8255实现抢答器设计.docx

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1、西安建筑科技大学课程设计（论文）摘要ProteUS是种交互式，可视化的电路仿真软件。本文介绍了应用PrOteUS软件进行多路抢答器设计与仿真的实现方法。智能抢答器作为一种电子产品已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本系统就是通过8086控制，采用并行可编程接口芯片8255为核心而设计的智能抢答器。硬件设计是借用8255为中心的控制模块，软件设计是采用汇编语言编程。该设计的在对系统工作原理充分研究的基础上,选择合适的元件型号和参数,再用proteus绘图软件画出电路原理图，最后根据电路接口编写软件程序。用PrOteUS仿真效果真实，准确，可以提高开发效率，降低开发成本，具有推广价值。关键字：pr

2、oteus,接口芯片8255,仿真abstractProteusisakindofinteractivevisua1izationofcircuitsimu1ationsoftware.Thispaperintroducestheapp1icationofproteussoftwaremu1tip1exviestoanswerfirstdevicedesignandtherea1izationofthesimu1ationmethod.Smartresponderasakindofe1ectronicproductshasbeenwide1yusedina11kindsofinte11igen

3、ceandknow1edgecompetition.Thissystemiscontro11edby8086,usingtheprogrammab1epara11e1interfacechip8255asthecoreanddesignofinte11igentresponder.Thehardwaredesignistoborrow8255asthecenterofcontro1modu1e,thesoftwaredesignistouseassemb1y1anguageprogramming.Thedesignofthesystemworkingprincip1e,onthebasisof

4、fu11yresearch,choosetherightcomponentmode1andparameters,thenuseproteusdrawthecircuitprincip1ediagram,drawingsoftwareaccordingtotheinterfacecircuittowritesoftwareprograms.Useproteussimu1ationeffectistrue,accurate,canimprovethedeve1opmentefficiency,reducethedeve1opmentcost,va1ueforpopu1arization.Keywo

5、rds:proteus,interfacechip8255fsimu1ation目录1绪论11.1 写作背景11.2 proteus介绍11.3 实现功能12硬件设计原理22.1 设计电路图22.2 芯片介绍42.2.1 可编程并行I/O接口芯片1nte18255A42.2.2 其他元件介绍73软件设计原理93.1 流程图93.2 程序104系统仿真调试125心得体会146参考文献151绪论1.1 写作背景现代电子设计手段日新月异，由手工设计到EDA阶段，再到虚拟设计阶段，人们不断提高设计水平与效率。并行接口芯片8255可以用作并行打印机，七段数码显示器和非编码键盘接口本篇论文利用Proteu

6、s仿真软件实现抢答器功能，其中用到并行接口芯片8255.1.2 proteus介绍Proteus软件是英国1abCenterE1ectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。PrOteUS是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC1kPIC1O/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR.ARM、8086和MS

7、P430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。ProteUS软件具有其它EDA工具软件（例:mu1tisim）的功能。这些功能是：原理布图，PCB自动或人工布线，SPICE电路仿真革命性的特点：1.3 动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM,ROM,键盘，马达，1ED,1CD,AD/DA,部分SP1器件，部分I1C器件。1.4 真处理器及其外围电路可以仿真51系列、AVR.PIC.ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，PrOteUS

8、建立了完备的电子设计开发环境。1.5 实现功能这次设计主要要用到数码显示功能，故初步选定8255芯片。若要实现倒计时，中断控制,则要用到8253芯片。经过仔细思考论证，我认为设计的关键就是准确判断出最先抢答者的信号并锁存，而同时不理睬其他抢答者的信号。为此，可将7个抢答按钮信号通过一个4位并行输入口接至微机中。当主持人启动抢答过程后，微机通过该并行输入口循环对抢答信号进行采样。当采样到那一组的抢答信号已经发出，则立即停止采样,并记录下该组的组号。2.1设计电路图2硬件设计原理图2-1为原理图，逻辑开关k-k6代表抢答器按钮，某组抢答器按钮按下，在数码挂面上将其组号显示出来图2-1抢答器原理图抢

