微机原理课程设计 合肥学院计算机科学与技术系微机原理与接口技术课程设计报告20092010学年第2学期课程微机原理与接口技术课程设计名称门铃报警系统学生姓名何彩云学号0704012031专业班级计算机科学与技术专业（07计本2）指导教师张向东教授2010 年 3 月一、题义分析与解决方案1 .题义与需求分析用STAR ES598PCI单板开发机设计一套门铃报警系统：首先，这里需要G5区键盘 ，用于输入一组数，在输入完一组数后，通过四个功能键的设置，来确定该组数是用户输入的开门密码，还是来访者输入的门牌号，这里，通过LED来显示输入的这组数：1） 当确认是用户输入开门密码时，系统判定是否存在该用户密码，若无，则发出报警声，并红灯闪烁梯形用户输入的密码是错误的；若存在，则系统显示密码正确，同时显示出相应的门牌号，并开门。2） 当确认是来访者输入的门牌号时，系统自动检索，是否正确，若无，则同样红灯闪烁加报警声，提示输入错误；若有，则来访者课通过G6区的按键来选择6中铃声模式的一种。这里，有六种铃声模式可供选择，铃声在像一段时间后会自动停止。必要时可按按键的S35提前退出铃声；铃声停止后，该用户的门牌号即地址会在中央控制室显示。其次，根据要求的每个用户有随意修改的地址，这里，即默认该地址为用户的开门密码，这里通过G5区键盘输入新密码，输入完毕后通过G5区键盘中设置的功能键进入密码修改部分，并通过G6区的按键选择自己家是几号，如这样一组密码1111H,1112H,1211H,1212H,1311H,1312H,1411H,1412H；其门牌号分别为1101H,1102H,1201H,1202H,1301H,1302H,1401H,1402H；而这两组同时对应的是1，2，3，8；若修改的是门牌号为1101的用户密码，则用开门选择S21键，于是，系统提示，1101的密码已修改。在通过新密码开门时，系统将会响应。2 .解决问题的方法与思路1) 硬件部分使用到STAR ES598PCI实验仪的模块包括：A3区：CPU总线、片选区B4区：8255电路D1区：蜂鸣器E5区：8279键盘/LED控制器G5区：键盘&LEDG6区：发光管、按键、开关8279键盘/LED控制器控制G5区键盘输入及LED数码管显示，这里控制用户及来访者的信息输入，及LED数码管显示输入。在铃声设置上面选择使用8255芯片，及开关，通过开关选择一种铃声模式，由软件启动，通过对8255的端口C输入低电平来启动蜂鸣器发出声音。2) 软件部分（汇编语言编写程序）通过编写程序来实现只能中央控制室的显示及报警及铃声等多种功能。1） 铃声模式方面，通过对8255端口C的高电平与低电平的间隔输入，加之不同长短的延时来实现铃声的不同，并通过循环来自动连续播放到终止这段铃声。2） 在中央控制室方面，这里，8279所控制的键盘输入的一组数，由软件分析是功能键还是数据，若是数据（09）则继续输入，若为功能键则进入相应的功能部分，如：C键：进入密码修改功能；F键：住户密码开门功能；E键：来访者输入门牌号启动铃声功能；F键：清显示；这里，通过功能键，将程序带入相应的功能部分，由程序分析进入相应的功能设置部分，对于密码及门牌号的检索，通过数组保存输入的输入与系统中预先设定的值进行逐个对比来实现。二、硬件设计1选择芯片8255A1） 8255A在本设计中的作用利用8255A将来实现铃声的模式设置，8255A也用来输出控制量来控制报警系统发生报警。2） 8255A的功能分析 图1-1 8255A的内部框图8255A是可编程并行接口，内部有3个相互独立的8位数据端口，即A口、口和口。三个端口都可以作为输入端口或输出端口。口有三种工作方式：即方式、方式和方式，而口只能工作在方式或方式下，而口通常作为联络信号使用。8255A的工作只有当片选CS效时才能进行。而控制逻辑端口实现对其他端口的控制。8255A的操作功能表 A1 A0操 作数 据 传 送 方 式0 0 1 0 0读 A 口A口数据 数据总线0 0 1 0 1读 B 口B口数据 数据总线0 0 1 1 0读 C 口C口数据 数据总线0 1 0 0 0写 A 口数据总线数据 A口0 1 0 0 1写 B 口数据总线数据 B口0 1 0 1 0写 C 口数据总线数据 C口0 1 0 1 1写控制口数据总线数据 控制口表1-2 8255A的操作功能表8255A有三种工作方式，用户可以通过编程来设置。本设计用到工作方式1。3） 8255A的技术参数 与外设相连的PA7PA0：A口数据信号线。PB7PB0：B口数据信号线。PC7PC0：C口数据信号线。 与CPU相连的RESET：复位信号。当此信号来时，所有寄存器都被清除。同时三个数据端口被自动置为输入端口。D7D0：它们是8255A的数据线和系统总线相连。CS:片选信号。在系统中，一般根据全部接口芯片来分配，若低位地址（比如A5、A4、A3）组成各种芯片选择码，当这几位地址组成某一个低电平，8255A被选中。只有当其有效时，读信号写才对8255A进行读写。 RD：读信号。当此信号有效时，CPU可从8255A中读取数据。WR：写信号。