微机原理 电风扇控制器设计 - 图文

摘要

《电风扇控制器》课程设计中主要应用了芯片8086、8255、8254、DAC0832。8086为控制系统的核心。8255 A口输入，检测开关的状态；B口输出，控制数码管，显示开关状态；C口输出，控制发光二极管LED，指示各开关状态。8254起定时作用，计数器0输出周期为50ms的方波信号；计数器2数定时4秒输出一个高电平信号。DAC0832控制电机的转速。最终在各芯片共同作用下实现对电风扇的控制。

关键字：8255；8254；DAC0832；定时

第1章 小组成员及分工

小组成员及分工见表2.1

表 2.1 小组成员及分工

姓名 工作 实验程序，硬件调试，实验报告 硬件调试，实验报告

第2章 设计题目及要求

2.1、设计的题目

1、设计家用电风扇控制器，实现电风扇的启停控制、风速控制和类型选择功能，所有操作由发光二极管LED指示，编制相应的汇编语言源程序并进行系统调试。

2、控制器面板包括：风速、类型和启停键，发光二极管LED指示灯。风速分强、中、弱。类型为睡眠、自然和正常。

3、电风扇处于停转状态时，所有指示灯不点亮，只有按下“风速”键时，才会进入起始工作状态。不论电风扇处于何种状态，只要按下停止键，电风扇就进入停转状态。

2.2、设计要求

1、初始状态：风速为“弱”，类型为“正常”。

2、按“风速”键，其状态由“弱”→“中”→“强”→“弱”?往复循环改变，按每一下键，状态改变一次。

3、按“类型”键，其状态由“正常” →“睡眠” →“自然” →“正常”?往复循环改变。

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4、风速的弱，中，强对应于电风扇转动的慢快。 5、类型的不同选择，分别对应如下情况。 ① 正常：电风扇连续转动。

② 自然：电风扇模拟自然风，转动8秒，停止8秒。

③ 睡眠：电风扇慢转，产生轻柔的微风，转动4秒，停止8秒。 6、按照风速与类型的设置输出相应的控制信号，点亮或熄灭相应的指示灯。

第3章 所需芯片功能简介

3.1、8255功能简介

1、8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。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。

2、8255在使用前要写入一个方式控制字，设置三个端口A、B、C的工作方式。共三种。方式0：基本输入/输出方式，其特点信号时与外设传送数据时，不需要设置专用的联络信号，可以无条件的直接进行I/O传送。A,B,C3个端口都可以工作在方式0.A口和B口工作在方式0时，只设置以8位数据格式输入/输出；C口工作在方式0时，可以高4位和低4位分别设置为数据输入或数据输出方式。方式0常用于与外设无条件数据传送或查询方式数据传送。方式1：单向选通输入/输出方式，方式1是一种带选通信号的单方向输入/输出工作方式，其特点是：与外设传送数据时，需要联络信号进行协调，允许用查询或中断方式传送数据。由于C口的PC0,PC1和PC2定义为B口工作在方式1的联络信号线，

PC3,PC4 和PC5定义为A口工作方式1的联络信号，因此只允许A口和B口工

作在方式1.方式2：双向选通输入/输出方式，是方式1输入和输出的组合，即同一端口的信号线既可以输入又可以输出。由于C口的PC7～PC3定义为A口工作在方式2时的联络信号线，因此只允许A口工作在方式。

3.2、8254功能简介

8254 芯片是一款使用十分广泛的可编程定时，计数芯片，其主要功能是定时和计数的功能。

8254芯片主要由四部分组成： 1、数据总线缓冲器

数据总线缓冲器是一个三态、双向8位寄存器主要作用是与cpu进行数据交换，8位数据线D7～D0与CPU的系统数据总线连接，构成CPU和8254

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之间信息传送的通道，CPU通过数据总线缓冲器向8254写入控制命令、计数初始值或读取计数值。 2、读写逻辑

读写逻辑是芯片的控制部分，编程人员通过控制信号的选择来选择芯片的工作方式。读/写控制逻辑用来接收CPU系统总线的读、写控制信号和端口选择信号，用于控制8254内部寄存器的读/写操作。 3、控制字寄存器

