微机原理课设大全.docx
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微机原理课设大全
一、课程设计的目的和任务
课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节,它具有动手、动脑和理论联系实际的特点,是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一种较好方法。
《微机原理及应用》是一门应用性、综合性、实践性较强的课程,没有实际的有针对性的设计环节,学生就不能很好的理解和掌握所学的技术知识,更缺乏解决实际问题的能力。
所以通过有针对性的课程设计,使学生学会系统地综合运用所学的理论知识,提高学生在微机应用方面的开发与设计本领,系统的掌握微机硬软件设计方法。
通过课程设计实践,不仅要培养学生的实际动手能力,检验学生对本门课学习的情况,更要培养学生在实际的工程设计中查阅专业资料、工具书或参考书,掌握工程设计手段和软件工具,并能用设计报告表达设计思想和结果的能力。
培养学生事实求是和严肃认真的工作态度。
通过设计过程,要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤,使学生得到微机开发应用方面的初步训练。
让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题,真正做到理论联系实际,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力,实现由学习知识到应用知识的初步过渡。
通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法,熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤,熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。
二、课程设计指导及要求
在课程设计时,1-3人一组,在教师指导下,各组可以集体讨论,但设计报告由学生独立完成,不得互相抄袭。
教师的主导作用主要在于指明设计思路,启发学生独立设计的思路,解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。
学生必须发挥自身学习的主动性和能动性,主动思考问题、分析问题和解决问题,而不应处处被动地依赖指导老师。
同组同学要发扬团队协作精神,积极主动的提出问题、解决问题、讨论问题,互相帮助和启发。
学生在设计中可以引用所需的参考资料,避免重复工作,加快设计进程,但必须和题目的要求相符合,保证设计的正确。
指导教师要引导学生学会掌握和使用各种已有的技术资料,不能盲目地、机械地抄袭资料,必须具体分析,使设计质量和设计能力都获得提高。
学生要在老师的指导下制定好自己各环节的详细设计进程计划,按给定的时间计划保质保量的完成个阶段的设计任务。
设计中可边设计,边修改,软件设计与硬件设计可交替进行,问题答疑与调试和方案修改相结合,提高设计的效率,保证按时完成设计工作并交出合格的设计报告。
三、课程设计的主要步骤
课程设计可以分为硬件设计和软件设计两个部分,其设计过程可以归纳为以下所述的四个步骤:
1.总体设计
本阶段的任务是通过调查研究,查阅资料来初步确定系统结构的总体方案,其中主要涉及到硬件和软件的功能划分。
应用系统中硬件和软件具有一定的互换性,即某些功能既可以用硬件实现也可以用软件实现。
一般说来,用硬件实现的优点是可以提高系统的工作速度,但会增加电路的复杂性和硬件成本;而用软件代替某些硬件的功能可以使电路简化,便于修改设计,降低硬件成本,但软件工作量增大。
总体设计时,必须在硬件和软件之间权衡,分工明确,然后分头开始设计。
2.硬件设计过程
利用实验箱的硬件资源,结合课程设计题目,设计硬件原理图,搭建硬件电路。
3.软件设计过程
(1)采用模块化程序结构设计软件,可将整个软件分成若干功能模块。
(2)画出程序流程图。
(3)根据流程图,编写源程序。
(4)上机调试程序。
4.软、硬件联调。
四、课程设计报告内容及要求
课程设计报告包括以下内容:
1.设计题目
2.设计目的
3.设计原理及方案
4.实现方法
5.实施结果
6.改进意见及建议
7.设计体会
课程设计报告要求书写工整、内容充实、结论正确、符合设计要求。
五、进度安排
