基于人工按钮声(2000HZ)光报警器的设计(C程序设计语言.doc

接口课程设计任务书学生姓名 专业班级 指导老师 工作单位 计算机科学与技术学院 题目：基于人工按钮声(2000HZ)光报警器的设计（C 程序设计语言）一、内容：在 MIFID 微机实验台上按下 SW3 按钮，发出声音报警，同时指定发光二极管 LED 点亮报警接口硬件电路图见说明书二、要求：1、指定发光二极管 LED 点亮报警的数据存储在文件中2、按下 SW3 按钮，输出为 0由并行接口 8255A 的 PC2 接收 SW3 按钮的开关量然后使并行接口 8255A 的 PC6 产生 2000 频率的方波，使喇叭发出声音报警，同时从文件中取出一个 8 位二进制数从 PA 口输出，点亮发光二极管 LED 报警3、如果键盘输入任意键，则退出声光报警4、设计程序运行时的界面友好三、 进度安排：序号 内容 所用时间1 接口电路设计 2 天2 编写程序 1 天3 调试程序 1 天4 撰写课程设计报告 1 天合计 5 天指导教师签名： 年 月 日系主任（责任教师）签名： 年 月 日《微机原理与接口技术》课程设计11 问题描述在 MIFID 微机实验台上按下 SW3 按钮，发出声音报警，同时指定发光二极管 LED 点亮报警。

要求：（1）指定发光二极管 LED 点亮报警的数据存储在文件中2）由并行接口 8255A 的 PC2 接收 SW3 按钮的开关量然后使并行接口8255A 的 PC6 产生 2000 频率的方波，使喇叭发出声音报警，同时从文件中取出一个 8 位二进制数从 PA 口输出，点亮发光二极管 LED 报警3）如果键盘输入任意键，则退出声光报警4）设计程序运行时的界面友好2 具体设计2.1 实验资源（1）MFID实验平台上的 J（8253） 、I（8255） 、R（音乐发生器）和模块电源四个电路模块 ；（2）8255的4个端口地址为300H～303H，其中A口为300H，B口为301H，C口为302H，命令口为303H；（3）8253的四个端口地址为304H～307H，其中通道0为304H,通道1为305H,通道2为306H,命令口为307H2.2 设计分析2.2.1 设计原理报警音通过8253以可编程控制方式来控制其频率和延时，可分别发出高低频音；报警灯通过从8255的A口选择不同的字控制8个LED灯的显示，其显示数据通过文件读入到数组中，待启动时将数据依次读入A口2.2.2 芯片 8255（1）端口8255 是可编程 I/O 扩展芯片，对 8255 输入不同的指令可改变 I/O 口的工作方式。

8255 有 3 个输入输出端口：端口 A，端口 B，端口 C2）引脚：PA0—PA7：端口 A 输入输出线，一个 8 位的数据输出锁存器/缓冲器，一个《微机原理与接口技术》课程设计28 位的数据输入锁存器PB0-PB7：端口 B 输入输出线，一个 8 位的 I/O 锁存器，一个 8 位的输入输出缓冲器PC0-PC7:端口 C 输入输出线，一个 8 位的数据输出锁存器/缓冲器，一个 8位的数据输入缓冲器端口 C 可以通过工作方式设定而分成 2 个 4 位的端口，每个 4 位的端口包含一个 4 位的锁存器，分别与端口 A 和端口 B 配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口3）编程命令8255 有两个编程命令，即工作方式命令和对 C 口的按位操作命令，其格式分别如下图;图 2-1 8255 工作方式命令图 2-2 C 口按位操作命令《微机原理与接口技术》课程设计32.2.3 芯片 8253（1）8253 内部结构如下图:图2-3 8253内部结构其中面向I/O设备的信号线主要有：1）计数器时钟信号CLK：为计数器提供时钟信号2）计数器门选控制信号GATE：用来禁止、开始计数器的计数过程。

