8路数字抢答器.doc

接口技术课程设计

微机原理课程设计

课题:八路数字抢答器设计

学院：电子与信息工程学院
班级：11通信1班
学号：20111334020
姓名：杨丹
指导教师：乔杰

2013/11/15

目录
一．实验目的…………………………………………………………3
二．八路数字抢答器的内容与功能…………………………………3
三． 八路数字抢答器的设计原理与方案…………………………3
3.1八路数字抢答器的设计思路………………………………3
3.2八路数字抢答器的硬件设计………………………………4
3.2.1 八路数字抢答器的硬件框图……………………4
3.2.2 通过译码器产生片选信号………………………4
3.2.3 显示电路设计……………………………………5
3.2.4 异或门实现禁止多位选手抢答设计……………5
3.2.5 抢答器设计……………………………………6
3.2.6 开始与复位……………………………………6
3.3 主程序流程图…………………………………………7
四． 设计体会与小结…………………………………………8
五．附录…………………………………………………8
附录一 …………………………………………………………9
附录二……………………………………………………………10

一．本次课程设计应达到的目的：
1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；
2、通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力；
3、进一步熟悉8086CPU和常用接口电路，加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解；
4、学会电路的安装与调试；
5、进一步熟悉电子仪器的正确使用；
6、学会撰写课程设计的总结报告；
7、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二．本课程设计课题任务的内容和功能：
·以8086为核心，设计一个8位竞赛抢答器：同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S1～S8表示。
·设置一个系统清除和抢答控制按钮，按钮由主持人控制。。
·系统能进行多次抢答，按停止或者倒计时到0后能重新按下开始按钮进行抢答。
·抢答器具有锁存，清除锁存与显示功能。在主持人按开始键之前出现抢答情况，虽然已经锁存，但开始按钮将锁存信号清零。并且每次停止后，重新开始也会将之前抢答者的锁存信号清除，进行下一轮的抢答。
·抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如20秒）。
·当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。
·参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
·如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
三．八路数字抢答器的设计原理与方案
3.1 八路数字抢答器的设计思路
1、用8255A作为输入输出设备，A口输出，c口高位作为输出，B口作为键盘输入，c口低位作为主持人控制键输入。
2、8253A作为定时装置，由0计时器产生1秒为周期的方波，其中高电平0.5秒，用此0.5秒的高电平作为1计数器 的门控制信号，控制1计数器的通断！1计数器输出一定频率的脉冲，使扬声器发声！
3、用异或门配合组成电路实现禁止多位选手抢答

3.2 八路数字抢答器的硬件设计
3.2.1 八路竞赛抢答器的硬件框图

八段数码管显示电路

8255A
按键电路

倒计时和抢答电路
系统复位等辅助电路

8086CPU

3.2.2 通过译码器产生片选信号

3.2.3 显示电路设计
8255芯片的A口分别与数码管的八个引脚相连。将8255芯片中需要显示的信息通过A口送入数码显示区，由数码管的亮灭显示出来

3.2.4 异或门实现禁止多位选手抢答

3.2.5 抢答电路设计
8255芯片的PB0至PB7分别与8个拨码开关相连，将八位选手的抢答信号（由拨码开关控制）通过B口送入8255芯片。

3.2.6 开始和复位电路 （开始按钮要有对锁存信号的清除功能）
8255芯片的PC0口对应开始按键，PC1口对应复位按键。将抢答开始和结束的信号（由开始按键和复位按键控制）通过C口送入8255芯片。二极管的作用：开始按钮清除锁存信号，而锁存信号不影响开始按钮。

3.3 主程序流程图
开始

初始化8255A
BP送初值并显示00
读C口低位值
开始键是否按下
响声开始，BP送20，20秒倒计时开始
检查B口值
是否有人抢答
显示选手号和抢答剩余时间
停止键是否按下
显示00
倒计时有没有结束
是
否
否
是
否
否
是
是

四 设计体会与小结
该实验经历了两周的时间，由于微机原理不学已有半年时间，加上刚刚学过的单片机，应该来说编程还是很有难度的。从刚开始懵懵懂硬件不会连接，到后来编程随意自如。虽然只有短短两周时间，却感觉学了一学期的内容。
本次实验我们组做一个抢答器，参阅了很多资料，参考百度文库里的硬件连接，最后自己附加接线以及编程功能。
本次设计中的难点：1：数码管动态显示问题：比如想让显示30，可却显示-1，而将8086频率降低以后，数码管一闪一闪的却能显示完整的3和0，经查各种资料用来各种办法，才了解软件本身的问题，只能先送选中的位，再送段码才能完整显示。2，锁存信号的清除问题。即使没有开始按钮，只要按动了抢答按钮，其键值就会锁存并一直作用在PB口无法清零。然后按下开始后，其号码也会出现，这就产生了违规抢答，而且只能抢答一次，下一轮的抢答无法进行，这就需要清除违规或前一轮的抢答信号。因此，经过百般思考，在开始键与锁存使能端加单向二极管，当开始按下，其使能端为低电平，清除锁存，而没有抢答键按下时，使能端本身的低电平并不能传送到PC0口。3：8253控制扬声器。在此，本人也是用了大约半天时间学会控制8253通断以及控制时间的。（不是定时计数问题）

