微机原理课设产品包装与显示系统.doc

1、课程设计任务书学生姓名： 专业班级: 自动化0802指导教师： 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 产品包装和产量显示系统程序设计 初始条件： 设计一个产品包装和产量显示系统。每生产出50个产品发出一个信号，起动包装系统工作；每生产100件（每件50个产品）控制扬声器播放一段音乐。 要求完成的主要任务：1、选择合适的芯片； 2、设计原理电路； 3、 画出电路图； 4、编写出相应的程序； 5、撰写课程设计说明书。内容包括：摘要（中英文对照）、目录、正文、参考文献、附录。正文部分包括：方案论证、硬件设计说明（芯片选择、硬件连接图及说明、地址分析等）、软件设计说明（参数计算、流程图设计及说明等）、课

2、程设计收获及心得体会。课程设计进度表：本次课程设计时间：2011年1月10日至1月21日，历时2周，具体进度安排见下表。周次具体时间设计内容第一周1月10日指导老师就课程设计内容、设计要求、设计进度安排、评分标准等作具体介绍。强调课程设计期间纪律要求。学生确定选题，明确设计要求，开始查阅资料1月1112日根据选题查阅资料，完成方案的初步设计，绘制硬件连接草图。1月1314日由指导老师检查硬件连接草图。学生修改、完善硬件原理图。学生整理此阶段的设计工作，完成指定的内容，并收集整理说明书撰写资料。第二周1月17日学生根据设计要求，编制程序流程图。1月1819日由指导老师检查程序流程图。学生修改、完

3、善流程图。编写汇编语言程序。1月20日学生撰写课程设计说明书。1月21日答辩。设计开始日期 年 月 日 指导教师 设计完成日期 年 月 日 教研室主任 （签字）年 月 日 摘 要 微机原理已经广泛应用于现实生活生产中，成为我们解决问题的有力工具。微机原理在提高工作效率，检测产品质量中起到至关重要的作用，应用微机设计一个产品包装以及数量检测系统，实现产品的包装以及数量检测显示一体化。关键字：微机原理，产品包装,数量检测，一体化。ABSTRACT Microcomputer principle has been used widely in real life production, become

4、 we solve the problem of emollient tool. Microcomputer principle in to improve work efficiency, detection products quality plays an significant role, localcooling application design a product packaging and quantity detection system, realize the packing of the products and quantity test showed that i

5、ntegration.Key words: Microcomputer principle, product packaging, number detection, the integration目录1.题意分析与解决思路11.1 题意与需求分析11.2 解决问题的思路和方法12.硬件设计12. 1 设计思想及原理12.2设计所用芯片结构22.3硬件总逻辑图及其说明73.软件设计103.1 程序设计思路说明103.2 程序流程113.3 程序124.心得体会13参考文献141.题意分析与解决思路1.1 题意与需求分析设计由8086与8253连接构成的系统，要求设计一个产品包装和产量显示系统。

6、每生产出50个产品发出一个信号，起动包装系统工作；每生产100件（每件50个产品）控制扬声器播放一段音乐。1.2 解决问题的思路和方法1) 硬件部分 使用8086作为主控模块，对数据进行处理。将8253与8086相连，工件信号经8253最后系统输出1KHz信号推动喇叭发音。2) 软件部分通过编写程序来实现计数器对外部事件进行计数，定义计数初值，完成设计要求。2.硬件设计2. 1 设计思想及原理8253计数器8255芯片8086CPU 扬声器74ls13874LS373锁存器图1 系统框图（1）主控模块本设计以8086微处理器作为CPU，也就是主控模块。8086负责对外设传递过来的数据进行处理，

7、然后通过外设接口向外设输出相应的结果，使扬声器发音。（2） 外设接口 本设计使用8253，8255作为外设接口，使CPU可以与外设进行数据交换。（3）外部设施 此处用到的外设是扬声器，扬声器发音通知用户。2.2设计所用芯片结构2.2.1 芯片8255A本次设计中8255A作为CPU与外设的接口进行数据的传递，从而使CUP按照编好的程序操控外设实现预定功能。8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种工作方式下工作：方式0基本输入/输出方式方式1选通输入/输出方式方式2双向选通输入/输出方式原理管脚：图2

