接口課程設計報告,接口,課程設計,報告 接口課程設計實驗報告 計算機學院0202班 徐亮 學號：012002013414 《宿舍安全系統(tǒng)》設計報告 一.實驗目的及要求 目的：結(jié)合一個實際的接口技術(shù)問題在實驗臺上編程模擬實現(xiàn)。 要求：結(jié)合實際應用，設計一微機應用系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)綜合應用并行接口、串行接口、其它接口（定時器接口、中斷接口、模擬接口可選）、編制對應的程序，實現(xiàn)主控中心微機與下位機遠距離傳送以及遠程控制或監(jiān)測功能。 二.系統(tǒng)功能 本系統(tǒng)是用來驗證進入宿舍人員的身份的。用戶從下位機刷卡，并錄入用戶名和密碼。下位機分別將用戶名和密碼發(fā)送給主控機，主控機驗證之后，發(fā)送相應的反饋信息給下位機。只有當用戶名和密碼都被確認，用戶身份才合法。合法時下位機控制發(fā)光部件逐個亮燈提示，不合法時則下位機控制發(fā)聲部件鳴聲警報。 三.系統(tǒng)設計 1. 系統(tǒng)硬件由主控機（其中一臺微機）、下位機（另一臺位微機）和執(zhí)行部件組成。主控機與下位機通過串行通信線連接。 2. 執(zhí)行部件：由接口電路等組成，將接收的數(shù)據(jù)送入到下位機或?qū)⑾挛粰C輸出的數(shù)據(jù)送到執(zhí)行部件。 3. 下位機：與主控機通信，控制執(zhí)行部件。 4．主控機：與所有下位機進行數(shù)據(jù)交換，必要時需建數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)處理等。 5．主控機程序：串行（RS232/RS485）通信程序，數(shù)據(jù)處理程序等。 6．下位機程序：串行（RS232/RS485）通信程序，執(zhí)行部件控制程序。 系統(tǒng)接口框圖見下頁所示： 下圖中，8255是用來進行下位機控制部件的接口單元。A口的8個引腳和控制板上的8個顯示燈相連，其輸出決定燈的狀態(tài)；B口8個引腳和控制板上的撥碼開關(guān)的8位相連，編碼開關(guān)的狀態(tài)可由B口讀入下位機；C口的PC0,PC1,PC3分別和控制板上的SW1,SW2,S24相連，可由下位機讀入各開關(guān)的狀態(tài)，PC6則和喇叭相連，由PC6輸出方波控制喇叭發(fā)聲。 主控機 8251 RS232 RS232 8251 下位機 8255 A口 B口 C口 顯示燈 sw1,sw2,sw4和 喇叭 開關(guān) 總線 總線 四．程序設計 本次課程設計的過程中，我主要負責下位機的程序的編寫，以及導線在實驗臺上的連接這兩部分的程序設計工作。 系統(tǒng)的模塊框圖由系統(tǒng)設計的內(nèi)容可知，即8255芯片以上的部分是本系統(tǒng)的通訊模塊框圖，以下的部分為本程序的功能模塊框圖。 系統(tǒng)的程序設計是緊密圍繞系統(tǒng)功能進行的，程序要實現(xiàn)的功能就是系統(tǒng)的功能。 流程框圖如下： 1．主控機程序流程圖 程序設計過程中，為了模擬用戶的刷卡進入，讓下位機去測試控制板上的開關(guān)sw4，其按下表示有用戶刷卡進入，這時就可以發(fā)送插卡信號給主控機，下圖中“接收用戶插卡信號”就是指這個信號。 開始 按鍵？ 結(jié)束 接收用戶插卡信號 合法？ 發(fā)確認信號 接收用戶密碼信息 發(fā)確認信號 接收用戶名信息 正確？ 合法？ 發(fā)確認信號 提示用戶可以進入 初始化 提示用戶名錯誤 發(fā)否認信號 提示密碼錯誤 發(fā)否認信號 提示卡非法 Y Y Y Y N N N N 2．下位機程序流程圖 下位機部分需要操作控制板，這里要用到控制板上的8位編碼開關(guān)，以及開關(guān)sw1，sw2，sw4。按下sw4表示用戶插卡進入，然后撥動控制板上的編碼開關(guān)，設置用戶名編碼，按下sw1發(fā)送給主控機，若被主控機確認無誤，則撥動控制板上的編碼開關(guān)設置密碼，再按下sw2發(fā)送給主控機，等待主控機確認。 正確情況下的燈亮很好控制，只要A口輸出數(shù)據(jù)到燈的引腳，再設計一段程序控制燈的閃爍方式即可。喇叭的發(fā)聲要說明的是，此處并不是用8253的out端輸出方波來使之發(fā)聲，而是將C口的PC6交替置位和復位產(chǎn)生方波，使之發(fā)聲的。 開始 按鍵？ 