微機課程設計8086控制的循環(huán)彩燈報告

1、<p><b>　　設計目的: </b></p><p>　　1.鞏固和加深課堂所學知識；熟悉各種指令的應用及條件；</p><p>　　2.學習掌握一般的軟硬件的設計方法和查閱、運用資料的能力；</p><p>　　3.深入了解與掌握8255A在PC機系統(tǒng)的典型接法和8255A的工作方法及應用編程。</p><p

2、><b>　　設計任務與要求：</b></p><p>　　設計一個循環(huán)彩燈控制系統(tǒng)，能輸出四種花型，輸出花型如下：</p><p>　　1）00000001    左循環(huán)（1時亮，0時滅）</p><p>　　2）10000000    右循環(huán)</p><p

3、>　　3）按00000001，00000011，00000111-----11111111規(guī)律遞增，后同時閃爍一次，循環(huán)不斷。</p><p>　　4）按01010101，10101010（或紅、綠彩燈）    交替閃爍。</p><p>　　功能要求： 1）循環(huán)彩燈的循環(huán)速度可調(diào)；</p><p><b>　　2）按鍵

4、要求</b></p><p>　　① 啟動/暫停，按SW0開關啟動系統(tǒng)，按SW1開關停止系統(tǒng)工作。</p><p>　?、?花型變換，由開關SW2、SW3進行四種花型切換；</p><p><b>　　總體方案與說明：</b></p><p>　　根據(jù)所學內(nèi)容和對8255A的應用，整個系統(tǒng)硬件采用8086微處

5、理器，74LS373鎖存器，和8255A可編程并行接口芯片和8個led彩燈。</p><p>　　Intel 8255A是一種通用的可編程并行接口芯片，由于它是可以編程的，可以通過程序來設置芯片的工作方式，通用性強，使用靈活，可為多種不同的CPU與外設之間提供并行輸入/輸出的通道；8086微處理器，選擇最小工作模式，所有的總線控制信號均由8086產(chǎn)生；8086CPU的地址\數(shù)據(jù)總線AD15-AD0和地址\狀態(tài)總線

6、A16/S3-A19/S6是復用的，必須通過地址鎖存器把地址總線和數(shù)據(jù)總線分離</p><p>　　循環(huán)彩燈主要模塊流程圖</p><p><b>　　軟件設計</b></p><p>　　采用模塊化程序設計思想，將軟件劃分成若干單元，主要包括主程序、LED彩燈顯示子程序和延時子程序等。本系統(tǒng)具體匯編源程序見附表一。</p>&l

7、t;p><b>　　使用軟件說明：</b></p><p><b>　　Proteus</b></p><p>　　Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真， 其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和M

8、SP430等</p><p><b>　　Emu8086</b></p><p>　　Emu8086-MicroprocessorEmulator結合了一個先進的原始編輯器、組譯器、反組譯器、具除錯功能的軟件模擬工具（虛擬PC），還有一個循序漸進的指導工具，編譯源代碼，并在模擬器上一步一步的執(zhí)行?？梢暬缑媪畈僮饕兹绶疲梢栽趫?zhí)行程序的同時可觀察寄存器，標志位和內(nèi)存

9、．算術和邏輯運算單元（ALU）顯示中央處理器內(nèi)部的工作情況．</p><p>　　點擊編譯之生成.exe文件后，調(diào)試界面圖 </p><p><b>　　硬件電路圖與說明：</b></p><p>　　8255A的數(shù)據(jù)線，片選信號，地址線，讀寫控制線等與系統(tǒng)總線相連，CS與譯碼器的也相連，通過譯碼器連接到系統(tǒng)總線。</p

10、><p>　　鎖存控制電路74LS373</p><p>　　在微控制器單元（MCU）中，寄存器是十分重要的資源。寄存器的主要作用是快速寄存算術邏輯運算單元（ALU）運算過程中的數(shù)據(jù)，其鎖存功能利用74LS373來實現(xiàn)， </p><p>　　（1） 鎖存使能控制端 LE。</p><p><b>　?。?） 控制輸入端</b&g

