1、 西 安 邮 电 大 学 （计算机学院） 硬件课程 设计报告 题 目： 汽车速度控制 的设计与实现 专业名称： 软件工程 班 级： 软件 1201 学生姓名： 学号（ 8位）： 指导教师： 设计起止时间： 2014 年 12 月 15日 2014 年 12 月 26 日 1. 设计目的 ： 微机接口 电路 的设计及应用。 通过微机原理与接口课程设计，使学生能够进一步了解微型计算机工 作原理 , 微型计算机的硬件结构及微型计算机软件编程。 要求学生根据接口电路的硬件要求进行计算机的汇编语言程序设计，使学生的软件编程能力得到加强 ,对接口电路的综合应用能力有较大提高。 利用所学微机的理论知识进行软
2、硬件整体设计，提高综合应用能力。 通过设计掌握综合使用基本输入设备，通用接口芯片，专用接口芯片的方法；熟悉并行接口芯片 8255 的使用与硬件接口方法，熟悉 8255 的各种工作方式，掌握 8255 的编程方法；掌握实时处理程序的编制和调试方法。 从而帮助学生系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识，达到将知识融会贯 通的目的。同时给学生提供更多、更好的训练机会，培养学生的创新能力。 2. 设计内容 ：所选题目的具体要求 。 在自 行设计接口板 的 的按键转换汽车的挡位，用发光二极管显示挡位，用数码管显示汽车的速度。 (1) 按 “1”键启动系统，汽车以最低速度行驶，同时用 1 盏绿灯显示挡位，
3、数码管显示速度（最低速度为 5Km h）。当需要换档时，用键盘键入 2、 3 键，并加用一盏黄灯和一盏红灯显示，同时在数码管上显示相应的速度。 (2) 汽车慢加速时用 “A”键，急加速时用 “B”键。慢刹车时用 “C”键，急刹车时用 “D”键。加速和刹车时用数码 管显示相应的速度变化。 (3) 当汽车需紧急停车时，键入 “ESC”键，所有发光二极管熄灭，同时数码管显示 “0”。 3. 设计过程 ： 根据 设计内容，给出 设计方案 ，选择需要的接口芯片和外设等， 确定相应的接口芯片的工作方式， 并给出 proteus 下设计出的系统原理 图，见文章末尾 根据系统要求，设计程序，给出流程图描述程序
4、。 数码管流程图 程序流程： 设置初始状态：速度为 0,数码管显示为 0 1 档初始状态：速度为 5， LED1 亮 1 档最大速度状态：速度为 25，数码管显示 25 2 档初始状态：速度为 25， LED2 亮 2 档最大速 度状态：速度为 60，数码管显示 60 3 档初始状态：速度为 60， LED3 亮 3 档最大速度状态：速度为 120，数码管显示 120 进入初始状态，判断是否按下 K1 开关，若没按下则回到初始状态，若按下则进入1 档初始状态 1 档初始状态下接受指令： 判断是否按下 KA 开关，若按下则进入慢加速状态，直到速度加到 1 档的最大速度25，进入 1 档最大速度状
5、态； 若没按下 KA 开关，则判断是否按下 KB 开关，若按下则进入快加速状态，直到速度加到 1 档的最大速度 25，进入 1 档最大速度状态； 若没按下 KB 开关，则判断是否按下 KC 开关，若按下则 进入慢减速状态，直到速度减到 0，进入初始状态； 若没按下 KC 开关，则判断是否按下 KD 开关，若按下则进入快减速状态，直到速度减到 0，进入初始状态； 若没按下 KD 开关，则判断是否按下 KE 开关，若按下则进入停车状态，速度减到0，进入初始状态； 若没按下 KE 开关，则停留在 1 档初始状态，等待接收指令； 1 档最大速度状态下接收指令： 判断是否按下 K2 开关若按下，若按下则
