基于微机原理彩灯控制器的设计

课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 自动化1071 指导教师： 工作单位： 题 目:彩灯控制器设计 初始条件：1 运用所学的微机原理知识；2 微机原理和接口技术实验室的实验箱设备。要求完成的主要任务:a) 要求至少以三种方式控制LED灯的显示，序号依次为：0，1，2，3，4，5，6，7（自然数列）；1，3，5，7（奇数列）；0，2，4，6（偶数列）。然后又依次显示同上数列，不断循环；b) 扩展功能：允许增加新自定义的LED灯的显示模式。c) 打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化；d) 每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。e) 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。时间安排： 序号阶 段 内 容所需时间（天）1设计思路、原理电路设计12编程,调试33撰写课程设计报告1合 计5指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日基于微机原理彩灯控制器的设计摘 要电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。随着电子技术的发展，计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的作用，多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自动控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机，而随者人们生活水平的提高，彩灯控制器等优点受到人们的欢迎，在很多场合得到了广泛的应用。当前，许多户外商业广告、公益广告、节日彩灯等大多采用循环灯控制形式。它们通过巧妙构思与创作，可以做到广告、彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环境的作用，营造文明亮丽氛围。本课程设计是基于微机原理与接口技术的简单应用。通过硬件与软件的结合，用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了现代彩灯控制与管理问题的现状，结合彩灯的实际情况阐述了彩灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的彩灯控制系统的硬件、软件电路设计方案。目录前言 第一章 彩灯控制器的设计要求与设计方案1.1 设计方案的论证与确定1.2 彩灯控制器的设计要求第二章 彩灯控制器的硬件与软件设计2.1 彩灯控制器的硬件系统框图2.2 软件主程序分析及其流程图第三章 彩灯控制器的安装与调试4.1 硬件调试 断电调试4.2 通电调试 软件调试4.3 调试过程第四章 设计体会与小结 附录14前言随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。彩灯控制电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，而本人则试图利用课本中微机原理与接口技术，通过硬件与软件的结合，即计算机软件与8255A实验芯片的硬件完成八路彩灯控制器设计，并用我们刚刚学过的汇编语言编写程序模拟分析了现代彩灯控制与管理问题的现状，结合彩灯的实际情况阐述了彩灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的彩灯控制系统的硬件与软件电路相结合的操作方法。第一章 彩灯控制器的设计要求与设计方案1.1 设计方案的论证与确定通过比较，本课程设计用8255A芯片来构成电路，工作于方式为0状态有效，实现8255A芯片的B口为输入，A口为输出，采用软硬件结合的方式来实现控制彩灯，即1）发生电路采用8255A芯片来构成发生电路2）显示电路采用LED发光二极管来实现显示电1.2 彩灯控制器的设计要求1) 求至少以三种方式控制LED灯的显示，序号依次为：0，1，2，3，4，5，6，7（自然数列）；1，3，5，7（奇数列）；0，2，4，6（偶数列）。然后又依次显示同上数列，不断循环；2) 扩展功能：允许增加新自定义的LED灯的显示模式。3) 打开电源开关，自动清零，即通电后最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化；4) 每个数字的一次显示时间（从数码管显示之时起到消失之时止）基本相等。5) 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。第二章 彩灯控制器的硬件与软件设计2.1 彩灯控制器的硬件设计及系统框图此硬件系统可由三部分组成：计算机控制，8255A控制与LED彩灯显示：彩灯显示系统CPU8255A控制2.2 软件主程序分析及其流程图当输入程序无误时点击START，程序开始运行，先进行初始化，然后执行程序段A0、A1、A2即控制彩灯按顺序闪亮，然后执行A3、A4时风分别循环A3、A4一次，在经过一个跳转指令循环执行A0-A4。当执行终断指令时彩灯则停止循环。开始初始化跳转中断执行A0,A1,A2执行A3执行A4第三章 彩灯控制器的安装与调试3.1 系统硬件检测与调试1）检查试验箱电路元件是否有损坏（有就把损坏的元件给替换）。在载入正确程序后，若计算机提示接口不成功，则关掉试验箱电源后再打开，若发现8个发光二级管有的有亮有的没有亮那么把所坏的发光二级管进行换取，才能保证试验现象的正确性。2）连接试验箱接线，以8255A的B端口为输出显示，连接LED彩灯显示器，接完成硬件的连接。3.2 系统软件检测与调试1）打开应用软件，先检查端口是否连接成功，若没有，检查试验箱的电源是否打开，或者重开一下试验箱和软件。2）通上电检验8255A是否工作正常，LED8个发光二极管是否能亮经过测试，一切正常。将写好的源程序复制在仿真软件上，进行调试下载，检验无误后，直接点击START仿真，观察实验现象。3）参考实验现象是否与编写的程序段结果是否一致，即：先执行0到7的灯亮后按11111100，11110011，11001111，00111111闪烁，在循环11110000，00001111程序段等，若与程序一致则表明试验成功。第四章 设计体会与小结通过短暂一星期的对彩灯控制系统的课程设计，才发现自己对微机原理与接口技术书上的很多知识点都还没掌握好，也可以说是根本没怎么认真的去掌握。不过经过这次课程实际，使我对这门课有了更好的了解，平时没怎么看的知识点也在这次设计中大概的复习了下，把课本所学到理论知识和实践联系到了一起，也就使我更加的了解实际运用的能力。当然这次的设计也出现了很多的问题和困难，它也在无形中教会了我在碰到困难时要独立去思考，精良不要去依赖老师和同学的帮助。在这过程中，也使我对一年后的论文答辩有了更为深刻的了解。附录1、系统源程序CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START:PUSH DS MOV AX,0000H MOV DS,AX MOV AX,OFFSET IRQ7 MOV SI,003CH MOV SI,AX MOV AX,CS MOV SI,003EH MOV SI,AX POP DS IN AL,21H AND AL,7FH OUT 21H,AL MOV DX,63H MOV AL,90H OUT DX,AL MOV AL,11111111B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,00000000B OUT 61H,AL CALL DELAY A0:MOV AL,11111110B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11111101B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11111011B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11110111B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11101111B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11011111B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,10111111B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,01111111B OUT 61H,AL CALL DELAY A1:MOV AL,11111100B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11110011B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11001111B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,00111111B OUT 61H,AL CALL DELAY A2:MOV AL,11111000B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11000111B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,00011111B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV CX,0005H A3:MOV AL,11110000B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,00001111B OUT 61H,AL CALL DELAY LOOP A3 MOV CX,0005H A4:MOV AL,00000000B OUT 61H,AL CALL DELAY MOV AL,11111111B OUT 61H,AL CALL DELAY LOOP A4 JMP A0DELAY PROC NEAR PUSH CX MOV CX,0AAAAHA5: LOOP A5 POP CX RETDELAY ENDPDELAY1 PROC NEAR PUSH AX PUSH CX MOV CX,0010HA6: CALL DELAY LOOP A6 POP CX POP AX RET DELAY1 ENDPIRQ7: IN AL,60H OUT