微机原理与接口技术课程设计-利用定时器生成随机数与数码管显示的设计与实现精选.docxVIP

微机原理与接口设计报告学 院： 电子与信息工程学院T班 级： 15通信工程(1)班G学 号： G姓 名： 浦奕星G指导老师： 乔杰 G完成时间： 2017年06月02日 G目录微机原理与接口设计报告1一、设计目的1二、设计任务及要求11、设计任务12、设计内容13、设计器材2三、设计原理及设计方案的选择21、设计原理22、系统原理4四、总体设计7五、详细设计81、电路设计82、宏定义设计83、定时器模块设计104、按键查询程序设计105、数码管显示模块设计116、延时模块设计12六、运行结果及说明12七、参考文献14八、程序源代码14一、设计目的1) 了解随机数生成器以及数码管显示的基本工作原理。2) 熟练掌握8255A可编程并行接口芯片的接口编程方法，掌握8255A在不同工作方式下通过输出对显示数码管的控制以及对按键的查询工作。3) 熟练掌握8253芯片的编程及应用，掌握不同方式下定时计数的方法，知道用8253芯片控制时间和申请中断。4) 熟悉掌握对硬件的运用，能够通过软件编程来达到对硬件的控制。5) 掌握Protues下仿真问题的解决。6) 进一步学习微处理器的编程技术。二、设计任务及要求1、设计任务这次课程设计的题目是利用定时器生成随机数与数码管显示的设计与实现，主要是模拟计算机生成随机数。 利用定时器生成随机数与数码管显示的设计与实现主要是通过编写汇编语言程序利用8255A的A口和B口实现对数码管显示进行控制。首先，要了解的是8255A是如何工作的，包括它的A、B、C口和控制端口是如何写数据的，还包括芯片的初始化等。在编写程序时得先规划好数码管显示和按键查询所要接的端口，继而编写相应的端口控制程序。对于数码管显示的持续时间我用到的软件延时。最后要在实验室通过一个软件进行调试，调试通过后即可看到设计的结果。2、设计内容定时器生成随机数与数码管显示主要采用定时器在某一时刻的计数值来提供概率相同的随机性数值,关键是各个模块之间的时序配合和驱动控制,正是基于以上考虑,采用如下设计，通过设计实现以下功能：本实验主要用Protues软件借助标准8086模板进行设计仿真，在Protues软件仿真界面中，显示出通过定时器完成的0-9之间的随机数字。在按键控制下可可以实现在按键按下后，随机生成一个随机数并在数码管上显示图 2-1如图2-1所示，为Protues仿真硬件结构图。包括8086及其外部数字逻辑电路、8253A定时器、8255A可编程并行接口芯片、数码管、矩阵键盘。3、设计器材笔记本电脑 Protues仿真软件Emu8086汇编程序集成开发软件三、设计原理及设计方案的选择1、设计原理如图3-1所示为8086结构原理图，图3-2为8253A连接图，图3-3为8255A以及数码管、矩阵键盘连接图，8086在查询到有键按下后，通过定时器读取计数值，在将计数值作为随机数生成种子计算出生成的0-9数字，再通过数码管进行显示。图 3-1 8086结构原理图图 3-2 8253A连接图图 3-3 8255A以及数码管、矩阵键盘连接图2、系统原理本次课程设计使用到芯片8255， 使用这块芯片首先应该明白了解这块芯片的功能、工作方式以及初始化方式等。2.1 8255的工作原理及内部结构 图3-4 8255的内部结构及引脚图1) 数据总线缓冲器：这是一个双向三态的8位数据缓冲器，它是8255与微机系统数据总线的接口。输入输出的数据、CPU输出的控制字以及CPU输入的状态信息都是通过这个缓冲器传送的。2) 两个端口B和C：B端口包含一个8位数据输入/输出锁存器和缓冲器，一个8位数据输入缓冲器。C端口包含一个8位数据输出锁存器和缓冲器，一个8位数据输入缓冲器(输入没有锁存器)。3) 读写控制逻辑:用来控制把CPU输出的控制字或数据送至相应端口，也由它来控制把状态信息或输入数据通过相应的端口送到CPU。8255A的工作方式：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---双向选通输入输出方式。 图3-5 8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式2.2 数码管显示原理图3-6 单个数码管原理图在仿真时利用L1~L8这八个发光二级光来简单模拟。其中引脚图的两个COM端连在一起，是公共端，共阴数码管要将其接地，共阳数码管将其接正5伏电源。一个八段数码管称为一位，多个数码管并列在一起可构成多位数码管，它们的段选线（即a,b,c,d,e,f,g,dp）连在一起，而各自的公共端称为位选线。2.2 矩阵键盘按键原理图3-7 矩阵键盘原理图在仿真时利用S1~S16，十六个按键组成矩阵键盘，8086不断读取PC0~PC3端口的值，使用查询方式进行读取。四、总体设计整体实验设计思想如图4-1所示：图4-1 设计程