結(jié)束 發(fā)送用戶插卡信號 接收確認信號 合法？ 發(fā)用戶密碼信息 接收確認信號 發(fā)送用戶名信息 接收確認信號 正確？ 合法？ 提示用戶可以進入 燈亮 初始化 聲音報警 提示用戶名錯誤 接收否認信號 聲音報警 提示密碼錯誤 接收否認信號 提示卡非法 Y Y Y Y N N N N 3.主控機源程序 ;每次驗證用戶名和密碼之前，都有退出提示，即3秒鐘內(nèi)按任意鍵退出，此時 ;按任意鍵方可退出 data segment data51 equ 308h ;8251A數(shù)據(jù)口 ctr151 equ 309h ;8251A命令/狀態(tài)口 defuser db 65h,81h,24h,37h,02ah,54h ;依次為各用戶名 defpwd db 20h,17h,34h,25h,04ch,44h ;依次為各用戶對應的密碼 userno dw 6 ;用戶數(shù)目 YN db 0 ;發(fā)送緩存 user db 0 ;存放接收的用戶名 pwd db 0 ;存放接收的密碼 t dw 0 ;延時初值 bufb db 0ah,0dh,'The domitory system is running...!$' bufu db 0ah,0dh,'username(4 characters):$' ;接收用戶名提示 bufp db 0ah,0dh,'password(6 characters):$' ;接收密碼提示 bufr db 0ah,0dh,'You can get in!!$' ;正確提示 bufus db 0ah,0dh,'Error username!!$' ;用戶名錯誤提示 bufpd db 0ah,0dh,'Error password!!$' ;密碼錯誤提示 buferr db 0ah,0dh,'Can not identify the card!!!!$' ;不可識別的卡 bufexit db 0ah,0dh,'Press any key within 3 seconds to exit!$' data ends stack segment stack db 200 dup(0) stack ends code segment assume cs:code,ds:data,ss:stack hh macro ;回車換行的宏 mov dl,0ah mov ah,2 int 21h mov dl,0dh mov ah,2 int 21h endm int51 proc near ;8251A初始化子程 mov dx,ctr151 ;8251A命令口 mov al,0 ;空操作 out dx,al mov al,40h ;內(nèi)部復位 out dx,al mov al,4Eh ;8251A方式命令 out dx,al mov al,27h ;8251A工作命令 out dx,al ret int51 endp delay1 proc ;延時子程1 push bx mov bx,t dl1: dec bx jnz dl1 pop bx ret delay1 endp quit proc ;3秒鐘之內(nèi)按任意鍵退出程序 push cx lea dx,bufexit mov ah,9 int 21h mov cx,05fffh qxx: cmp cx,0 je qx mov ah,1 ;檢測是否有鍵按下，有則退出 int 16h jnz qnext mov t,0ffffh call delay1 dec cx jmp qxx qnext: mov ah,4ch int 21h qx: pop cx ret quit endp send macro a;發(fā)送一個字符的宏，首先必須將要發(fā)送的字符送入變量YN mov dx,ctr151 a: in al,dx test al,01 ;發(fā)送準備好？TXRDY=1? jz a ;未準備好，則等待 mov dx,data51 ;已準備好，則發(fā)送Y給下位機 mov al,YN out dx,al endm receive macro b ;接收一個字符的宏,接收到al b: mov dx,ctr151 ;檢測接收準備好沒 in al,dx test al,02 ;接收數(shù)據(jù)準備好？