控制寄存器是一个只能写不能读的8位寄存器，系统通过指令将控制字写入控制寄存器，设定8254的不同工作方式。 4、计数器

8254内部有三个结构完全相同而又相互独立的16位减“1”计数器，每个计数器有六种工作方式，各自可按照编程设定的方式工作。 8254芯片的工作方式

8254芯片共有六种工作方式，分别对应与六种不同的用途。

(1)方式0：计数结束产生中断 方式0时序如图3.2.1所示。

图 3.2.1 方式0时序

在写入控制字CW后，OUT引脚初始电平为低电平，写入计数初始值N之后的第一个CLK的下降沿将N装入计数执行部件，待下一个CLK的下降沿到来且门控信号GATE为高电平时，开始启动减“1”计数，随后每一个CLK的下降沿，计数器减1。在计数过程中，OUT引脚一直保持低电平，直到计数为“0”时，OUT引脚输出由低电平变为高电平，并且保持高电平。

方式0的特点：计数初始值无自动装入功能，若要继续计数，则需要重新写入计数初始值。门控信号GATE用来控制CE，当GATE为高电平时，允许计数；当GATE为低电平时，禁止计数。当GATE重新为高电平时，计数器接着当前的计数值继续计数。计数期间给计数器装入新值，则会在写入计数初始值后重新开始计数过程。

由于方式0在计数结束后，OUT引脚输出一个由低电平到高电平的跳变信号，因此可以用它作为计数结束的中断请求信号。

(2)方式1：可重复触发的单稳态触发器，方式1时序如图3.2.2所示。

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图 3.2.2 方式1时序

方式1的特点：硬件启动计数，即由门控信号GATE的上升沿触发计数。在计数过程中，CPU可改变计数值，但是对计数过程没有影响。计数为“0”，OUT引脚输出高电平，若再次触发，则计数器将按新输入的计数初始值进行计数。

(3)方式2：分频器，方式2时序如图3.2.3所示，

图 3.2.3 方式2时序

控制字CW写入之后，OUT引脚初始电平为高，在写入计数值N之后第一个CLK的下降沿将N装入计数执行单元CE，待下一个CLK的下降沿到来且门控信号GATE为高电平时，启动计数。在计数过程中，OUT引脚始终保持高电平，直到CE减到“1”时，OUT引脚变为低电平，维持一个时钟周期后，又恢复为高电平，同时自动将计数值N加载到CE，重新启动计数，形成循环计数过程，OUT引脚连续输出负脉冲。

方式2的特点：计数初始值有自动装入功能，不用重新写入计数值，计数过程可由GATE信号控制。当GATE为低电平时，暂停计数；在GATE变为高电平后的下一个CLK脉冲使计数器恢复计数初始值，重新开始计数。

(4)方式3：方波发生器,方式3时序如图3.2.4所示，

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图 3.2.4 方式3时序

工作原理与方式2类似，有自动重复计数功能，但OUT引脚输出的波形不

N同。当计数值N为偶数时，OUT输出对称的方波信号，正负脉冲的宽度为个时

2N?1钟周期；当计数值N为奇数时，OUT输出不对称的方波信号，正脉冲宽度为。

2个时钟周期，负脉冲宽度为

N?1个时钟周期 2(5)方式4：软件触发计数,方式4时序如图3.2.5所示，

图 3.2.5 方式时4序

写入控制字CW后，OUT初始电平为高，在写入计数初始值N之后的第一个CLK的下降沿将N装入计数执行单元CE，待下一个计数脉冲信号CLK到来且门控信号GATE为高电平时（即软件启动），开始计数。当计数为“0”时，OUT引脚由高电平变为低电平，维持一个时钟周期，OUT引脚由低电平变为高电平。一次计数过程结束后，OUT引脚输出宽度为一个时钟周期的负脉冲信号．

方式4的特点：无自动重复计数功能，只有在输入新的计数值后，才能开始新的计数。若设置的计数值为N，则在写入计数值N个时钟脉冲之后，才使OUT引脚产生一个负脉冲信号。

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