速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</p><p>　題 目：速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　學(xué) 院：</p><p>　學(xué)生姓名：</p><p>　專 業(yè)：電氣工程及其自動化</p><p>　班 級：</p><p>　指導(dǎo)教師：</p>

2、<p>　起止日期：</p><p><b>　　速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　現(xiàn)在許多轎車都有速度控制系統(tǒng)。速度控制系統(tǒng)又稱為巡航控制系統(tǒng)，縮寫為CCS其作用是：按司機(jī)要求的速度合開關(guān)之后，不用踩油門踏板就自動地保持車速，使車輛以固定的速度行駛。采用了這

3、種裝置，當(dāng)在高速公路上長時間行車后，司機(jī)就不用再去控制油門踏板，減輕了疲勞，同時減少了不必要的車速變化，可以節(jié)省燃料。</p><p>　　顧名思義，速度控制系統(tǒng)的基本功能就是速度控制，當(dāng)按下車速調(diào)制檔位后，就能存儲該時刻的車速并能自動保持這個車速。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，按緊急停車健停車。速度控制系統(tǒng)除以上基本功能外還可以增加以下功能：加速或減速功能，繼續(xù)按動開關(guān)進(jìn)行連續(xù)加速或者減速功能，繼續(xù)按動開關(guān)進(jìn)行連續(xù)加速或者

4、減速，以下按動開關(guān)時的車速進(jìn)入速度控制系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是一個用鍵盤控制實(shí)現(xiàn)汽車速度控制的系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由8088作為微處理器，擴(kuò)展可編程并行I/O接口8255A芯片，LED數(shù)碼管及鍵盤和發(fā)光二極管等芯片及元器件，再輸入其他外圍電路和軟件程序集合而成。</p><p>　　關(guān)鍵詞：速度控制；鍵盤控制；微處理器</p><p>　　Design of

5、speed control system</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Now many cars have speed control system. Speed control system called cruise control system, the abbreviation for CCS its effect

6、 is: according to the requirements of the driver speed and switch after, don't step on the gas pedal is automatically keep the speed, make the vehicle with fixed speed. Using this device, when on the highway after lo

7、ng time driving driver can do not have to go to control the accelerator pedal, reduce fatigue, and at the same time reduce unnecessary speed change, can save</p><p>　　Just as its name implies, speed control

8、system is the basic function of speed control, when press speed modulation gear, can store the moment of the speed and can keep the automatic speed. When there is an emergency, press the emergency stop health parking. Sp

9、eed control system in addition to the above the basic function can also increase the following functions: speeds up or slows down function, continue to press the switch speed up or slow continuous function, continue to p

10、ress the switch to s</p><p>　　This design is A keyboard control to make the speed control system, this system is made of 8088 as A microprocessor, expand programmable parallel I/O interface 8255 A chip, LED

11、digital pipe and the keyboard and leds etc chip and components, then enter other peripheral circuit and software collection and into.</p><p>　　Key words: speed control; Keyboard control; microprocessor</p

12、><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)背景和意義1</p><p>　　1.2汽車安全輔助制動技術(shù)概術(shù)1</p><p>　　1.2.1汽車安全輔助駕駛的研究背景和意義1</p>

13、<p>　　1.2.2汽車安全輔助駕駛技術(shù)的分類2</p><p>　　1.3車輛運(yùn)動控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題3</p><p>　　1.3.1車輛運(yùn)動控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3.2車輛運(yùn)動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵問題4</p><p>　　1.4本課題研究意義和主要內(nèi)容4</p><

14、;p>　　第2章 汽車速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1 總體的設(shè)計(jì)框圖6</p><p>　　2.2系統(tǒng)工作原理6</p><p>　　2.3 電源設(shè)計(jì)6</p><p>　　第3章 硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1中央處理器模塊8</p><p>　　3.

15、1.1 中央處理器模塊功能8</p><p>　　3.1.2 中央處理器模塊的組成8</p><p>　　3.1.3 中央處理器模塊工作原理8</p><p>　　3.1.4 中央處理器相應(yīng)電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.2 8255人機(jī)接口模塊14</p><p>　　3.2.1 I/O接口模塊功能

16、14</p><p>　　3.2.2 I/O接口模塊組成14</p><p>　　3.2.3 I/O接口模塊工作原理14</p><p>　　3.3 汽車速度顯示模塊17</p><p>　　3.3.1汽車速度顯示模塊功能17</p><p>　　3.3.2 LDE數(shù)碼管汽車速度顯示電路設(shè)計(jì)17<

17、/p><p>　　3.3.3 汽車速度顯示相應(yīng)電路18</p><p>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1主程序模塊19</p><p>　　4.1.1 主程序設(shè)計(jì)思想19</p><p>　　4.1.2 主程序流程圖19</p><p>　　4.2顯示模塊20<

18、;/p><p>　　4.2.1 設(shè)計(jì)思想20</p><p>　　4.2.2 程序流程圖20</p><p>　　4.3串行通信模塊20</p><p>　　4.3.1 中斷程序設(shè)計(jì)思想20</p><p>　　4.3.2 中斷服務(wù)子程序流程圖21</p><p>　　4.4功能服務(wù)程序設(shè)

19、計(jì)21</p><p>　　4.4.1 功能服務(wù)程序設(shè)計(jì)思想21</p><p>　　4.4.2 程序流程圖22</p><p><b>　　小結(jié)23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25<

20、/b></p><p>　　附錄1 8088應(yīng)用系統(tǒng)電路原理圖26</p><p>　　附錄2 8255A擴(kuò)展按鍵、LED顯示模塊圖27</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)背景和意義</p><p>　　跨進(jìn)新世紀(jì)，隨著人們生活水平和消費(fèi)水

21、平也得到了較大的提高，汽車消費(fèi)成為了一大消費(fèi)熱，私家車、微型轎車也變得越來越多，同時也帶來了很多的不好的影響，例如：隨著汽車增多導(dǎo)致道路變得異常擁擠和車位漸少，交通事故也頻繁發(fā)生等給社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)。而導(dǎo)致這些損失和事故的主要原因是由于司機(jī)應(yīng)變能力差和不能很好地控制速度。</p><p>　　現(xiàn)在的汽車工業(yè)正是向著智能化、數(shù)字化快速發(fā)展，人們在享受速度給生活帶來的高效率同時，但卻有很多的安全隱患，甚至有些人已經(jīng)

22、對汽車產(chǎn)生恐懼，在高速行駛的汽車上，如何事情都有可能發(fā)生。超速，簡單的講，汽車智能化向速度控制發(fā)展，據(jù)說英國和法國已經(jīng)研究出一種電子儀器，能夠接收到速度的控制信號，讓汽車保持在一定的安全速度之下，現(xiàn)在已經(jīng)成功地運(yùn)用在一些出租車和公交車上[1]。上海大眾智能設(shè)備有限公司在2004年也推出一種汽車智能速度控制器，用戶可以用事先設(shè)定的方法強(qiáng)制約束汽車在規(guī)定的一定的速度范圍內(nèi)行駛，比如說汽車上高架時，先設(shè)定最高速度為120公里。當(dāng)汽車不超過12

