汇编语言八路抢答器设计

1、微机原理与接口技术课程设计报告2015-2016 学年第二学期设计题目：_小组成员：所学专业：指导教师：_完成时间：_-1-/23目录一、课程设计目的 .4二、课程设计要求 .4三、系统功能 .4四、总体设计 .41.基本工作原理 .41.1可编程并行接口接口芯片8255A控制字要求 .41.2可编程定时器计数器8253 控制字要求 .52.硬件总体设计 .52.1系统总成方案 . .52.2内存单元编址 . .53.键盘、扬声器及显示功能的定义 .54.原理图 .54.1硬件原理框图 .64.2原理连线图 .65 软件总体设计 .6五、硬件设计 .错误！未定义书签。-2-/23六、软件设计8

2、七、调试过程21八、系统操作说明21九、总结22十、参考文献22-3-/23八路抢答器设计一、设计目的1、掌握微机系统的开发步骤；2、掌握抢答器控制编程方法和芯片8255、8253 的逻辑功能、 键盘中断及使用方法和数码管的用法；3、掌握一定的汇编语言知识，培养自己的动手操作能力。4、学习程序设计的基本思路和方法。因此，本次设计要求对微机原理的理论知识，8255A，8253，键盘显示区的工作方式、工作原理熟练掌握。二、设计要求当按开始键，绿灯亮后，选手抢答，1-8 号选手中先按下按键者，LED数码管显示其选手号码 ( 后按下无效 ), 并进行声光报警（黄灯亮）提示。当按开始键未按下时，如果有选

3、手抢答，LED数码管显示其选手号码，并进行声光报警（红灯亮）提示。三、系统功能一个具有 8 路抢答的抢答器，利用并行接口和开关键。键盘上数字键1-8代表抢答按钮，当某个逻辑开关闭合时（开始键按下未按起时） ，相当于抢答按钮按下，此时在七段数码管上将其号码显示出来， 并使喇叭响一声 （或者以发光二极管代替）。四、总体设计1. 基本工作原理当按开始键按下时， 绿灯亮后，选手才可抢答， 否则违规。若抢答成功， LED 显示器显示选手号码，黄灯亮，扬声器鸣叫；若抢答违规（未按下开始键） ，LED显示器显示违规选手号码，红灯亮，扬声器报警。1.1 可编程并行接口接口芯片8255A控制字要求（ 1）、B

4、口工作在方式 0，做为输出端口，经驱动器1 连接 LED显示器（ PB7PB0依次对应连接 LED显示器的 dp、g、f 、e、d、c、 b、 a 七段数码管管脚）；-4-/23（ 2）、C口也必须工作在方式0，高 4 位做输入端口（本次设计中只用PC4、PC5,分别用于连接复位键和开始键） ，低 4 位做输出端口（ PC3PC0，经驱动器2 后PC1、 PC2、PC3分别用于连接黄、红、绿三个发光二极管，PC0 连接到 8253 的GATE1端，以控制方式1 的计数）。1.2 可编程定时器计数器8253 控制字要求（ 1）、方式 0：操作类型为先读写低字节再读写高字节，工作在方式3 即方波发

5、生器，计数格式为 BCD码，计数初值为0。（ 2）、方式 1：操作类型为先读写低字节再读写高字节，工作在方式1 即可重触发的单稳态触发器，计数格式为BCD码 , 计数初值为 0。（ 3）、方式 2：操作类型为先读写低字节再读写高字节，工作在方式3 即方波发生器，计数格式为 BCD码，计数初值为0。2. 硬件总体设计2.1 系统总成方案该竞赛抢答器所要器件： 可编程并行接口接口芯片8255、可编程定时器计数器 8253，三个一样的驱动器，黄、红、绿三个发光二极管，十三个电阻，一个 8 输入与非门，一个非门，一个扬声器，一个LED显示器， 10 个按键。2.2 内存单元编址（1）可编程并行接口接口

6、芯片 8255A的端口地址为 60H、61H、62H、63H（2）可编程定时器计数器 8253 的端口地址为 40H、 41H、42H、43H（3）特殊键中断号为2A-36, 对应地址为 00A8-00DB本实验用到数字键 1-8 ，对应的 ASCII 为 31H-38H LED显示器 1-8 对应的十六进制是： 06H,5BH,4FH,66H,6DH,7CH,07H,7FH3. 键盘、扬声器及显示功能的定义一个开始键一个复位键，另外8 个数字键用做 8 位选手的抢答按键。扬声器用与黄、红、绿三个发光二极管配合使用，黄灯亮扬声器鸣叫表示抢答成功，红-5-/23灯亮扬声报警表示抢答违规报警，绿灯