仿真遇到的问题：由于软件本身不自带MASN32编译器，编译出现source code build FAILED with error。因此，我自己下载了emu8086软件来调试程序并且生成exe文件。
这次设计中，我学到了不少东西。现在用protues仿真能设计出很多东西了，带有倒计时功能以及报警功能的抢答器就是最好证明。个人感觉已经熟练运用此软件了，以后做设计已经变得如此简单。感谢张洁老师的教导，让我学习了非常重要的课程设计。

五．附录
附录一 系统仿真原理及运行结果图

附录二 程序清单
DATA SEGMENT
TABLE1 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
TABLE2 DB 0FFH,0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH
BP DB ?
SI DB ?
COUNT DB 50 ; 设置变量
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA
START:
MOV AX,DATA
MOV DS,AX ;8255初始化
MOV DX,0EEH
MOV AL,10000011B ;A,B,C方式0，A,C输出，B输入
OUT DX,AL
MOV BP,00 ;BP初值设置0
CC1: CALL BB1 ;开始显示0
MOV DX,0ECH ;读取C口低位值
IN AL,DX
AND AL,0FH ;检查主持人开始抢答键是否按下
CMP AL,0EH
JNE CC1 ;没按下，跳到cc1，继续显示0
CALL BB2 ;驱动扬声器
MOV CX,0FFH
MOV BP,20 ;设置抢答时间20秒
CC2: CALL BB1 ;按下，开始显示20秒倒计时
MOV DX,0EAH ;读取b口值，看是否有人抢答
IN AL,DX
CMP AL,0FFH
JNE CC3 ;有人抢，跳CC3处理
DEC COUNT
JNZ CC2
MOV COUNT,50 ;没人抢，倒计时，每延时一秒
DEC BP
JS CC4 ;倒计时结束时跳CC4
JMP CC2
CC4:MOV BP,0
CALL BB1
CALL BB2 ;倒计时结束响喇叭
JMP CC1
CC3: MOV SI,08H ; 键值1-8
NEXT: IN AL,DX
CMP AL,TABLE2[SI] ;检查键值
JE DONE
DEC SI
JMP NEXT
DONE: MOV DX,0ECH ;显示键值
MOV AL,0E0H
OUT DX,AL
LEA BX,TABLE1 ;取段码
MOV AX,SI
XLAT
MOV DX,0E8H
OUT DX,AL
CALL DELAY
CALL BB1
MOV DX,0ECH
IN AL,DX
AND AL,0FH ; 检查停止键
CMP AL,0DH
JNE DONE ; 按下，停止
MOV BP,0
CALL BB1 ;显示00此处不响喇叭
JMP CC1 ;准备下一轮抢答
BB1 PROC NEAR ;显示子程序
MOV AL,0B0H ;第三位显示
MOV DX,0ECH ;C口高位
OUT DX,AL ; 此为了数码管完整显示必须先送位后送段码
MOV AX,BP
MOV DL,0AH
DIV DL
MOV BX,OFFSET TABLE1
XLAT
MOV DX,0E8H
OUT DX,AL
CALL DELAY
MOV AL,70H ;第四位显
MOV DX,0ECH ;C口高位
OUT DX,AL
MOV AL,AH
XLAT
MOV DX,0E8H
OUT DX,AL
CALL DELAY
RET
BB1 ENDP
BB2 PROC NEAR ;8253驱动发声子程序
MOV AL,16H
OUT 0F6H,AL
MOV AX,1000
OUT 0F0H,AL
MOV AH,AL
OUT 0F0H,AL
MOV AL,56H
OUT 0F6H,AL
MOV AL,2
OUT 0F2H,AL
MOV CX,50
L: CALL DELAY
LOOP L
AND AL,00H ;关喇叭
OUT 0F6H,AL
RET
BB2 ENDP
DELAY PROC NEAR ; 延时子程序
PUSH BX
PUSH CX
MOV BX,10
T0: MOV CX,0FFH
T1: LOOP T1
DEC BX
JNZ T0
POP CX
POP BX
RET
DELAY ENDP
CODE ENDS
END START

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