201*微机课程设计指导书
《微机原理及应用》课程设计指导书
东华大学信息学院201*年9月1日
一、课程设计目的
本课程设计是继《微机系统及应用》课程之后的一次综合性设计、实验训练。根据微机系统及应用课程教学的重点和主要知识点及工程实际需要，设置汇编语言程序设计、PC机内部接口和8086系统接口电路设计等设计题目。要求学生综合本课程和其它相关课程中学到的80X86系统结构、汇编语言设计、典型接口芯片、电路电子技术等相关知识进行程序设计、硬件接口电路设计和调试，系统地掌握微机原理和接口技术的相关知识，实现知识的融会贯通。要求学生通过1.5周的学习，提高设计汇编语言程序的能力和技巧，培养实现一个简单应用系统功能的硬件软件设计能力。
二、课程设计内容
（一）汇编语言程序设计及调试
1文件加/解密程序设计
用8086汇编语言设计、调试一个任意文件加/解密程序。（1）设计思路
利用DOS系统文件操作功能，打开文件，读入磁盘文件，对读入的数据与密钥按一定规律进行加密运算，运算结果再存入磁盘达到加密目的；若要使用文件，则执行一次相反的解密运算。
（2）要求
运行程序，提示选择加密、解密；然后提示输入加/解密文件名；再提示输入密码，重输入密码，两次输入密码相等，开始加解密运算，显示加/解密进行中等有关信息；加/解密布成功，提示OK。
加/解密算法自定，比如用用与密钥异或运算等。（文件操作方法请参阅附件DOS功能大全）2按键声音程序设计
为‘0’---‘9’，‘*’，‘#’，‘A’，‘B’，‘C’，‘D’这16个按键配上不同频率的声音信号。当程序运行时，按这16个键，可以听到不同的声音。
设计思路：PC机系统内的8253通道2和8255PB0，PB1实现了PC机扬声器发声及控制。通过改变8253通道2的计数常数，实现改变OUT2引脚输出波形的频率，当有键按下时，若按键为上述16键之一，则写入计数值，启动计数，且持续输出约0.5秒后关闭声音。
要求：
运行程序时有提示，比如：请输入号码等。按其它键，退出程序。提示：参考弹钢琴程序。16种频率自定。
3几何图形显示程序
试利用PC机显示器软件中断（INT10H）功能（VGA模式640*480），设计一个几何图形
显示程序。显示器水平方向为时间轴，垂直方向为信号幅度。测试信号为正弦波信号和三角波信号。
要求：
基本要求：能显示三角形、五角星、度方型图案。程序运行时，先按任意尺寸显示所有图形，然后提示选择所要显示的图形。提示：线条生成可以采用直线插补算法。
（二）接口电路设计
1数据采集系统设计
利用8253，8255A，ADC0809设计一个基于8088最小系统的数据采集系统（不包含A/D转换器输入通道中的放大器和采样保持电路），最小系统的时钟频率为5MHz，8253时钟频率为1MHz。要求每隔200μs采集一个数据，每次启动采集数据时采集时间为20ms（即每次启动一次，共采集100个数据）。由一个开关手动启动数据采集，数据的I/O传送采用中断方式传送。8259A地址为20H，21H，仅对8255A，8253地址进行译码，8255A、8253的端口地址为每位同学学号最后4位乘以8，如：学号后4位是1820，则地址范围为1820*81820*8+8。允许附加必要的门电路、地址译码器和单稳电路等。完成：
（1）硬件设计，画出连接图（不包括8259A，用正规“米”字方格纸绘制）（2）软件设计，包括8255A，8253的初始化及中断服务程序（只采集ADC0809的IN0
通道）。
2键盘显示接口电路设计利用8253，8255A设计一个基于8088最小系统的键盘显示接口电路。键盘为4X4行列式键盘（0-9，A-F），显示器为7段代码LED，共4位，动态显示。要求每隔200ms扫描一次键盘，解码后的键值在LED显示器上滚动显示。假定最小系统的时钟频率为5MHz，8253时钟频率为1MHz,键盘软件消抖动。8259A地址为20H，21H，不用参与译码，8255A，8253的端口地址为每位同学学号最后4位乘以8，如：学号后4位是1820，则地址范围为1820*81820*8+8。允许附加必要的门电路、地址译码器和单稳电路等。
（1）硬件设计，画出连接图（不包括8259A，用正规“米”字方格纸绘制）（2）软件设计，包括8255A，8253的初始化及中断服务程序，键盘扫描子程序，LED
显示子程序。
3交通灯控制系统
利用8253，8255A，8259等芯片设计一个基于8088最小系统的十字路口交通灯控制系统。通行时间（绿灯）（或禁止时间（红灯））30秒，准备时间3秒，在准备时间里黄灯闪烁3次，闪烁频率为0.5秒，周而复始。最小系统的时钟频率为5MHz,8253的时钟频率为1MHz。8259A地址为20H，21H，不用参与译码，8255A，8253的端口地址为每位同学学号最后4位乘以8，如：学号后4位是1820，则地址范围为1820*81820*8+8。允许附加必要的门电路、地址译码器和单稳电路等。
（1）硬件设计，画出连接图（不包括8259A，用正规“米”字方格纸绘制）（2）软件设计，包括8255A，8253的初始化及中断服务程序，控制程序等。
三、课程设计要求
要求每位同学独立完成一项软件题目的设计和调试，一项接口电路的设计。汇编语言程序必须实现基本功能，在基本功能基础上要有所发挥，力求创新。硬件接口电路设计必须完成手绘原理图（通常画在描图纸上），编写相应的程序。
四、参考资料
1杨素行编微型计算机系统原理及应用，清华大学出版社