23、0公里/小時，控制儀將不啟動機(jī)械手，當(dāng)汽車速度接近120公里時，控制儀的微電腦馬上啟動機(jī)械手對汽車的油門踩桿強(qiáng)制地提升4—5厘米。如果你想繼續(xù)加速時，由于油門位置被限制，你無法踩動，使汽車速度被控制，汽車由于慣性，速度將保持在臨界值。當(dāng)慣性過去，汽車速度小于120公里臨界值時，控制儀即指令機(jī)械手放松汽車油門，這時駕駛員又可以踩下油門加速，汽車又能正常加速。當(dāng)設(shè)置控制儀的限制值，可以用程序設(shè)定和IC卡設(shè)，可以只設(shè)定一個值，也可以規(guī)矩不同的

24、</p><p>　　1.2汽車安全輔助制動技術(shù)概術(shù)</p><p>　　汽車安全輔助制動技術(shù)是要利用信號處理技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等來識別車輛所在的環(huán)境和狀態(tài)，然后根據(jù)各傳感器所得到的信息做出分析和判斷，給司機(jī)發(fā)出報警信息，提醒司機(jī)注意危險，并能在緊急情況下，幫助司機(jī)操作車輛，防止事故的發(fā)生。以前智能車輛研究主要集中在如何采實(shí)現(xiàn)全自動化無人駕駛，但是隨著研究的深入，現(xiàn)在重

25、點(diǎn)著眼于提高汽車的安全性、舒適性以及提供優(yōu)良的人車交互界面，并努力向市場推廣智能車輛相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。</p><p>　　1.2.1汽車安全輔助駕駛的研究背景和意義</p><p>　　1998年美國運(yùn)輸部認(rèn)為日益嚴(yán)重的交通事故是最迫切需要解決的問題，開始組織實(shí)施智 能車輛先導(dǎo)IVI(Intelligent Vehicle Initiative)計(jì)劃。該計(jì)劃的基本宗旨和目標(biāo)是預(yù)防交通事故

26、及其引起的人員傷亡，提高安全性，并以人為因素為基礎(chǔ)，防止駕駛員精神分散，促進(jìn)防撞系統(tǒng)的推廣應(yīng)用[2]。</p><p>　　在2007年度863課題申請指南中，在專題二的第四個方面一交通安全新技術(shù)中汽車安全輔助駕駛技術(shù)被排在了第一位。</p><p>　　2008年2月18日，科技部、公安部、交通部三部委在人民大會堂舉行了“國家道路交通安全科技行動計(jì)劃合作協(xié)議，簽字儀式。他們期望和決心通過

27、聯(lián)合行動能形成一批技術(shù)水平高、實(shí)踐效果好、應(yīng)用前景廣、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果，積累典型經(jīng)驗(yàn)，不斷提高應(yīng)對自然災(zāi)害突發(fā)事件的能力，最大限度地預(yù)防和減少道路交通事故的發(fā)生.根據(jù)該協(xié)議，三部門將建立聯(lián)合工作機(jī)制，成立領(lǐng)導(dǎo)小組和專家組，并安排專項(xiàng)資金和配套資金，圍繞“人、車、路”等道路交通安全的影響因素，開展交通安全領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的研究和開發(fā)。</p><p>　　1.2.2汽車安全輔助駕駛技術(shù)的分類</p>

28、;<p>　　汽車安全輔助駕駛技術(shù)包括車道偏離預(yù)警與保持、前方車輛探測及安全車距保持、行人檢測、駕駛員行為監(jiān)測、車輛運(yùn)動控制與通訊等。安全輔助駕駛技術(shù)主要目的是提高汽車行駛的安全性，通過安裝在車輛及道路上的各種傳感器掌握本車、道路以及周圍車輛的狀況等信息為駕駛員提供勸告或預(yù)警信號，并在一定的條件下能對車輛實(shí)施控制。從近幾年的國際智能車輛和智能交通會議看，安全輔助駕駛技術(shù)的研究主要包括以下幾個部分:車輛偏離預(yù)警與保持、車輛周

29、圍障礙物檢測、駕駛員狀態(tài)檢測、車輛運(yùn)動控制與通訊等。下面分別介紹一下這些技術(shù)的主要內(nèi)容及研究現(xiàn)狀[3]。</p><p>　　1)車道偏離預(yù)警與保持</p><p>　　車道偏離預(yù)警與保持是利用機(jī)器視覺傳感器、激光傳感器或埋設(shè)于路面下的磁釘，使車輛始終在車道線內(nèi)運(yùn)行，防止車輛因?yàn)轳傠x當(dāng)前行駛車道而導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，提高了行車安全性。</p><p>　　2)車輛周

30、圍障礙物檢測</p><p>　　車輛周圍障礙物包括車輛、行人以及道路周圍設(shè)施等，通過機(jī)器視覺、紅外線以及激光等傳感器能感知車輛周圍這些障礙物的存在，并實(shí)時跟蹤，在危險時刻還可以警告駕駛員采取避障措施，其包括:本車前后方車輛的檢測和行人檢測。</p><p><b>　　3)駕駛員狀態(tài)監(jiān)測</b></p><p>　　近期駕駛員狀態(tài)監(jiān)測的研究主

31、要在于監(jiān)控和分析駕駛員狀態(tài)、設(shè)計(jì)先進(jìn)車輛和良好的用戶信息交互界面，以便學(xué)習(xí)、控制甚至是模擬駕駛員行為。在該研究領(lǐng)域的不同方法中，監(jiān)視駕駛員頭部位置已經(jīng)成為研究重點(diǎn)(特別是結(jié)合駕駛員眼睛凝視方向)。這能幫助探測和推理駕駛員的疲勞等級。</p><p>　　4)車輛上無線網(wǎng)絡(luò)與通訊</p><p>　　無線網(wǎng)絡(luò)和移動通訊技術(shù)的發(fā)展是車輛與道路設(shè)施通一訊以提高安全和效率的主要手段，多車協(xié)作通訊駕

32、駛概念也是新近提出的解決交通擁擠的有效手段。</p><p><b>　　5)車輛運(yùn)動控制</b></p><p>　　車輛運(yùn)動控制研究主要集中在根據(jù)傳感器探測到的危險情況來以輔助駕駛員來控制剎車和油門保證駕駛安全，日益嚴(yán)峻的交通安全情況使它成為一個重要研究方向。車輛運(yùn)動控制中最主要的是長下坡和彎道的控制[4]。</p><p>　　這些技術(shù)中

33、前四種都是用于發(fā)現(xiàn)危險情況，而第五種是控制汽車做出反應(yīng)所以最后一種是核心的部分，也是這篇論文所涉及的部分。</p><p>　　1.3車輛運(yùn)動控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題</p><p>　　隨著汽車保有量的急劇增加，道路交通事故己成為世界性的社會問題。制動系統(tǒng)是汽車安全行駛的保障，利用電子控制技術(shù)來提高制動系統(tǒng)的性能并擴(kuò)展其功能已受到廣泛重視。防抱死制動系統(tǒng)ABS(Antilock Br

34、aking System)在轎車上己成為一種標(biāo)準(zhǔn)裝備，一些新的制動控制系統(tǒng)還在不斷推出，如彎道制動控制CBC、電子制動力分配EBD、制動輔助系統(tǒng) BAS以及電控制動系統(tǒng)EBS等這些新的電子控制裝備的使用，大大提高了汽車的主動安全性。</p><p>　　1.3.1車輛運(yùn)動控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　l)奔馳的ESP電控行駛平穩(wěn)系統(tǒng)</p><p>　　E

35、lectronie Stabilty Program，包含ABS及ASR，是奔馳公司開發(fā)出來的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸。因此，ESP稱得上是當(dāng)前汽車防滑裝置的最高級形式。ESP系統(tǒng)由控制單元及轉(zhuǎn)向傳感器(監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)向角度)、車輪傳感器(監(jiān)測各個車輪的速度轉(zhuǎn)動)、側(cè)滑傳感器(監(jiān)測車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動的狀態(tài))、橫向加速度傳感器(監(jiān)測汽車轉(zhuǎn)彎時的離心力)等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感器的信號對車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，進(jìn)而發(fā)出控制

36、指令[5]。有ESP與只有ABS及ASR的汽車，它們之間的差別在于ABS及ASR只能被動地作出反應(yīng)，而ESP則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患于未然。ESP對過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向特別敏感，例如汽車在路滑時左拐過度轉(zhuǎn)向(轉(zhuǎn)彎太急)時會產(chǎn)生向右側(cè)甩尾，傳感器感覺到滑動就會迅速制動右前輪使其恢復(fù)附著力，產(chǎn)生一種相反的轉(zhuǎn)矩而使汽車保持在原來的車道上。ESP負(fù)責(zé)恒時監(jiān)控汽車的行駛狀態(tài)。在緊急閃避障礙物，或在過彎時出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足、轉(zhuǎn)向過度時，E

37、SP都能幫助車輛克服偏離理想軌跡的傾向。實(shí)際上ESP是一套電腦程序，通過對從各傳感器傳來的車輛行駛狀態(tài)信息進(jìn)行分析，進(jìn)</p><p>　　2)沃爾沃的DSTC</p><p>　　DSTC是由三個功能組合而成</p><p>　　a.附著摩擦力控制(TC)它的作用是附著摩擦力控制功能把動力從打滑的車輪轉(zhuǎn)移到驅(qū)動車輪，通過剎住打滑的驅(qū)動車輪來抓地。要在這種情況下增加

38、向前的附著摩擦力，有必要比通常更用力地踩油門。附著摩擦力控制作用時能聽到脈沖聲響。這完全屬于正常情況。TC功能在低速下最有效。該功能不可關(guān)閉。</p><p>　　b.空轉(zhuǎn)控制(SC)它的作用是空轉(zhuǎn)控制功能防止驅(qū)動輪在加速時空轉(zhuǎn)。這會改善濕滑路面上的安全性。在某些條件下，例如裝雪鏈行駛，或在深雪或沙地行駛時，關(guān)閉SC功能可以增加附著摩擦力。關(guān)閉是用STC/DSTC鍵來進(jìn)行。</p><p>

39、;　　c.主動偏向控制功能(AYC)它的作用是主動偏向控制功能自動對一個或更多車輪制動，以便在汽車打滑時穩(wěn)定車輛。如果要在此種情況下踩剎車踏板，會感到踏板比平時堅(jiān)硬，還可聽到脈動聲響。</p><p><b>　　3)寶馬的DSC</b></p><p>　　Dynamic stability control動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)為加速防滑控制或循跡控制系統(tǒng)的進(jìn)一步延伸，能

40、確保車子在轉(zhuǎn)彎時仍能擁有最佳的循跡性，以確保行車的穩(wěn)定性，DSC系統(tǒng)為了要使車子在轉(zhuǎn)彎時仍有好的循跡性，配有更先進(jìn)的偵測及控制配備，如有能偵測車輪轉(zhuǎn)速外，還有偵測方向盤轉(zhuǎn)動的幅度、車速、以及車子的側(cè)向加速度，根據(jù)以上所偵測到的資訊，來判斷車輪在轉(zhuǎn)彎過程中是否打滑的危險，如果會有打滑的危險或已經(jīng)打滑，則電腦馬上會命令制動油壓控制系統(tǒng)將打滑的車輪進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹苿幼饔?，或著是以減少噴油量、延遲點(diǎn)火的方式來降低引擎力量的輸出，達(dá)到了輪胎在各種行駛

41、條件下防止打滑的現(xiàn)象，進(jìn)而使車輛無論在起動加速、再加速、轉(zhuǎn)彎等過程都能獲得好的循跡性[6]。</p><p><b>　　4)豐田的VSC</b></p><p>　　VSE作為車輛的輔助控制系統(tǒng)，可以對因猛打方向盤或者路面濕滑而引起的側(cè)滑現(xiàn)象進(jìn)行控制。當(dāng)傳感器檢測出車輛側(cè)滑時，系統(tǒng)能自動對個車輪的制動以及發(fā)動機(jī)動力進(jìn)行控制。</p><p>

42、　　1.3.2車輛運(yùn)動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵問題</p><p>　　在車輛運(yùn)動控制系統(tǒng)中有以下關(guān)鍵問題要特別關(guān)注:</p><p><b>　　1)控制量的確定。</b></p><p><b>　　2)傳感器的選擇。</b></p><p>　　3)傳感器信號的處理和引入。</p><

43、;p>　　4)ECU電磁兼容性能的測試和穩(wěn)定性的測試。</p><p>　　5)實(shí)時操作系統(tǒng)此/0S一H的移植以及底層驅(qū)動的編寫。</p><p>　　6)下坡和彎道的速度控制。</p><p>　　7)控制算法的研究[7]。</p><p>　　1.4本課題研究意義和主要內(nèi)容</p><p>　　綜觀我國的汽車

44、電子產(chǎn)品技術(shù)，傳統(tǒng)的發(fā)展模式是“市場換技術(shù)”甚至是“市場換產(chǎn)品”。但是，中國引進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)證明，單純引進(jìn)外國先進(jìn)技術(shù)并沒有自動導(dǎo)致中國工業(yè)技術(shù)能力的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，相反還會形成“引進(jìn)一落后一再引進(jìn)一再落后”的怪圈。只有立足于自主研發(fā)，自我創(chuàng)新，才能不斷前行，進(jìn)而利于不敗之地。該項(xiàng)目的成果可以進(jìn)一步提高我國在汽車電子控制領(lǐng)域的自主開發(fā)能力，趕超世界開發(fā)同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)水平。</p><p>　　隨著我國機(jī)械和電

45、子工業(yè)的迅猛發(fā)展，對機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)裝置的需求會越來越大。為了加快我國機(jī)電產(chǎn)品的研發(fā)速度，爭取更大的市場，尤其是現(xiàn)在處在這個經(jīng)濟(jì)全球化的時期，國外機(jī)電產(chǎn)品的沖擊，該開發(fā)裝置的研究就更加必要。從而加快我國機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐逐步形成有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品體系和高效率的生產(chǎn)能力。本研究對汽車電子產(chǎn)品快速開發(fā)裝置這一領(lǐng)域進(jìn)行基礎(chǔ)性、開拓性研究，其研究成果一旦應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)，會對汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域產(chǎn)生極大的推動作用，符合我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需要。而且在

46、降低人工成本和資金投入和縮短開發(fā)周期方面，爭取市場主動，而這點(diǎn)在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化背景下尤為重要。因此該科研課題具有一定的實(shí)用性和先進(jìn)性。</p><p>　　汽車速度控制系統(tǒng)研究分為兩大部分：第一部分是系統(tǒng)硬件和運(yùn)行控制基礎(chǔ)軟件的開發(fā)，另一部分是速度控制算法的研究。本文主要研究第一部分內(nèi)容，為了能實(shí)現(xiàn)對速度的主動控制，本文也涉及簡單的運(yùn)行主動速度安全控制的限值確定[8]。</p><p>　

47、　第2章 汽車速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 總體的設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　圖2.1汽車速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)工作原理</b></p><p>　　本系統(tǒng)是將在現(xiàn)場采集到的速度控制信息（用鍵盤模擬控制信息，通過I/O接口芯片將信息讀入），經(jīng)I/O接口芯片講鍵盤控制

48、傳至微處理器。然后，計(jì)算機(jī)按照讀入的鍵盤號對汽車速度進(jìn)行相應(yīng)的控制，再將當(dāng)前速度一路送至I/O接口芯片并在顯示管中顯示當(dāng)前的汽車速度；當(dāng)確定檔位后通過發(fā)光二極管顯示當(dāng)前的檔位，設(shè)置緊急情況為不可屏蔽中斷，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時觸發(fā)中斷緊急處理情況。</p><p>　　在鍵盤管理模塊中，按“1”健啟動系統(tǒng)，汽車以最低速度行駛，同時1盞發(fā)光二極管顯示檔位，數(shù)碼管顯示速度(最低速度為5Km/h)。當(dāng)需要檔位時，用鍵盤入2，

49、3健，并用不同顏色的發(fā)光二極管來顯示，同時在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的速度。汽車慢加速時用“4”健，急加速時用“5”健，慢剎車時用“6”健，急剎車時用“7”健，加速和剎車時用數(shù)碼管顯示相應(yīng)的速度變化；當(dāng)汽車需緊急剎車時，鍵入“8”健，所有發(fā)光二極管熄滅，同時數(shù)碼管顯示“0”。</p><p><b>　　2.3 電源設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一般汽車使用的電源為12V

50、或24V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單片機(jī)系統(tǒng)所需要的電壓，那么我們必須通過電壓的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換，讓12V或24V電源成為5V電源供給單片機(jī)系統(tǒng)及周邊使用。</p><p>　　方案一：采用一般的簡單元件直接（電阻、二極管）通過適當(dāng)?shù)倪B接就能實(shí)現(xiàn)。這方案簡單，但是轉(zhuǎn)化的電源不精確，不穩(wěn)定，對所需元件要求嚴(yán)格，受干擾大。</p><p>　　方案二：采用使用非常方便的78系列的三端集成電路元件來直接實(shí)現(xiàn)。三端穩(wěn)壓

51、集成電路，顧名思義，是指只有三條引腳輸出的穩(wěn)壓集成電路，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管。用78系列三端穩(wěn)壓集成電路來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓集成電路型號中的78后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7805表示輸出電壓為正5V。這個方案準(zhǔn)確，受干擾小，應(yīng)用方便[9]。</p><p>　　

52、本設(shè)計(jì)使用7805設(shè)計(jì)電源電路。利用7805進(jìn)行電源的轉(zhuǎn)化其中得涉及到濾波，抗干擾等問題。濾波是將信號中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。在電源電路中其作用是濾掉脈沖動直流中的交流分量（諧波），得到比較平滑的直流電壓。濾波的電路有多種形式，常用的有電容濾波、電感濾波、LC濾波、RC-型濾波、LC-型濾波。如圖2.2為常用的濾波電路。 </p><p>　　常用的是電容濾波，在電源電路的設(shè)計(jì)中

53、也主要用電容濾波電路,進(jìn)行兩級濾波。</p><p>　　電容濾波 電感濾波 LC濾波 </p><p>　　RC- 型濾波 LC-型濾波</p><p>　　圖2.2常用的濾波電路</p><p>　　圖2.3 7805設(shè)計(jì)的電源原理圖</p><p

54、>　　在實(shí)際實(shí)用中，對于三端穩(wěn)壓集成電路當(dāng)使用功率較大時必須加上散熱器，因?yàn)楫?dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至燒毀。如圖2.3為7805設(shè)計(jì)的電源原理圖。JP1可以輸入12V或者24V電壓進(jìn)行5V轉(zhuǎn)換，從JP2輸出5V電源進(jìn)行應(yīng)用。C4、C5在電路起到濾波作用，LED9為輸入指示燈，R9為LED9的限流電阻。</p><p><b>　　第3章 硬件設(shè)計(jì)</b></p>

55、;<p>　　3.1中央處理器模塊</p><p>　　3.1.1 中央處理器模塊功能</p><p>　　中央處理器模塊處理與控制外部與內(nèi)部信息。</p><p>　　3.1.2 中央處理器模塊的組成</p><p>　　該模塊由8088芯片及其附屬支持芯片組成，包括8284時鐘發(fā)生器，8288總線控制器，兩片74LS373地

56、址鎖存器，兩片62512存儲器及其74L245三態(tài)輸出鎖存器[10]。</p><p>　　3.1.3 中央處理器模塊工作原理</p><p>　　8284時鐘發(fā)生器為8088系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單片時鐘發(fā)生器。它為CPU提供時鐘、READY、RESET等信號。</p><p>　　兩片74LS373地址儲存器存分時復(fù)用的地址。74LS245輸出八位數(shù)據(jù)。兩片容量為64K的6

57、2512組成容量為1MB的存儲器。</p><p>　　3.1.4 中央處理器相應(yīng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　8088小應(yīng)用系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　8088微處理器芯片為40只引腳的雙列直插式封裝。運(yùn)用引腳多路復(fù)用技術(shù)解決引腳不夠的矛盾。引腳復(fù)用的實(shí)質(zhì)是來兩個信號合用同一引腳分時傳輸信號，即同一個引腳在不同的時間段代表不同的信號。</p>

58、<p>　　8086和8088兩個微處理器芯片共同點(diǎn)是采用20位地址線，而且指令系統(tǒng)與操作方式也是相同的。都采用分時復(fù)用的地址總線和數(shù)據(jù)總線，有一部分引腳具有地址線和數(shù)據(jù)線兩種功能。主要差別在于數(shù)據(jù)線引腳的位數(shù)不同。8086數(shù)據(jù)線引腳為16個，8088數(shù)據(jù)線引腳為8個。8086與8088微處理器都具有兩種工作模式，即最小模式和最大模式。最小與最大模式的確定是通過一條引腳MN/MN所接的邏輯電平是“1”是“0”來完成。</

59、p><p>　　在最?。∕N）方式下，微處理器被用來構(gòu)成一個小規(guī)模的單處理系統(tǒng)，未處理本身必須提供全部的控制信號給外圍電路。</p><p>　　在最大（MX）方式下，微處理器被用來構(gòu)成一個較大規(guī)模的多機(jī)系統(tǒng)，由于外圍電路芯片數(shù)目較多，有的信號要經(jīng)系統(tǒng)總線轉(zhuǎn)插件到另外的板卡上，控制信號的負(fù)載加重不能直接由微處理器的引腳信號來驅(qū)動基本引腳信號。圖3.18088芯片引腳。</p>&

60、lt;p>　　圖3.1 8088芯片引腳</p><p>　?。?）AD15-AD0（輸入輸出，三態(tài)）:8086的地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用引腳。</p><p>　　8088微處理器對外只有8位數(shù)據(jù)線，因此只復(fù)用AD7-AD0,AD15-AD8：是獨(dú)立的地址信號引腳。</p><p>　?。?）A19/S6—A16/S3（輸出，三態(tài)）:地址/狀態(tài)分時復(fù)用引腳。在微處理

61、器執(zhí)行片外訪問操作時，先發(fā)送高4位地址碼，后發(fā)送處理器的狀態(tài)信息。</p><p>　　S6為0，表示AD15—AD0作為數(shù)據(jù)線使用；</p><p>　　S5為1表示處理器開中斷。為00表示處理器中斷；</p><p>　　S4和S3組合表示當(dāng)前段寄存器關(guān)中斷；</p><p>　　0 0 ES；0 1 SS； 1 0 CS； 1 1

62、DS</p><p>　?。?）BHE/S7（輸出，三態(tài)）:高8位數(shù)據(jù)線允許/狀態(tài)分時復(fù)用引腳。當(dāng)處理器執(zhí)行訪問存儲器或輸入輸出設(shè)備時，首先給出BHE信號以確定是否進(jìn)行高8位數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p>　　（4）NMI（輸入:非屏蔽中斷請求輸入線，上升邊觸發(fā)。</p><p>　　(5) INTR(輸入):可屏蔽中斷請求輸入線，高電平有效。</p>

63、<p>　　（6）RD（輸出，三態(tài)）:讀命令（或叫作讀選通）信號，低電平有效，此信號啟動一次數(shù)據(jù)從存儲器或輸入輸出設(shè)備讀入處理器中的過程。</p><p>　　(7) CLK(輸入): 時鐘信號，占空比1：3，由外部時鐘產(chǎn)生電路提供。</p><p>　　（8）RESET（輸入): 復(fù)位信號，它至少保持4個時鐘周期的高電平，使處理器停止正在進(jìn)行的操作，并使標(biāo)志寄存器、IP、DS、

64、SS、ES和指令隊(duì)列置0，代碼段寄存器CS置成FFFFH(全“1”)，因此復(fù)位信號有效作用后，處理器從FFFFOH存儲器單位指令并開始執(zhí)行。</p><p>　　（9）READY（輸入): 準(zhǔn)備好信號。處理器在進(jìn)行存儲器或輸入輸出設(shè)備的訪問時，不斷檢測READY引腳的狀態(tài)，在被訪問者沒有完成數(shù)據(jù)傳送之前READY引腳處于低電平（無效電平），處理器自動在操作過程中插入一個或幾個等待狀態(tài)來延長訪問過程。</p&

65、gt;<p>　　（10）TEST（輸入）: 測試信號，低電平有效。當(dāng)處理器執(zhí)行WAIT指令時，每隔5個時鐘周期對于引腳進(jìn)行一次測試。如果是高電平，處理器仍處于等待狀態(tài)：為低電平時，處理器隔離等待狀態(tài)</p><p>　　(11)MN/MX（輸入）: 最大/最小工作模式的選擇信號。</p><p>　　（12）VCC（輸入）:處理器的電源輸入引腳，接+5V電源。</p&

66、gt;<p>　?。?3）GND:處理器的地線引腳，接至系統(tǒng)地線。</p><p>　　最小工作模式下的有關(guān)控制引腳信號</p><p>　?。?）INTA(輸出) : 最小工作模式的中斷響應(yīng)信號。</p><p>　?。?）ALE（輸出）: 地址鎖存允許（選通）信號。</p><p>　?。?）DEN（輸出、三態(tài)）:數(shù)據(jù)允許信

67、號，用來控制數(shù)據(jù)總線雙向緩沖器的接通與斷開，低電平有效。</p><p>　?。?）DT/R（輸出，三態(tài)）:數(shù)據(jù)發(fā)送/接收控制信號。DT/R為高電平時，緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)DT/R為低電平時，緩沖器接收數(shù)據(jù)。</p><p>　　（5）M/IO（輸出，三態(tài)）:存儲器、輸入輸出設(shè)備的選擇信號。高電平則表明訪問操作是對存儲器的，為低電平則訪問操作是對輸入設(shè)備的。</p><p

68、>　?。?）WR（輸出，三態(tài)）:寫命令信號，低電平有效。</p><p>　?。?）HOLD（輸入）:總線請求信號，高電平有效，當(dāng)處理器以外主模塊需要使用總線時發(fā)出HOLD有效信號，直至總線使用完畢時釋放總線并撤銷HOLD信號。</p><p>　?。?）HLDA（輸出）:總線請求響應(yīng)信號，高電平有效。當(dāng)占用總線的主模塊收到HOLD請求信號后，在完成當(dāng)前總線操作后發(fā)出HLDA有效信號

69、，表明申請使用總線的其他主模塊可以使用主線。</p><p>　?。?）SSO（輸出）:8080最小模式下周期狀態(tài)信號[11]。</p><p>　　最大工作模式下的有關(guān)控制引腳信號</p><p>　　QS1、QS0（輸出）：指令隊(duì)列狀態(tài)信號，用于表示當(dāng)前指令隊(duì)列的狀態(tài)：</p><p>　　0 0 ： 無操作

70、 0 1 ： 取第一字節(jié)</p><p>　　1 0 ： 隊(duì)列空 1 1 ： 取后續(xù)字節(jié)</p><p>　?。?） S2、S1、S0（輸出，三態(tài)）：最大模式下的總線請求/總線響應(yīng)信號。RQ/GTO</p><p>　　優(yōu)先級高于RQ/GT1。</p><p>

71、;　?。?）LOCK（輸出，三態(tài)）：總線封鎖信號。</p><p>　　(4) RQ/GT0、RQ/GT1（輸入輸出）：最大模式下的總線請求/總線響應(yīng)信號。RQ/GT0優(yōu)先級高于RQ/GT1。</p><p><b>　　8288總線控制器</b></p><p>　　在MN//MX信號為低電平的系統(tǒng)狀態(tài)下，為了譯出/S0，/S1和/S2狀態(tài)線

72、，必須使用8288總線控制器，用以產(chǎn)生系統(tǒng)總線信號。為了將幾個微處理器接到一組系統(tǒng)總線上，或者為了給一個8086提供幾組系統(tǒng)總線，也可使用8288總線控制器。</p><p>　　8288總線控制器的基本作用是譯出/S0，/S1和/S2三個狀態(tài)信號的意義但這些功能用個簡單的3-8譯碼器即可完成。8288除此之外還有下列功能：</p><p>　　8288能產(chǎn)生系統(tǒng)總線或僅有I/O裝置的總線

73、的控制信號。</p><p>　　可浮空系統(tǒng)總線信號，以允許直接存儲器訪問，或仲裁總線優(yōu)先權(quán)。</p><p>　　兩根寫控制線提供備用的先行控制輸出是專為慢速存儲器或I/O裝置而設(shè)計(jì)的。</p><p>　　可以封裝控制信號，作為多總線或多微理器結(jié)構(gòu)中實(shí)行存儲器保護(hù)邏輯的一種方法。</p><p>　　產(chǎn)生線路驅(qū)動器所需的信號。</p

74、><p>　　產(chǎn)生簡單或復(fù)合中斷邏輯所需的控制信號。</p><p>　　8288總線控制器是利用雙極工藝制作的，為20引腳的雙列直插封裝，所有信號為TTL電平兼容。</p><p>　　8288總線控制器信號與引腳分配</p><p>　　表3.1控制信號有/S0，/S1及/S2產(chǎn)生。</p><p>　　表3.1 /

75、S0，/S1及/S2的控制信號的產(chǎn)生</p><p>　　8288與8086的控制信號時序基本相同。</p><p>　　從前面已介紹過的8086的讀寫總線周期的時序可知讀寫控制信號出現(xiàn)低脈沖要比寫控制信號提前約一個時鐘周期。8288產(chǎn)生兩個備用寫控制信號，其時序與讀控制信號相同[12]。如圖3.2為8288總線控制器。</p><p>　　圖3.2 8288總線控

76、制器</p><p>　　這些備用寫控制信號被稱為先行寫控制信號，因?yàn)樗鼈円葮?biāo)準(zhǔn)的寫控制信號提前一個時鐘周期出現(xiàn)低電平。如表3.2所示：</p><p>　　表3.2控制信號作用</p><p>　　所以，8288系統(tǒng)總線控制信號可概括如下：</p><p>　　/MRDC是存儲器讀控制信號。</p><p>　　/

77、MWTC是存儲器寫控制信號。</p><p>　　/AMWC是存儲器寫控制信號，其時序與MRDC一致。</p><p>　　/INTA是存儲器讀控制信號，它在兩個中斷響應(yīng)總線周期期間輸出。</p><p>　　/IORC是I/O裝置讀控制信號。</p><p>　　/IOWC是I/O裝置寫控制信號。</p><p>　

78、　/AIOWC是備用I/O裝置寫控制信號，其時序與/IORC一致。</p><p>　　連接在總線上的裝置大致都用/IOWC和/MWTC，或者用/AIOWC和/AMWC，但不會四種信號都用。即是說，你要么用正規(guī)的寫控制信號，要么用先行寫控制信號。</p><p>　　所有8288控制信號都是三態(tài)的。它們可以被禁止，從而可以與系統(tǒng)總線斷開。</p><p>　　還有兩

79、種選用控制信號，它們可改變8288總線控制器的控制信號邏輯。</p><p>　　利用IOB引腳，你可以在I/O總線模式或系統(tǒng)總線模式下使用8288器件。</p><p>　　利用CEN引線，你可封鎖控制信號。</p><p>　　當(dāng)IOB引腳接收高電平輸入時，8288總線控制器只產(chǎn)生控制I/O總線的信號。IOB高電平是/MRDC，/MWTC和/AMWC恒為浮空，但

80、輸出/INTA，/IORC，/IOWC和/AIOWC信號。在I/O總線模式中，這四個I/O控制信號不能浮空。由于這4條I/O控制器總是有效的，故使8288產(chǎn)生的I/O總線是個邏輯總線，你不能與其他微處理器共用這一局部總線。</p><p>　　8288I/O總線有兩個控制信號，即/PDEN和/DT//R，它們驅(qū)動I/O口和長線驅(qū)動器。/DT/R，在8086的有關(guān)章節(jié)中介紹過，是控制雙向總線驅(qū)動器用的。在高電平時，

81、DT//R使總線驅(qū)動器處于輸出狀態(tài)；在低電平時，DT//R使總線驅(qū)動器處于輸入狀態(tài)。/PDEN發(fā)出低脈沖作數(shù)據(jù)開啟信號。/PDEN等效于8086輸出的標(biāo)準(zhǔn)總線數(shù)據(jù)開啟信號/DEN。</p><p>　　IOB是低電平時產(chǎn)生正規(guī)系統(tǒng)總線。所有七個控制信號都是有效的；然而，/AEN是總線選通信號（與8080A系統(tǒng)中8288總線控制器用的/BUSEN信號很相似）。</p><p>　　當(dāng)IOB是

82、高電平并產(chǎn)生I/O總線時，/AEN無作用。只有當(dāng)IOB是低電平，產(chǎn)生系統(tǒng)總線時，/AEN才有作用。</p><p>　　在IOB是低電平，/AEN是高電平時，所有控制信號都浮空。當(dāng)IOB和/AEN都是低電平，控制信號接通系統(tǒng)總線。你可用/AEN來完成總線優(yōu)先級仲裁邏輯或直接存儲器訪問邏輯[13]。</p><p>　　CEN用于禁止（而不是浮空）控制信號。在8288產(chǎn)生系統(tǒng)總線或I/O總線

83、時，CEN均起作用。CEN一般都是高電平。當(dāng)CEN是低電平，控制信號均置為禁止?fàn)顟B(tài)，CEN不浮空信號，它只是禁止可能使控制信號脈沖變?yōu)榈碗娖降倪壿嫛１?.3控制信號對控制輸出的作用。</p><p>　　表3.3控制信號對控制輸出的作用。</p><p>　　CEN控制線允許存儲器變換。下面是幾種可能性：</p><p>　　（1）在多總線結(jié)構(gòu)中，一組存儲器地址可訪

84、問多組總線上的存儲器。為了避免競爭，你可用CEN信號有選擇地禁止總線，以保證在8086訪問復(fù)用存儲器地址時實(shí)際響應(yīng)的另外一組總線。</p><p>　?。?）在較大的微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常常會遇到特許存儲器。在微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)變得越來越大時，特許存儲器也會變得越來越普遍。特許存儲器是只有在特定情況下才能訪問的存儲器。往往系統(tǒng)程序運(yùn)行與特許存儲器，應(yīng)用程序運(yùn)行于非特許存儲器，這就能防止應(yīng)用程序破壞系統(tǒng)程序的故障，也能防止未經(jīng)

