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模拟饮料装配线设计微机原理课程设计学士学位论文.doc
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1、课 程 设 计 报 告课程设计名称:微机系统综合课程设计课程设计题目:模拟饮料装配线院(系):计算机学院专 业:计算机科学与技术班 级:学 号:姓 名:指导教师:课程设计报告目 录第1章 总体设计方案11.1设计需求11.2设计原理11.2.1 提出方案11.2.2 方案论证21.3 设计环境3第2章 详细设计方案42.1硬件设计42.2软件设计42.2.1饮料装配线主程序52.2.2软件延时程序62.2.3满瓶数量改变程序72.2.3 空瓶数量改变程序72.2.4装配过程显示程序8第3章 结果测试及分析93.1 结果测试93.2 结果分析10参考文献11附 录(程序清单)12-11- 第1章
2、 总体设计方案第1章 总体设计方案1.1设计需求 根据流水线作业原理,模拟饮料装配过程。具体内容如下:1. 涉及饮料容积的显示方式,有500ml,1L,用键盘设置装配的容量和数量,并设计如何用数码管表示空状态和满状态;2. 在数码管上用循环(从左到右或相反方向均可)表示流水作业,每次装满一个,使其右侧的圆点变量来标示,同时累计装配数量加1;3. 用十进制显示装配总数,要完整演示整个过程。1.2设计原理 应用可编程键盘/显示接口芯片8279与可编程并行接口芯片8255A。通过使用8279,在数码管上显示预设置的容量,在键盘上输入要求的饮料瓶数量,当点击完后,程序开始运行。1L的和500ml的容量
3、瓶可以输入不同的装瓶数量。在装瓶的过程中,数码管显示位开始从1加到8,同步进行的是通过使用8255A的8个发光二极管依次变亮,当装满后,发光二极管全亮,数码管右侧的圆点变亮,相应调用延时程序。容量分别为1L和500ml的饮料瓶顺序进行装瓶,首先进行是1L的,全部装完后,在从键盘上输入500ml的装瓶数量,最后显示的是空瓶和满瓶的数量。再将数码管及发光二极管初始化,循环进行装配工作,最终达到工作需求。1.2.1 提出方案 可编程键盘/显示接口芯片8279控制数码管的亮灭,数码管的低四位用于表示容量为1L的装配过程,低四位中的最高位数码管代表容量,标示为1;第二位代表容量1L的空瓶数量,初始化标示
4、为5瓶;第三位代表满瓶的数量,初始化为0瓶,需要操作者在键盘上输入要求输入的装瓶数量,此时还没开始进行装配。最低位代表的是每一瓶饮料的装瓶过程,首先初始化为灭,当开始装配时,数码管从1开始依次变化到8。通过使用可编程并行接口芯片8255A的PC口输出,接到发光二极管上。在每次变化的过程中,都需要发光二极管依次置亮。当装满一瓶时,进行提示装满,效果是发光二极管都置亮,数码管演示装瓶过程位的右侧圆点亮,证明装满一瓶;在装完一瓶后,要将发光二极管都置灭,同时数码管装瓶过程位右侧的圆点置灭,这是为下一瓶饮料的装配做准备。每次装完一瓶,满瓶数量要进行加1操作,空瓶数量要减1操作,同时检查是否装完,没装完
5、则继续进行装配过程,装完则停止。1.2.2 方案论证程序并结合芯片进行论证。程序开始部分,首先是对芯片的初始化,输入命令控制字。简单介绍可编程键盘/显示接口芯片8279;8279是可编程键盘/显示接口芯片。它的功能主要包括键盘输入和显示控制。它的功能主要包括键盘输入和显示控制部分,其中键盘部分提供扫描功能。显示部分则是提供扫描方式的显示接口,可与八段数码管连接构成。初始化代码:其中Z8279是控制端口MOV DX,Z8279 MOV AL,00 ;左边输入,八位显示外部译码八位显示 OUT DX,AL MOV AL,38H ;扫描频率 OUT DX,AL 这里简单介绍可编程并行接口芯片8255
6、A:8255A是可编程并行输入输出接口芯片,具有三个8位并行端口,用于输出给定信号。 初始化命令字: MOV DX,Z8255 MOV AL,80H OUT DX,AL ;初始化8255 其中Z8255是控制端口,80H是命令字,PA、PB、PC口都是输出,这里我们只用PC口作为输出,连接8个发光二极管。 然后调用数码管的子程序BEGIN_,初始化容量为1L的空瓶数量为5瓶,满瓶数量为0瓶(需要键盘动态输入),容量标示为1L。初始化容量为500ml的空瓶数量为5瓶,满瓶数量为0瓶(需要键盘动态输入),容量标示为500ml。用寄存器AH来存储当前的满瓶数量,寄存器CX来存储当前的空瓶数量。 在装