具体进度安排要求如下:
1.熟悉设计题目,查阅相关资料,确定总体方案,软、硬件功能划分,硬件接口原理图设计,程序设计等工作可以在题目分配后提前做准备工作,课程设计的题目在课程设计之前下达给学生,学生可以在课余时间,利用学习到的理论知识提前为课程设计做准备。
2.讨论设计任务,完成设计方案2天
3.完成硬件电路设计、软件编写4天
4.软、硬件联调4天
5.撰写课程设计报告1天
6.现场验收1天
六、课程设计的考核方法及成绩评定
考核方法:
平时出勤(占30%),现场验收(占30%),课程设计报告(占40%)。
考核内容:
学习态度、方案合理性、程序编制质量、演示效果、答辩情况及设计报告质量。
成绩评定:
优,良,中,及格,不及格。
七、课程设计题目
题目一交通灯控制系统
1.利用8253定时,8259中断及8255输出实现十字路口交通灯模拟控制。
2.实现能自动控制和手动控制。
3.实现能随时可以调整自动模式的绿灯和红灯时间。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目二利用D/A、A/D转换产生波形并显示
1.利用D/A设计一个波形发生器,能分别产生三角波、正弦波、锯齿波和方波。
2.并利用按键(自行定义)进行输出波形选择。
3.并对应按键选择输出波形,将以上四种波形显示在屏幕上。
4.(选作)设计一个三角波发生器,可利用键盘改变其输出波形的幅值。
例如,可利用1—5这5个数字键改变其输出波形的幅值,当按下1—5数字键时使D/A输出幅值从1V增加到5V。
5.设计电路并在实验台上连接线路。
题目三实现特定功能的键盘及LED显示
1.了解键盘及LED显示接口设计,绘制出原理图。
2.根据实验箱上提供的硬件资源完成:
(1)按1键显示年
(2)按2键显示月日
(3)按3键显示GOOD
(4)按4键数码管由左到右8字循环显示
3.设计电路并在实验台上连接线路。
题目四双机通过两台实验箱串行通讯
1.利用8251设计双机串行通信系统。
2.对8255编程,利用小键盘进行发送和接收的控制。
3.接收的数据在屏幕显示。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目五温度采集及显示控制
1.利用实验箱及计算机设计出接口原理图。
2.利用A/D、D/A转换,实现温度采集并在CRT上显示。
3.用红绿灯指示温度范围。
温度在给定范围内,绿灯亮;若超过指定温度,红灯显示警告。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目六编程实现步进电机的控制
1.查找资料,了解步进电机的性能及原理,写出控制方法。
2.实现步进电机的正、反转功能。
3.实现由慢到快,再由快到慢的变速的功能。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目七直流电机闭环调速系统
1.了解直流电机闭环调速的方法。
2.掌握PID控制规律及算法。
3.掌握计算机编程控制原理。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目八LED七段数码管数字钟
1.设计并完成LED七段数码管数字钟电路。
2.数字钟显示格式为:
HH:
MM:
SS。
3.具有通过键盘能够调整时、分、秒的功能。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
第二部分基本电路介绍
一、硬件介绍
1、单脉冲发生器电路
(1)、电路原理
该电路由一个按扭,1片74LS132组成,具有消颤功能,正反相脉
冲,相应输出插孔P+、P-。
原理图如下:
[endif]>2、脉冲产生电路
(1)、电路原理
该电路由1片74LS161、1片74LS04、1片74LS132组成。
CLK0是6MHz,输出时钟为该CLK0的2分频(CLK1),4分频(CLK2),8分频(CLK3),16分频(CLK4),相应输出插孔(CLK0~CLK4)。
3、开关量输入输出电路
(1)、电路原理
开关量输入电路由8只开关组成,每只开关有两个位置H和L,一个位置代表高电平,一个位置代表低电平。
对应的插孔是:
K1~K8。
开关量输出电路由8只LED组成,对应的插孔分别为LED1~LED8,当对应的插孔接低电平时LED点亮。
原理图如下:
4、简单I/O口扩展电路
(1)、电路原理
