声光报警器1

微机原理课程设计报告书

课题名称

姓名

学号

院、系、部

专业通信工程

指导教师

声光报警器

一、设计目的

(1)进一步巩固和加深《微机原理与接口技术》这门课程中所学的理论知识。

(2)学会查阅相关手册与资料，培养独立分析与解决问题能力。

(4)通过设计了解8255A芯片和8253芯片的内部结构，工作方式，引脚的功能以及I/O 口的使用。掌握8255A和8253的控制字的意义，功能和设置方法。

(5)学习并实践模拟声光报警器的实现方法。

二、设计内容与要求

具体要求：按动键盘某任一数字键使得内扬声器发出警报声，使得8个LED 指示灯忽明忽暗显示出报警信息。

三、设计思路

根据设计任务和要求，在设计前必须对微机原理与接口技术中的8255和8253芯片熟悉了解和掌握。设计中主要要完成的是发声报警和发光报警这两个部分功能，故在程序设计中只要设计触动键盘重的数字键即8个LED不停光闪，同时内扬声器发出警报声。在设计发声报警时利用了8253可编程定时记数器，在设计发光报警时利用了8255芯片。

四、设计所用芯片及工作原理

报警器PC机的主机箱内装有一只小喇叭,它是由定时器8253/54和并行芯片8255/8255A控制发声的，主板上由喇叭控制驱动电路，同时在ROM，BIOS中的BEEP子程序，它能根据BX中发出的计数值控制定时器8253/54，从而产生频率为896HZ的声音。8253是可编程的内部定时器，它根据程序提供的计数值和工作模式产生各种形式和各种频率的计数/定时脉冲，提供给系统的各个部件使用。8253定时器内部有3个独立工作的计数器：COUNTER1,COUNTER2,COUNTER3,每一个计数器都分配有一个端口地址，分别为40H、41H、42H。内部的公用控制寄存器端口地址为43H。对8253编程时，首先设定控制字，以选择计数器、确定工作模式和计数的格式。在PC机中8253的3个时钟端口的输入频率都是1.19318MHZ。其中计数器2可以控制扬声器的发声。在BIOS中的BEEP子程序在模式3下能够产生频率为896HZ的声音，装入计数器的初始值是

533HZ(1.19318MHz/896HZ=1331=533H)，这样得到的控制字为10110110B。

8255是可编程I／O口扩展芯片。对8255输入不同的指令可改变I／O口的工作方式。8255与微机实验箱连接方式简单，工作方式由程序设定，图2为8255的引脚图。

8255是一个具有3个8位的8位并行口，并且可编程为多种工作模式的接口芯片。由于每个端口上具有输入/输出的缓冲和锁存功能，因此可用于扩展I/O 口，作为中间接口电路。

3．1引脚说明

8255共40个引脚，采用了双列直插的封装，主要引脚功能如下：

◆D7—D0：三态双向数据线，与单片机数据总线连接；

◆CS：片选信号，低电平有效；

◆RD：读出信号线，低电平有效；

◆WR：写入信号线，低电平有效；

◆PA7—PA0：A口输入/输出线；

◆PB7—PB0：B口输入/输出线；

◆PC7—PC0：C口输入/输出线；

◆RESET：芯片复位信号线；

◆A1—A0：地址线，用来指定8255内部端口。

3．2内部结构和工作方式

(1)端口A、B、C

端口A为8位数据传送，数据输入或输出时均受到锁存。

端口B为8位数据传送，数据输入时不受锁存，而数据输出时受到锁存。

端口C为8位数据传送，数据输入时不受锁存，而数据输出时受到锁存。

(2)8255接口工作状态选择表9-1

表9-1 8255接口工作状态

A1 A0 RD WR CS 工作状态

0 0

0 1

1 0 0 1 0

0 1 0

0 1 0

A口数据→数据总线

B口数据→数据总线

C口数据→数据总线

0 0 1 0 0 数据总线→A口

0 1 1 0 0 数据总线→B口

1 0 1 0 0 数据总线→C口

1 1 1 0 0 数据总线→控制寄

存器

0 1 0 1 0 数据总线→三态

0 1 0 1 0 非法状态

0 1 0 1 0 数据总线→三态

（3）8255的基本工作方式

8255可编程并行I/O扩展芯片是通过在控制端口中设置控制字来决定它的工作方式的。

8255有以下三种基本工作方式：

⏹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——双向传送方式。

8255A的端口A可以工作在三种工作方式中的任何一种，端口B只能工作在方式0或方式1，端口C则常常配合端口A和端口B工作，为这两个端口的输入／输出传送提供控制信号和状态信号。

①方式0

方式0是一种基本输入／输出方式。它是把PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC3、PC4～PC7全部输入／输出线都用作传送数据，各端口是输入还是输出由方式控制字来设置。这种方式多用于同步传送和查询式传送。

8255的方式控制字如图9-1：

如图9-1 8255的方式控制字

②方式1

方式1是一种选通输入／输出方式。它把A口和B口用作数据传送，C口的部分引脚作为固定的专用应答信号，A口和B口可以通过方式控制字来设置方式1。这种方式多用于查询传送和中断传送。

③方式2

方式2是一种双向选通输入／输出方式。它利用A口为双向输入／输出口，C口的PC3～PC7作为专用应答线。方式2只用于端口A，在方式2下，外设可以通过端口A的8位数据线，向CPU发送数据，也可以从CPU接收数据。

当8255接收到写入控制端口的控制字时，首先测试控制字的最高位，如为1，则是方式选择控制字；如为0，则不是方式选择控制字，而是对端口C置1／置0控制字，这是由于端口C的每一位可作为控制位来使用。端口C置1／置0控制字也是写到控制端口，而不是写到端口C。

8253具有3个独立的16位计数器,6种不同的工作方式。

1、方式0——计数到终点输出变为高电平

当将某计数器设置成方式0后，其输出OUT变低电平，装入初值后，仍保持低电平。门控为高电平开始计数。每来一个计数脉冲CLK，计数器的值减1，当计数到达终点即计数器的值变成0时，OUT变为高电平。在计数期间可用门控信号暂停计数(即门控为低电平时，计数暂停)。

2、方式1——可编程单稳

所谓单稳，是指这样的电路，它有两种状态，但只能稳定在一种状态。在一