微型计算机系统原理与应用结课论文正稿

微型计算机系统原理及应用

结课论文

基于微机原理的彩灯控制器的设计

摘要：彩灯的发展也在日新月异，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。本设计以 8088、8255芯片为中心，利用开关实现对各种花色的控制，输出采用 8个共阳极二极管显示花色。本电路设计的彩灯控制器不但能实现基本的0—7的依次显示，奇数灯依次显示和偶数灯依次显示，而且还能根据各开关的状态来控制增加或减少彩灯显示的花样，还能控制彩灯工作/暂停。

关键词：彩灯，8088、8255芯片，阳极二极管，奇数灯，偶数灯

前言

电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。

本设计通过对彩灯的设计，训练对电气、电子技术等容的应用能力，掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。单片机的控制电路的设计是彩灯应用的一个瓶颈。课程设计主要培养学生综合运用所学的知识与技能分析与解决问题的能力，并巩固和扩大学生的课堂知识。通过毕业设计学会查阅、使用各种专业资料和网上资源，并以严肃认真、深入研究的工作作风完成设计任务，逐步向工程技术员转变,培养毕业生独立完成任务的能力，体现和检验综合设计能力，大力提高毕业生的技术水平，培养新一代既有理论、又有动手能力的实用性人才，以适应国际建设和发展的需要。了解彩灯线路的基本理论，掌握单片机编程的基本设计方法和分析方法，对能够熟练地进行彩灯应用电路的设计与制作是十分必要和重要的。

一、彩灯控制器设计要求与设计方案

1.1 彩灯控制器的方案选择与比较

本课程设计所设计的彩灯控制器的主要功能有：0—7依次显示、奇数灯依次显示、偶数灯依次显示、向右递增显示、向中递推显示、间隔闪烁、向外发散显示等功能。输出采用8个共阳极二极管显示。本电路设计的彩灯控制器不但能实现基本的显示，而且还能手动来增

加或减少显示花样。

1.2 彩灯控制器的元件选择

1）处理器的选择

微型机具有体积小、重量轻、耗电少、价格低廉、可靠性高、结构灵活等特点，所以选择8086系统

2）显示电路

显示可通过彩灯和数码管来实现。如果用彩灯作为显示功能，则不是很直观。而数码管具有显示亮度高，使用寿命长，且能直观方便的看到彩灯循环的形式

3）芯片选择

8255作为并行I/0接口，能满足4个输入按键的输入功能，声音系统的输出，和LED数码管的输出。并且8255的每个接口还有锁存和数据缓冲作用。所以选择8255芯片。

二、彩灯控制器的硬件设计

2.1 显示电路

2.2程并行接口8255及其引脚说明

8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。

2.21 8255的引脚图和引脚功能

8255的引脚

引脚功能

RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。

CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输。

RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU 从8255读取信息或数据。

WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。

D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。

PA0～PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。

PB0～PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。

PC0～PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。'

A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.

当A1=0,A0=0时,PA口被选择;

当A1=0,A0=1时,PB口被选择;

当A1=1,A0=0时,PC口被选择;

当A1=1.A0=1时,控制寄存器被选择。

8255端口地址

三、彩灯控制器的软件设计

软件的设计的重点在延时，显示倒彩灯和循环形式

3.1主程序流程图

3.2开关方式设计

基本的关闭开关和暂停开关程序流程图如下：

继续当前循环

3.3 延时模块程序设计

延时模块的关键是计算计算机一秒能执行多少指令，再通过循环控制。

四、系统的调试与操作说明

4.1 硬件调试

最初设计的电路是由K1来控制系统的启动和停止，K1接PC1，K2接PC2。K3接PC3,K4接PC4,K5接PC5,K6接PC6,K7接PC7。花型的变换还是由K2、K3、K4、K5、K6和K7来控制。B组的PB0—PB7接发光二级管的D0—D7。

4.2 软件调试

输入程序并检查无误，经编译、连接后下载到实验箱运行。观察彩灯变化是否与自己编写的一样，同时拨动开关是否能实现相应的功能。

4.3 调试过程

先依照设计要求编写程序，在软件上进行编译查错，若没有错误则可以按要求连接硬件电路后将程序编译、连接后输入芯片进行实际仿真，若出错则修改程序直至程序运行结果与要求相符。

五、设计体会与小结

在本次课程设计中，我进一步了解了8255A各引脚的功能，8255A和系统总线之间的连接， 8255A和CPU之间的数据交换，以及8255A的部逻辑结构。掌握了8255A显示电路的基本功能及编程方法，同时了解了8255等芯片的工作方式、作用等。