机械系统计算机接口技术课程设计设计要求:n 系统硬件原理图（系统硬件原理图（A3）n 设计说明书一份（设计说明书一份（5000)n 软件设计软件设计n 封面任务书目录正文参考文献封面任务书目录正文参考文献源程序答辩记录源程序答辩记录设计任务说明按排：按排：1-6号号7-12号号13-18号号19-24号号25-30号号31-36号号1、七工位状态指示系统、七工位状态指示系统 n采用采用8086CPU最小模式或最大模式；最小模式或最大模式；n以以位位置置开开关关作作为为到到位位信信号号并并用用发发光光管管表表示示，再输出开关信号启动下一动作；再输出开关信号启动下一动作；
2、n要求设计有启动、停止、急停按键。要求设计有启动、停止、急停按键。 2、十字路口交通灯控制系统、十字路口交通灯控制系统 n采用采用8086CPU最小模式或最大模式；最小模式或最大模式； n设计定时模块实现交通灯切换；设计定时模块实现交通灯切换；n设设计计用用8255控控制制多多个个红红、绿绿、黄黄发发光光二二极极管管动态显示。动态显示。3、串行定时发送接收系统、串行定时发送接收系统 n采用采用8086CPU最小模式或最大模式；最小模式或最大模式；n设设计计以以8250（8251）为为主主，以以RS232为为标标准的串行通讯系统；准的串行通讯系统；n设设计计实实现现定定时时发发送送数数据据，同同
3、时时可可接接收收不不同同命命令改变发送数据。令改变发送数据。4、时钟计时和报时系统、时钟计时和报时系统 n采用采用8086CPU最小模式或最大模式；最小模式或最大模式；n设计以设计以8253为计时基准的时钟系统；为计时基准的时钟系统；n实实现现6位位LED共共阴阴极极数数码码管管动动态态显显示示时时间间，并并能定时报警和时间修改。能定时报警和时间修改。5、流水线产品计数显示系统、流水线产品计数显示系统 n采用采用8086CPU最小模式或最大模式；最小模式或最大模式；n要要求求对对生生产产线线上上每每班班生生产产产产品品的的个个数数进进行行统统计；计；n设设计计实实现现产产品品数数量量计计数数和
4、和实实时时显显示示，并并可可以以清零。清零。6、温度压力信号显示报警系统、温度压力信号显示报警系统 n采用采用8086CPU最小模式或最大模式；最小模式或最大模式；n采采用用ADC0809（或或其其它它A/D芯芯片片）实实现现二二路路模拟量采集；模拟量采集；n采用中断方式实现实时采样显示和超限报警。采用中断方式实现实时采样显示和超限报警。设计说明书要求结合自己设计进行说明结合自己设计进行说明1.绪论n目的与意义目的与意义n本设计的主要工作本设计的主要工作2.总体方案设计n系统总体设计要求系统总体设计要求n系统总体框图设计系统总体框图设计n系统输入输出通道设计系统输入输出通道设计n输入开关量输入
5、开关量n输出开关量输出开关量n输入模拟量输入模拟量n输出模拟量输出模拟量n键盘设计键盘设计n显示设计显示设计3.XX系统硬件设计n控制系统器件选择控制系统器件选择n控制系统接口通道分配控制系统接口通道分配n主控单元电路主控单元电路n输入电路输入电路n输出电路输出电路n时钟电路时钟电路n复位电路复位电路n电源电路电源电路n键盘及显示电路键盘及显示电路4.XX系统软件设计n软件设计需求软件设计需求n软件总体设计软件总体设计n人机接口程序设计人机接口程序设计n键盘处理程序键盘处理程序n显示处理程序显示处理程序n（定时、外部）中断服务处理程序（定时、外部）中断服务处理程序5.总结n系统设计汇总系统设计
6、汇总n注意事项注意事项n体会体会参考文献1李李广广第第.单单片片机机基基础础M.北北京京:北北京京航航空空航航天天大学大学,20072王王玉玉琳琳.8279芯芯片片的的显显示示接接口口分分析析及及混混合合显显示电路设计示电路设计J.机械与电子，机械与电子，2005（1）.说明书格式要求n见教务处网站见教务处网站n装订要求装订要求n封封面面任任务务书书目目录录正正文文参参考考文文献献附附录录（源程序）答辩记录（源程序）答辩记录设计注意事项设计注意事项n了解被控对象的要求了解被控对象的要求n综合分配和利用系统的软硬件资源综合分配和利用系统的软硬件资源n熟悉对应的开发平台熟悉对应的开发平台n控制系统