11、t;</p><p><b>　　（3） 數(shù)據(jù)輸入端</b></p><p>　　通過鎖存器74LS373把數(shù)據(jù)存儲于集成塊中，當LE鎖存控制端為1,\OE使能端為0時，其具有輸入功能，反之其具有鎖存功能，在此系統(tǒng)中充當一個橋梁的作用，將部分數(shù)據(jù)傳送個8255A的A0,A1，和CS片選等等，從而驅(qū)動發(fā)光二級管顯示不同的花色。</p><p>　

12、　由于地址鎖存器8282與74LS373有相同的功能，可以將此處的74LS373替換成8282，原理上同樣可以實現(xiàn)</p><p>　　可編程并行通信接口芯片8255A：</p><p>　　方式0為簡單I/O，查詢方式，端口A、端口B、端口C均可使用。</p><p>　　方式1為選通I/O，中斷方式，端口A、端口B可以使用，選通的輸入/輸出方式。</p&g

13、t;<p>　　方式2為雙向I/O，中斷方式，只有端口A可以使用，雙向的傳輸方式。</p><p>　　方式0也叫基本輸入/輸出方式。一種方式，不需要應答聯(lián)絡信號,端口A、端口B和端口C的高4位及低4位都可以作為輸入或輸出端口。方式0的應用場合有無條件傳送和查詢傳送2種； 故根據(jù)我們系統(tǒng)設計的要求，綜上可知，選擇8255A為工作方式0。</p><p>　　然而8255A的3

14、種基本工作方式：由方式選擇控制字來決定，D7＝1（特征位）表明是設定方式選擇控制字；D7=0，則表示是端口C按位置位/復位控制字；</p><p>　　端口C分成高4位(PC7～PC4)和低4位(PC3～PC0)，可分別設置成輸入端口或輸出端口；端口C的高4位與端口A配合組成A組，端口C的低4位與端口B配合組成B組。</p><p>　　綜上可得此系統(tǒng)需要滿足A端口為輸出，輸出數(shù)據(jù)給到8個

15、LED彩燈；端口C為輸入，需要檢測按鍵的輸入情況；</p><p>　　問題分析與解決方案：</p><p>　　1. unknow 1-byte opcode at B900:7056! 61</p><p>　　[SPICE]error---too many iterations without convergence</p><p>　

16、　在仿真過程中，出現(xiàn)以上兩行的錯誤，太多的迭代沒有收斂性，和某個匯編語言在編碼過程中的地址不正確：</p><p>　　說明程序代碼過于分散，沒有模塊化，之后再將程序能夠模塊化的地方盡量改善，達到更加簡潔易讀易運行的目的由于程序中定義了 dz db 01h,03h,07h,0fh,1fh,3fh,7fh,0ffh,00h,0ffh,00h,0ffh 在在最初的調(diào)試的時候variable里面elements的

17、值總是顯示1，然而此處共有12個值，si共需要在此取11個偏移地址，所以改成11后，程序調(diào)試運行正常；</p><p>　　2.延時子程序模塊的編寫方法多種，之前為了測試單一的彩燈循環(huán)左移是否能夠成功，采用nop延時，由CPU晶振頻率計算，12M的晶振頻率，執(zhí)行一個nop需要時間1us，8086的晶振頻率是5MHz，所以執(zhí)行一個nop需要的時間是12/5us若要實現(xiàn)短暫而精確的延時可以用nop，然而此處流水燈的延

18、時僅僅用空指令nop并不具有很好的移植性和修改性，程序代碼也顯得冗余；</p><p>　　一般一定功能的程序段設計成一個子程序，MASM宏匯編程序用“過程”（Procedure）來構造子程序。如此段延時子程序：</p><p>　　delay proc </p><p><b>　　push cx</b></p><