2吴宁主编80X86/Pentium微型计算机原理及应用，电子工业出版社3孙德文主编微型计算机技术，高等教育出版社
4沈美明编IBM-PC汇编语言程序设计，清华大学出版社
五、考核
1集中上机调试时间段执行严格的考勤制度
2上机实考3设计报告4教师随机提问
注：独立按时完成规定的工作任务，不得弄虚作假，不准抄袭他人内容，否则成绩以不及格计。如发现程序或者课程设计报告雷同，一律记不及格。
六、设计报告（须手写，打印无效）
1、所完成课程设计的题目、内容、功能
2、设计思想、原理，模块的划分，程序的流程框图
3、每个程序中，所使用的DOS/BIOS功能调用，宏库文件列表清单；如涉及硬件编程，介
绍相应的工作原理4、程序源代码及注释。
5、调试过程，出现的问题及解决，运行结果，运行说明。6、硬件工作原理分析，硬件电路接线图，相应的工作程序。7、课程设计总结及展望。
扩展阅读：201*年微机原理课程设计指导书[1]
微机原理课程设计
指导书
计算机科学与技术学院计算机系统教研室
二零一一年五月
目录
1课程设计的目的和任务.....................................12课程设计指导及要求.........................................13课程设计的主要步骤.........................................1
3.1总体设计..............................................................................................23.2硬件设计..............................................................................................23.3软件设计..............................................................................................23.4软、硬件联调......................................................................................2
4课程设计报告内容及格式要求.........................25进度安排.............................................................36课程设计的考核方法及成绩评定.....................37课程设计题目.......................................................38主要参考资料.......................................................5
1课程设计的目的和任务
课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识，解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节。它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一个重要教学环节。
通过课程设计，要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。
通过课程设计实践，不仅要培养学生事实求是和严肃认真的工作态度，培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更要培养学生在实际的工程设计中查阅资料，撰写设计报告表达设计思想和结果的能力。
2课程设计指导及要求
在课程设计时，1人1题，同批次同学中选择同一题的人数不超过3人。在教师指导下，可以相互讨论，但设计报告由学生独立完成，不得互相抄袭。教师的主导作用主要在于指明设计思路，启发学生独立设计的思路，解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。学生必须发挥自身学习的主动性和能动性，主动思考问题、分析问题和解决问题，而不应处处被动地依赖指导老师。同学应积极主动的提出问题、解决问题、讨论问题，互相帮助和启发。
学生在设计中可以引用所需的参考资料，避免重复工作，加快设计进程，但必须和题目的要求相符合，保证设计的正确。指导教师要引导学生学会掌握和使用各种已有的技术资料，不能盲目地、机械地抄袭资料，必须具体分析，使设计质量和设计能力都获得提高。学生要在老师的指导下制定好自己各环节的详细设计进程计划，按给定的时间计划保质保量的完成个阶段的设计任务。设计中可边设计，边修改，软件设计与硬件设计可交替进行，问题答疑与调试和方案修改相结合，提高设计的效率，保证按时完成设计工作并交出合格的设计报告。
3课程设计的主要步骤
课程设计分为硬件设计和软件设计两个部分，其设计过程可以归纳为以下所述的四个步骤：
3.1总体设计
本阶段的任务是通过调查研究，查阅资料来初步确定系统结构的总体方案，其中主要涉及到硬件和软件的功能划分。