输入缓冲电路由74LS244组成,输出锁存电路由上升沿锁存器74LS273组成。
74LS244是一个扩展输入口,74LS273是一个扩展输出口,同时它们都是一个单向驱动器,以减轻总线的负担。
74LS244的输入信号由插孔IN0~IN7输入,插孔CS244是其选通信号,其它信号线已接好;74LS273的输出信号由插孔O0~O7输出,插孔CS273是其选通信号,其它信号线已接好。
其原理图如下:
5、CPLD译码电路
(1)、电路原理
该电路由EPM7128、EPM7032、IDC10的JTAG插座、两SIP3跳线座组成。
其中EPM7128为系统CPLD,EPM7032为用户CPLD,它两共用一下JTAG插座,可通过跳线选择,当两跳线座都1,2相连时为系统CPLD,当两跳线座都2,3相连时为用户CPLD使用。
LCS0~LCS7为用户CPLD输出。
用户不得对系统CPLD编程。
原理图如下:
6、8279键盘、显示电路
(1)、电路原理
8279显示电路由6位共阴极数码管显示,74LS244为段驱动器,75451为位驱动器,可编程键盘电路由1片74LS138组成,8279的数据口,地址,读写线,复位,时钟,片选都已经接好,键盘行列扫描线均有插孔输出。
键盘行扫描线插孔号为KA0~KA3;列扫描线插孔号为RL0~RL7;8279还引出CTRL、SHIFT插孔。
六位数码管的位选、段选信号可以从8279引入,也可以有外部的其他电路引入,原理图如下:
7、8250串行接口电路
(1)、电路原理
该电路由一片8250,一片MAX232组成,该电路所有信号线均已接好。
原理图如下:
8、8255并行接口电路
(1)、电路原理
该电路由1片8255组成,8255的数据口,地址,读写线,复位控制线均已接好,片选输入端插孔为8255CS,A,B,C三端口的插孔分别为:
PA0~PA7,PB0~PB7,PC0~PC7.电路原理图如下:
9、8237DMA传输电路
(1)、电路原理
该电路由一片8237、一片74LS245、一片74LS273、一片74LS244组成,DRQ0,DRQ1是DMA请求插孔,DACK0、DACK1是DMA响应信号插孔。
SN74LS373提供DMA期间高8位地址的锁存,低8位地址由端口A0~A7输出。
74LS245提供高8位存储器的访问通道。
DMA0~DMA3是CPU对8237内部寄存器访问的通路。
原理图如下:
10、A/D、D/A电路
(1)、电路原理
八路八位A/D实验电路由一片ADC0809,一片74LS04,一片74LS32组成,该电路中,ADIN0—ADIN7是ADC0809的模拟量输入插孔,CS0809是0809的AD启动和片选的输入插孔,EOC是0809转换结束标志,高电平表示转换结束。
齐纳二极管LM336-5提供5V的参考电源,ADC0809的参考电压,数据总线输出,通道控制线均已接好,八位双缓冲D/A实验电路由一片DAC0832。
一片74LS00,一片74LS04,一片LM324组成,该电路中除DAC0832的片选未接好外,其他信号均已接好,片选插孔标号CS0832。
输出插孔标号DAOUT。
该电路为非偏移二进制D/A转换电路,通过调节POT3,可调节D/A转换器的满偏值,调节POT2,可调节D/A转换器的零偏值。
11、8253定时器/计数器电路
(1)、电路原理
该电路由1片8253组成,8253的片选输入端插孔CS8253,数据口,地址,读写线均已接好,T0、T1、T2时钟输入分别为8252CLK0、8253CLK1、8253CLK2。
定时器输出,GATE控制孔对应如下:
OUT0、GATE0、OUT1、GATE1、OUT2、GATE2、CLK2。
原理图如下:
注:
GATE信号无输入时为高电平
12、8259中断控制电路
(1)、电路原理
CS8259是8259芯片的片选插孔,IR0~IR7是8259的中断申请输入插孔。
DDBUS是系统8位数据总线。
INT插孔是8259向8086CPU的中断申请线,INTA是8086的中断应答信号。
13、存储器电路
(1)、电路原理
该电路由一片2764、一片27256、一片6264、一片62256、三片74LS373组成,2764提供监控程序高8位,27256提供监控程序低8位,6264提供用户程序及数据存储高8位,2764提供监控程序低8位,74LS373提供地址信号。
ABUS表示地址总线,DBUS是数据总线。
D0~D7是数据总线低八位,D8~D15是数据总线高八位。
其他控制总线如:
MEMR,MEMW和片选线均已接好。
在8086系统中,存储器分成两部分,高位地址部分(奇字节)和低位地址部分(偶字节)。
当A0=1时,片选信号选中奇字节;当A0=0时,选中偶字节。
原理图如下:
14、六位LED数码管驱动显示电路
1)、电路原理该电路由六位LED数码管、位驱动电路、端输入电路组成,数码管采用动态扫描的方式显示。
具体见原理图,图中用75451作数码管的位驱动。
跳线开关用于选择数码管的显示源,可外接,也可选择8279芯片。
15、3X8键盘扫描电路
1)电路原理:
键盘采用行列扫描的方式。
如下图,其中SHIFT、CTRL两键通过检查是否与GND相连来判断按键是否按下。
第三部分基本实验(8086)
实验一I/O端口实验
一、实验目的
1、熟悉74LS273,74LS244的应用接口方法。
2、掌握用锁存器、三态门扩展简单并行输入、输出口的方法。
二、实验设备
MUT—Ⅲ型实验箱、8086CPU模块。
三、实验内容
用常用输入输出芯片244扩展输入,237扩展输出控制开关输入、发光二极指示灯显示输出结果。
1、设计出244、277与8086接口对应硬件电路,并完成相应的连接
2、调试对应244、273、开关硬件接口电路及相应接口软件
3、用开关接输入部分,当拨动开关对应发光二极管亮,显示输出结果
4、写出习题部分要求的程序
四、实验原理介绍
本实验用到两部分电路:
开关量输入输出电路,简单I/O口扩展电路。
五、实验步骤
1、实验接线:
(表示相互连接)
CS0CS244;CS1CS273;平推开关的输出K1~K8IN0~IN7(对应连接);O0~O7LED1~LED8。
2、编辑程序,单步运行,调试程序
3、调试通过后,全速运行程序,观看实验结果。
六、实验提示
74LS244或74LS273的片选信号可以改变,例如连接CS2,此时应同时修改程序中相应的地址。
七、实验结果
程序全速运行后,逻辑电平开关的状态改变应能在LED上显示出来。
例如:
K2置于L位置,则对应的LED2应该点亮。
八、程序框图(实验程序名:
T244273.ASM)
九、程序源代码清单
assumecs:
code
codesegmentpublic
org100h
start:
movdx,04a0h;74LS244地址
inal,dx;读输入开关量
movdx,04b0h;74LS273地址
outdx,al;输出至LED
jmpstart
codeends
endstart
十、习题(在完成上面的实验后,修改原程序,使实现如下功能)
1、修改模式为:
跳跃式左移或右移,如每次移动两位
2、调整移位频率为:
加快一倍,降低一倍
3、重新调整按钮功能:
KK1——启动键,按下后,方可开始移位
KK2——停止健,按后终止LED管的移位显示
KK3——更新移位模式,每按一次,在左/右移位模式间变换
KK4——更新亮灯模式,每按一次在1亮7暗,1暗7亮间变换
4、扩展系统I/O口,通过244、273芯片读开关状态,输出送LED灯显示,并且将开关状态送给数码管显示。
实验二8255键盘扫描与LED数码管显示实验
一、实验目的
掌握8255A的编程原理。
二、实验设备
MUT—Ⅲ型实验箱、8086CPU模块。
三、实验内容
用8255扩展扫描3X8行列式键盘,由一位LED数码管显示
1、设计出8255与8086接口对应硬件电路,并完成相应的连接
2、调试对应8255、键盘、及数码管硬件接口电路及相应接口软件
3、当用键盘输入时在数码管上显示相应值
4、写出习题部分要求的程序
四、实验原理介绍
本实验用到两部分电路:
开关量输入输出电路和8255可编程并口电路。
五、实验步骤
1、实验接线
CS0CS8255;PA0~PA7RL10~RL17;PB0~PB7LED-A~LED-DP;
PC0~PC2KA10~KA12;PC3LED1。
2、编程并全速或单步运行。
3、全速运行时按动键盘,观察数码管的变化。
六、实验提示
8255A是比较常用的一种并行接口芯片,其特点在许多教科书中均有介绍。
8255A有三个8位的输入输出端口,通常将A端口作为输入用,B端口作为输出用,C端口作为输出用,本实验也是如此。
实验中,8255A工作于基本输入输出方式(方式0)。
七、实验结果
本实验为对3X8键盘(一行有8个按钮,共三行.如第一行8个按钮对应实验箱上键盘区最上一行6个加上下一行前两个,逐次类推)逐行扫描实验,每按一个键通过数码管显示其值.
如一行一列显示0,二行三列显示8.逐次类推.
