微机原理课程设计 - 图文

合肥学院

计算机科学与技术系

微型计算机原理与接口技术

课程设计

2015-2016学年第1学期

题目： 反 应 测 试 仪 姓名：

性别： 班级： 学号： 电子邮件地址：

任课教师： 张 向 东

2015 年 1 月 16日

目录

一． 功能分析及解决方案 ......................................................................................... 1

1.1功能需求分析................................................................................................... 2 1.2解决问题方法及思路....................................................................................... 2 二．硬件设计 ............................................................................................................... 3

2.1可编程定时器计数器8253.............................................................................. 3 2.2可编程并行接口8255...................................................................................... 4 2.3可编程设置型键盘/显示器接口8279 ............................................................ 4 2.4键盘................................................................................................................... 6 2.5 LED灯 .............................................................................................................. 7 2.6数码管............................................................................................................. 11 2.7硬件总逻辑图及其说明................................................................................. 11 三．控制程序设计 ..................................................................................................... 13

3.1控制流程设计及其思路说明......................................................................... 13 3.2程序流程图..................................................................................................... 13 3.3 控制程序........................................................................................................ 15 四．上机调试过程 ..................................................................................................... 18

4.1 硬件调试........................................................................................................ 18 4.2 软件调试........................................................................................................ 19 4.3 联机调试........................................................................................................ 19 4.4 调试结果及问题的提出................................................................................ 19 五．设计结果分析及问题讨论 ................................................................................. 20

5.1 课程设计及结果分析.................................................................................... 20 5.2 问题讨论........................................................................................................ 20 5.3 收获、体会和意见........................................................................................ 20

1

一． 功能分析及解决方案

1.功能需求分析

（1）课题功能

本课题要求实现能测试一个人的反应时间的仪器。

为了能够测试人的反应时间，我们需要一个启动信号，即用户可以分辨的启动信号，并通过该启动信号反馈给系统，从而得到该用户的反应时间。给予用户的刺激信号可是多种多样，比如光信号、声波信号、气味等不同的信号。在控制端口，系统发出刺激信号反馈给用户，用户通过眼、耳、鼻等感觉器官得到刺激信号并迅速反馈给系统。系统接收端的接受反馈信号可以是光信号、电信号等不同的信号。通过不同芯片的工作将其信号转换为数字信号即可。

通过访谈调查发现，实际生活中的反应测试仪应该尽量简单可用，为了简化反应测试仪的难度，本课程设计只考虑光信号作为刺激信号，电信号作为回馈信号的反应测试仪。即当系统有光信号产生时，系统开始工作，当得到用户的电信号回馈时，测试停止并得到该用户的反应时间。为了能够更好的回馈给用户我们可以使用声音信号作为传送结果的载体，也可以通过视觉信号作为传送结果的载体，为了简化复杂度，我们选择了LED数码管作为反应时间回馈的载体。 （2）本课程需要解决的问题

1.用何种光信号作为刺激信号 2.用何种电信号作为回馈信号 3.如何计时人的反应时间 4.如何显示人的反应时间

2．解决问题方法及思路

（1）硬件部分

针对需求中的分析，作如下解决： ①用LED数码管作为刺激信号

②用按键的高低电平信号作为用户的回馈信号

③计时我们采用可编程定时器/计数器8253，8253通道1作为基准信号发生器，产生

2

0 .01ms的方波信号作为通道0的时钟信号。通道1工作在方式2（频率发生器），时钟信号接62.5KHZ的频率，经过625分频后产生周期为0.01ms的方波信号作为通道0的时钟信号，以0.01ms为基准不断计数即可。

④为了显示反应时间，我们选择了8段数码管作为显示工具，为了能够有效的控制数码管，我们选择了一个专用芯片8279，通过8279送出数码管的位选和段选选择数码管的4位作为显示的载体，8279外接2M的时钟信号，通过CS、A0选中，使输出端口B、C送出段选和位选信号。 （2）软件部分

首先，根据硬件需求采用8255A、8279A和8253A芯片，为实现对数码管、键盘的控制，采用汇编语言，分别对8255A、8279A和8253A进行初始化设置。

然后，程序查询8255A的PA口输入的开关信号，决定8255A何时向外部设备发送的刺激信号，即低电平信号（LED灯点亮）。

最后，程序查询8255A的PB端口接收缓冲区内回馈电信号，根据所得到的信号（低电平有效），调用相应模式子程序，控制转换测试时间为BCD码，并通过数码管显示该时间即可。

二．硬件设计

1．可编程定时器计数器8253

（1）可编程定时器计数器8253在本设计中的作用

在本系统中，可编程定时器计数器8253主要用于计数功能，以达到测试人的反应时间

的目的。

（2）可编程定时器计数器8253的功能分析

8253具有3个独立的计数通道，采用减1计数方式。在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。 （3）可编程定时器计数器8253的技术参数分析

3

图1 8253的引脚图

读/写控制分别连接系统的IOR#和IOW#， 由CPU控制着访问8253的内部通道。接收CPU送入的读/写控制信号， 并完成对芯片内部各功能部件的控制功能， 因此， 它实际上是8253芯片内部的控制器。

A1A0：端口选择信号，由CPU输入。8253内部有3个独立的通道，加上控制字寄存器，构成8253芯片的4个端口，CPU可对3个通道进行读/写操作3对控制字寄存器进行写操作。 这4个端口地址由最低2位地址码A1和A0来选择。

CS#——片选信号，由CPU输入，低电平有效，通常由端口地址的高位地址译码形成。 RD#、WR#——读/写控制命令，由CPU输入， 低电平有效。RD#效时，CPU读取由A1A0所选定的通道内计数器的内容。WR#有效时，CPU将计数值写入各个通道的计数器中， 或者是将方式控制字写入控制字寄存器中。CPU对8253的读/写操作。

2.可编程并行接口8255

（1）可编程并行接口8255在本设计中的作用

在本系统中，可编程并行接口8255主要用于和用户之间交互信息，其中包括接受用户的输入：主要是启动按钮的输入和测试按钮的输入；用于输出系统信息的主要有LED数码管，通过可编程并行接口8255控制LED灯闪亮，用于计时测试正式开始。 （2）可编程并行接口8255的功能分析

一个并行输入、输出的LSI芯片，多功能的I/O器件，可作为CPU总线与外围的接口。 具有24个可编程设置的I/O口，即3组8位的I/O口为PA口，PB口和PC口。它们又可分为两组12位的I/O口，A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7)，B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3)。A组可设置为基本的I/O口，闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O3种模式；B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的

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