RXRDY=1? jz b ;未準備好則繼續(xù)檢測 mov dx,data51;已準備好，即有數(shù)據(jù)傳送過來，則接收1個字符 in al,dx endm begin: mov ax,data mov ds,ax call int51 ;調(diào)用8251A子程序，初始化8251A k: call quit ;延時3秒退出 hh lea dx,bufb ;系統(tǒng)提示 mov ah,9 int 21h receive o ;接收插卡信號 cmp al,'O' jne error mov YN,'Y' ;發(fā)送卡確認信息 send yyy lea dx,bufu ;用戶名提示信息 mov ah,9 int 21h mov al,0 receive a ;接收一個字符，用戶信息 mov user,al ;保存接收的用戶信息 mov dl,user ;顯示接收的字符 mov ah,02h int 21h jmp cmpuser error: lea dx,buferr ;無法識別的卡 mov ah,9 int 21h hh jmp k over: mov ax,4c00h int 21h cmpuser: mov al,user lea si,defuser ;取用戶名數(shù)組的首地址 mov cx,userno ;取用戶數(shù)目 cu: cmp cx,0 je sendnu cmp al,[si] je sy ;和某一個用戶名相等則發(fā)送Y確認信號 inc si dec cx jmp cu sy: push si ;保存該用戶名的地址 mov YN,'Y' send y lea dx,bufp ;密碼提示信息 mov ah,9 int 21h ;接收密碼 receive pp mov pwd,al ;保存接收的密碼 pop si mov ax,si add ax,userno ;得到該用戶名對應的密碼在密碼數(shù)組中的地址 mov si,ax mov bl,[si] cmp pwd,bl ;和密碼比較 jne sendnp ;不相等則發(fā)送N,相等則發(fā)送Y mov YN,'Y' send yy lea dx,bufr ;顯示正確 mov ah,9 int 21h hh jmp k ;重新開始 sendnp: mov YN,'N' send n lea dx,bufpd ;顯示密碼錯誤 mov ah,9 int 21h hh jmp k ;重新開始 sendnu: mov YN,'N' send n lea dx,bufus ;顯示用戶名錯誤 mov ah,9 int 21h hh jmp k ;重新開始 code ends end begin 4.下位機源程序 ;程序開始時，提示在3秒鐘內(nèi)按任意鍵退出，否則繼續(xù)執(zhí)行。若繼續(xù)執(zhí)行，首 ;先按sw4表示插卡，再由開;關(guān)狀態(tài)設置用戶名，按sw1發(fā)送之，顯示提示信息 ;仍然用開關(guān)狀態(tài)設置密碼，按sw2發(fā)送之，顯示提示 ;信息，回程序開始. data segment data51 equ 308h ;8251A數(shù)據(jù)口 ctr151 equ 309h ;8251A命令/狀態(tài)口 ctr155 equ 303h ;8255命令口 ctr155a equ 300h ;8255數(shù)據(jù)口a ctr155b equ 301h ;8255數(shù)據(jù)口b un db 0 ;存放讀入的用戶名 pd db 0 ;存放讀入的密碼 hh db 0ah,0dh,'$' ;回車換行 light db 0feh,0fdh,0fbh,0f7h,0efh,0dfh,0bfh,07fh ;閃爍燈狀態(tài) t dw 0 ;延時初值 f db 0 ;計數(shù)初始值 j db 0 ;計數(shù)初始值 YN db 0 bufexit db 0ah,0dh,'Press any key within 3 seconds to exit!$' buf1 db 0ah,0dh,'Press sw4 instand of inserting the card!$' buf2 db 0ah,0dh,'Change the state of the switch to set username! Press sw1 to send it!$' ;提示錄入和發(fā)送用戶名 buf3 db 0ah,0dh,'Change the state of the switch to set password! Press sw2 to send it!