完整word版微机原理课程设计电梯控制.docx
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完整word版微机原理课程设计电梯控制
一、课设目的………………………………………1
二、课设内容与要求………………………………1
三、电梯设计的具体实现……………………1
(一)电梯的工作方式……………………………1
(二)总体设计思路………………………………2
(三)系统硬件电路设计………………………3
1、设计结构……………………………………………3
2、模块分析……………………………………………3
3、画出响应的电路图…………………………………4
(四)软件设计……………………………………4
1.主要设计模块要求…………………………………5
2.程序流程图…………………………………………5
(1)主程序框图。
。
……………………………………5
(2)中断服务程序框图………………………………6
(3)电梯算法流程图……………………………………7
四、实现程序………………………………………11
五、设计体会………………………………………19
六、附录………………………………………20
七、参考资料………………………………………21
一、课设目的
1.学会用微机原理;
2.掌握计算机对输入信号检测和输出控制的基本方法;
3.掌握常用按钮、发光二极管的使用方法。
4.提高学生的动手能力,达到理论和实践紧密结合。
二、课设内容与要求
1。
课设内容
首先了解电梯运行规律,我们结合实际假设电梯的几种运行情况:
(1)若当前电梯停在某层(七段码显示相应楼层,7个LED全灭).键入1~9数字键,如键入的数字与当前电梯停层同,则不产生动作;若不同则相应楼层的LED亮;如再按运行键,则电梯自动判别上升或下降(在运行过程中七段码显示楼层变化)一直到达希望停的楼层(七段码显示该楼层,相应LED亮);
(2)若当前电梯正在上升或下降运行中(此时七段码显示楼层变化,LED指示希望抵达的楼层);若键入新的希望停的楼层数字(相应的LED亮),则对同方向(上升或下降)未到的楼层能停,对其它情况则先停原来按下的楼层,然后按运行键后继续运行)。
有如下几种情况:
电梯当前在3层,向上运行,LED指示希望在5层停,此时若键入3,则电梯将在5楼停(同方向),若再按运行键,则继续运行至7层停;
键入的不是5而是7,则电梯将先停在7层,再按运行键,运行至7层停;
键入的不是7(或5),而是1,则电梯先停在7层(先达同方向楼层)。
再按运行键,运行至1层停。
2.连接线路
并行接口电路选择8255芯片,七段数码管、LED指示灯连接线路由学生自己设计,可
参考实验指导书的相关内容。
楼层数字键和运行按钮都可由PC机键盘代替
3。
编写程序
4.调试程序。
汇编、连接后执行程序,观察电梯运行情况。
三、电梯设计的具体实现
(一)电梯的工作方式
电梯工作按以下方式运行:
1.假设当前电梯停在某层(LED显示相应楼层,5个发光二极管全灭)。
键入数字键,如键入的数字与当前电梯停靠层相同,则什么也不做,若不同则相应楼层的发光二极管亮;电梯自动判别上升或下降(在运行过程中用八段码来显示楼层变化)一直到达希望停的楼层(八段码显示该楼层,相应LED灭)。
2.假设当前电梯正在上升或下降运行(此时八段码显示楼层变化,LED指示希望抵达的楼层),若键入新的希望停靠的楼层数字(相应的LED亮),则对同方向(上升或下降)未到的楼层能停靠,对其它情况则先停靠原先希望停的楼层,然后继续运行)。
如下几例:
1)设电梯当前在2层,向上运行,LED指示希望在4层停,此时若键入3,则电梯将在3楼停,然后继续运行至4层停;
2)同上情况,若键入的不是3而是5,则电梯将先停在4层,然后运行至5层停;
3)同上情况,若键入的不是3(或5),而是1,则电梯先停在4层,然后运行至1层停。
(二)、总体设计思路
本设计主要是利用微机应用实验平台来模拟电梯的运行,用到了平台上的一个非编码键盘、LED显示器、八段数码管等模块。
有5个楼层,需要用5个按键模拟电梯中的请求按钮,用5个按键模拟5个楼层每层向上请求的按钮,再用5个模拟5个楼层每层向下请求的按钮。
非编码键盘有16个键,可以用1—5号键模拟电梯内的按钮,用6—0号键模拟每层向上请求的按纽,A—E模拟每层向下请求的按纽.
当电梯静止状态时,无论外部哪一层有请求,电梯都由静止状态转入向上或向下运行的状态,直到到达请求的楼层;当电梯处于向上运行的状态时,此时高于该楼层向上的请求和内部请求级别最高,其次是所有楼层向下的请求,再次是低于该楼层向上的请求;当电梯处于向下运行的状态时则情况相反.