当此信号有效时，CPU可向8255A中写入数据。A1、A0：端口选择信号。8255A内部有3个数据端口和1个控制端口，共4个端口。规定：A1、A0为00时，选中A端口；A1、A0为01时，选中B端口；A1、A0为10时，选中C端口；A1、A0为11时，选中控制口。 参数说明：输入最低电压：min-0.5V，max0.8 V输入最高电压：2.0 V输出最低电压：0.45 V输出最高电压：2.4 V 8255A的方式控制字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D010010000特征位 A口方式0输入 B口方式0输出 C口高4位输出 C口低4位输出图1-3 8255A的方式控制字表方式0的工作特点：这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一个都有可以由程序选定作为输入或输出。通道的功能为：两个8位通道：通道A和B。两个四位通道：通道C高4位和低四位，任何一个通道可以作输入/输出，输入是不锁存的，输出是锁存的，在方式0时各个通道的输入/输出可有16种不同的组合。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00XXX写入位编码写入内容 写入位 编码 0写入0 D0-D7 000-111 1写入1图1-4 8255A的置位/控制字表2 选择芯片82791） 8279在本设计中的作用在本实验中，8279连接4*4的键盘及8位显示器的电路，用于完成键盘输入和LED显示控制两种功能。2） 8279的功能分析 图2-18279内部逻辑框图 1、8279A主要特性8279A芯片是一种通用的可编程序的键盘/显示接口器件，单个芯片就能完成键盘输入和LED显示控制两种功能。可与任何8位机接口。8279A芯片包括键盘输入和显示输出两个部分。若采用8279作为键盘/显示器接口，则可以实现对键盘、显示器自动扫描，8279主要是管理键盘输入和显示器输出的。8279可编程键盘显示器接口芯片具有动态显示驱动电路简单、不占用CPU 的时间、可自动进行键盘扫描、与计算机接口方便、编程容易、系统灵活等特点当今已成为设计计算机应用系统，特别是实时性较高的测控系统的首选器件之一。2、8279A的内部结构(如图2-2)图2-2 8279A的内部结构图中，IRQ：中断请求输出线，DB0DB7：双向数据总路线（传送命令、数据、状态），、：读写控制输入端，RESET：复位输入端，CLK：时钟输入端，：片选，C和/D（A0）：片内寄存器选址，OUTA0A1、OUTB0B3：8位显示输出端，：熄灭显示输出端，SL0SL3：公用扫描输出线，RL0RL7：键盘回馈输入线，SHIFT：抵挡键输入线，CNTL/STB：控制/选通输入线。另外，8279的键盘接口部分内部有一个88位先进先出的堆栈（FIFO），用来存放键盘输入代码，显示器接口部分内部有一个168位显示RAM，用来显示段数据，能为16位LED显示器（或其它显示器）提供多路扫描接口。3、8279A的引脚信号和功能8279可编程键盘显示器接口芯片具有动态显示驱动电路,不占用CPU 的时间、可自动进行键盘扫描、与计算机接口方便、编程容易、系统灵活等特点。 8279A是可编程的键盘/显示接口芯片。它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。8279A内部有键盘 FIFO （先进先出堆栈）/传感器，双重功能的 88=64B RAM，键盘控制部分可控制 88=64 个按键或 88 阵列方式的传感器。该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。显示 RAM容量为 168，即显示器最大配置可达 16 位 LED数码显示。4、8279的命令字及其格式 8279三种工作方式：键盘工作方式、显示工作方式和传感器工作方式。键盘工作方式：双键互锁和N键轮回。双键互锁是指当有两个以上按键同时按下时，只能识别最后一个被释放的按键，并把其键值送入内部FIFO RAM中。N键轮回是指当有多个按键同时按下时，所有按键的键值均可按扫描顺序依次存入FIFO RAM中。显示工作方式：是指CPU输入至8279内部FIFO RAM的数据的输出格式，有8个字符左端入口显示、16个字符左端入口显示、8个字符右端入口显示、16个字符右端入口显示四种方式。传感器方式：是指扫描传感器阵列时，一旦发现传感器的状态发生变化就置位INT向CPU申请中断。选择不同的工作方式均是通过CPU对8279送入命令来进行控制。8279共有8种命令，命令寄存器为8位，其中D7D5为命令特征位，D4D0为命令的控制位。CPU对8279写入的命令数据为命令字，读出的数据为状态字。8279共有八条命令，其功能及命令字格式分述如下。（1）键盘/显示方式设置命令字命令格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 D D K K K其中：D7、D6、D5=000为方式设置命令特征位。