7、亮扬声器不鸣则表示主持人已按下开始键。 LED显示器显示的内容与选手号对应，抢答成功或违规都要显示。4. 原理图4.1 硬件原理框图按键设置键 盘输入82558086LED 灯8255LED显 示 模CPU图 18253扬声器8254声光报警4.2原理连线图-6-/234.3 软件总体设计主程序流程图：开始设置设置LEDLED字形字码形初码值初、值标、志标初志值初值对 8259A对8255、8255、8253、8253进行进初行始初化始化设置抢答键中键断盘向中量断并向使量并 IF置 1 使开放IF中置断1 开放中断检测检开测始开键始是键否是按否下按下NYN检检测测开开始始键键是是否否弹弹起起Y

8、关闭 LED 显示器点亮绿灯置标志位值为FFH 使 IF=1开放中断检测复位键是否按下NYN检测复位键是否弹起Y关闭 LED 显示器、指示灯将标志位清零，使IF=1 开入中断结束-7-/23图 3五、硬件设计1. 可编程并行接口接口芯片 8255A的工作方式8255A具有三个独立的输入 / 输出端口，每个端口的并行数据宽度为 8 位。三个端口分别为 A 端口， B 端口， C 端口，可分别与不同的外设进行数据交换，也可联合使用， 在中断方式下实现 CPU与外设间的数据传递。 8255A 提供方式 0，方式 1，方式 2 三种工作方式供选择。2. 可编程定时器计数器8253 的工作方式（1）方式

9、 0：操作类型为先读写低字节再读写高字节，工作在方式3 即方波发生器，计数格式为BCD码，计数初值为0。（2）方式 1：操作类型为先读写低字节再读写高字节，工作在方式1 即可重触发的单稳态触发器，计数格式为BCD码, 计数初值为 0。（3）方式 2：操作类型为先读写低字节再读写高字节，工作在方式3 即方波发生器，计数格式为BCD码，计数初值为0。六、软件设计DATASEGMENTBZDB00HDATAENDSCODESEGMENTASSUME DS:DATA,CS:CODESTART:MOVAX,DATA-8-/23MOVDS,AX;8255A 初始化MOV AL,88H;置 8255A 工作

10、方式OUT 63H,ALXORAL,AL;B 口、 C 口初始化OUT 61H,ALOUT 62H,AL;8253 初始化MOV AL,37H;置 8253方式 0控制字OUT 43H,ALMOV AL,00H;置 8253方式 0计数初值为 4000OUT 40H,ALMOVAL,40HOUT 40H,ALMOV AL,73H;置 8253方式 1 控制字OUT 43H,ALMOVAL,00H;置 8253方式 1计数初值为 3000-9-/23OUT 41H,ALMOVAL,30HOUT 41H,ALMOV AL,0B7H;置 8253方式 2控制字OUT 43H,ALMOVAL,00HO

11、UT 42H,ALMOVAL,00H;置 8253方式 2计数初值为 0OUT 42H,AL;中断设置MOV AX,0000HMOV DS,AX;MOV BX,0457HMOV AL,31HMOV CX,8LOP4:MOV BX,ALINC BX-10-/23INC ALLOOP LOP4MOV AX, OFFSET KKK1MOV 00A8,AXMOV AX,0000HMOV 00AA,AXMOV AX, OFFSET KKK2MOV 00AC,AXMOV AX,0000HMOV 00AE,AXMOV AX, OFFSET KKK3MOV 00B0,AXMOV AX,0000HMOV 00B

12、2,AXMOV AX, OFFSET KKK4MOV 00B4,AXMOV AX,0000HMOV 00B6,AX-11-/23MOV AX, OFFSET KKK5MOV 00B8,AXMOV AX,0000HMOV 00BA,AXMOV AX, OFFSET KKK6MOV 00BC,AXMOV AX,0000HMOV 00BE,AXMOV AX, OFFSET KKK7MOV 00C0,AXMOV AX,0000HMOV 00C2,AXMOV AX, OFFSET KKK8MOV 00C4,AXMOV AX,0000HMOV 00C6,AXSTI;使 IF 置 1,开放可屏蔽中断;主循环

13、-12-/23LOPM:INAL,62H;检测开始键TESTAL,20H;检测 C 口的 PC5 端JZLOP2;开始键未按下即 PC5=0, 则跳转检测;复位键LOP1:INAL,62H;检测开始键是否已经弹起,即 PC5=0TESTAL,20HJNZLOP1;开始键没有弹起再重新检测MOVAL,00H;关 LED 显示器OUT61H,AL;送到 B 口MOVAL,08H;绿灯亮OUT 62H,AL;送到 C 口MOVBZ,0FFH;置标志STILOP2:INAL,62H;检测复位键TESTAL,10H;检测 C 口的 PC4 端JZLOPM;复位键未按下即PC4=0, 则跳转再检; 测开始