由于中断级别在随着电梯所处楼层的不同而变化,而且中断源比较多。
所以用每一个中断源直接和中断控制器相连,需要用到多个8259A级联,很不方便.为解决这个问题,首先定义三个单字节变量REQ_U、REQ_D和REQ_IN分别存储电梯每一层向上、向下和内部的请求,每一个变量用低5位,每一位代表一层.例如,REQ_U为00000110B,这代表在2层和3层有向上的请求。
8253定时器每隔20ms产生一次中断,中断程序便去执行扫描键盘,当扫描到有电梯内部或者外部按键时,将请求存储到变量中。
每到一个状态时再检查请求变量REQ_U、REQ_D和REQ_IN的值,根据电梯的运行方向和变量中的请求,来决定电梯下一步的运行。
设电梯的当前楼层为floor(floor=1~7),运行方向为dir(dir=0,向上;dir=1,向下),在电梯运行的工程中,用数码管输出floor值显示当前的楼层。
LED输出REQ_IN的值显示电梯内已经请求的楼层.
(三)、系统硬件电路设计
由于采用了PC机资源和微机实验平台,不需要其他的硬件电路。
利用了微机平台上的8253定时/计数器、8255并行接口单元、LED单元、非编码键盘、数码管显示单元等等。
系统结构框图,如图1所示。
1、设计结构:
2、
Q6
IRQ2
5V
clk0
8253GATE0
OUT0
A口
8255
B口
C口
LED显示
模块
CS0
CS1
CS2
CS3
7个发光二极管
非编码键盘
片选
图1系统结构框图
2、模块分析:
(1)可编程定时/计数器8253
定时/计数器8253主要是用于定时20ms,触发中断进行键盘扫描.电路连线是CLOCK0接Q6,分频后频率为46875Hz,OUT0接中断IRQ2,每20ms中断一次,GATE0接5v.计数器的初值应该是3A9H。
(2)8255并行接口单元
8255主要是用于键盘的扫描和发光二极管的数据输出。
所以用8255A口的低7位接7个发光二极管,B口低4位接非编码键盘的列线,高4位接键盘的行线。
(3)LED显示系统
虽然只用了1格LED显示器,但为了数字更新更方便,主程序更加简单,故此系统选用动态显示方式。
由于系统的软件部分的运行时的核心程序是一直循环的,因此显示程序也是在循环过程中一直被调用,从而实时地被显示出来。
(4)非编码键盘
本系统采用的是行反转法来扫描键盘的,调用键盘扫描的程序TESTKEY后,程序中的变量KEY的值就是按下的键的值,如果KEY为0FFH则表示无键盘输入,为0~15则按照上往下从左往右的顺序分别代表每一个按键按下的信息。
不过此扫描程序没有考虑到多个按键同时按下的情况。
又因为模拟电梯的按键一般不会有两个按键同时按下的情况,所以,多个按键的情况可以不予考虑.
3、画出相应的电路图:
图2电路原理图
(四)、软件设计
本设计的软件设计的思路:
通过软件编程使8253输出定时信号申请中断,在中断服务程序中扫描键盘,如果有按键,修改相应的变量位,并输出内部请求变量REQ_IN到发光二极管显示当前的内部请求楼层。
在主程序中,查询变量的值,根据电梯调度算法运行电梯.
1.主要设计模块要求
程序主要包括以下主要模块:
键盘扫描程序、LED显示程序、电梯调度算法.
1)键盘扫描程序:
采用的是行反转法来扫描键盘的,相应的程序设计请参考实验指导书上实验3中的相关介绍。
2)LED显示程序:
本设计只用到了一个LED,只要将floor转换为相应的段码。
先输出位码,再输出段码,循环输出就可以动态显示。
为了循环的显示,将LED显示程序放在中断服务程序中.相应的程序设计请参考实验指导书上实验3中的相关介绍.
3)电梯调度算法:
在设计时将电梯一次从下到上视为一次运行(注意不一定从底层到顶层),同理,电梯一次从上到下也视为一次运行(注意不一定从顶层到底层)。
当电梯向上运行时:
a)位于当前层以下的向上请求都被忽略留到下次向上运行时处理。
b)位于当前层以上的向上请求都被记录留到此次运行处理。
c)无论哪层的向下请求都被忽略留到下次向下运行时处理.