85、許可就訪問保留的存儲空間。</p><p>　　DT//R和DEN是兩個標(biāo)準(zhǔn)的緩沖器控制信號，在8288產(chǎn)生正規(guī)的系統(tǒng)總線時發(fā)出這兩個信號。8288產(chǎn)生的這兩個控制信號從形式到作用都和8086產(chǎn)生的信號相同。DT//R決定雙向緩沖器的數(shù)據(jù)方向。DEN是個鎖存開啟信號。</p><p>　　8288產(chǎn)生兩個中斷控制信號：/INTA和MCE。/INTA對系統(tǒng)總線或I/O總線均是有效的，MCE與

86、/PDEN共用一只引腳，只對系統(tǒng)總線有效。</p><p>　　如前所述，8086在響應(yīng)中斷時執(zhí)行兩個總線周期。在每個總線周期中，/INTA作為低電平讀脈沖輸出。在第二個低電平/INTA脈沖期間，被響應(yīng)的裝置必須送回一個8位代碼，它被8086用作中斷向量。8288產(chǎn)生的/INTA控制信號與8086的/INTA控制信號在系統(tǒng)總線和I/O總線上產(chǎn)生的作用相同。增加MCE控制信號是用于采用類似于8259A優(yōu)先級中斷控制

87、器的較大的微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。如果你有8250A優(yōu)先級中斷主控制器和8259A優(yōu)先級從控制器，則你可用MCE控制主控制器，而用/INTA控制從控制器。</p><p><b>　　8284時鐘發(fā)生器</b></p><p>　　8086/8088 CPU內(nèi)部沒有時鐘發(fā)生器，而8284時鐘發(fā)生器是INTEL公司專門為8086/8088 系統(tǒng)設(shè)計(jì)配套的單片時鐘發(fā)生器。它能為CP

88、U提供時鐘、準(zhǔn)備就緒(READY)、復(fù)位(RESET)信號，還可向外提供晶體振蕩信號(OSC)、外圍芯片所需時鐘PCLK等其它信號。一般情況下，8284與8086/8088 CPU的連接如下圖3.3所示： </p><p>　　圖3.3 8284與8086/8088 CPU的連接</p><p>　　3.2 8255人機(jī)接口模塊</p><p>　　3.2.1

89、I/O接口模塊功能</p><p>　　CPU與I/O設(shè)備之間的連接及信息處理器和CPU與存儲器之間的連接及信息處理相類似。但實(shí)際上，I/O設(shè)備的種類繁多，CPU與其交換信息相比之下更為復(fù)雜，因此，通常I/O設(shè)備并不直接與CPU進(jìn)行信息交換，而是通過相應(yīng)的I/O接口來進(jìn)行的。I/O接口是CPU與I/O設(shè)備之間進(jìn)行信息交換的環(huán)節(jié)。</p><p>　　3.2.2 I/O接口模塊組成</

90、p><p>　　I/O接口模塊由鍵盤，發(fā)光二極管，74LS138譯碼器組成。</p><p>　　INTEL8225A 是可編程通用并行接口芯片，具有兩個8位（A和B）和兩個4位。通過讀寫PA、PB、PC三口狀態(tài)實(shí)現(xiàn)信息交換。</p><p>　　74LS138是3-8譯碼器，通過給ABC送入不同的值來是、控制YO-Y7D 的線選。這個系統(tǒng)就是用74LS138來實(shí)現(xiàn)地址

91、擴(kuò)展，地址A2-A7送入譯碼器輸出Y0來控制8255A各端口地址。</p><p>　　8255A的各端口地址分別為：0020H、0021H、0022H、0023H。</p><p>　　3.2.3 I/O接口模塊工作原理</p><p>　?。?）I/0接口芯片設(shè)計(jì)</p><p>　　8255A是一個具有兩個8位（A和B口）和兩個4位（

92、C口高/低四位），最多可達(dá)24位的并行輸入輸出端口的接口芯片，可執(zhí)行功能很強(qiáng)，內(nèi)容豐富的兩條命令（方式字和控制字）為用戶如何根據(jù)外界條件（I/O）設(shè)備需要哪些信號線以及它能提供哪些狀態(tài)線）來使用8255A構(gòu)成多種接口電路，為組建微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提供了靈活方便的編程環(huán)境，是一種名副其實(shí)的通用并行接口芯片，同時它是一個單一+5V電源供電40個引腳的雙列直插式組件，其外部沿線如圖3.4所示：</p><p>　　圖 3.4

93、 8255A外部沿線</p><p>　　作為接口電路的8255A具有面向主機(jī)系統(tǒng)總線和面向外設(shè)兩個方向的連接能力。它的引腳正是為了滿足這種連接要求而設(shè)置的。</p><p>　　D0-D7：雙向數(shù)據(jù)線，CPU通過它向8255發(fā)送命令、數(shù)據(jù)；8255通過它向CPU回送狀態(tài)、數(shù)據(jù)。</p><p>　　A1，A0：芯片內(nèi)部端口地址信號線，與系統(tǒng)地址總線低位相連。該信號

94、用來尋址8255A內(nèi)部寄存器。兩位地址，可形成片內(nèi)四個端口地址。</p><p>　　RD：讀信號線，該信號低電平有效CPU通過執(zhí)行IN指令，發(fā)讀信號將數(shù)據(jù)或狀態(tài)信號從8255A讀至CPU。</p><p>　　WR：寫信號線，該信號低電平有效，CPU通過執(zhí)行OUT指令，發(fā)寫信號，將命令代碼或數(shù)據(jù)寫入8255A。</p><p>　　RESET：復(fù)位信號線，該信號高

95、電平有效。它清除控制寄存器并將8255A的A、B、C三個端口均設(shè)置為輸入方式：輸出寄存器和狀態(tài)寄存器被復(fù)位，并且屏蔽中斷請求：24條面向外設(shè)的信號線呈現(xiàn)高阻懸浮狀態(tài)。這種姿態(tài)一直維持，直到用方式命令才能改變，使其進(jìn)入用戶所需的工作方式[15]。</p><p>　　面向I/O設(shè)備的信號線有PA0-PA7：端口A的輸入輸出線，PB0-PB7：端口B的輸入輸出線，PC0-PC7：端口C的輸入輸出線，這24個根信號線均

96、可用來連接I/0設(shè)備，通過他們可以傳送數(shù)字量信息或開關(guān)量信息。本畢業(yè)設(shè)計(jì)中我們用PC口來控制發(fā)光二極管的閃爍，用A口來連接LED數(shù)碼顯示。它的端口選擇的基本如表3.4所示</p><p>　　表3.4LED端口選擇</p><p><b>　　鍵盤電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　工作原理</b></p&

97、gt;<p>　　用電平邏輯開關(guān)輸出高低電平來代替鍵盤按鍵。按“1”健啟動系統(tǒng)，汽車以最低速度行駛，同時用1盞發(fā)光二極管燈顯示檔位，數(shù)碼看、管顯示速度（最低速度為5KM/h）.當(dāng)需要檔位時，用鍵盤鍵入2、3鍵，并用不同顏色的發(fā)光二級管來顯示，同時在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的速度。汽車慢加速時用“4”鍵，急加速時用“5”，慢剎車時用“6”鍵，急剎車時用“7”鍵。加速和剎車時用數(shù)碼管顯示相應(yīng)的速度變化，當(dāng)汽車需要緊急剎車時，鍵入“8”

