微机接口家用电器模拟控制系统课程设计

1、武汉理工大学华夏学院课 程 设 计课程名称 接口技术及应用 题 目 家用电器模拟控制系统 专 业 _ 计算机网络_ _班 级 1092班 学 号 30710909304 姓 名 王攀飞 成 绩 _指导教师 李朝纯 汪 汝 2012 年 6 月 28 日课程设计任务书设计题目：家用电器模拟控制系统设计目的：1.巩固和加深课堂所学知识；2.学习掌握计算机控制系统的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力；3.通过家用电器模拟控制系统设计与制作，了解与掌握家用电器的控制原理和实现方法。设计任务：（在规定的时间内完成下列任务）1.采用tdn86/88实验教学系统作为实验平台，利用实验系统提供的8253芯

2、片及其它器件，设计硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图；2.使8253工作在3方式，产生定时时间间隔，作为计时的最小时间单位。3.编程实现4小时（实验用60秒）延时到，接通家用电器电源，使家用电器工作。* 4.用2位7段led数码管显示时间的计时，60秒到显示00，同时使喇叭响5秒。时间安排：6月25日布置题目，确定任务、查找相关资料6月26日6月28日功能分析，硬件设计，拟定实验电路，编写程序，调试程序、运行系统，6月28日下午4:00前检查完系统运行6月29日答辩后撰写设计报告。6月29日上午12：00前检查完设计报告下午4:00前(本人)交设计报告具体要求：设计报告撰写格式要求（

3、按提供的设计报告统一格式撰写）具体内容如下： 设计任务与要求 总体方案与说明 硬件原理图与说明 实验电路图与说明 软件主要模块流程图 源程序清单与注释 问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想）； 小结与体会附录： 源程序（必须有简单注释） 使用说明 参考资料指 导 教 师 签 名： 2012年 6 月 25 日教研室主任（或责任教师）签名： 2012年 6 月 25 日目 录1 需求分析11.1 课程设计题目11.2 软硬件运行环境11.3 开发工具11.4课程设计任务及要求12 概要设计22.1 设计原理及实现方法22.2主要芯片说明32

4、.3家用电器模拟控制系统流程图53 详细设计63.1 初始化芯片63.2中断延时程序设计63.3 程序代码（见附录）64 系统调试与操作说明74.1系统调试74.2 操作说明75 课程设计总结与体会8参考文献8附录：家用电器模拟控制系统程序101 需求分析1.1 课程设计题目随着社会的发展和人们的生活水平的提高，越来越多的家用电器进入了寻常百姓的家庭生活，给大家带来了很多的方便和享受，但现在许多的电器的控制还不够智能化，不够人性化，在此背景下，提出了此课题。据实际需要，采用本系统适时开启家用电器，不但可以节约能源，且可使上班族回到家就可享受舒适空调的环境、吃上可口的饭菜，节省做家务的时间，延长

5、可供休息和学习的时间。1.2 软硬件运行环境tdn86/88实验平台进行硬件连接，利用tdn集成开发环境进行交通灯实时控制系统的程序设计（采用8086汇编语言），利用实验系统提供的8253芯片。1.3 开发工具tdn86/88教学实验系统，pc机。1.4课程设计任务及要求采用tdn86/88实验教学系统作为实验平台，利用实验系统提供的8253芯片及其它器件，设计硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图；使8253工作在3方式，产生定时时间间隔，作为计时的最小时间单位。编程实现4小时（实验用60秒）延时到，接通家用电器电源，使家用电器工作。用2位7段led数码管显示时间的计时，60秒到显示0

6、0，同时使喇叭响5秒。2 概要设计2.1 设计原理及实现方法2.1.1 设计原理系统要求实现对家用电器的模拟控制，延时60s后，家用电器开始工作，并且用数码管来显示时间，记录倒数60s，用8253和8259中断来实现延时，用8255来输出显示倒计时，并在60s后输出低电平。表2.1 8255各端口的作用a口b口c口显示倒计时的高位显示倒计时的低位60秒后输出低电平时家用电器工作2.1.2 实现方法本实验设计的8255端口地址为60h63h，分别为a口，b口，c口，控制口。因此a0、a1为选片信号，所以cup的a0、a1引线直接接到8255的a0、a1。设计原理图如下：图2.1 设计原理图实验连

7、线图如下： 图2.2 8255连线图2.2主要芯片说明图2.3 8255a引脚功能及管脚定义图8255a在使用前要写入一个方式控制字，选择a、b、c三个端口各自的工作方式，共有三种; 方式0 ：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的 i/o方式。其中a、b、c口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。 方式1 ：选通i/o,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有a口和b口可以工作在方式1，此时c口的某些线被规定为a口或b口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的i/o功能，即只工作在方式0. 方式2： 双向i/o方式，只有a口可以工作在这种方式，该i/o线即可输入又可输出，此时c口