6、进入 2 档初始状态； 若没按下 K2 开关，则判断是否按下 KC 开关，若按下则进入慢减速状态，直到速度减到 0，进入初始状态； 若没按下 KC 开关，则判断是否按下 KD 开关，若按下则进入快减速状态，直到速度减到 0，进入初始状态； 若没按下 KD 开关，则判断是否按下 KE 开关，若按下则进入停车状态，速度减到0，进入初始状态； 若没按下 KE 开关，则停留在 2 档初始状态，等待接收指令； 进入 2 档初始状态后，它的程序流程和 1 档初始状态流程一样；进入 3 档初始状态后，流程和 1、 2 档一样，只是当进入 3 档最大速度状态后，只能接受减速停车指令。 在前两步的基础上，给出
7、proteus 下程序运行的结果截图。 见文章末尾 具体硬件实现，给出 实际所焊电路 的系统连线图。 在所焊电路的板子上运行程序， 拍照，打印出 系统 运行截图 。 4. 设计总结 ：分析自己的设计结果，总结设计中所 遇到的问题 以及采取的 解决办法 。 设计结果分析：整个系统运行过程中考虑到了很多情况，做得比较细腻，比如 1 档必须到达了最大速度才能接收 2 档指令，不能越到 3 档；在加速过程中速度只会加到相应档位的最大速度，不会超过它；不足的是 :在加速减速状态中不会被中断，速度会加到最大或减到 0，这点还需改进。 遇到问题：不知道如何让数码管正确的显示相应的数字 解决办法：先 查看实验
8、指导书了解了数码管的线路连接，然后上网查找数码管显示 的方法，再和组员一行一行代码的 编写，试了很多次数码管都不显示。最后才知道了程序最开始没有定义堆栈段，导致要显示的数据不能压栈。最终解决了数码管的问题。 遇到问题 :编译时出现 Relative jump out of range 错误 指定的转移超出了允许的范围（ -128+127） 解决办法：该问题是由于转移范围超出允许范围，我们就在转移的中间再加一个转移，把距离一分为二，从而解决了问题。比如 jump state1;出现错误，我们就改为 state1jmp: jump state1; jump state1jmp; 软 件调试 程序完
9、成后就可以对它进行编译和执 行，如果发现有错误，则返回程序中修改，完成后再次编译和执行，就这样周而 复始的重复进行，直到没有出现编译错误之后就可以运行了。 运行的时候也有问题出现。例如程序的结构有问题，对于寄存器的使用不合 理，或对于寄存器的重复使用导致数据混乱，循环不能正常的结束等问题。要解 决这些问题就要对汇编用深入的理解，画清楚流程图，使用结构简单的循环， 分布编写程序，同时注意对程序的注释可以减少问题。对于寄存器的使用问题可以 才用入栈出栈来保存部分寄存器的值来安排寄存器的使用 。 5. 设计 心得 课程设计刚开始的时候，对整个系统的设计完全没有思路，也不知道该先从哪部分下手。在老师给
10、我们讲解了一些注意事项，还用仿真给我们演示了设计该达到的要求之后，小组四个人就开始讨论系统的整个运行流程，讨论出方案后就开始分工，我做的是 “汽车速度控制” 的软件部分。在这之前我对汇编语言的编写不是很熟悉，对各种寄存器的功能及使用不是很了解 , 担心自己不会或者做不好 。为了 完成任务，我不停的翻阅书籍，查看资料，和组员共同商量， 尽自己最大的努力去做， 做到自己最好的 ,最后成功完成了任务 。 在做整个设计时应先讨 论好设计方案，画好流程图，要完全了解整个流程之后才去编写程序，这样才能有条不紊地做实验，不然只会弄得一团糟。 同时我明白，要做好一个课题，细心，耐心，好奇心和同学之间的有效合作 都是不可缺少的，要将书本知识与实际操作紧密联系起来，在实践中发现和解决 问题是非常重要的。在实验的过程中也出现了一些问题，大部分来 自自身的疏忽与对知识掌握的不牢固，这些方面是要加强的！ 通过老师的帮助，在解决问题的过程中，让我们对问题的认知更加深刻了， 这些都将有益于我们学到更多更为有用的东西。同时也知道了团队合作的重要性，在 实验中，同组成员在一起发现问题、讨论问题，大大提高了解决问题的速度。 同时，通过课程设计大家得到了很好的锻炼，也期待我们应该有更多实际操作的机会，加强合作与创新方面的能力。 感谢老师的悉心指导。 设计过程： 原理图： 流程图： 运行截图： 板子图：
