利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計-1-目錄摘要2第1章利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計的概述2第2章三種方案的論述與最終方案的確定22.1第一種方案的論述22.2第二種方案的論述52.3第三種方案(最終方案)的論證10第3章測試結(jié)果及體會心得13第4章致謝14第5章參考文獻(xiàn)14附錄1方案一Proteus仿真電路效果圖15附錄2方案一源程序代碼16附錄3方案二Proteus仿真電路效果圖18附錄4方案二源程序代碼19附錄5方案三（最終方案）Proteus仿真電路效果圖20附錄6方案三（最終方案）源程序代碼21利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計-2-摘要：8255A是一種通用的可編程并行I/O接口芯片(ProgrammablePeripherialInterface),它是為Inter系列微處理器設(shè)計的配套電路，也可用于其它微處理器系統(tǒng)中。通過對它進(jìn)行編程，芯片可工作于不同的工作方式。此次課程設(shè)計的目的就是利用端口和8255協(xié)同工作來實現(xiàn)LED顯示功能，對8255A芯片進(jìn)行編程使流水燈左移或右移，通過延時程序使流水燈進(jìn)行順序點亮。通過這次課程設(shè)計掌握8255A的功能特點、工作原理以及顯示器接口的基本原理與方法技術(shù)。關(guān)鍵詞：8086芯片AT89C51單片機8255A芯片LED流水燈第1章利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計的概述流水燈在日常的生活中有著廣泛的應(yīng)用，例如，許多樓面上的彩燈廣告就是應(yīng)用了流水燈設(shè)計。此次的課程設(shè)計的題目是利用了端口和8255A協(xié)同工作來實現(xiàn)LED顯示功能，編寫程序，使用8255的A口和B口均為輸出，接8個或16個發(fā)光二極管，實現(xiàn)流水燈的顯示效果。在實驗中8255A的A和B兩個端口不能同時賦值，從而我們可以用通用寄存器BX對所需要賦值的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，因為BX可以分從高8位寄存器BH和低8位寄存器BL兩部分進(jìn)行獨立的操作，我們用寄存器BH對A口進(jìn)行賦值，用寄存器BL對B口進(jìn)行賦值，通過延時一段時間再對BH和BL進(jìn)行移位和輸出，實現(xiàn)了流水燈的效果。第2章三種方案的論述與最終方案的確定2.1第一種方案的論述第一種方案，我們使用了8086CPU芯片與8255A芯片一起實現(xiàn)了流水燈閃爍的設(shè)計，同時還使用了地址鎖存器74LS373芯片。74ls373是常用的地址鎖存器芯片，它是一個是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，在單片機系統(tǒng)中為了擴展外部存儲器，通常需要一塊74ls373芯片。在方案一中，當(dāng)8086CPU的引腳ALE（地址鎖存允許信號，輸出，高電平有效，用作地址鎖存器74LS373的鎖存控制信號）處于下降沿時將8086CPU輸出的地址信息進(jìn)行鎖存，以定義8255A的工作方式。下面先對74LS373芯片進(jìn)行簡介：1.地址鎖存器74LS373的內(nèi)部電路與工作原理利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計-3-引腳功能圖注：管腳引出端功能符號：D0D7數(shù)據(jù)輸入端OE三態(tài)允許控制端（低電平有效）Q0Q7輸出端LE鎖存允許端74373三態(tài)緩沖輸出的8D鎖存器（3S,鎖存允許輸入有回環(huán)特性），其輸出端Q0Q7可直接與總線相連，74LS373的LE端直接與8086CPU的ALE信號連接。1腳是三態(tài)允許控制端(OE)，是低電平有效。當(dāng)1腳是高電平時，不管輸入3(D0)、4(D1)、7(D2)、8(D3)、13(D4)、14(D5)、17(D6)、18(D7)如何，也不管11腳(LE鎖存允許端)如何，輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮空狀態(tài))。當(dāng)1腳是低電平時，只要11腳(LE鎖存允許端)上出現(xiàn)一個下降沿,輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳3(D0)、4(D1)、7(D2)、8(D3)、13(D4)、14(D5)、17(D6)、18(D7)的狀態(tài)。11腳是鎖存允許端(LE)，當(dāng)LE由高變低時，輸出端8位信息被鎖存，直到LE端再次有效。