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201*微機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)書

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201*微機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)書

《微機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計指導(dǎo)書

東華大學(xué)信息學(xué)院201*年9月1日

一、課程設(shè)計目的

本課程設(shè)計是繼《微機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用》課程之后的一次綜合性設(shè)計、實驗訓(xùn)練。根據(jù)微機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用課程教學(xué)的重點和主要知識點及工程實際需要,設(shè)置匯編語言程序設(shè)計、PC機(jī)內(nèi)部接口和8086系統(tǒng)接口電路設(shè)計等設(shè)計題目。要求學(xué)生綜合本課程和其它相關(guān)課程中學(xué)到的80X86系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、匯編語言設(shè)計、典型接口芯片、電路電子技術(shù)等相關(guān)知識進(jìn)行程序設(shè)計、硬件接口電路設(shè)計和調(diào)試,系統(tǒng)地掌握微機(jī)原理和接口技術(shù)的相關(guān)知識,實現(xiàn)知識的融會貫通。要求學(xué)生通過1.5周的學(xué)習(xí),提高設(shè)計匯編語言程序的能力和技巧,培養(yǎng)實現(xiàn)一個簡單應(yīng)用系統(tǒng)功能的硬件軟件設(shè)計能力。

二、課程設(shè)計內(nèi)容

(一)匯編語言程序設(shè)計及調(diào)試

1文件加/解密程序設(shè)計

用8086匯編語言設(shè)計、調(diào)試一個任意文件加/解密程序。(1)設(shè)計思路

利用DOS系統(tǒng)文件操作功能,打開文件,讀入磁盤文件,對讀入的數(shù)據(jù)與密鑰按一定規(guī)律進(jìn)行加密運算,運算結(jié)果再存入磁盤達(dá)到加密目的;若要使用文件,則執(zhí)行一次相反的解密運算。

(2)要求

運行程序,提示選擇加密、解密;然后提示輸入加/解密文件名;再提示輸入密碼,重輸入密碼,兩次輸入密碼相等,開始加解密運算,顯示加/解密進(jìn)行中等有關(guān)信息;加/解密布成功,提示OK。

加/解密算法自定,比如用用與密鑰異或運算等。(文件操作方法請參閱附件DOS功能大全)2按鍵聲音程序設(shè)計

為‘0’---‘9’,‘*’,‘#’,‘A’,‘B’,‘C’,‘D’這16個按鍵配上不同頻率的聲音信號。當(dāng)程序運行時,按這16個鍵,可以聽到不同的聲音。

設(shè)計思路:PC機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的8253通道2和8255PB0,PB1實現(xiàn)了PC機(jī)揚聲器發(fā)聲及控制。通過改變8253通道2的計數(shù)常數(shù),實現(xiàn)改變OUT2引腳輸出波形的頻率,當(dāng)有鍵按下時,若按鍵為上述16鍵之一,則寫入計數(shù)值,啟動計數(shù),且持續(xù)輸出約0.5秒后關(guān)閉聲音。

要求:

運行程序時有提示,比如:請輸入號碼等。按其它鍵,退出程序。提示:參考彈鋼琴程序。16種頻率自定。

3幾何圖形顯示程序

試?yán)肞C機(jī)顯示器軟件中斷(INT10H)功能(VGA模式640*480),設(shè)計一個幾何圖形

顯示程序。顯示器水平方向為時間軸,垂直方向為信號幅度。測試信號為正弦波信號和三角波信號。

要求:

基本要求:能顯示三角形、五角星、度方型圖案。程序運行時,先按任意尺寸顯示所有圖形,然后提示選擇所要顯示的圖形。提示:線條生成可以采用直線插補(bǔ)算法。

(二)接口電路設(shè)計

1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

利用8253,8255A,ADC0809設(shè)計一個基于8088最小系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(不包含A/D轉(zhuǎn)換器輸入通道中的放大器和采樣保持電路),最小系統(tǒng)的時鐘頻率為5MHz,8253時鐘頻率為1MHz。要求每隔200μs采集一個數(shù)據(jù),每次啟動采集數(shù)據(jù)時采集時間為20ms(即每次啟動一次,共采集100個數(shù)據(jù))。由一個開關(guān)手動啟動數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)的I/O傳送采用中斷方式傳送。8259A地址為20H,21H,僅對8255A,8253地址進(jìn)行譯碼,8255A、8253的端口地址為每位同學(xué)學(xué)號最后4位乘以8,如:學(xué)號后4位是1820,則地址范圍為1820*81820*8+8。允許附加必要的門電路、地址譯碼器和單穩(wěn)電路等。完成:

(1)硬件設(shè)計,畫出連接圖(不包括8259A,用正規(guī)“米”字方格紙繪制)(2)軟件設(shè)計,包括8255A,8253的初始化及中斷服務(wù)程序(只采集ADC0809的IN0

通道)。

2鍵盤顯示接口電路設(shè)計利用8253,8255A設(shè)計一個基于8088最小系統(tǒng)的鍵盤顯示接口電路。鍵盤為4X4行列式鍵盤(0-9,A-F),顯示器為7段代碼LED,共4位,動態(tài)顯示。要求每隔200ms掃描一次鍵盤,解碼后的鍵值在LED顯示器上滾動顯示。假定最小系統(tǒng)的時鐘頻率為5MHz,8253時鐘頻率為1MHz,鍵盤軟件消抖動。8259A地址為20H,21H,不用參與譯碼,8255A,8253的端口地址為每位同學(xué)學(xué)號最后4位乘以8,如:學(xué)號后4位是1820,則地址范圍為1820*81820*8+8。允許附加必要的門電路、地址譯碼器和單穩(wěn)電路等。

(1)硬件設(shè)計,畫出連接圖(不包括8259A,用正規(guī)“米”字方格紙繪制)(2)軟件設(shè)計,包括8255A,8253的初始化及中斷服務(wù)程序,鍵盤掃描子程序,LED

顯示子程序。

3交通燈控制系統(tǒng)

利用8253,8255A,8259等芯片設(shè)計一個基于8088最小系統(tǒng)的十字路口交通燈控制系統(tǒng)。通行時間(綠燈)(或禁止時間(紅燈))30秒,準(zhǔn)備時間3秒,在準(zhǔn)備時間里黃燈閃爍3次,閃爍頻率為0.5秒,周而復(fù)始。最小系統(tǒng)的時鐘頻率為5MHz,8253的時鐘頻率為1MHz。8259A地址為20H,21H,不用參與譯碼,8255A,8253的端口地址為每位同學(xué)學(xué)號最后4位乘以8,如:學(xué)號后4位是1820,則地址范圍為1820*81820*8+8。允許附加必要的門電路、地址譯碼器和單穩(wěn)電路等。

(1)硬件設(shè)計,畫出連接圖(不包括8259A,用正規(guī)“米”字方格紙繪制)(2)軟件設(shè)計,包括8255A,8253的初始化及中斷服務(wù)程序,控制程序等。

三、課程設(shè)計要求

要求每位同學(xué)獨立完成一項軟件題目的設(shè)計和調(diào)試,一項接口電路的設(shè)計。匯編語言程序必須實現(xiàn)基本功能,在基本功能基礎(chǔ)上要有所發(fā)揮,力求創(chuàng)新。硬件接口電路設(shè)計必須完成手繪原理圖(通常畫在描圖紙上),編寫相應(yīng)的程序。

四、參考資料

1楊素行編微型計算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用,清華大學(xué)出版社

2吳寧主編80X86/Pentium微型計算機(jī)原理及應(yīng)用,電子工業(yè)出版社3孫德文主編微型計算機(jī)技術(shù),高等教育出版社

4沈美明編IBM-PC匯編語言程序設(shè)計,清華大學(xué)出版社

五、考核

1集中上機(jī)調(diào)試時間段執(zhí)行嚴(yán)格的考勤制度

2上機(jī)實考3設(shè)計報告4教師隨機(jī)提問

注:獨立按時完成規(guī)定的工作任務(wù),不得弄虛作假,不準(zhǔn)抄襲他人內(nèi)容,否則成績以不及格計。如發(fā)現(xiàn)程序或者課程設(shè)計報告雷同,一律記不及格。

六、設(shè)計報告(須手寫,打印無效)

1、所完成課程設(shè)計的題目、內(nèi)容、功能

2、設(shè)計思想、原理,模塊的劃分,程序的流程框圖

3、每個程序中,所使用的DOS/BIOS功能調(diào)用,宏庫文件列表清單;如涉及硬件編程,介

紹相應(yīng)的工作原理4、程序源代碼及注釋。

5、調(diào)試過程,出現(xiàn)的問題及解決,運行結(jié)果,運行說明。6、硬件工作原理分析,硬件電路接線圖,相應(yīng)的工作程序。7、課程設(shè)計總結(jié)及展望。