8、有5条线被规定为a口和外围设备的双向联络线，c口剩下的三条线可作为b口方式1的联络线，也可以和b口一起方式0的i/o线。 8255a是一个并行输入、输出器件，具有24个可编程设置的i/o口，包括3组8位的i/o为pa口、pb口、pc口，又可分为2组12位的i/o口：a组包括a口及c口高4位，b组包括b口及c组的低4位。 a口可以设置为方式0、方式1、方式2，b口与c口只能设置为方式0或方式1.8255共有40个引脚,采用双列直插式封装,各引脚功能如下: d0-d7:三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。cs：片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中。rd：读出信号线，低电平有效

9、，控制数据的读出。wr：写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。vcc：+5v电源。pa0-pa7：a口输入/输出线。pb0-pb7：b口输入/输出线。pc0-pc7：c口输入/输出线。reset：复位信号线。a1、a0：地址线，用来选择8255内部端口。gnd：地线。2.3家用电器模拟控制系统流程图芯片初始化60秒计完，pc7输出低电平，使灯亮显示时间，dl1，dh不变显示时间，dh1，dl=9调用1s延时nyyn程序结束dh里面放6，dl放0，记作60秒。dl=0?dh=0?2.4 系统流程图3 详细设计3.1 初始化芯片mov ax,data mov ds,ax mov ax,0000h

10、 mov ds,ax mov ax,offset irq7 ;8259初始化 mov si,003ch mov si,ax mov ax,cs mov si,003eh mov si,ax in al,21h and al,7fh out 21h,al mov al,80h ;8255初始化 10000000 out 63h,al mov al,0b6h ;8253控制命令字 10110110 out 43h,al mov al,00h ;给8253装初值，输出为54.9ms out 42h,al out 42h,al3.2中断延时程序设计中断处理的程序如下：dellay: sti ;开中断

11、hlt loop dellayirq7: nop nop mov al,20h ;中断结束 out 20h,al iret ret 3.3 程序代码（见附录）4 系统调试与操作说明4.1系统调试 采用了分模块的调试，先调试硬件中断延时模块，发现没有延时的效果，后来采用了软件延时的方法，来调试时间显示模块，发现时间显示模块能正常工作，最后在一起调试，能正常显示，并60s后输出低电平4.2 操作说明1）按照实验线路图连接电路。2) 输入程序并检查无误，经汇编，连接后装入系统。 3) 运行程序。观察灯的变化.5 课程设计总结与体会通过这次课程设计，我确实学到了很多东西。除了知识技术上的东西，我更锻炼

12、了自己的快速学习能力；我学会了如何快速有效地从图书馆、网络获取自己需要的信息；我尝到了在周围很多同学拷来拷去时孤军奋战的痛苦；我体会了夜以继日完成一个项目时中途过程的艰辛及最终完成后巨大的成就感我更加深了人生的信心，以后面对任何一个困难的项目，我想我都不会惧怕，并最终能够成功地将其完成。最后感谢李老师和各位同学的辛勤指导和帮助。 参考文献1 彭虎 周佩玲 傅忠谦，微机原理与接口技术，电子工业出版社,20082 李文英，微机原理与接口技术，清华大学出版社，2001设计者： 王攀飞 日 期： 2012 年 6 月28 设计过程中质疑（或答辩）记载：问：1. 请描述本系统的工作原理答：每调用延时1s

13、，显示输出，高位为6，低位为0，从60开始，当低位为0，高位不为0，高位减1，低位赋值9,；以此类推，每调用1次1s，并显示输出，一直调用60次，当高位和低位都为0的时候，说明60s倒计时完。问：2.如果计时为1000s，该如何改进系统？答：设置循环参数cx=1000d，然后调用1秒的延时程序。指导教师评语：评分：签名：年 月 日附录：家用电器模拟控制系统程序程序清单：stack segment stack dw 64 dup(?)stack endsdata segment table db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fhdata endsco

14、de segment assume ds:data,cs:codestart: mov ax,data mov ds,ax 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 in al,21h and al,7fh out 21h,al mov al,80h ;8255初始化 10000000 out 63h,al mov al,0b6h ;8253控制命令字 10110110 out 43h,al mov al,00h ;给8253装初值，输出为5

15、4.9ms out 42h,al out 42h,al mov al,0ffh out 62h,aldellay60: mov dh,06h ;从60秒倒计时,;dh为装的是高位，dl装低位 mov dl,00hl4: call dellay1 ;调用延时1s mov bx,offset table cmp dl,00h ;低位不为0跳转，显示 jnz l2 cmp dh,00h ;低位=0，高位不为0,跳转 jnz l3 push ax mov al,dh ;高位为0直接改为6 xlat out 60h,al ;显示高位 mov al,dl xlat out 61h,al ;显示低位 pop ax mov al,00h ;60秒计完，家用电器开始工作 out 62h,al jmp dellay60l2: push ax ;低位不为0直接显示 mov al,dh xlat out 60h,al mov al,dl xlat out 61h,al dec dl pop ax jmp l4l3: