注意：請(qǐng)同學(xué)到：2、3、7、8、12、13、17、18、21號(hào)機(jī)器（任意一臺(tái)）的E盤(pán)拷貝“綜合設(shè)計(jì)”文件夾；補(bǔ)交第4、5次課的預(yù)習(xí)報(bào)告。計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)

綜合設(shè)計(jì)1.步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（參見(jiàn)82/165頁(yè)）；2.交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（參見(jiàn)85頁(yè)）。計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。1.1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)硬件電路步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖8255輸出的相序代碼+12V達(dá)林頓7路驅(qū)動(dòng)器計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。1.2步進(jìn)電機(jī)“雙四拍”相序表步序節(jié)拍1234電機(jī)轉(zhuǎn)向正向反向8255A輸出步進(jìn)電機(jī)相序信號(hào)PA01001PA11100PA20110PA300118255輸出的相序代碼相序03H06H0CH09H相序字節(jié)33H66HCCH99H在數(shù)據(jù)段中，定義一個(gè)相序單元XIANGXU=33H。利用8255輸出相序；可將“相序數(shù)據(jù)”進(jìn)行“循環(huán)左移”或“循環(huán)右移”的方式生成新的相序代碼；相序輸出地順序決定著電機(jī)的轉(zhuǎn)向；相序的間隔時(shí)間決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。1.3步進(jìn)電機(jī)題目的設(shè)計(jì)要求及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)分層次驗(yàn)收。根據(jù)自身能力獨(dú)立完成設(shè)計(jì)：參照教材3.1.3改用“雙四拍”原理驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)或者“單雙八拍”原理非立即數(shù)方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。（D）在程序中定義一個(gè)“標(biāo)志”變量，能夠根據(jù)標(biāo)志實(shí)現(xiàn)電機(jī)的“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”。利用LOOP指令控制一種轉(zhuǎn)向的持續(xù)時(shí)間（每次輸出相序時(shí)CX-1，當(dāng)CX=0時(shí)改變一次標(biāo)志的狀態(tài)）。（C）參照教材3.2.7章節(jié)利用8253、8255定時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中8253（方式2）做延時(shí)、8255做8253的OUTx延時(shí)檢測(cè)（參見(jiàn)圖1）。（B）參照教材3.3.4章節(jié)利用8253、8255和8259綜合編程，并使用K0～K7控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速（參見(jiàn)圖2）。（A）也可發(fā)揮自主創(chuàng)新能力（如：電位器控制轉(zhuǎn)速、數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向等）（A+）計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。圖1：利用LOOP指令控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速利用8255輸出步進(jìn)電機(jī)的相序信號(hào)；利用LOOP指令做延時(shí)，由CX數(shù)據(jù)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；定義一個(gè)flag單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向；能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的自動(dòng)操作。8255A

PA0PA1PA2PA3UL2003IN0OUT0IN1OUT1IN2OUT2IN3OUT3步進(jìn)電機(jī)+5V計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。圖2：利用8253定時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速（參見(jiàn)3.2.7）8255APA0PA1PA2PA3/CSPB7PC08253OUT1CLK1GATE1/CSOUT0CLK0GATE0步進(jìn)電機(jī)ABCD1MHZ脈沖K7輸入Vcc200H210H

由8255、8254構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)電路及流程圖設(shè)定8255APA輸出，PC,PB輸入相序代碼→al設(shè)定8254CNT0方式3、初值100CNT1方式2、初值40buf（相序）→al輸出相序代碼調(diào)DEALYPB7=1？相序循環(huán)右移N相序循環(huán)左移Y輸出相序代碼buf（相序）←al開(kāi)始（a）實(shí)驗(yàn)電路（b）程序流程圖DELAYNPC0=0？RETINAL,DXY方式2利用8255輸出步進(jìn)電機(jī)的相序信號(hào)；利用8253做分頻器產(chǎn)生一個(gè)延時(shí)周期來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；8253的延時(shí)周期信號(hào)由8255的PC0讀入、判斷；8253的轉(zhuǎn)向由PC7端口輸入的K7電平來(lái)設(shè)定。延時(shí)周期計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。圖3：利用開(kāi)關(guān)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速軟件（loop）延時(shí)、8255A輸出步進(jìn)電機(jī)的相序信號(hào)（利用LED0～3監(jiān)控相序）；利用8253做分頻器，輸出連續(xù)的0.5HZ的方波信號(hào)（方式2）觸發(fā)中斷。在中斷服務(wù)程序中讀取8255的B口數(shù)據(jù)。利用8255A的B口讀取K0～K6開(kāi)關(guān)信號(hào)設(shè)定loop參數(shù)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速；K7控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向；8253OUT1CLK1GATE1/CSOUT0CLK0GATE01MHZ脈沖Vcc210H圖1.1實(shí)驗(yàn)參考邏輯電路MIR58255APA3PA2PA1PA0D7··D0A1A0/CSPB7PB6....PB0LED3LED2LED1LED0200H步進(jìn)電機(jī)5～12VBJ_IN4BJ_IN3BJ_IN2BJ_IN1系統(tǒng)總線(xiàn)K7………K00.5HZ方波計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。2.1交通燈自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。2.2交通燈的狀態(tài)表（參考）

利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的彩色LED模擬兩組“紅—黃—綠”交通信號(hào)指示燈。具體要求如下： 主干線(xiàn)綠燈亮8秒，支線(xiàn)亮4秒。綠燈過(guò)渡到紅燈時(shí)有兩秒的黃燈顯示（可用閃爍效果），也可自定義各自的時(shí)間。（熄滅）主干路（南北）信號(hào)燈支線(xiàn)路（東西）信號(hào)燈狀態(tài)字（16進(jìn)制）LED7-0D7D6D5D4D3D2D1D0狀態(tài)順序----紅黃綠紅黃綠1000011000CH------主干路通行20001010014H------主干路轉(zhuǎn)換30010000121H------支線(xiàn)路通行40010001022H------支線(xiàn)路轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。2.3信號(hào)燈控制

系統(tǒng)電路利用8255的PC口輸出信號(hào)燈的狀態(tài)數(shù)據(jù)；利用8253的兩個(gè)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)秒定時(shí)（方式2），將末級(jí)輸出OUTx與8255的PA0連接；對(duì)8255的PA0進(jìn)行（輸入）檢測(cè)，以判斷秒定時(shí)：每當(dāng)時(shí)間到則改變信號(hào)燈的狀態(tài)；利用兩個(gè)“單脈沖”輸出與8259的MIR5、SIR0連接，模擬“人行步道”呼叫開(kāi)關(guān)，以產(chǎn)生“臨時(shí)通行”的效果。圖3.2參考連接示意圖8253D7OUT2…CLK2D0GATE2OUT1/RDCLK1/WRGATE1

A1OUT0A0CLK0GATE0/CS200H1MHH時(shí)鐘源+5V邏輯筆監(jiān)測(cè)秒信號(hào)系統(tǒng)總線(xiàn)L7······L0210H8255

D7··

PCD0/RD/WRA1A0/CSPA0系統(tǒng)總線(xiàn)SIR0單脈沖S10總線(xiàn)開(kāi)放區(qū)MIR5單脈沖S9查詢(xún)秒周期計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。1.4交通燈設(shè)計(jì)要求及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)分層次驗(yàn)收。根據(jù)自身能力獨(dú)立完成設(shè)計(jì)：按照教材3.1.4相關(guān)程序并將“延時(shí)操作”改為子程序調(diào)用的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的控制與運(yùn)行。（D）在上述基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)：主、支路的不同定時(shí)時(shí)間和黃燈閃爍的功能。（C）利用2級(jí)定時(shí)計(jì)數(shù)器（方式2）進(jìn)行定時(shí)操作，利用8255的PA0做輸入判斷定時(shí)時(shí)間。（B）在上述基礎(chǔ)上利用兩個(gè)單脈沖源和主從8259的MIR5、SIR0實(shí)現(xiàn)2個(gè)人行通道的“應(yīng)急通行”的呼叫開(kāi)關(guān)功能。（A）增加數(shù)碼管顯示“倒計(jì)時(shí)”功能等。計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)全文共15頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。設(shè)計(jì)步驟即驗(yàn)收注意事項(xiàng)：根據(jù)自身能力選擇難度進(jìn)行設(shè)計(jì)；采用“模塊化設(shè)計(jì)”方法，首先在實(shí)現(xiàn)題目的基本要求基礎(chǔ)上，再逐一實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能。注意事項(xiàng)： 驗(yàn)收時(shí)應(yīng)將所有的報(bào)告分類(lèi)并統(tǒng)一裝訂，沒(méi)有準(zhǔn)備好報(bào)告不予驗(yàn)收。計(jì)算機(jī)原