擴(kuò)展閱讀:201*年微機(jī)原理課程設(shè)計指導(dǎo)書[1]

微機(jī)原理課程設(shè)計

指導(dǎo)書

計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)系統(tǒng)教研室

二零一一年五月

目錄

1課程設(shè)計的目的和任務(wù).....................................12課程設(shè)計指導(dǎo)及要求.........................................13課程設(shè)計的主要步驟.........................................1

3.1總體設(shè)計..............................................................................................23.2硬件設(shè)計..............................................................................................23.3軟件設(shè)計..............................................................................................23.4軟、硬件聯(lián)調(diào)......................................................................................2

4課程設(shè)計報告內(nèi)容及格式要求.........................25進(jìn)度安排.............................................................36課程設(shè)計的考核方法及成績評定.....................37課程設(shè)計題目.......................................................38主要參考資料.......................................................5

1課程設(shè)計的目的和任務(wù)

課程設(shè)計是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生在學(xué)習(xí)完本門課后綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識,解決實際工程設(shè)計和應(yīng)用問題的能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。它具有動手、動腦和理論聯(lián)系實際的特點,是培養(yǎng)在校工科大學(xué)生理論聯(lián)系實際、敢于動手、善于動手和獨立自主解決設(shè)計實踐中遇到的各種問題能力的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。

通過課程設(shè)計,要求學(xué)生熟悉和掌握微機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計的方法、設(shè)計步驟,使學(xué)生得到微機(jī)開發(fā)應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。讓學(xué)生獨立或集體討論設(shè)計題目的總體設(shè)計方案、編程、軟件硬件調(diào)試、編寫設(shè)計報告等問題,真正做到理論聯(lián)系實際,提高動手能力和分析問題、解決問題的能力,實現(xiàn)由學(xué)習(xí)知識到應(yīng)用知識的初步過渡。通過本次課程設(shè)計使學(xué)生熟練掌握微機(jī)系統(tǒng)與接口擴(kuò)展電路的設(shè)計方法,熟練應(yīng)用8086匯編語言編寫應(yīng)用程序和實際設(shè)計中的硬軟件調(diào)試方法和步驟,熟悉微機(jī)系統(tǒng)的硬軟件開發(fā)工具的使用方法。

通過課程設(shè)計實踐,不僅要培養(yǎng)學(xué)生事實求是和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力,檢驗學(xué)生對本門課學(xué)習(xí)的情況,更要培養(yǎng)學(xué)生在實際的工程設(shè)計中查閱資料,撰寫設(shè)計報告表達(dá)設(shè)計思想和結(jié)果的能力。

2課程設(shè)計指導(dǎo)及要求

在課程設(shè)計時,1人1題,同批次同學(xué)中選擇同一題的人數(shù)不超過3人。在教師指導(dǎo)下,可以相互討論,但設(shè)計報告由學(xué)生獨立完成,不得互相抄襲。教師的主導(dǎo)作用主要在于指明設(shè)計思路,啟發(fā)學(xué)生獨立設(shè)計的思路,解答疑難問題和按設(shè)計進(jìn)度進(jìn)行階段審查。學(xué)生必須發(fā)揮自身學(xué)習(xí)的主動性和能動性,主動思考問題、分析問題和解決問題,而不應(yīng)處處被動地依賴指導(dǎo)老師。同學(xué)應(yīng)積極主動的提出問題、解決問題、討論問題,互相幫助和啟發(fā)。

學(xué)生在設(shè)計中可以引用所需的參考資料,避免重復(fù)工作,加快設(shè)計進(jìn)程,但必須和題目的要求相符合,保證設(shè)計的正確。指導(dǎo)教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會掌握和使用各種已有的技術(shù)資料,不能盲目地、機(jī)械地抄襲資料,必須具體分析,使設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計能力都獲得提高。學(xué)生要在老師的指導(dǎo)下制定好自己各環(huán)節(jié)的詳細(xì)設(shè)計進(jìn)程計劃,按給定的時間計劃保質(zhì)保量的完成個階段的設(shè)計任務(wù)。設(shè)計中可邊設(shè)計,邊修改,軟件設(shè)計與硬件設(shè)計可交替進(jìn)行,問題答疑與調(diào)試和方案修改相結(jié)合,提高設(shè)計的效率,保證按時完成設(shè)計工作并交出合格的設(shè)計報告。