当电梯向下运行时:
a)位于当前层以上的向下请求都被忽略留到下次向下运行时处理.
b)位于当前层以下的向下请求都被记录留到此次运行处理。
c)无论哪层的向上请求都被忽略留到下次向上运行时处理。
2.程序流程图
1)主程序框图:
图3主程序框图
2)中断服务程序框图:
图4中断服务程序框图
3)电梯算法流程图:
其中,dir代表电梯的运行方向,0代表电梯向上运行,1代表向下运动。
设REQ_U(n)代表第n层向上的请求,同样,REQ_D(n)代表第n层向下的请求,REQ_IN(n)代表第n层内部的请求.求next的方法为:
电梯向上时,next为内部请求的最小值和向上请求的大于floor的最小值之间的小者。
电梯向下时,next为内部请求的最大值和向下请求中小于floor的最大值之间的大者。
没有满足要求的时返回0。
电梯算法流程图:
图5电梯算法流程图
四、实现程序
FNUMMACRO
LOCALML1
PUSHCX
PUSHAX
PUSHDX
PUSHSI
MOVCH,13H
MOVCL,31H
MOVSI,9
ML1:
MOVAH,02H;
MOVDH,CH
MOVDL,1FH
INT10H
MOVAH,02H
MOVDL,CL
INT21H
DECCH
INCCL
DECSI
JNZML1
POPSI
POPDX
POPAX
POPCX
ENDM
SITUATIONMACRONOWF
LOCALL1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,PASS1
MOVAH,03H
INT10H
FNUM
MOVAH,02H
INT10H
MOVSI,101H
L0:
MOVAH,0CH
MOVDX,LASTF
MOVCX,SI
MOVAL,0
INT10H
INCSI
CMPSI,120H
JNEL0
MOVBH,1H
MOVSI,100H
L1:
MOVAH,0CH
MOVDX,20H
MOVCX,SI
MOVAL,BH
INT10H
ADDSI,1H
INCBH
CMPSI,120H
JNEL1
MOVSI,20H
MOVBH,1H
L2:
MOVAH,0CH
MOVDX,SI
MOVCX,100H
MOVAL,BH
INT10H
ADDSI,1H
INCBH
CMPSI,9BH
JNEL2
MOVSI,100H
MOVBH,1H
L3:
MOVAH,0CH
MOVDX,9BH
MOVCX,SI
MOVAL,BH
INT10H
INCBH
INCSI
CMPSI,120H
JNEL3
MOVSI,20H
MOVBH,1H
L4:
MOVAH,0CH
MOVDX,SI
MOVCX,120H
MOVAL,BH
INT10H
ADDSI,1H
INCBH
CMPSI,9BH
JNEL4
MOVFLAG1,1
MOVDI,NOWF;NOWFLOOR
MOVSI,101H
L5:
MOVAH,0CH
MOVDX,DI
MOVCX,SI
MOVAL,1
INT10H
INCSI
CMPSI,120H
JNEL5
ENDM
MOVEFMACRONOWF,LASTF
LOCALL1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,PASS1
MOVBH,1H
MOVSI,100H
L1:
MOVAH,0CH
MOVDX,20H
MOVCX,SI
MOVAL,BH
INT10H
ADDSI,1H
INCBH
CMPSI,120H
JNEL1
MOVSI,20H
MOVBH,1H
L2:
MOVAH,0CH
MOVDX,SI
MOVCX,100H
MOVAL,BH
INT10H
ADDSI,1H
INCBH
CMPSI,9BH
JNEL2
MOVSI,100H
MOVBH,1H
L3:
MOVAH,0CH
MOVDX,9BH
MOVCX,SI
MOVAL,BH
INT10H
INCBH
INCSI
CMPSI,120H
JNEL3
MOVSI,20H
MOVBH,1H
L4:
MOVAH,0CH
MOVDX,SI
MOVCX,120H
MOVAL,BH
INT10H
ADDSI,1H
INCBH
CMPSI,9BH
JNEL4
MOVFLAG1,1
MOVDI,NOWF;NOWFLOOR
L6:
MOVSI,101H
L5:
MOVAH,0CH
MOVDX,DI
MOVCX,SI
MOVAL,1
INT10H
INCSI
CMPSI,120H
JNEL5
MOVAX,FLAG1
CMPAX,1
JNEPASS1
XORAX,AX
MOVFLAG1,AX
MOVAH,09H
MOVDX,OFFSETMSGEN
INT21H
MOVDX,OFFSETMSG3
INT21H
MOVAH,01H
INT21H
PASS1:
MOVBX,06FFH
MOVCX,0FFFFH
TIME:
LOOPTIME
DECBX
CMPBX,0
JNETIME
MOVSI,101H
L7:
MOVAH,0CH
MOVDX,DI
MOVCX,SI
MOVAL,0
INT10H
INCSI
CMPSI,120H
JNEL7
MOVAX,NOWF
CMPAX,LASTF
JAPASS2
INCDI
JMPPASS3
PASS2:
CMPAX,LASTF
JNEPASS4
JMPPASS3
PASS4:
DECDI
PASS3:
CMPDI,LASTF;LASTFLOOR
JNEL6
MOVSI,101H
ENDM
DATASEGMENT
MSG1DB’FLOORYOUSITNOW(JUST1-9F):
$'
MSG2DB'FLOORYOUWANTGO(JUST1-9F):
$’
MSG3DB’INPUTANYKEYTOSTART。
。
.$’
MSG4DB'WANTEXPERIENCEAGAIN(Y/N)。
。
$'
MSGENDB0AH,0DH,'$'
NOWFDW?