7、的硬件设计控制系统的硬件设计n总的电路设计总的电路设计n各部分电路设计各部分电路设计n控制系统的软件设计控制系统的软件设计n主控程序主控程序n子程序子程序设计要求说明设计说明书正文内容要求n1、功能需求分析、功能需求分析n2、总体方案说明、总体方案说明n3、系统硬件部分设计、系统硬件部分设计n3.1、硬件总体设计、硬件总体设计 画系统结构简图画系统结构简图 并简单说明各构成部分并简单说明各构成部分n3.2、CPU选型选型n工作模式选用说明工作模式选用说明n3.3、存储器构成、存储器构成 n选用选用ROM和和RAM芯片说明芯片说明n分别图示三总线与分别图示三总线与ROM和和RAM连接连接n分析分
8、析ROM和和RAM的地址空间的地址空间n3.4、接口扩展、接口扩展n 接口芯片选择说明接口芯片选择说明n 图示本系统的三总线与接口芯片连接图示本系统的三总线与接口芯片连接n 确定各芯片端口地址并说明确定各芯片端口地址并说明n 依据功能要求分析确定接口芯片的工作模式以及各引脚的具体作用定义依据功能要求分析确定接口芯片的工作模式以及各引脚的具体作用定义n 3.5、其他选用芯片说明、其他选用芯片说明n4、系统软件部分设计、系统软件部分设计n 4.1、软件总体设计、软件总体设计n 图示说明系统软件的构成及各模块的功能图示说明系统软件的构成及各模块的功能n 4.2、主程序说明、主程序说明n 功能说明、流
9、程图、数据定义说明、调用关系功能说明、流程图、数据定义说明、调用关系n 4.3、子程序设计说明、子程序设计说明n 功能说明、流程图、数据定义说明、调用及被调用关系功能说明、流程图、数据定义说明、调用及被调用关系n5、总结与体会、总结与体会n6、参考文献、参考文献n附录附录软件设计要求n程序名程序名n程序功能说明程序功能说明n流程图流程图n程序属性：主程序，子程序，中断服务程序程序属性：主程序，子程序，中断服务程序n调用关系调用关系n输入、输出参数说明输入、输出参数说明n变量说明变量说明n注解注解设计样例说明8088系统（三总线）原理图例：存储器扩展例:接口扩展图例：串行接口扩展n串行接口扩展串
10、行接口扩展n8251作用说明作用说明n与与 8086的的 AB、 DB、CB连接关系连接关系n端口地址说明端口地址说明n工工作作方方式式选选择择（初初始始化化命令字）命令字）硬件说明例n扩展接口芯片扩展接口芯片8255（如图示）（如图示）n可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片n用于用于6位位LED显示显示nPA口用于位控口用于位控nPA0控控LED0nPA1控控LED1nPA2控控LED2nPA3控控LED3nPA4控控LED4nPA5控控LED5nPB口用于口用于7段段LED段控段控nPB0：A段段nPB1：B段段nPB2：C段段nPB3：D段段nPB4：E段段nPB5：F段段nPB6：G段
11、段nPB7：DP段段n与（三总线）主控芯片连接与（三总线）主控芯片连接nD0-D7接接D0-D7nA0接接A0，A1接接A1nCS接接XXX译码译码nRD接接RDnWR接接WRn8255在系统中的端口地址在系统中的端口地址nPA口：口：xxxxHnPB口：口：xxxxHnPC口：口：xxxxHnP控制口：控制口：xxxxHn8255命令控制字命令控制字nPA口方式口方式0输出，输出，PB口方式口方式0输出输出软件设计说明例n显示子程序显示子程序n显示子程序名：显示子程序名：DISPDISPn功能：将地址功能：将地址LED5LED5LED0LED0中的内容在数码管上显示出来。中的内容在数码管上显