7、配过程中,装配显示位数码管从1变化到8,相应的发光二极管从第一个依次单独亮到第8个,但装满一瓶后,发光二极管全亮,数码管装配位右侧的圆点置亮,证明已经装完一瓶。 此时改变空瓶和满瓶的数量,满瓶数量加1,调用ADD_子程序;空瓶数量减1,调用DEC_子程序。判断装配是否完成,如果没有完成,则继续装配,否则装配结束。 在数码管和发光二极管显示时,都需要调用延时子程序DELAY。经过认真仔细论证,证明所提出的方案切实可行。1.3 设计环境硬件环境:AEDK实验箱软件环境:LCT88EA应用软件、Win2000、PC机沈阳航空工业学院课程设计报告 第2章 详细设计方案第2章 详细设计方案2.1硬件设计
8、本设计中用到的硬件有AEDK实验箱, 8279芯片、8255A芯片、小键盘、8个八段数码管和8个发光二极管。8279芯片的片选CS79连至译码处210-217H。8279芯片的控制端口接到译码处212H处,数据端口接到译码处210H。8255A芯片的片选CS55连至译码处200-207H,控制端口接到译码处203H,因为这里没有用到PA口和PB口,所以不需要连接。8255A的PC口接到译码处202H,用于连接发光二极管。如图2.1所示。图2.1 模拟饮料装配线连线图2.2软件设计首先对芯片进行初始化,对8279和8255A的命令字和端口译码处进行初始化。然后将8279的FIFO寄存器置零,判断
9、是否按键,此时键入的是满瓶的数量,则程序开始运行。2.2.1饮料装配线主程序主程序首先对8279和8255A进行初始化。调用数码管初始化子程序BEGIN_,置空FIFO寄存器。循环检测键盘是否有键入,空则等待,表示装配工作未启动。键入容量为1L的装瓶数量,工作开始。开始装瓶,调用装配过程子程序LED8255,装满一瓶后,满瓶位加1,调用子程序ADD_,空瓶位减1,调用子程序DEC_,然后判断装配工作是否结束,没有则继续装配,否则工作结束。在装配过程中,数码管和发光二极管要相应的变亮,此时要调用延时子程序DELAY,使能更好演示装瓶过程。当1L的装完后,在键入容量为500ml的装瓶数量,同上述效
10、果运行程序。饮料装配线主程序如图2.2:。图2.2 饮料装配线主程序流程图2.2.2软件延时程序用寄存器CX来存储用来循环的值(十六进制)0FFFFH,因为在此之前,在寄存器CX中已经送入了用来存储当前饮料瓶的空瓶数量,所以需要对此加以存储保护,即将寄存器CX压入栈中。 执行DEC CX语句,然后判断CX是否为0,如果不为0,则继续减,直到为0。因为在运行的过程中发现延时的时间比较短,不方便检查,达不到好的效果,所以在执行上述的语句后,接着执行几条NOP空指令语句,起到了延时的作用。完成延时以后,要把栈中存储的当前空瓶数量值释放出来,执行POP CX语句。软件延时程序流程图如图2.3所示。图2
11、.3 软件延时程序流程图2.2.3满瓶数量改变程序当装完一瓶饮料后,要将当前满瓶的数量加1。满瓶数量改变程序流程图如图2.4所示。图2.4 满瓶数量改变程序流程图2.2.3 空瓶数量改变程序当装完一瓶饮料后,要将当前空瓶的数量减1。空瓶数量改变程序流程图如图2.5所示。图2.5 空瓶数量改变程序流程图2.2.4装配过程显示程序 在装瓶的过程中,数码管从1依次显示到8,相依的发光二极管在数码管每变化一次后置亮,当变化完后,发光二极管全部置亮,数码管右侧的圆点置亮,证明已经装完一瓶显示程序如下:LED8255: ;装瓶过程 MOV DX,D8279 MOV AL,1 LEA BX,LED XLAT
12、 OUT DX,AL MOV DX,C8255 MOV AL,0FEH OUT DX,AL以上只是演示数码管显示1,发光二极管第一个灯亮。 CALL DELAY 当到8时,发光二极管全为亮,程序如下: MOV DX,C8255 MOV AL,00H OUT DX,AL CALL DELAY RET沈阳航空工业学院课程设计报告 第3章 结果测试及分析第3章 结果测试及分析3.1 结果测试程序编译连接完成之后,对课程设计要求的各项内容进行测试,按饮料瓶装配线连线图连接好电路以后,把程序下载到机器中运行。测试过程如下: 操作显示装瓶过程备注数码管初始化 标示容量和满瓶数量按键输入数码管显示输入的值此
13、值标示要求装瓶数量数码管显示“1”,发光二极管第二个灯亮数码管显示“2”,发光二极管第三个灯亮数码管显示“3”,发光二极管第四个灯亮数码管显示“4”,发光二极管第五个灯亮数码管显示“5”,发光二极管第六个灯亮数码管显示“6”,发光二极管第七个灯亮数码管显示“7”,发光二极管第八个灯亮数码管显示“8”,发光二极管第八个灯亮发光二极管8个灯全亮数码管右侧圆点置亮此时装完一瓶数码管满瓶位显示加1满瓶数量加1数码管空瓶位显示减1空瓶数量减1发光二极管全都置灭数码管当前亮的圆点置灭进行下一瓶的装配 3.2 结果分析按照课程设计的要求,装配线的各项功能基本得以实现。本设计中软件设计起到了主导作用,逻辑的清
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