LASTFDW?
FLAG1DW1
DATAENDS
STACKSEGMENT
BUFSDB100DUP(?
)
TOPSLABELWORD
STACKENDS
CODE1SEGMENT
ASSUMECS:
CODE1,DS:
DATA,SS:
STACK
MAINPROC
DSEGSEGMENT
TABLEDB40H,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H
DSEGENDS
CSEGSEGMENT
ASSUMECS:
CSEG,DS:
DSEG
START:
MOVAX,DSEG
MOVDS,AX
MOVAL,82H
MOVDX,9003H
LEABX,TABLE
OUTDX,AL
MOVDX,8004H
MOVAX,0000H
MOVSI,AX
MOVAL,[BX+SI]
OUTDX,AL
MOVAL,02H
MOVDX,8002H
OUTDX,AL
MOVAL,0FFH
MOVDX,9003H
OUTDX,AL
MOVAL,00H
MOVDX,9003H
OUTDX,AL
;—-—-—-———--—--—-———-————---—
MOVCX,500
L1:
MOVDX,8004H
MOVAX,0005H
MOVSI,AX
MOVAL,[BX+SI]
OUTDX,AL
MOVAL,01H
MOVDX,8002H
OUTDX,AL
CALLDELAY
MOVDX,8004H
MOVAX,0000H
MOVSI,AX
MOVAL,[BX+SI]
OUTDX,AL
MOVAL,02H
MOVDX,8002H
OUTDX,AL
CALLDELAY
LOOPL1
MOVDX,8004H
MOVAL,00H
OUTDX,AL
MOVAL,00H
MOVDX,8002H
OUTDX,AL
DELAYPROC
PUSHBX
PUSHCX
MOVBL,1
NEXT:
MOVCX,1167
W10MS:
LOOPW10MS
DECBL
JNZNEXT
MOVDX,8004H
MOVAL,00H
OUTDX,AL
MOVAL,00H
MOVDX,8002H
OUTDX,AL
POPCX
POPBX
RET
DELAYENDP
CSEGENDS
ENDSTART
五、设计体会
在以前没有这方面锻炼的我,当知道要做课程设计的时候心里面感觉有些害怕和担心,担心自己不会或者做不好。
但是当真的要做的时候也只好进自己作大的努力去做,做到自己最好的。
当我选择的题目是电梯升降控制设计时,我们的主要任务就是要自己了解其功能与实现.但是对于我来说,这门课程学的不是很好,而能力有限,也就尽力而为。
我在这个过程中有很多自己的感受,我想很多同学都会和我有一样的感受,那就是感觉汇编语言真的是很神奇,很有意思.但是我们的时间很紧迫,也没有更多的时间去研究这些有趣的设计。
我们从开始的担心和害怕渐渐变成了享受,享受着汇编带给我们的快乐。
看着自己做出来的东西,心里面的感觉真的很好。
虽然借助了很多网络资料,但是能对这些东西有一些了解,我也很高兴了。
我想微机原理课程设计和其他课程设计有共同的地方,那就是不仅加深和巩固了我们的课本知识,而且增强了我们自己动脑,自己动手的能力。
但是我想他也有它的独特指出,那就是让我们进入一个神奇的世界,那就是编程。
对于很多学过汇编或者其他的类似程序的同学来说,这不算新奇,但是对于我来说真的新奇,很有趣,也是我有更多的兴趣学习微机原理和其他的汇编。
在此感谢老师每天不辞劳苦的对我们指导,也感谢同学们的帮助。
六、附录
8255芯片
8253芯片
发光二极管
LED显示模块
非编码键盘
PC片
电容
按键
七、参考资料
1、《微型计算机原理与接口技术》冯博琴清华大学出版
2、《微型计算机技术及运用》戴梅萼
3、《微机原理实验与课程设计指导书》陆宏伟
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- 完整 word 微机 原理 课程设计 电梯 控制