98、鍵，所有發(fā)光二極管熄滅同時數(shù)碼管顯示“0”。</p><p>　　在單片機(jī)中開辟三個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，分別存放當(dāng)前汽車速度的個位、十位和百位，送入數(shù)據(jù)管緩沖區(qū)，通過8255的PA、PB口分別控制字形口和字位口，從而控制LED對時間動態(tài)的顯示。</p><p>　　將已存放在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)的汽車速度數(shù)據(jù)（已將數(shù)據(jù)由十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為BCD碼）送入數(shù)據(jù)管緩沖區(qū)，通過8255的PA、PC口分別控制字形于字

99、位口，從而控制LED對汽車速度的動態(tài)顯示。</p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　用鍵盤輸出高低電平來代替速度控制信息，鍵盤的兩端分別與上拉電阻與地線相接，當(dāng)有鍵盤接下時，PB口的邏輯狀態(tài)由高電平變?yōu)榈碗娖?，從而?shí)現(xiàn)鍵盤管理模塊的功能。</p><p>　　圖3.5鍵盤管理電路</p><p>

100、;　　3.3 汽車速度顯示模塊</p><p>　　3.3.1汽車速度顯示模塊功能</p><p>　　通過三位LED數(shù)碼管動態(tài)顯示汽車當(dāng)前速度值</p><p>　　3.3.2 LDE數(shù)碼管汽車速度顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　LED顯示器8個發(fā)光二極管按“口”字排列，其中7個發(fā)光二極管組成“口”字形的筆畫斷，另一個發(fā)光二極管為圓點(diǎn)形

101、狀，安裝在顯示器的右下角做小數(shù)點(diǎn)。分別控制各筆畫段的LED，使其其中的某些發(fā)光，從而可以顯示出0-9的阿拉伯書字符號以及其他能有這些筆畫構(gòu)成的各種字符。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由兩種——共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管。我們采用了共陽極數(shù)碼管，要顯示0-9時，其編碼依次為C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 8EH 8CH 89H <

102、/p><p>　　LED顯示管的顯示方法有兩種——靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法。靜態(tài)顯示就是每一個顯示器各筆畫段都要獨(dú)占具有所存功能的輸出口線，CPU把要顯示的字符代碼送到輸出口上，就可以是顯示器顯示所需的數(shù)字后符號。但由于它占有的I/0口線較多，硬件成本高。所以我們選用了動態(tài)掃描顯示法。它把所有顯示器的8個筆畫段a-h的個同名端互相并接在一起并把它們接到字段輸出接口上。各個顯示器的公共端接到輸出接口上，這樣LED顯示器需

103、要有兩組信號來控制段碼和位碼，在這兩組信號的控制下，可以一位一位的輪流點(diǎn)亮各個顯示各自的數(shù)碼以實(shí)現(xiàn)動態(tài)掃描顯示[14]。在輪流點(diǎn)亮的過程中，每位顯示器點(diǎn)亮的時間則是極為短暫的，咱由于LED具有余輝性以及人眼的惰性，盡管各位顯示器實(shí)際上分時段的顯示，但只要選取掃描頻率，給人的視覺印象就是在連續(xù)穩(wěn)定的顯示。其接口電路如圖3.5所示：</p><p>　　圖3.6 LED接口電路</p><p>

104、;　　3.3.3 汽車速度顯示相應(yīng)電路</p><p>　　圖3.7 LED動態(tài)顯示電路</p><p><b>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1主程序模塊</b></p><p>　　4.1.1 主程序設(shè)計(jì)思想</p><p>　　首先初始

105、化8255A，建立中斷向量表，緊急剎車為外部非屏蔽中斷。查詢是否有檔位健按下，若有，則顯示該檔位下的初速度，然后查詢是否有功能健按下，若有，則處理相應(yīng)對應(yīng)的功能并顯示此時汽車的速度。當(dāng)查詢到緊急剎車健按下產(chǎn)生非屏蔽中斷，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序使汽車速度為零并顯示。</p><p>　　4.1.2 主程序流程圖</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p>

106、<b>　　4.2顯示模塊</b></p><p>　　4.2.1 設(shè)計(jì)思想</p><p>　　首先在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)段中定義三個顯示緩沖區(qū)，分別存入顯示數(shù)據(jù)的個位、十位和百位，然后再定義顯示斷碼區(qū)。在該模塊中設(shè)置了三個LED數(shù)碼管，用以顯示汽車速度的個位、十位和百位，讀入鍵盤信息后，汽車速度做相應(yīng)的功能改變，然后將改變的汽車速度值經(jīng)PA口分別送入KL1、KL、KL3,

107、以便動態(tài)顯示當(dāng)前汽車速度值。</p><p>　　4.2.2 程序流程圖</p><p><b>　　圖4.2程序流程圖</b></p><p><b>　　4.3串行通信模塊</b></p><p>　　4.3.1 中斷程序設(shè)計(jì)思想</p><p>　　將緊急剎車健設(shè)為非屏

108、蔽中斷，當(dāng)緊急剎車健按下時，產(chǎn)生中斷信號由NMI送入CPU，最后由CPU處理中斷服務(wù)子程序，在中斷服務(wù)子程序中將速度清零，發(fā)光二極管熄滅。</p><p>　　4.3.2 中斷服務(wù)子程序流程圖</p><p>　　圖4.3中斷服務(wù)子程序流程圖</p><p>　　4.4功能服務(wù)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1 功能服務(wù)程序設(shè)計(jì)思想&l

109、t;/p><p>　　讀入鍵盤信息后，進(jìn)入功能服務(wù)子程序，判斷幾號功能鍵按下，確定后將汽車速度做相應(yīng)改變并將放入相應(yīng)的顯示緩沖區(qū)。</p><p>　　4.4.2 程序流程圖</p><p><b>　　圖4.4程序流程圖</b></p><p><b>　　小結(jié)</b></p><

110、p>　　通過這幾個月的設(shè)計(jì)，得到了很多的收獲。</p><p>　　首先，鞏固了以前學(xué)習(xí)的知識，特別是對模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的鞏固，這兩門功課是學(xué)習(xí)和應(yīng)用電子技術(shù)最基礎(chǔ)的，只有很好的掌握了才能更深入的研究和學(xué)習(xí)電子方面的知識和原理。</p><p>　　其次，加強(qiáng)了單片機(jī)知識的掌握，提高了單片機(jī)鍵盤模塊、測量模塊、顯示模塊等周邊模塊應(yīng)用的能力，特別是在調(diào)試過程中掌握了軟件和硬件

111、充分結(jié)合的調(diào)試方式，體會到了實(shí)踐中得出理論、理論中去實(shí)踐的研究學(xué)習(xí)過程。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了實(shí)際和理論相結(jié)合很早重要，只有書面上的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把理論和實(shí)踐想結(jié)合，才能使自己的動手能力和獨(dú)立思考能力得到較大的提高，同時也發(fā)現(xiàn)自己很多的不足，對以前一些一知半懂的知識得到得到了補(bǔ)充。</p><p><b>　　致謝</b></p&g