3）计数器输出信号OUT：当计数值减为0时，计数器输出信号OUT，表示计数或定时已到2）工作方式8253有三个通道，其中每个通道都有6种工作方式（0方式~5方式）可供选用课设选择方式3，其时间常数自动重装；输出周期性脉冲信号计数方式：计数开始后，前一半为高电平，后一半为低电平 启动方式：软件启动和硬件启动相结合1）在GATE=1时，写入计数初值后，开始启动计数；《微机原理与接口技术》课程设计42）写入计数初值后，若GATE=0，计数不启动；当GATE=1，开始启动计数3）工作方式控制字通过工作方式控制字，来选择计数器、写入顺序、工作方式和计数形式图2-4 8253工作方式控制字2.2.4 具体设置1）8255芯片方面，将A口和PC后四位作为输出，B口和PC前四位作为输入，因而其工作方式命令为0x83；8253芯片方面，选择计数通道2，工作方式3，因而8253控制字设为0xb62）将PC2与SW3相连，控制按键的触发，PC6与GATE2相连，控制8253的开关3）输出频率 fOUT=fCLK/N（计数初值）或 N=fCLK/fOUT其中fCLK为1.1938MHZ，fOUT为2000HZ，因而计数初值为596.2.3 硬件设计本课设具体硬件设计图如下：《微机原理与接口技术》课程设计5图 2-5 硬件设计图从图中可以看出，PC6 直接连接了扬声器的门控，扬声器的音调由芯片 8253输出的频率来控制，计数器 2 的输出端 out2 直接连到扬声器的音调，芯片8253 的工作方式为方式 3，用来输出方波。

此电路图中省略了芯片 8253 的连线8255 的 A 端口的 8 个引脚分别与 8 个 LED 灯相连，A 口作为数据输出端口，LED 灯用来显示 A 口的数据程序中通过 cpu 直接向 A 口写入数据，然后再输出到 LED 灯显示出来写入的数据由一个数组保存着，程序循环读取数组，用对应的 8 个发光二极管显示开关状态开关 SW3 直接与 PC2 相连，决定 PC2 的值2.4 软件设计本课设具体设计流程图如下：《微机原理与接口技术》课程设计6图 2-6 设计流程图 3 操作步骤3.1 硬件连线跳线设置：单线将模块电源 L 区 JP7 和 JP8 跳接；排线将模块电源 L 区 JP8跳接单线接法如图所示：《微机原理与接口技术》课程设计7排线接法如图所示：3.2 初始化将平台的电源开关拔到“内”的位置上在配套集成环境下进行硬件检测,达到初始化芯片的目的3.3 程序运行打开集成环境在“文件”菜单下选择新建自己的 CPP 文件进行调试、运行并观察运行结果4 调试报告此次程序设计过程中，也出现了一些大大小小的错误，对于我们初学者来说，设计基于人工按钮声(2000HZ)光报警器的设计这个程序确实有些困难，以前接触到的都是一些比较简单比较基础的东西。

编程过程中，对于声光报警器的原理以及流程图、芯片结构等不是很了解，调用 DOS 功能时也有一些模糊，出现了一些错误，最后经过网上查资料与研究课本上讲的发声程序的内容，对这些内容有了很多的理解，在发声程序的设计中，最主要的是了解原理，比如要如何设置定时器模式等初始化过程，数据口与控制口的设置将一些错误改正过之后，调试运行，得出了正确的运行结果5 运行结果分析按照要求接线后，打开电源，然后运行程序，按下开关 SW3，扬声器发出特定频率的声音，同时 LED 灯按照预定的规律闪烁运行结果符合课程设计要求《微机原理与接口技术》课程设计86 心得体会此次的微机原理与接口技术设计的是基于人工按钮声(2000HZ)光报警器的设计（C 程序设计语言） ，跟以前微机实验有些类似，或者是以前实验的综合硬件设计方面，基于以前实验的基础，对于8255和8253芯片的应用再次应用熟稔于心起先没用到8253来着，照样能完成声光报警，不过频率不好控制，也不知道其具体频率是多少，后来将8253介入，明明确确设置初始值，输出相应频率来控制报警声此外对于 LED 发光的顺序，要做到报警的效果，设计时采用轮流从两边开始亮到中间。

编程方面，采用的是 C 语言，其中主要是 C 库函数的调用，要对头文件有一定的了解，尤其是本课设要求从文件中读入 LED 点亮的顺序，很像编译实验中的一些处理过程总之，经过本次课设，体会到硬件软件两手都要抓，两手都要硬，暂且不说实验板是否有问题，单就设计和连线与在相应平台上编程实现方面，做好这些，课设也就解决了大半7 参考文献[1] 刘乐善.32 位微型计算机接口技术及其应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2006.[2] 32 位微机实验指导书[M/OL].华中科技大学计算机学院.《微机原理与接口技术》课程设计9本科生课程设计成绩评定表班级：　　　 姓名：　　 学号：序号 评分项目 满分 实得分1 学习态度认真、遵守纪律 102 设计分析合理性 103设计方案正确性、可行性、创造性204 设计结果正确性 405 设计报告的规范性 106 设计验收 10总得分/等级评语：注：最终成绩以五级分制记优（90-100 分） 、良（80-89 分） 、中（70-79 分） 、及格（60-69 分） 、60 分以下为不及格《微机原理与接口技术》课程设计10指导教师签名：2011 年　月　日。