19、p><b>　　push bx</b></p><p>　　mov cx,0fh ；修改此處的值，可以改變延時時間 </p><p>　　d1:mov bx,0fh</p><p><b>　　d2:dec bx</b></p><p><b>　　jnz d2</

20、b></p><p><b>　　pop bx</b></p><p><b>　　pop cx</b></p><p><b>　　ret</b></p><p>　　end endp </p><p>　　在寫此系統(tǒng)程序中，我采用的是分支結構

21、編寫延時程序，后查的一般分支程序為計算機根據(jù)某種判斷，利用條件轉(zhuǎn)移指令，改變程序執(zhí)行順序所用；然而一般具有公用性，重復性，和相對獨立性的某段程序應設計成子程序，這種結構會給程序設計和調(diào)試帶來許多方便，在滿足匯編語言一定的規(guī)范性條件下，應將延時模塊改成如上程序所示；</p><p>　　3. 內(nèi)存空間分配，，匯編語言的重要特點之一是能夠直接利用機器指 或者偽指令為數(shù)據(jù)或者代碼程序分配內(nèi)存空間，86系列(如8086微

22、處理器)的存儲器結構是分段的，有代碼段，數(shù)據(jù)段，堆棧段或附加段，在程序設計時要充分考慮分段結構，要執(zhí)行的程序段應設在當前段（活動段）中；分配內(nèi)存空間：直接在proteus里面將8086CPU的internal memory size設置成一個足夠用的空間大小，如0x1000，默認的空間大小是0x00000，如不改則仿真不成功。</p><p>　　程序在運行時所需要的工作單元應盡可能的設在CPU寄存器中，這樣存取

23、速度快，而且操作方便；在此系統(tǒng)源程序中都采用8086CPU的全部通用寄存器：累加器AX，基數(shù)寄存器BX，基數(shù)寄存器CX，數(shù)據(jù)寄存器DX；和堆棧指針寄存器SI；</p><p>　　4 在所有的程序模塊逐步成功之后，期待著整體銜接能夠成功，可是出現(xiàn)了一個現(xiàn)象：每次仿真只能實現(xiàn)一種花型，在仿真過程中按鍵根本無作用，也就是程序一直在某個彩燈子程序中運行，無法去讀select處C端口的按鍵值，必須在仿真stop后，切換

24、按鍵值，在按仿真play后才能改變花型；</p><p>　　后來發(fā)現(xiàn)原來是在每個彩燈子程序中，由于利用了loop循環(huán)去實現(xiàn)彩燈的左移與右移，使得程序跳不到下一條語句jmp select，一直以為有了jmp select，似乎就可以去讀取了按鍵值,后查loop的資料，loop的兩步操作：1、cx=cx-1；2、判斷cx的值，決定跳轉(zhuǎn)還是向下執(zhí)行；原來自己在子程序開始忘記了mov cx，08h；即彩燈實現(xiàn)完一次花

25、型變換就去讀取按鍵的值，如果此時按鍵的值改變，就跳轉(zhuǎn)到相應的程序段去執(zhí)行，否則繼續(xù)執(zhí)行當前的彩燈花型；</p><p>　　5.某個想法：在調(diào)試過程中，由于led燈一端都接地，按下啟動鍵，并沒有什么現(xiàn)象，總讓人產(chǎn)生錯覺是不是程序出現(xiàn)問題，仿真不出來；未來便于啟動按鍵按下有現(xiàn)象，可將led燈的另一端接高電平，但是想來想去，如果是在現(xiàn)實中，不可能用彩燈突然全部亮來說明系統(tǒng)啟動，故可以在連接啟動鍵導線中用一個led燈是

