微型计算机技术及应用课程设计

微型计算机技术及应用

课程设计

课程题目：跑马灯的设计与实现

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跑马灯的设计与实现

一实验目的

1.巩固和加深课堂所学知识；熟悉各种指令的应用及条件；

2.深入了解与掌握8086微处理器、8255A、74ls154 和74LS273的工作原理

3.通过走马灯的设计与制作，深入了解与掌握利用可编程8255A进行开关量控制的原理与方法。

二实验要求

1．产生6种彩灯（8位LED）的走马灯花样；

2．键控(或拨码开关控制)发光实验。通过按下不同的开关来控制灯的不同的走向。

三实验内容

1．进行走马灯的系统电路设计，掌握基本原理；

2．利用PROTEUS软件画出电路原理图；

3．进行走马灯的控制程序设计（采用ASM语言）；

4.将程序导入8086中进行仿真，完成4种不同的走向。

四程序流程图

Y

N

五.设计原理与硬件电路 开始 系统初始化 8255初始化 按下开关 判断1-6的哪种 方式

选择发光方式 结束 熄灭LED 灯

1.功能分析

此次课程设计具体功能为：

（1）采用不同的开关作为输入信号，8个LED灯作为输出信号。

（2）当按下不同的开关时（每次只能按下一个开关，不能同时按下多个开关）LED灯会出现不同的闪烁方式。当开关段开始，LED灯自动熄灭。

2.实验原理（系统连接图的设计）

8255A是一种通过可编程并行I/O接口芯片。广泛用于几乎所有系列的微机系统中,8255A具有三个带锁存或缓冲的数据端口,可与外设并行进行数据交换,8255A有多种操作方式,通用性较强,可为CPU与外设之间提供输入/输出通道。8255A和各端口内具有中断控制逻辑,在外设与CPU之间可用中断方式进行信息交换,使用条件传输方式时可用“联络”线进行控制。在实验中,我们运用8255为CPU与外设之间提供输入输出输出通道来实现对走马灯花样变换的控制。 8086微处理器，选择最小工作模式，所有的总线控制信号均由8086产生；8086CPU的地址\数据总线AD15-AD0和地址\状态总线A16/S3-A19/S6是复用的，必须通过地址锁存器把地址总线和数据总线分离。

走马灯模拟电路原理如图1所示。模块包括8个LED彩灯、三个74LS273、一个74LS154和若干电阻及开关。用LED可以观测在不同按键输入下，走马灯花样的变化效果。

如图1所示我们利用软件输入信号，通过8255端口扩展芯片和74LS273芯片，调节输出端口的电平变化，来控制共阴极的LED灯的亮与灭，实现走马灯花样变化。

图一

接线说明：8255A共有三个8位端口，A口、B口和C口。在本电路中，B口8个输出管脚PB7-PB0分别接8个并联的LED彩灯反馈跑马灯的发光方式；A口8个管脚PA7-PA0分别接8个并联的开关控制选择走马灯的发光方式。3个74LS273的D0-D7接输入端，是信号的输入。74LS154是4线-16线的译码器，具有选片作用，ABCD四个端口是输出端口，分别接到74LS273的输入端，E1和E2是低电平有效。

2>锁存控制电路

锁存控制电路电路如图2所示，在微控制器单元（MCU）中，寄存器是十分重要的资源。寄存器的主要作用是快速寄存算术逻辑运算单元（ALU）运算过程中的数据，其锁存功能利用74LS273来实现，74LS273是一种带清除功能的8D触发器，1D~8D为数据输入端，1Q~8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作数据锁存器，地址锁存器。

第一脚WR：主清除端，低电平触发，即当为低电平时，芯片被清除，输出全为0（低电平）；

CP（CLK）：触发端，上升沿触发，即当CP从低到高电平时，D0~D7的数据通过芯片，为0时将数据锁存，D0~D7的数据不变。

CPU向外部发出地址锁存允许信号，从而使74LS273锁存地址信号，在通过译码芯片74LS154控制接口芯片8255A，在此系统中充当一个桥梁的作用。这部分电路将相应信号传送给8255A的A0、A1和CS片选，进而CPU开始控制8255A从而驱动发光二极管显示不同的样式。

如下图为仿真图中的锁存部分

3）可编程并行通信接口芯片8255A

8255A 的芯片引脚图如上图所示

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，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。

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。

8255内部包括三个并行数据输入/输出端口，两个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和8位总线缓冲器。各部分功能概括如下：

（1）端口A、B、C

A口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。

B口：是一个8位数据输入/输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。

C口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器（输入不锁存）。

（2）工作方式控制电路

工作方式控制电路有两个，一个是A组控制电路，另一个是B组控制电路。A组控制电路用来控制A口和C口的上半部