14、键-13-/23LOP3:IN AL,62H;检测复位键是否弹起 ,即 PC4=0TEST AL,10HJNZ LOP3;位键没有弹起 ,则重新检测MOVAL,00H;关 LED 显示器、指标灯OUT 61H,ALOUT 62H,ALMOVBZ,00H;清标志STIJMPLOPM;中断服务子程序KKK1:PUSHAX;保护现场PUSHBXPUSHDXPUSHDSCLI;并使本次中断压入堆栈中的 IF=0MOV AL,06HOUT 61H,ALCALL PUBLIC-14-/23POPDS;恢复现场POPDXPOPBXPOPAXIRETKKK2:PUSHAX;保护现场PUSHBXPUSHDXPU

15、SHDSCLI;并使本次中断压入堆栈中的 IF=0MOV AL,5BHOUT 61H,ALCALL PUBLICPOPDS;恢复现场POPDXPOPBXPOPAXIRET-15-/23KKK3:PUSHAX;保护现场PUSHBXPUSHDXPUSHDSCLI;并使本次中断压入堆栈中的IF=0MOV AL,4FHOUT 61H,ALCALL PUBLICPOPDS;恢复现场POPDXPOPBXPOPAXIRETKKK4:PUSHAX;保护现场PUSHBXPUSHDXPUSHDSCLI;并使本次中断压入堆栈中的IF=0-16-/23MOV AL,66HOUT 61H,ALCALL PUBLICPO

16、PDS;恢复现场POPDXPOPBXPOPAXIRETKKK5:PUSHAX;保护现场PUSHBXPUSHDXPUSHDSCLI;并使本次中断压入堆栈中的 IF=0MOV AL,6DHOUT 61H,ALCALL PUBLICPOPDS;恢复现场POPDX-17-/23POPBXPOPAXIRETKKK6:PUSHAX;保护现场PUSHBXPUSHDXPUSHDSCLI;并使本次中断压入堆栈中的 IF=0MOV AL,7CHOUT 61H,ALCALL PUBLICPOPDS;恢复现场POPDXPOPBXPOPAXIRETKKK7:PUSHAX;保护现场PUSHBX-18-/23PUSHDXP

17、USHDSCLI;并使本次中断压入堆栈中的IF=0MOV AL,07HOUT 61H,ALCALL PUBLICPOPDS;恢复现场POPDXPOPBXPOPAXIRETKKK8:PUSHAX;保护现场PUSHBXPUSHDXPUSHDSCLI;并使本次中断压入堆栈中的IF=0MOV AL,7FHOUT 61H,AL-19-/23CALL PUBLICPOPDS;恢复现场POPDXPOPBXPOPAXIRETPUBLIC:TESTBZ,0FFH;判断标志位是否为 FFHJZLOP5MOVAL,00H;置 8253方式 2 计数值OUT 42H,ALMOVAL,10HOUT 42H,ALMOVA

18、L,03H;黄灯亮，抢答成功OUT62H,ALJMPKKKLOP5: MOVAL,00H;置 8253方式 2 计数值OUT 42H,ALMOVAL,20H-20-/23OUT42H,ALMOVAL,05H;红灯亮，抢答违规OUT 62H,ALKKK:MOVAL,20H;中断结束；防止中断重复响应OUT 20H,ALCODEENDSENDSTART七、调试过程（1）在刚开始编程时，各种功能大部分是由主程序来完成的。由于主程序过于复杂，可读性不高。 使得在以后的程序的调试中遇到了很大的麻烦。 后来把主程序的部分功能转化成子程序来实现， 并在一些重要的地方增加了注释， 使的程序的可读性大大加强。调

19、试也变的比较简单了。到此基本解决了第一个问题。（2）在编程时，子程序的调试也是相当重要，由于子程序不可避免的使用AXBXCXDX通用寄存器一个或几个。使得原主程序中的通用寄存器的内容很容易被覆盖 , 对子程序中所有的通用寄存器出入栈即可以避免上诉的问题，不用考虑使用的是哪几个寄存器， 使用起来又比较简单方便。 所以至此这个问题也已基本解决。（3）调试是一个复杂烦琐而漫长的过程。在调试的过程中一定要耐下心来去做，否则一旦出现烦躁的心里，就会事倍功半，适得其反。在本次设计中出现的主要问题即如上所述， 解决方法也如上所述， 在今后的软件调试过程中更应注意如上问题。八、系统操作说明-21-/23比赛开

20、始，在主持人按下开始键， 绿灯亮后，选手才可开始抢答， 否则违规。若选手抢答成功， LED显示器显示选手号码，扬声器鸣叫。若选手抢答违规（主持人未按开始键），LED 显示器显示违规选手号码，红灯亮，扬声器报警。若系统提示某号选手抢答违规，主持人仍未按开始键，此时该号选手又按下抢答键，LED显示器显示该选手的号码。本系统开机后，若主持人既未按复位键又未按开始键，此时有选手按下抢答键，系统提示红灯亮，并报警。注：1、抢答成功，置8253 方式 2 计数值为1000，扬声器的鸣叫声音频率为1MHz/1000=1KHz。2、抢答失败，置8253 方式 2 计数值为2000，扬声器的鸣叫声音频率为1MHz/2000=0.5KHz。3、扬声器鸣叫或报