八、程序框图(实验程序名:
t8255.asm)
九、程序源代码清单
assumecs:
code
codesegmentpublic
org100h
start:
movdx,04a6h;控制寄存器地址
movax,90h;设置为A口(04A0H)输入,
;B口(04A2H)输出,C口(04A4H)输出
outdx,ax
check0:
movax,00h
movdx,04a4h
outdx,ax
movdx,04a0h
inax,dx
cmpal,0ffh
jecheck0
movcx,05ffh
delay:
loopdelay;延时消抖
movcl,3
movah,0
moval,0fbh
contin:
pushax
movdx,04a4h
outdx,al
movdx,04a0h
inal,dx
movah,al
cmpah,0ffh
jnenext
popax
roral,1
loopcontin
jmpcheck0
next:
movch,cl;保存行值至CH
movcl,7
begin0:
shlah,1
jncgoon
loopbegin0
jmpcheck0
goon:
movbl,cl;保存列值至BL
decch
movcl,3
shlch,cl
addbl,ch
movbh,0
movcx,bx;显示码偏移量送CX
display:
movsi,offsetdiscoed
addsi,cx
movdx,04a4h
moval,0fh
outdx,al
moval,[si]
movdx,04a2h
outdx,al
nop
nop
jmpcheck0
discodedb3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h
db7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h
db01h,02h,04h,08h,10h,20h,40h,80h;显示段码表
codeends
endstart
十、习题
1、8255的反转扫描键盘法与数码管显示。
2、重新定义键值按递减方式排列,即依次为:
FECD
BA98
7654
3210
3、按下键的二进制值改在LED灯的高四位显示
4、按第一次键,在个位上显示相应键位。
按第二次键,在十位上显示相应键位。
按第三次键,在百位上显示相应键位。
按第四次键,在千位上显示相应键位。
按第五次键,在个位上显示相应键位。
其余类推
5、把自己学号的后四位数在LED上显示出来。
实验三8253定时实验
一、实验目的
掌握8253定时器的编程原理,用示波器观察不同模式下的输出波形。
二、实验设备
MUT—Ⅲ型实验箱、8086CPU模块、示波器。
三、实验内容
用8253作为定时器,控制周期为0.5秒的方波,用一个发光二极管指示灯亮表示高电平,灭表示低电平,亮、灭时间相同
1、设计出8253与8086接口对应硬件电路,并完成相应的连接
2、调试对应8253、发光二极管硬件接口电路及相应接口软件
3、写出习题部分要求的程序
四、实验原理介绍
本实验用到两部分电路:
脉冲产生电路、8253定时器/计数器电路
五、实验步骤
1、实验连线:
CS0CS8253OUT08253CLK2OUT2LED1示波器OUT1
CLK3
8253CLK0,CLK3
8253CLK1
2、编程调试程序
3、全速运行,观察实验结果
六、实验提示
8253是计算机系统中经常使用的可编程定时器/计数器,其内部有三个相互独立的计数器,分别称为T0,T1,T2。
8253有多种工作方式,其中方式3为方波方式。
当计数器设好初值后,计数器递减计数,在计数值的前一半输出高电平,后一半输出低电平。
实验中,T0、T1的时钟由CLK3提供,其频率为750KHz。
程序中,T0的初值设为927CH(37500十进制),则OUT0输出的方波周期为(37500*4/3*10-6=0.05s)。
T2采用OUT0的输出为时钟,则在T2中设置初值为n时,则OUT2输出方波周期为n*0.05s。
n的最大值为FFFFH,所以OUT2输出方波最大周期为3276.75s(=54.6分钟)。
可见,采用计数器叠加使用后,输出周期范围可以大幅度提高,这在实际控制中是非常有用的。
七、实验结果
程序全速运行后,LED1闪烁(周期为0.25s),OUT1示波器观察为方波,频率
为15KHz。
八、程序框图(实验程序名:
t8253.asm)
九、程序源代码清单
assumecs:
code
codesegmentpublic
org100h
start:
movdx,04a6h;控制寄存器
movax,36h;计数器0,方式3
outdx,ax
movdx,04a0h
movax,7Ch
outdx,ax
movax,92h
outdx,ax;计数值927Ch
movdx,04a6h
movax,76h;计数器1,方式3
outdx,ax
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- 微机 原理 大全