微机原理 电风扇控制器设计概要

摘要

《电风扇控制器》课程设计中主要应用了芯片8086、8255、8254、

DAC0832。8086为控制系统的核心。8255 A口输入,检测开关的状态;B口输出,控制数码管,显示开关状态;C口输出,控制发光二极管LED,指示各开关状态。8254起定时作用,计数器0输出周期为50ms的方波信号;计数器2数定时4秒输出一个高电平信号。DAC0832控制电机的转速。最终在各芯片共同作用下实现对电风扇的控制。

关键字:8255;8254;DAC0832;定时

第1章小组成员及分工

小组成员及分工见表2.1

表 2.1 小组成员及分工

第2章设计题目及要求

2.1、设计的题目

1、设计家用电风扇控制器,实现电风扇的启停控制、风速控制和类型选择功能,所有操作由发光二极管LED指示,编制相应的汇编语言源程序并进行系统调试。

2、控制器面板包括:风速、类型和启停键,发光二极管LED指示灯。风速分强、中、弱。类型为睡眠、自然和正常。

3、电风扇处于停转状态时,所有指示灯不点亮,只有按下“风速”键时,才会进入起始工作状态。不论电风扇处于何种状态,只要按下停止键,电风扇就进入停转状态。

2.2、设计要求

1、初始状态:风速为“弱”,类型为“正常”。

2、按“风速”键,其状态由“弱”→“中”→“强”→“弱”…往复循环改变,按每一下键,状态改变一次。

3、按“类型”键,其状态由“正常”→“睡眠”→“自然”→“正常”…往复循环改变。

4、风速的弱,中,强对应于电风扇转动的慢快。

5、类型的不同选择,分别对应如下情况。

①正常:电风扇连续转动。

②自然:电风扇模拟自然风,转动8秒,停止8秒。

③睡眠:电风扇慢转,产生轻柔的微风,转动4秒,停止8秒。

6、按照风速与类型的设置输出相应的控制信号,点亮或熄灭相应的指示灯。

第3章所需芯片功能简介 3.1、8255功能简介

1、8255是Intel 公司生产的可编程并行I/O 接口芯片,有3个8位并行I/O 口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片(40引脚。其各口功能可由软件选择,使用灵活,通用性强。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。

2、8255在使用前要写入一个方式控制字,设置三个端口A 、B 、C 的工作方式。共三种。方式0:基本输入/输出方式,其特点信号时与外设传送数据时,不需要设置专用的联络信号,可以无条件的直接进行I/O 传送。A,B,C3个端口都可以工作在方式0.A 口和B 口工作在方式0时,只设置以8位数据格式输入/输出;C 口工作在方式0时,可以高4位和低4位分别设置为数据输入或数据输出方式。方式0常用于与外设无条件数据传送或查询方式数据传送。方式1:单向选通输入/输出方式,方式1是一种带选通信号的单方向输入/输出工作方式,其特点是:与外设传送数据时,需要联络信号进行协调,允许用查询或中断方式传送数据。由于C 口的0PC ,1PC 和2PC 定义为B 口工作在方式1的联络信号线,3PC ,4PC 和5PC 定义为A 口工作方式1的联络信号,因此只允许A 口和B 口工作在方式1.方式2:双向选通输入/输出方式,是方式1输入和输出的组合,即同一端口的信号线既可以输入又可以输出。由于C 口的7PC ~3PC 定义为A 口工作在方式2时的联络信号线,因此只允许A 口工作在方式。

3.2、8254功能简介

8254 芯片是一款使用十分广泛的可编程定时,计数芯片,其主要功能是定时和计数的功能。

8254芯片主要由四部分组成:

1、数据总线缓冲器

数据总线缓冲器是一个三态、双向8位寄存器主要作用是与cpu 进行数据交换,8位数据线D7~D0与CPU 的系统数据总线连接,构成CPU 和8254

之间信息传送的通道,CPU通过数据总线缓冲器向8254写入控制命令、计数初始值或读取计数值。

2、读写逻辑

读写逻辑是芯片的控制部分,编程人员通过控制信号的选择来选择芯片的工作方式。读/写控制逻辑用来接收CPU系统总线的读、写控制信号和端口选择信号,用于控制8254内部寄存器的读/写操作。

3、控制字寄存器

控制寄存器是一个只能写不能读的8位寄存器,系统通过指令将控制字写入控制寄存器,设定8254的不同工作方式。

4、计数器

8254内部有三个结构完全相同而又相互独立的16位减“1”计数器,每个计数器有六种工作方式,各自可按照编程设定的方式工作。

8254芯片的工作方式

8254芯片共有六种工作方式,分别对应与六种不同的用途。

(1方式0:计数结束产生中断

方式0时序如图3.2.1所示。

图 3.2.1 方式0时序

在写入控制字CW后,OUT引脚初始电平为低电平,写入计数初始值N之后的第一个CLK的下降沿将N装入计数执行部件,待下一个CLK的下降沿到来且门控信号GATE为高电平时,开始启动减“1”计数,随后每一个CLK的下降沿,计数器减1。在计数过程中,OUT引脚一直保持低电平,直到计数为“0”时,OUT 引脚输出由低电平变为高电平,并且保持高电平。

方式0的特点:计数初始值无自动装入功能,若要继续计数,则需要重新写入计数初始值。门控信号GATE用来控制CE,当GATE为高电平时,允许计数;当GATE为低电平时,禁止计数。当GATE重新为高电平时,计数器接着当前的计数值继续计数。计数期间给计数器装入新值,则会在写入计数初始值后重新开始计数过程。

由于方式0在计数结束后,OUT引脚输出一个由低电平到高电平的跳变信号,因此可以用它作为计数结束的中断请求信号。

(2方式1:可重复触发的单稳态触发器,方式1时序如图3.2.2所示。

图 3.2.2 方式1时序