8、8255A原理图及管脚图 8255A的原理结构及管脚如图2所示。它采用40脚的DIP封装，其引脚定义如表1所示:表1 8255A引脚定义 引脚名 功能 连接去向 D7D0 数据总线（双向） CPU RESET 复位输入 CPU CS 片选信号 译码电路 RD 读信号 CPU WR 写信号 CPU A1,A0 端口地址 CPU PA7PA0 端口A 外设 PB7PB0 端口B 外设 PC7PC0 端口C 外设 Vcc 电源（+5V） / GND 地 / 端口：8255A为一可编程的通用接口芯片。它的三个数据端口A、B、C，每个端口为8位，并均可设成输入和输出方式，但各个端口仍有差异： 端口A：8

9、位数据输出锁存/缓冲器，8位数据输入锁存器； 70PAPA端口B：8位数据I/O锁存/缓冲器，8位数据输入缓冲器； 70PBPB端口C：8位输出锁存/缓冲器，8位输入缓冲器（输入时没有锁存）；在模式控制下这个端口又可以分成两个4位的端口，它们可单独用作为输出控制和状态输入。 70PCPC端口A、B、C又可组成两组端口（12位）：A组和B组，参见图2。在每组中，端口A和端口B用作为数据端口，端口C用作为控制和状态联络线。 在8255A中，除了这三个端口外，还有一个控制寄存器，用于控制8255A的工作方式。因此8255A共有4个端口寄存器，分别用A1,A0指定A1=0，A0=0，表示访问端口A；

10、A1=0，A0=1，表示访问端口B； A1=1，A0=0，表示访问端口C； A1=1，A0=1，表示访问控制寄存器； 方式控制字： 8255A通过方式控制字来定义端口的工作方式，从而实现丰富的功能。图3 方式控制字 2.2.2 芯片82538253是在单片机系统常用的定时/计数器接口芯片，他能扩展几个定时/计数器，而不占用单片机的cpu时间，而且在pc机的应用很很广。8253由以下几个部分组成：(1) 数据总线缓冲器(8位、三态、双向)；(2) 读/写控制逻辑；CS：片选信号，低电平有效；RD：读信号，低电平有效；WR：写信号，低电平有效A1A0：端口选择信号(3) 三个通道( 0 2)(4)

11、 一个控制寄存器； 当A1A0分别为00 01 10 11时,分别选中三个通道和控制字寄存器在8086系统中，8086的A1A0分别与8253的A1A0相连在8086系统中，通常将8253的8位数据线与8086的低8位相连，即使用偶地址，所以8086的A2A1分别与8253的A1A0相连Intel 8253是一片具有三个独立的16位计数器通道的可编程定时器/计数器芯片。每个通道都可以编程设定6种工作方式之一种；由于8253的读/写操作对系统时钟没有特殊的要求，因此它几乎可以应用与由任何一种微处理器组成的系统中，可作为可编程的方波频率发生器、分频器、实时时钟、事件计数器和单脉冲发生器等。图4 8

12、253管脚图表2 74LS138功能表2.2.3 74LS138译码器图5 74LS138管脚图本次设计中，74LS138作为译码电路构成外设地址。74LS138是3/8译码器，即对3个输入信号进行译码。得到8个输出状态。G1,G2A,G2B,为数据允许输出端，G2A,G2B低电平有效。G1高电平有效。A,B,C为译码信号输出端，Y0Y7为译码输出端，低电平有效。2.2.4 74LS373锁存器本次设计中74LS373作为锁存器，多CPU的输出结果进行锁存。373为三态输出的八 D 透明锁存器，373 的输出端 O0O7 可直接与总线相连。当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0O7 为正常逻

13、辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，O0O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响，引出端符号：D0D7 ：数据输入端OE ：三态允许控制端（低电平有效）LE ：锁存允许端O0O7 ：输出端图6 74LS373管脚图2.3硬件总逻辑图及其说明表3 8255A端口地址表寄存器1编址A口70HB口72HC口74H控制寄存器76H则其电路连接图为：图7 8255A管脚图 8255A的A口地址为70H，B口为72H，C口为74H，控制端口为76H。表4 8253端口地址表端口编址通道0F0H通道1F2H通道2F4H控制口F6H8253电路连接图如下：

14、图8 8253管脚图74LS138电路连接图如下：图9 74LS138管脚图8253A的通道0地址为F0H，通道1地址为F2H，通道2地址为F4H，控制口地址为F6H。2.3.2 电路连接及分析如下图是系统硬件连接图。图10 系统硬件连接图8086的AD0-AD7使用74LS373进行输出锁存。加入74LS138与逻辑门电路构成8253、8255的端口地址。3.软件设计3.1 程序设计思路说明 程序主要实现每100件产品发出一段音乐的功能。因此应首先初始化8253A通道0采用方式2，通道1采用方式2，通道2采用方式3，初始化8255A，A,B,C口输出 。通道1输出中断信号，运行中断服务程序，

