利用8253、8255芯片设计7位彩灯

第1章.需求分析

1.1课程设计题目

循环彩灯控制系统设计

1.2设计任务及要求

任务：设计一个循环彩灯控制系统，能输出四种花型，参考花型如下：

1）00000001 左循环（1时亮，0时灭）

2）10000000右循环

3）按00011000，00100100，01000010，10000001

规律变化，然后彩灯全亮后，再循环不断。

4）按01010101，10101010（或红、绿彩灯）交替闪烁。

功能要求：1）循环彩灯的循环速度可调；

2）按键要求

①启动/暂停，按SW0开关启动系统，按SW1开关停止系统工作。

②花型变换，由开关SW2、SW3进行四种花型切换；

3）彩灯亮与灭的时间由8253提供

1.3 软硬件运行环境及开发工具

1、软硬件运行环境

利用TDN86/88实验平台进行硬件连接，利用TDN集成开发环境进行循环彩灯系统的程序设计（采用汇编语言），调试，直到满足设计要求。

2、开发工具

实验所使用的实验开发设备是TDN86/88型多功能微机实验平台，它的硬件由基本系统、外设功能模块和面包板实验区三大部分，按模块化开放式结构设计而成。

第2章.概要设计

2.1总体方案与说明

1. 8255A可编程并行接口芯片。

Intel 8255A是一种通用的可编程并行接口芯片，由于它是可以编程的，可以通过程序来设置芯片的工作方式，通用性强，使用灵活，可为多种不同的CPU与外设之间提供并行输

入/输出的通道。

(1)数据总线缓冲器

它是一个双向三态8位缓冲器,用作与系统总线连接是的缓冲部件.CPU与8255A之间所有的数据的发送与接收以及CPU向8255A发送的控制信息和8255A向CPU回送的状态信息

都是通过它传送的

(2) 三个8位端口PA、PB、PC

端口A(PA口)：有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输入锁存/缓冲器;

端口B(PB口)：有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输入/输出,锁存/缓冲器;

端口C(PC口)：有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据锁存/缓冲器。

通常PA口与PB口用作输入/输出的数据端口,PC口用作控制和状态信息端口。PC口可以分为两个四位的端口,每个端口包含一个四位锁存器,可分别同PA口和PB口配合使用,用

作控制信号(输出)或作为状态信号(输入)。

(3)A组和B组控制电路

A组：PA口和PC口的高四位(PC7~PC4);

B组：PB口和PC口的低四位(PC3~PC0)

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D4 输入输出选择

0 A口为输出

1 A口为输入

D2 B口工作方式

8255芯片引脚图

本实验中方式控制字为10001001B ，工作在方式0，其中A 口为输出，上C 口输入； B 口为输出，下 C 口为输入。

2.8253可编程定时/计数器：

8253内部有三个计数器，分别成为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK ，一个为门控信号输入端GATE ，另一个为输出端OUT 。每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR 、一个计数执行部件CE 和一个输出锁存器OL 。

执行部件实际上是一个16位的减法计数器，它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通过程序设置的。输出锁存器的值是通过程序设置的。输出锁存器OL 用来锁存计数执行部件CE 的内容，从而使CPU 可以对此进行读操作。顺便提一下，CR 、CE 和OL 都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器来用。

3.8259可编程中断控制器：

8259可编程中断控制器又称为优先权控制器，它可以为CPU 处理8级向量优先中断。

0 工作方式0

1 工作方式1 D6D5 A 口工作方式 00 方式0 01 方式1 1x

方式2

D1 输入输出选择 0 B 口为输出 1

B 口为输入

D3 输入输出选择 0 C 口高4位输出 1

C 口高4位输入 D0 输入输出选择 0 C 口低4位为输出 1

C 口高4位为输入

PC机用户可使用的硬件中断只有可屏蔽中断，由8259中断控制器管理，中断控制器用于接受外部的中断请求信号，经过优先级判别等处理后向CPU发出可屏蔽中断请求。

2.2循环彩灯流程图

系统开始运行后等待启动信号，当K2按下时进入花型循环，K2无反应时继续检测启动信号。在启动之后如果检测到K3信号，系统暂停，反之继续循环。

图2.2循环彩灯流程图

第3章.详细设计

3.1硬件原理图与说明

8255A的数据线，片选信号，地址线，读写控制线等与系统总线相连，CS与译码器的也相连，通过译码器连接到系统总线。电路使用共阳极接线发，提供低电平时发光二极管发光。通过软件向8255A中发送信号，启动系统，使彩灯实现循环的花形。再使开关可以控制彩灯在我们事先编译的花形中进行切换。k0和k1的状态为00则00000001左循环，k0和k1的状态为01则执行10000000右循环，k0和k1的状态为10则执行按10000001，11000011……11111111规律递增，全亮后同时闪烁一次，循环不断。k0和k1的状态为11则执行按01010101，10101010

图3.1实验原理图