3課程設(shè)計的主要步驟

課程設(shè)計分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個部分,其設(shè)計過程可以歸納為以下所述的四個步驟:

3.1總體設(shè)計

本階段的任務(wù)是通過調(diào)查研究,查閱資料來初步確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體方案,其中主要涉及到硬件和軟件的功能劃分。

應(yīng)用系統(tǒng)中硬件和軟件具有一定的互換性,即某些功能既可以用硬件實現(xiàn)也可以用軟件實現(xiàn)。一般說來,用硬件實現(xiàn)的優(yōu)點是可以提高系統(tǒng)的工作速度,但會增加電路的復(fù)雜性和硬件成本;而用軟件代替某些硬件的功能可以使電路簡化,便于修改設(shè)計,降低硬件成本,但軟件工作量增大。

總體設(shè)計時,必須在硬件和軟件之間權(quán)衡,分工明確,然后分頭開始設(shè)計。

3.2硬件設(shè)計

在Proteus環(huán)境下,結(jié)合課程設(shè)計題目,設(shè)計硬件原理圖,搭建硬件電路。

3.3軟件設(shè)計

1、采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件,可將整個軟件分成若干功能模塊。2、畫出程序流程圖。3、根據(jù)流程圖,編寫源程序。

3.4軟、硬件聯(lián)調(diào)

在Proteus環(huán)境下,仿真調(diào)試程序。

4課程設(shè)計報告內(nèi)容及格式要求

【課程設(shè)計報告內(nèi)容】1、設(shè)計題目(在封面注明)

2、設(shè)計內(nèi)容(在此部分詳細(xì)說明所做題目的基本內(nèi)容和主要功能)

3、設(shè)計原理及方案(含電路原理圖、硬件連接示意圖、系統(tǒng)功能框圖、程序流程圖等)4、匯編源程序代碼(關(guān)鍵代碼要加必要注釋)

5、實施結(jié)果(可給出程序運行界面、實驗箱運行結(jié)果照片等)6、課程設(shè)計體會7、參考文獻(xiàn)【格式要求】

1、課程設(shè)計報告要求書寫工整、內(nèi)容充實、結(jié)論正確、符合設(shè)計要求。

2、報告有封面,其上注明學(xué)生班級、姓名、學(xué)號、指導(dǎo)教師、提交時間等完整信息。

5進(jìn)度安排

課程設(shè)計的題目在課程設(shè)計開始之前下達(dá)給學(xué)生。學(xué)生可以在課余時間提前熟悉設(shè)計題目,查閱相關(guān)資料,確定總體方案,軟、硬件功能劃分,硬件接口原理圖設(shè)計,程序設(shè)計等工作,為課程設(shè)計提前做好準(zhǔn)備工作。

課程設(shè)計時間為1周。各位同學(xué)自選1題,獨立完成即可。

6課程設(shè)計的考核方法及成績評定

考核方法:現(xiàn)場驗收(占50%),課程設(shè)計報告(占50%)。

考核內(nèi)容:學(xué)習(xí)態(tài)度(出勤情況,平時表現(xiàn)等)、方案合理性、程序編制質(zhì)量、演示效果、答辯情況及設(shè)計報告質(zhì)量。

成績評定:優(yōu),良,中,及格,不及格。特別說明:

(1)如發(fā)現(xiàn)抄襲,按照不及格處理。

(2)若出現(xiàn)2人以上設(shè)計方案完全相同,視同抄襲。

7課程設(shè)計題目

【選題說明】

(1)一人一題,最多三人同題?蓮南铝蓄}目中任選1題,也可自擬題目。如出現(xiàn)多人同題,由指導(dǎo)教師視各人完成質(zhì)量評分。

(2)下列題目僅提出了合格要求,各位同學(xué)可根據(jù)自己的情況增加功能并實現(xiàn)。指導(dǎo)教師根據(jù)各位同學(xué)完成課題的質(zhì)量評分。

題目一交通燈控制系統(tǒng)