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時，三態(tài)門導(dǎo)通，允許Q0Q7輸出，OE為高電平時，輸出懸空。當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時，應(yīng)使OE為低電平，此時鎖存使能端C為高電平時，利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計-4-輸出Q0Q7狀態(tài)與輸入端D1D7狀態(tài)相同；當(dāng)LE發(fā)生負(fù)的跳變時，輸入端D0D7數(shù)據(jù)鎖入Q0Q7。2.方案一的工作流程簡述電路圖硬件連接：硬件連線圖注：8086CPU芯片與74LS373芯片在方案一中視為PC總線接口模塊8255A的引腳WR（寫選通信號）、RD（讀選通信號）分別連到PC總線接口模塊的WR端口、RD端口。8255A的數(shù)據(jù)端（AD0AD7）、地址線（A0A1）分別連到PC總線接口模塊的數(shù)據(jù)線（D0D7）、地址線（A1A2）。8255模塊選通線CS連到PC總線接口模塊的IOY1（CS片選信號，低電平有效，由地址總線經(jīng)I/O端口譯碼電路產(chǎn)生）。8255的PA0PA7連到發(fā)光二極管的L1L8；8255的PB0PB7連到發(fā)光二極管的L9L16。程序流程簡述：8255A的片選信號CS與地相連，處于低電平有效狀態(tài)，8086CPU與8255A之間始終保持通信，8086CPU對8255A進(jìn)行讀/寫等操作。當(dāng)8086CPU的地址鎖存信號ALE處于高電平有效時，在T1狀態(tài)，8086CPU通過地址/數(shù)據(jù)總線上傳送地址信息，在ALE的下降沿將地址信息鎖存到地址鎖存器74LS373中，定義了8255A的工作方式，使其A口和B口為輸出口，定義了利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計-5-8255A各端口地址。8086CPU先后寫A、B口的起始數(shù)據(jù)，并調(diào)用延時子程序點亮A口燈、B口燈。然后分別調(diào)用左移、右移指令將A口起始數(shù)據(jù)左移再寫入A口、B口起始數(shù)據(jù)右移再寫入B口，點亮下一站盞燈，以此循環(huán)實現(xiàn)流水燈效果。程序框圖結(jié)論：第一種方案雖然實現(xiàn)了流水燈閃爍效果，但由于8086CPU芯片所需的程序無法通過KC51實現(xiàn)編程，不能達(dá)到本次課程設(shè)計的培訓(xùn)目的，即對單片機的程序編程進(jìn)行訓(xùn)練掌握，要求較高，方案實現(xiàn)的難度較大，所以我們沒有把方案一作為最終方案。2.2第二種方案的論述第二種方案，我們使用了AT89C51單片機實現(xiàn)了流水燈閃爍設(shè)計。AT89C51單片機是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機，具有豐富的內(nèi)部資源：4kB閃存、128BRAM、32根I/O口線、2個16位定時/計數(shù)器、5個向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、2個全雙工的串行口，具有4.255.50V的電壓工作范圍和024MHz工作頻率，使用AT89C51單片機時無須外利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計-6-擴存儲器。因此，方案二中設(shè)計的流水燈實際上是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機。下面先對AT89C51單片機進(jìn)行簡介：1.AT89C51單片機的簡介AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4Kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大AT89C51單片機可以提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C51管腳分布注：管腳引出端功能符號：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。利用8255A芯片實現(xiàn)流水燈閃爍設(shè)計-7-P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口。P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。P3口管腳備選功能：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（