9、答器抢答按钮应如图2-2所示:图2-2开关按钮图数码管连接如图2-3所示图2-3数码管连接图2.2芯片介绍2.2.1可编程并行I/O接口芯片Inte18255A1并行接口芯片8255内部结构8255是Inte1公司生产的可编程并行I/。接口芯片，有3个8位并行I/OO0具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片(40引脚)。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑

10、控制部分，因而8255内部结构分为3个部分:与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。D与CPU连接部分根据定义，8255能并行传送8位数据，所以其数据线为8根DoD7。由于8255具有3个通道A、B、C,所以只要两根地址线就能寻址A、B、C口及控制寄存器,故地址线为两根AOA1。此外CPIJ要对8255进行读、写与片选操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。各信号的引脚编号如下：(D数据总线DB：编号为DOD7,用于8255与CPU传送8位数据。(2)地址总线AB：编号为AOA1,用于选择A、B、C口与控制寄存器。(3)控制总线CB：片选信号、复位信号RST、写信号、读信号。当CPU要对

11、8255进行读、写操作时，必须先向8255发片选信号选中8255芯片，然后发读信号或写信号对8255进行读或写数据的操作。2)与外设接口部分根据定义，8255有3个通道A、B、C与外设连接，每个通道又有8根线与外设连接，所以8255可以用24根线与外设连接，若进行开关量控制，则8255可同时控制24路开关。各通道的引脚编号如下：(1) A:编号为PAOPA7,用于8255向外设输入输出8位并行数据。(2)B口:编号为PBOPB7,用于8255向外设输入输出8位并行数据。(3)C:编号为PCOPC7,用于8255向外设输入输出8位并行数据，当8255工作于应答I/O方式时，C口用于应答信号的通信

12、。3)控制器部分8255将3个通道分为两组，即PAOPA7与PC4-PC7组成A组,PBOPB7与PCOPC3组成B组。图2-4所示，相应的控制器也分为A组控制器与B组控制器，各组控制器的作用如下：(DA组控制器：控制A口与上C口的输入与输出。(2) B组控制器：控制B口与下C口的输入与输出。2外部引脚RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O均被置成输入方式。CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS二O时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=I时,8255无法与CPU做数据传输.RD:读信号线，当这个

13、输入引脚为低跳变沿时，即/RD产生一个低脉冲且/CS二O时，允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。WR:写入信号，当这个输入引脚为低跳变沿时，即/WR产生一个低脉冲且/CS=O时，允许CPU将数据或控制字写入8255oD0D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。38255A的基本操作Inte18255A内部的读/写控制逻辑对输入信号CS,RD,WR,A1,AO进行译码，产生控制信号决定8255A的操作类型。这些输入信号的组合关系以及82

14、55A的基本操作描述如表2-1所示A1AORDWRCS工作状态00010A口数据-数据总线01010B数据-数据总线10010C口数据数据总线00100总线数据-A口01100总线数据-B口10100总线数据-C口11100总线数据控制字寄存器*1数据总线三态11010非法状态110数据总线三态表2-1工作关系表Inte18255A的初始化字命令字D7D6D5D4D3D2D1DOD7：特征位D6D5:A组方式OO二方式0,OI=方式1IX二方式2D4：A口0:输出，1二输入D3：C口C7C40=输出，1二输入D2:B组方式O=方式0,I=方式1。D1:B口0=输出,I=输入DO:C口C3C0O

15、=输出，I=输入D7位为“1”时，为方式选择控制字的标识位。D6、D5位决定A端口的工作方式。D4位决定A端口工作在输入还是输出方式。D3位决定C端口高4位PC7PC4是作为输入端口，还是作为输出端口。D2位用来选择B端口的工作方式。D1位决定B端口作为输入还是输出端口。DO位决定C端口低4位PC3PC0作出为输入，还是输出。1C复位字在8255A芯片初始化时，C端口置1/置0控制字可以单独设置C端口的某一位为0或某一位为1。控制字的D7位为“0”时，是C端口置1/置。控制字中的标识位，这个控制字只对C口起作用，任何一位都可以通过按位置位/复位控制字来设置。注意：对C的置位/复位控制不是把控制字送到C口，而是由控制口决定各位的状态，是把控制字送到控制口工作方式3种工作方式可用软件编程对控制口设置来指定。三种基本的工作方式为：方式0基本