26、否亮了來檢測系統(tǒng)的啟動成功，此時所有的按鍵的另一端也要求接高電平了；</p><p>　　6．整體調(diào)試過程中，SW0：啟動/暫停能夠控制仿真過程中的狀態(tài)，SW1：停止系統(tǒng)，需要用到系統(tǒng)功能調(diào)用，返回當前操作系統(tǒng)；</p><p><b>　　小結與體會：</b></p><p>　　1.cmp屬于加減運算的范疇，而test屬于邏輯運算的范疇&l

27、t;/p><p>　　cmp主要用于比較兩數(shù)的關系，可以在有符號數(shù)和無符號數(shù)之間進行比較。兩數(shù)相等影響ZF標志，無符號數(shù)影響CF標志，有符號數(shù)影響SF和OF標志。一般根據(jù)標志位的影響設置程序跳轉(zhuǎn)，即根據(jù)不同的條件完成對應的程序片段，類似于高級語言的IF-ELSE結構。所有的有條件轉(zhuǎn)移指令都可以用在這條指令之后。test通常用于檢測某些位是否為1，但又不希望改變操作數(shù)的場合。比如檢查AL中的位6和位2是否有一位為1

28、，可以用如下指令：test AL，01000100b，如果這兩個位全為0.則ZF的值為1，否則清0，那么根據(jù)標志位設置的跳轉(zhuǎn)就只能為jz或jnz這兩條指令的相同點是都不會影響操作數(shù)，只是通過標志寄存器的某些位反映運算結果。</p><p>　　2. 首先，更一步深化了程序設計步驟的思想，之前的混亂狀態(tài)逐漸清晰起來；編寫程序時我遇到了許多的麻煩，開始時我把程序編了出來，但是我用Proteus仿真就和我想要的結

29、果不一致，然后我又通過認真的分析，發(fā)現(xiàn)我的邏輯思維出錯了，用匯編語言編寫時要求有很好的邏輯思維能力，在今后的練習中得加強這方面的鍛煉；</p><p>　　其次每一個獨立的子程序最好用回車把它與其它的語句分開，這樣就是為了在你查找程序錯誤時能夠很清楚的找到錯誤。 </p><p>　?。阂院笤谡{(diào)程序時，確定問題后，要將流程和原理有非常清晰的理解，最好一步一步寫下來，這樣方便最初源程序的編寫

30、和最后完工后的調(diào)試；</p><p>　　3. 進一步了解了8255A各引腳的功能， 8255A和系統(tǒng)總線之間的連接， 8255A和CPU之間的數(shù)據(jù)交換，以及8255A的內(nèi)部邏輯結構。深入掌握了8255A顯示電路的基本功能及編程方法，同時也深入了解了8255等芯片的工作方式、作用，受益匪淺。</p><p><b>　　附表1： </b></p><

31、;p>　　循環(huán)彩燈系統(tǒng)匯編源程序清單：</p><p>　　data segment</p><p>　　MY8255_A equ 90h ;8255的A端口地址</p><p>　　MY8255_B equ 92h ;8255的B端口地址</p><p>　　MY8255_C equ 94h ;8255的C端口地址<

32、/p><p>　　MY8255_MODE equ 96h ;8255控制寄存器地址 </p><p>　　MODE_A db 10001001b ;控制字 89h； A端口輸出工作方式0,端口C輸入 </p><p>　　dz db 01h,03h,07h,0fh,1fh,3fh,7fh,0f

33、fh,00h,0ffh,00h,0ffh </p><p>　　data ends </p><p>　　code segment</p><p>　　assume cs:code,ds:data </p><p>　　start: mov dx,MY8255_MODE</

34、p><p>　　mov al,MODE_A</p><p>　　out dx,al ;控制字 初始化</p><p>　　;--------------------------------------------------</p><p><b>　　select:</b></p>

35、<p>　　mov dx, MY8255_C </p><p>　　in al,dx ;讀取C端口地址 </p><p><b>　　goexit:</b></p><p>　　test al,10h </p><