12、示出来。n入口条件：入口条件：LED5LED5LED0LED0n调用程序：定时中断调用调用程序：定时中断调用n被调用子程序：延时子程序被调用子程序：延时子程序n出口条件：无出口条件：无n显显示示的的原原理理如如下下：从从最最左左边边数数码码管管开开始始，由由PAPA口口输输出出位位控控码码（在在这这里里为为00100000B00100000B，即即20H20H），由由82558255的的PBPB口口输输出出欲欲显显示示的的字字形形码码（如如字字符符“0 0”，共共阴阴极极的的字字形形码码为为“0C0H0C0H”），则则在在最最左左边边的的数数码码管管显显示示字字符符“0 0”。然然后后，由由P
13、APA口口输输出出位位控控码码（在在这这里里为为00010000B00010000B，即即40H40H），由由82558255的的PBPB口口输输出出欲欲显显示示的的字字形形码码，则则在在下下一一个个数数码码管管显显示示相相应应字字符符。40H40H可可以以由由对对20H20H循循环环移移位位得得到到。共共循循环环6 6次次，则则6 6个个数数码码管管自自左左至至右右顺顺序序显显示示一一次次，调调整整好好中中间间的的间间隔隔时时间间（用用延延时时程程序序实现），利用人的视觉暂留，得到同时显示的效果。实现），利用人的视觉暂留，得到同时显示的效果。n由由于于字字形形码码无无规规律律可可寻寻，编编程
14、程不不方方便便，因因此此，将将字字形形码码按按0 0、1 1、，9 9，A A，F F的的顺顺序序排排列列，其其它它字字符符如如H H、_ _、空空字字符符（熄熄灭灭）排排在在其其后后，构构成成字字形形表表。在在LED5LED0LED5LED0存存放放欲欲显显示示字字符符在在表表中中的的序序号号，通通过过查查表表程程序序得得到到相相应应的的字字形形码码，由由PBPB口口输输出出。如如显显示示“0 0”时时，在在LED5LED5中中不不是是字字形形码码为为“0C0H0C0H”，而而是是“00H00H”，因因为为字字形形码码“0C0H0C0H”在在字字形形表表中中的的序序号号是是“0 0”，161
15、6进进制制表表示示为为“00H00H”。字字形码表见表形码表见表2-12-1。n由此，可绘制程序框图如右图所示。由此，可绘制程序框图如右图所示。SILED5CX06HDL20HCX1=0ALSIALXALT查表PB口ALPA口AL(DL)DL循环右移SISI1返回YN显示子程序框图调延时子程序BXTABLE恢复寄存器常用芯片说明8088的引脚图12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221 GND A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 A
16、D1 AD0 NMI INTR CLK GNDVCCAD15AD16 / S3AD17 / S4AD18 / S5AD19 / S6SS0* (HIGH)MN / MX*RD*HOLD (RQ)*/ GT0*)HLDA (RQ1* /GT1*)WR* (LOCK*)M / IO ( S2* )DT / R* ( S1* )DEN ( S0 )ALEINTATEST*READYRESET808874LS244双双4位单向缓冲器位单向缓冲器分成分成4位的两组位的两组每组的控制端连接每组的控制端连接在一起在一起控制端低电平有效控制端低电平有效输出与输入同相输出与输入同相每一位都是一个三态门，每一位都
17、是一个三态门，每每4个三态门的控制端连接在一起个三态门的控制端连接在一起Intel 82868位双向缓冲器位双向缓冲器控制端连接在一起，控制端连接在一起， 低电平有效低电平有效可以双向导通可以双向导通输出与输入同相输出与输入同相OE*0，导通，导通 T1 AB T0 ABOE*1，不导通，不导通每一位都是一个双向三态门，每一位都是一个双向三态门，8位具有共同的控制端位具有共同的控制端74LS2458位双向缓冲器位双向缓冲器控制端连接在一起，控制端连接在一起， 低电平有效低电平有效可以双向导通可以双向导通输出与输入同相输出与输入同相E*0，导通，导通 DIR1 AB DIR0 ABE*1，不导通