$' ;提示錄入和發(fā)送密碼 buf4 db 0ah,0dh,'The user is not existed or you have the wrong password!$' ;錯誤提示信息 buf5 db 0ah,0dh,'You can get in!!$' ;成功登錄信息 data ends stack segment stack DB 200 DUP(0) stack ends code segment assume cs:code,ds:data,ss:stack int51 proc near ;8251A初始化子程 mov dx,ctr151 ;8251A命令口 mov al,0 ;空操作 out dx,al mov al,40h ;內(nèi)部復位 out dx,al mov al,4Eh ;8251A方式命令 out dx,al mov al,27h ;8251A工作命令 out dx,al ret int51 endp send macro a;發(fā)送一個字符的宏，首先必須將要發(fā)送的字符送入變量YN mov dx,ctr151 a: in al,dx test al,01 ;發(fā)送準備好？TXRDY=1? jz a ;未準備好，則等待 mov dx,data51 ;已準備好，則發(fā)送一個字符給下位機 mov al,YN out dx,al endm clear macro c ;置口c某一位,c為置位控制字 mov dx,303h mov al,c out dx,al endm receive macro b ;接收一個字符的宏,接收到al b: mov dx,ctr151 ;檢測接收準備好沒 in al,dx test al,02 ;接收數(shù)據(jù)準備好？RXRDY=1? jz b ;未準備好則繼續(xù)檢測 mov dx,data51 ;已準備好，即有數(shù)據(jù)傳送過來，則接收1個字符 in al,dx endm delay1 proc ;延時子程1 push bx mov bx,t dl1: dec bx jnz dl1 pop bx ret delay1 endp delay2 proc ;延時子程2 push cx mov cx,00fffh xx: cmp cx,0 je x mov t,0ffffh call delay1 dec cx jmp xx x: pop cx ret delay2 endp quit proc ;3秒鐘之內(nèi)按任意鍵退出程序 push cx lea dx,bufexit mov ah,9 int 21h mov cx,07fffh qxx: cmp cx,0 je qx mov ah,1 ;檢測是否有鍵按下，有則退出 int 16h jnz qnext mov t,0ffffh call delay1 dec cx jmp qxx qnext: mov ah,4ch int 21h qx: pop cx ret quit endp flutter proc ;燈閃爍函數(shù)，8個燈依次亮，循環(huán)3次 lea di,light mov f,3 wyyy: cmp f,0 je wy mov cx,8 l: cmp cx,0 je wyy mov al,[di] ;燈亮 mov dx,ctr155a out dx,al call delay2 ;延時2 mov al,0ffh ;燈滅 mov dx,ctr155a out dx,al inc di dec cx jmp l wyy: lea di,light dec f jmp wyyy wy: ret flutter endp noise proc ;聲音報警子函數(shù)，3次長鳴 push cx mov f,3 jj: cmp f,0 je ejj ;產(chǎn)生一定頻率的方波，使喇叭發(fā)聲 mov cx,00dffh xxkk1: cmp cx,0 je xkk mov dx,ctr155 ;pc6置1 mov al,0dh out dx,al mov t,0ffffh call delay1 ;延時 mov dx,ctr155 ;pc6置0 mov al,0ch out dx,al mov t,0ffffh call delay1 ;延時 dec cx jmp xxkk1 xkk: call delay2 ;不產(chǎn)生方波，停止發(fā)聲 dec f jmp jj ejj: pop cx ret noise endp begin: mov ax,data mov ds,ax call int51 ;調(diào)用8251A子程序，初始化8251A mov dx,ctr155 ;初始化8255A mov al,10000011b out dx,al ww: lea dx,hh ;回車換行 mov ah,9 int 21h call quit ;延時退出程序 lea dx,hh ;回車換行 mov ah,9 int 21h lea dx,buf1 ;提示按sw4表示插卡 mov ah,9 int 21h ;檢測sw4是否按下 clear 07h ;清sw4狀態(tài) wait4: mov dx,302 in al,dx ;sw4按下? pc3=0? test al,08h ;否，則繼續(xù)檢測 jnz wait4 ;是則發(fā)送卡插入信號 mov YN,'O' send o mov al,0 ;接收主控機反饋信息 receive i cmp al,'Y' ;確認則繼續(xù)，否則重新開始 jne ww lea dx,buf2 ;提示設置用戶名并發(fā)送之 mov ah,9 int 21h ;檢測sw1狀態(tài) clear 01h ;清sw1狀態(tài) wait1: mov dx,302h ;檢測sw1是否按下 in al,dx test al,01h ;sw1按下? pc0=0? jnz wait1 ;否則繼續(xù)檢測 ;按下則讀開關(guān)狀態(tài)（口b），得到用戶名 mov dx,ctr155b ;讀b口 in al,dx mov un,al ;保存用戶名 mov YN,al ;發(fā)送用戶名 send us jmp receiv over: mov ax,4c00h ;程序退出 int 21h ;接收主控機反饋信息 receiv: receive y cmp al,'Y' ;接收的字符和'Y'比較 jne wrong ;不合法就提示錯誤信息 lea dx,buf3 ;合法則提示設置密碼并發(fā)送之 mov ah,09h int 21h clear 02h ;清sw2狀態(tài) wait2: mov dx,302h ;檢測sw2是否按下 in al,dx test al,02h ;sw2按下? pc1=0? jnz wait2 ;否則繼續(xù)檢測 ;按下則讀開關(guān)狀態(tài)（口b），得到密碼 mov dx,ctr155b ;讀口b in al,dx mov pd,al ;保存密碼 mov YN,al ;發(fā)送密碼 send pd ;接收主控機反饋回來的信息 receive yy cmp al,'Y' ;接收的字符和'Y'比較 jne wrong ;不相等就提示錯誤信息，相等則提示登錄成功 lea dx,buf5 ;提示登錄成功 mov ah,9 int 21h ;此處亮燈提示 call flutter jmp ww ;準備第二次刷卡 wrong: lea dx,buf4 ;顯示錯誤提示信息 mov ah,9 int 21h ;此處聲音報警 call noise jmp ww ;準備第二次刷卡 code ends end begin 五．心得體會 此次程序設計我們小組同心協(xié)力，通過三天多的時間，終于完成了接口的課程設計。通過這個課程設計，我真正掌握了8255，8251等芯片的功能和使用方法，以前在課堂上一知半解的知識通過這次課程設計都徹底弄清楚了。通過寫8255，8251等芯片的命令口，可以使得各種芯片工作在不同的狀態(tài)，這可以發(fā)揮這些芯片的使用范圍，特別是撥碼開關(guān)的地方，通過撥碼開關(guān)可以設置8255的PB口的值，而這些值可以通過8251發(fā)送出去，這就是卡號和車費輸入的地方。通過這次課程設計，我認識到了匯編語言的強大功能，匯編語言是計算機能夠提供給用戶使用的最快而又最有效的語言，也是能夠利用計算機所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一語言。但是，匯編語言作為一種低級語言，有他自身無法克服的缺點，他的圖形用戶界面效果，遠遠不能和C語言或者C＋＋語言相提并論，最好的方法是匯編語言和C/C＋＋混合編程，高級語言編程方便簡潔，匯編語言能充分發(fā)揮計算機硬件特性并且程序運行效率高，二者相結(jié)合，效果勝過單獨一門語言體現(xiàn)出來的效果。 我還想提一個建議，那就是實驗室最好為我們的控制板提供一本使用說明或指南，這樣我們就可以徹底拋棄控制板的束縛，靈活地從單個接口芯片的功能特性出發(fā)，設計出更好更精彩的程序。