36、;p>　　jz exit ;結果是0，CF=1,跳轉(zhuǎn)到exit去執(zhí)行 </p><p><b>　　set: </b></p><p>　　test al,20h</p><p>　　jz select ;若是結果是0，則繼續(xù)檢測按鍵</p><p>　　; ***

37、**************** ;四種花型的判斷</p><p>　　and al,0fh ;屏蔽al的高四位 </p><p>　　cmp al,00h</p><p>　　jz cont1 ;花型1 循環(huán)左移</p><p>　　cmp al,01h</p><p>　　j

38、z cont2 ;花型2 循環(huán)右移</p><p>　　cmp al,02h</p><p>　　jz cont3 ;花型3 依次遞增后閃爍</p><p>　　cmp al,03h</p><p>　　jz cont4 ;花型4 交替閃爍</p><p>　　jmp select <

39、/p><p>　　;----------------------------------------------------- </p><p>　　exit: </p><p>　　mov ah,4ch</p><p>　　int 21h ;4ch系統(tǒng)功能調(diào)用，返回操作系統(tǒng)</p&g

40、t;<p>　　;----------------------------------------------------</p><p><b>　　cont1: </b></p><p>　　mov cx,08h </p><p>　　mov dx,MY8255_A </p><p>　　mov

41、 al,01h </p><p>　　k1: out dx,al ;寫A端口 </p><p>　　call delay</p><p>　　rol al,1 </p><p>　　loop k1 </p><p>　　jmp select</p><p>　　;

42、---------------------------------------------------- </p><p><b>　　cont2: </b></p><p>　　mov cx,08h </p><p>　　mov dx,MY8255_A </p><p>　　mov al,

43、80h</p><p>　　k2: out dx,al</p><p>　　call delay</p><p><b>　　ror al,1</b></p><p><b>　　loop k2</b></p><p>　　jmp select </

44、p><p>　　;-----------------------------------------------------</p><p><b>　　cont3:</b></p><p>　　mov dx,MY8255_A </p><p>　　mov bl,0bh</p><p><b&

45、gt;　　lea si,dz</b></p><p>　　diz: mov al,[si] ;向左遞增子程序</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　inc si ;加1存在si里面 </p&

46、gt;<p><b>　　dec bl</b></p><p>　　jnz diz ;bl!=0則繼續(xù)跳到diz執(zhí)行</p><p>　　jmp select</p><p>　　;---------------------------------------------------</p><

47、;p><b>　　cont4: </b></p><p>　　mov dx,MY8255_A</p><p>　　mov al,55h</p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　mov al,0

48、aah ; xor al,0ffh </p><p><b>　　out dx,al</b></p><p>　　call delay</p><p>　　jmp select</p><p>　　;---------------------------------------

49、-------------- </p><p>　　;delay proc ;定義延時子程序 </p><p>　　; push cx</p><p>　　; push bx</p><p>　　; mov cx,0fh </p><p>　　; d1: mo

50、v bx,0fh</p><p>　　; d2: dec bx</p><p>　　; jnz d2</p><p>　　; pop bx</p><p>　　; pop cx</p><p>　　; ret</p><p>　　; end

51、 endp </p><p>　　;----------------------------------------------------</p><p>　　delay: ; 延時子程序 </p><p><b>　　pushf</b></p><p><b&g

52、t;　　push bx</b></p><p>　　push cx ;保護現(xiàn)場</p><p>　　mov bx, 0e0h</p><p>　　lp2: mov cx ,176h</p><p>　　lp1: pushf ;標志入棧</p><p>　　p

53、opf ;標志出棧</p><p><b>　　loop lp1</b></p><p><b>　　dec bx</b></p><p><b>　　jnz lp2 </b></p><p><b>　　pop cx</b>&l

54、t;/p><p><b>　　pop bx</b></p><p><b>　　popf</b></p><p><b>　　ret </b></p><p><b>　　code ends</b></p><p>　　end