利用8253定時器、8255等接口,設(shè)計一電路,模擬十字路口交通燈控制。要求能實現(xiàn)自動控制和手動應(yīng)急控制。

題目二利用D/A設(shè)計波形發(fā)生器

利用D/A設(shè)計一個波形發(fā)生器,能分別產(chǎn)生三角波、正弦波、鋸齒波和方波,至少設(shè)計一種波形切換方式。

題目三利用D/A設(shè)計幅值可變的三角波發(fā)生器

利用D/A設(shè)計一個三角波形發(fā)生器,至少設(shè)計一種方式改變輸出波形的幅值。題目四電子萬年歷

參考市場上的電子萬年歷的功能,利用所學(xué)接口芯片設(shè)計一電子萬年歷。要求至少能顯

示日期值、星期值,并可通過鍵盤修改日期。

題目五電子秒表

利用8253等接口設(shè)計電子秒表,要求完成開始計時、停止計時及計時復(fù)位等功能,計時時間精確到毫秒。

題目六編程實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制

查找資料,了解步進(jìn)電機(jī)的性能及原理,實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)功能。題目七直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

了解直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速的方法,實現(xiàn)直流電機(jī)速的功能。題目八數(shù)字鐘

設(shè)計并完成LED七段數(shù)碼管數(shù)字鐘電路,數(shù)字鐘顯示格式為:HH:MM:SS。要求:具有通過鍵盤能夠調(diào)整時、分、秒的功能。

題目九花式跑馬燈

自行設(shè)計電路并連線,實現(xiàn)具有5種以上花式的跑馬燈,要求提供兩種以上的切換方式。題目十籃球比賽電子記分牌根據(jù)籃球比賽規(guī)則,設(shè)計電子記分牌。題目十一定時器

利用8253等接口芯片設(shè)計計時器,要求通過鍵盤輸入計時時間,并提供一種以上的報警方式。

題目十二籃球比賽計時器

根據(jù)籃球比賽規(guī)則,設(shè)計籃球比賽計時器。題目十三電子密碼鎖

設(shè)計一個電子密碼鎖,自行設(shè)定器件的狀態(tài)(如:發(fā)光二極管的亮與滅)模擬鎖的開、閉。要求能夠通過鍵盤設(shè)定密碼,并根據(jù)密碼開鎖。

題目十四計算器

設(shè)計一計算器,要求至少能完成2位數(shù)的加減運算。題目十五點陣廣告牌

利用點陣屏器件(如MATRIX-8X8-RED)設(shè)計能顯示字符或圖案的點陣廣告牌。題目十六音樂播放器

利用8253驅(qū)動揚聲器發(fā)聲,實現(xiàn)樂曲播放,音調(diào)頻率請自行查找參考資料,如文獻(xiàn)[4]。

題目十七電子琴

本程序?qū)㈡I盤變成鋼琴鍵盤,選擇鍵盤上7個按鍵,作為“哆來咪”音按鈕。通過此程序驅(qū)動揚聲器發(fā)出不同的音調(diào)。

題目十八電壓報警器

設(shè)計一個電壓報警器,要求利用POT-HG(POT-LIN)模擬電壓變化,利用ADC0808實現(xiàn)電壓監(jiān)控,當(dāng)輸入電壓在設(shè)定值以內(nèi),顯示電壓值。當(dāng)輸入電壓超過設(shè)定值,報警。顯示方式、報警方式自行設(shè)計。

題目十九數(shù)字鬧鐘

利用LED七段數(shù)碼管和揚聲器設(shè)計完成數(shù)字鬧鐘,數(shù)字鐘顯示格式為:HH:MM:SS。要求實現(xiàn)定時鬧鐘。題目二十搶答器

利用數(shù)碼管等設(shè)計完成3路搶答器。要求能顯示哪路搶答成功,并能清除顯示,以備下次使用。

題目二十一四路彩燈電路設(shè)計利用LED燈實現(xiàn)四路彩燈電路設(shè)計題目二一防盜報警器

自行擬定的題目

各位同學(xué)可以結(jié)合所學(xué)知識,自行擬定本次課程設(shè)計題目。自擬的題目須得到指導(dǎo)教師的認(rèn)可。

8主要參考資料

1.周明德.微型計算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社

2.張彌左,王兆月,邢立軍等.微型計算機(jī)接口技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社3.戴梅萼,史嘉權(quán).微型計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社4.沈美明,溫冬嬋.IBM-PC匯編語言程序設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社

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