15、PA0输出高电平到GATE2，启动通道2，通过扬声器发出频率为1KHz持续5S的音响信号。 3.2 程序流程其程序流程图如图11所示：是图11 程序流程图开始初始化8253A，8255A设置8253工作方式并装入计数初值。设置8255工作方式8255A的PA0输出高电平启动8253计数通道2工作，发出1000HZ音响信号持续5S是否收到中断信号？写8253计数通道0的计数初值CPU开中断否3.3 程序MOV AL, 00010101B；8253计数通道0初始化：方式2，只写低8位，BCD计数OUT F6H, AL MOV AL, 49H ； 写计数通道0的计数初值OUT F2H, AL MOV

16、 AL, 01010001B；8253计数通道1初始化：方式0，只写低8位，BCD计数OUT F6H, AL MOV AL, 99H ； 写计数通道1的计数初值OUT F0H, AL MOV AL, 10000000B； 8255A初始化： A口方式0输出OUT 76H, AL STI ； CPU开中断HERE：JMP HERE ； 等待中断中断服务程序： MOV AL, 01H ;8255A的PA0输出高电平，启动8253计数通道1工作OUT 70H, AL MOV AL, 01110111B;8253计数通道2初始化： 先写低8位，后写高8位OUT F6H, AL ； 方式3，BCD计数M

17、OV AL, 00H OUT F4H, AL ；写计数初值低8位MOV AL, 20H OUT F4H, AL ; 写计数初值高8位Call DELAY5S ； 延迟5秒MOV AL, 00H ; 8255A的PA0输出低电平，停止8253计数通道1工作OUT 70H, AL MOV AL, 99H ;写8253计数通道0的计数初值（为下次工作做准备）OUT F0H, AL IRET 4.心得体会通过本次课程设计，我对于利用微机原理与接口技术的设计方法、步骤、思路、有一定的了解与认识。在课程设计过程中，从网络和图书馆查找了很多资料。另外，从实验课基础知识入手，认真阅读任务书和设计要求，制定计划

18、。第一步，分析课程题目，先把设计要求搞明白，反复考虑后，确定大概的步骤。第二步，查找资料掌握相应指令具体用法，为后面写程序奠定基础。第三步，写程序，这是最重要的步骤，也是最难的步骤。根据相关资料，把每一个语句写出来，有一些从网上找到或者将书中程序直接写进去，然后慢慢理解贯通，变成自己的程序。程序写作过程是和同学一起完成的，可以相互学习。第四步，程序调试，整理修改，完成试验报告。本来以为这是比较简单的步骤。可是，事实证明，这一步也很难，在所有程序完成后，准备写实验报告。我调试的程序出现了错误没有得到理想的实验结果，不得不花时间重新整理，计算误差。通过这次课程设计，使我得到了一次用专业知识、专业技

19、能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步我先是收集、调查有关资料，然后进入草案阶段，经过反复思考修改和同组同学商量，再修改，最后定案，得出了总体方案设计，再次与同组的同学一起讨论纠错改正形成了一个完整的设计方案。经过这次设计，我更加深刻的理解了微机原理及接口技术的相关知识。对一些常用芯片有了更深一步的认识，并且能够很好的使用它们。此次课程设计也很好的检验了自己对所学知识的理解以及掌握程度。参考文献1 周佩玲.2005.微机原理与接口技术（基于16位机）.北京:电子工业出版社2 冯博琴

20、 吴宁. 微机原理与接口技术（第二版）. 北京：清华大学出版. 2007年3 王忠民等. 微型计算机原理. 西安：西安电子科技大学出版社. 2003年7月4西安唐都科教仪器公司.32位微机原理与接口技术实验教程.2005年5西安唐都科教仪器公司.32位微机原理与接口技术用户手册.2005年本科生课程设计成绩评定表姓 名性 别男专业、班级自动化0802班课程设计题目：产品包装及数量显示系统课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日评定项目表评 定 项 目评分成绩1考勤、态度（10分）2. 查阅资料能力（10分）3. 系统设计(20分)包括系统实现原理、框图、方案的说明4编写程序,调试结果（25分）5设计说明书质量及规范化、参考文献充分（不少于5篇）（15分）6答辩（20分）总分： 总评： 指导老师签字： 16