18、，不导通74LS245与与Intel 8286功能一样功能一样74LS273具有异步清零的具有异步清零的TTL上升沿锁存器上升沿锁存器每一位都是一个每一位都是一个D触发器，触发器，8个个D触发器的控制端连接在一起触发器的控制端连接在一起Intel 8282具有三态输出的具有三态输出的TTL电平锁存器电平锁存器STB 电平锁存引脚电平锁存引脚OE* 输出允许引脚输出允许引脚每一位都是一个三态锁存器，每一位都是一个三态锁存器，8个三态锁存器的控制端连在一起个三态锁存器的控制端连在一起74LS373具有三态输出的具有三态输出的TTL电平锁存器电平锁存器LE 电平锁存引脚电平锁存引脚OE* 输出允许引
19、脚输出允许引脚74LS373与与Intel 8282功能一样功能一样参考资料参考芯片n CPU 8086 8088n 8282 8283 74LS373 74LS374 74LS377n 8286 8287 74LS244 74LS245n 8255 8259 8253 8251 8250 8279n8155 8254 nADC0809 DAC0832n74LS137 74LS138 74LS139nROM 2716 2732 2764 27128 27256 27512nRAM 6116 6264 62128 62256 n 实验指导书后基本逻辑芯片实验指导书后基本逻辑芯片参考文献nTP36
20、1-64/G631:1国内外微型计算机电路图集国内外微型计算机电路图集1.2nTP361/D231电路图集：长城系列微型计算机第二册北京：电子工业出版社，电路图集：长城系列微型计算机第二册北京：电子工业出版社，1990nTP361/Z435 80286微机系统电路图集北京：科学出版社，微机系统电路图集北京：科学出版社，1991nTP313/W218 IBM PC/XT.286.386微机汇编语言与外设编程微机汇编语言与外设编程nTP364/L209 IBM-PC长城微机基本输入输出系统长城微机基本输入输出系统BIOSnTP364/Z432 IBM-PC微机接口和编程应用技术实验微机接口和编程应
21、用技术实验 nTP368/G581 PC/286/386/486微机硬件技术与资料手册微机硬件技术与资料手册nTN431.2-62/11 数字逻辑集成电路手册数字逻辑集成电路手册n73.755073/063微机常用集成电路手册微机常用集成电路手册nTP361-62/1新编微机常用集成电路手册新编微机常用集成电路手册nTN86-62/1电源集成电路手册电源集成电路手册nTN4-62/12机电控制集成电路手册机电控制集成电路手册n73.87621/36 8086/8088微微型型计计算算机机系系统统：体体系系结结构构和和软软硬硬件件设设计计 刘刘玉玉成成,吉吉布布森森(Gibson,G.A.)著著
22、；刘刘寿寿和和译译 北北京京：科学出版社，科学出版社，1987n 73.876/218 十六位微处理机十六位微处理机8086北京：清华大学出版社，北京：清华大学出版社，1986n 73.87237/213 微机电路图集微机电路图集(一一) 慕丕勋慕丕勋 采绘北京：北京希望电脑公司，采绘北京：北京希望电脑公司，1993 nTP331/Z522微微机机集集成成电电路路参参数数及及应应用用大大全全：微微处处理理器器、接接口口与与外外设设电电路路庄庄跃跃辉辉, 舒舒妙妙飞飞等等编编北北京京：人人民民邮邮电电出出版版社社，1996nTP271/L312 微机控制机械系统设计上海：上海科学技术出版社，微机控制机械系统设计上海：上海科学技术出版社，1991n计算机硬件技术及应用基础上册：微机原理计算机硬件技术及应用基础上册：微机原理nTP303/14 微机原理及在机械控制中的应用微机原理及在机械控制中的应用nTP366/4 微机总线与接口设计微机总线与接口设计n73.876/222 IBM PC系列微机接口与通讯原理及实例系列微机接口与通讯原理及实例 nTP364/4 PC系列微机接口扩展设计系列微机接口扩展设计 答疑地点与时间时间安排与答疑n设计时间段：设计时间段： n答辩：答辩：n答疑地点：答疑地点：机电学院六楼机械工程及自动化办公室机电学院六楼机械工程及自动化办公室n时间：时间：