应用系统中硬件和软件具有一定的互换性，即某些功能既可以用硬件实现也可以用软件实现。一般说来，用硬件实现的优点是可以提高系统的工作速度，但会增加电路的复杂性和硬件成本；而用软件代替某些硬件的功能可以使电路简化，便于修改设计，降低硬件成本，但软件工作量增大。
总体设计时，必须在硬件和软件之间权衡，分工明确，然后分头开始设计。
3.2硬件设计
在Proteus环境下，结合课程设计题目，设计硬件原理图，搭建硬件电路。
3.3软件设计
1、采用模块化程序结构设计软件，可将整个软件分成若干功能模块。2、画出程序流程图。3、根据流程图，编写源程序。
3.4软、硬件联调
在Proteus环境下，仿真调试程序。
4课程设计报告内容及格式要求
【课程设计报告内容】1、设计题目（在封面注明）
2、设计内容（在此部分详细说明所做题目的基本内容和主要功能）
3、设计原理及方案（含电路原理图、硬件连接示意图、系统功能框图、程序流程图等）4、汇编源程序代码（关键代码要加必要注释）
5、实施结果（可给出程序运行界面、实验箱运行结果照片等）6、课程设计体会7、参考文献【格式要求】
1、课程设计报告要求书写工整、内容充实、结论正确、符合设计要求。
2、报告有封面，其上注明学生班级、姓名、学号、指导教师、提交时间等完整信息。
5进度安排
课程设计的题目在课程设计开始之前下达给学生。学生可以在课余时间提前熟悉设计题目，查阅相关资料，确定总体方案，软、硬件功能划分，硬件接口原理图设计，程序设计等工作，为课程设计提前做好准备工作。
课程设计时间为1周。各位同学自选1题，独立完成即可。
6课程设计的考核方法及成绩评定
考核方法：现场验收（占50%），课程设计报告（占50%）。
考核内容：学习态度（出勤情况，平时表现等）、方案合理性、程序编制质量、演示效果、答辩情况及设计报告质量。
成绩评定：优，良，中，及格，不及格。特别说明：
（1）如发现抄袭，按照不及格处理。
（2）若出现2人以上设计方案完全相同，视同抄袭。
7课程设计题目
【选题说明】
（1）一人一题，最多三人同题。可从下列题目中任选1题，也可自拟题目。如出现多人同题，由指导教师视各人完成质量评分。
（2）下列题目仅提出了合格要求，各位同学可根据自己的情况增加功能并实现。指导教师根据各位同学完成课题的质量评分。
题目一交通灯控制系统
利用8253定时器、8255等接口，设计一电路，模拟十字路口交通灯控制。要求能实现自动控制和手动应急控制。
题目二利用D/A设计波形发生器
利用D/A设计一个波形发生器，能分别产生三角波、正弦波、锯齿波和方波，至少设计一种波形切换方式。
题目三利用D/A设计幅值可变的三角波发生器
利用D/A设计一个三角波形发生器，至少设计一种方式改变输出波形的幅值。题目四电子万年历
参考市场上的电子万年历的功能，利用所学接口芯片设计一电子万年历。要求至少能显
示日期值、星期值，并可通过键盘修改日期。
题目五电子秒表
利用8253等接口设计电子秒表，要求完成开始计时、停止计时及计时复位等功能，计时时间精确到毫秒。
题目六编程实现步进电机的控制
查找资料，了解步进电机的性能及原理，实现步进电机的正、反转功能。题目七直流电机调速系统
了解直流电机闭环调速的方法，实现直流电机速的功能。题目八数字钟
设计并完成LED七段数码管数字钟电路，数字钟显示格式为：HH：MM：SS。要求：具有通过键盘能够调整时、分、秒的功能。
题目九花式跑马灯
自行设计电路并连线，实现具有5种以上花式的跑马灯，要求提供两种以上的切换方式。题目十篮球比赛电子记分牌根据篮球比赛规则，设计电子记分牌。题目十一定时器
利用8253等接口芯片设计计时器，要求通过键盘输入计时时间，并提供一种以上的报警方式。
题目十二篮球比赛计时器
根据篮球比赛规则，设计篮球比赛计时器。题目十三电子密码锁
设计一个电子密码锁，自行设定器件的状态（如：发光二极管的亮与灭）模拟锁的开、闭。要求能够通过键盘设定密码，并根据密码开锁。
题目十四计算器
设计一计算器，要求至少能完成2位数的加减运算。题目十五点阵广告牌
利用点阵屏器件（如MATRIX-8X8-RED）设计能显示字符或图案的点阵广告牌。题目十六音乐播放器
利用8253驱动扬声器发声，实现乐曲播放，音调频率请自行查找参考资料，如文献[4]。
题目十七电子琴
本程序将键盘变成钢琴键盘，选择键盘上7个按键，作为“哆来咪”音按钮。通过此程序驱动扬声器发出不同的音调。
题目十八电压报警器
设计一个电压报警器，要求利用POT-HG（POT-LIN）模拟电压变化，利用ADC0808实现电压监控，当输入电压在设定值以内，显示电压值。当输入电压超过设定值，报警。显示方式、报警方式自行设计。
题目十九数字闹钟
利用LED七段数码管和扬声器设计完成数字闹钟，数字钟显示格式为：HH：MM：SS。要求实现定时闹钟。题目二十抢答器
利用数码管等设计完成3路抢答器。要求能显示哪路抢答成功，并能清除显示，以备下次使用。
题目二十一四路彩灯电路设计利用LED灯实现四路彩灯电路设计题目二一防盗报警器
自行拟定的题目
各位同学可以结合所学知识，自行拟定本次课程设计题目。自拟的题目须得到指导教师的认可。
8主要参考资料
1．周明德.微型计算机系统原理及应用.北京：清华大学出版社
2．张弥左,王兆月,邢立军等.微型计算机接口技术.北京：机械工业出版社3．戴梅萼,史嘉权.微型计算机技术及应用.北京：清华大学出版社4．沈美明,温冬婵.IBM-PC汇编语言程序设计.北京：清华大学出版社
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