微机实验课程设计—停车场出入管理系统

《微机实验及课程设计》报告0东南大学自动化学院《微机实验及课程设计》课程设计报告停车场出入管理系统姓名：学号：08013418专业：自动化实验室：计算机硬件技术组别：同组人员：实验时间：2015年06月16日报告时间：2015年06月20日评定成绩：审阅教师：《微机实验及课程设计》报告1目录一．课程设计目的与要求……………………………………………………………………2二．方案论证与原理设计………………………………………………………………………2三．详细（机理）设计………………………………………………………………………3四．方案实现与测试（或调试）……………………………………………………………7五．分析与总结………………………………………………………………………………8《微机实验及课程设计》报告2一.课程设计目的与要求（含设计指标）1、设计项目名称：停车场出入管理系统2、课程设计目的：①巩固已学的理论课原理和基本知识；②加强编程和调试能力，学会用汇编语言编写简单使用的系统③学会对8086，8253，8255等芯片进行综合应用3、基本要求：设计实现一停车场实时管理系统。要求实时显示车位空闲情况（初值可修改，最多99辆），并分别控制A、B两个出入口。每个出入口需要控制进出栏杆，并检测车辆进出，修改统计、显示车位空闲情况，并根据空闲情况控制进入。用2*2个开关模拟两个出入口的车辆进出光电信号，2个LED灯模拟栏杆输出控制（亮代表有效，禁止出入）。允许A口进B口出，反之亦是。4、设计指标①要求用两个数码管实时显示车位空闲数目（00~99）；②当有空位时，如有车辆到来，则在检测到信号（有效）后2秒钟打开进入栏杆，待车进入（信号无效）后1秒钟放下栏杆，空车位数减1修改；若无空位，则车辆等待，直至有车位空出；③当有车出停车场时则在检测到信号后2秒钟打开出车栏杆，带车离开3秒钟放下栏杆，空车位数加1修改；④车位发生变化时，PC上同步显示记录。5、拓展功能①8*8点阵显示进出箭头，有车辆进出空时绿色，满时红色；②自动记录车将进出时间和属性；③考虑A、B、C、D四个出入口同时控制的情况，自动显示空位数，控制车辆二.方案论证与原理设计（或基本原理）对上述基本要求和设计指标进行需求分析，并基于所有的硬件资源，我们可以采用如下办法进行实现：对于光电信号的采集（开关模拟）可以通过8255C口输入并进行判断，对于栏杆的控制同样可通过8255C口进行输出控制；对于双数码管的显示，可以采用动态显示的方法，利用8255A口输出数码管的七段译码，C口输出数码管的动态片选信号。实时的空车位保存于通用寄存器中（如BX，BH表示十位，BL表示个位）；对于等待时间的控制，可以通过微机内部的延迟得到，但若想要得到精确地时间，则可以利用8253定时器实现，具体做法是利用双通道计数器的级联实现对1MHz时钟信号的1000*1000分频，得到1HZ的信号，即可得到1s精确延迟。《微机实验及课程设计》报告3程序的基本框架如下：1.对系统进行初始化，显示当前空车位数；2.利用输入指令从8255C口低四位输出光电信号。若检测到有效信号，则对其判断端口和进出性质；若无有效信号，则继续检测信号；3.对有效信号的性质进行判定：若为出信号，则执行出车程序（跳转指令实现）；若为进信号，则先判断是否有空位（判断BX是否为0），若有空位，则执行进车程序，否则等待并检测是否有出车信号，至有空位出现；4.出车时首先需要一定得延迟，然后输出控制打开栅栏信号，经过一定的延迟之后，检测出车信号是否无效（表明车已经出去），无效则输出关闭栅栏信号，修改计数值并显示，否则继续等待，重复检测。三.详细（机理）设计1、系统工作流程图(如下所示)《微机实验及课程设计》报告4系统初始化显示初始空位数检测端口信号是否有进出信号？延迟2s是否有A口出信号？打开A口栅栏延迟2s延迟1sA口出信号是否仍然有效？关闭A口栅栏空位数加1显示空位数在PC上同步显示记录YYNYN延迟2s是否有A口入信号？打开A口栅栏延迟1s延迟1sA口入信号是否仍然有效？关闭A口栅栏空位数减1显示空位数在PC上同步显示记录NY是否有空位？YY延迟2s是否有B口出信号？打开B口栅栏延迟2s延迟1sB口出信号是否仍然有效？关闭B口栅栏空位数加1显示空位数在PC上同步显示记录YNY延迟2s是否有B口入信号？打开B口栅栏延迟1s延迟1s关闭B口栅栏空位数减1显示空位数在PC上同步显示记录NY是否有空位？YYB口入信号是否仍然有效？NNNNA口刚出车，不可能有进车，跳至B口检测B口刚出车，不可能有进车，返回N《微机实验及课程设计》报告52、关键部分程序片段①端口信号的检测和判断控制movbh,a[0];数码管的高位movbl,a[1];数码管的低位cmpbx,0000h;如果没有空车位就转向bjzbtestal,08h;00001000jzgoon1calltesta1;a口开关1拨上，监测a口状态goon1:testal,04h;00000100jzgoon2calltesta2goon2:calltesta3movbh,a[0]movbl,a[1]cmpbx,0909hjzloopsb:testal,02h;00000010jzgoon3calltestb1;b口开关1拨上，监测a口状态goon3:testal,01h;00000001jzgoon4calltestb2goon4:calltestb3jmploopsexit:movah,4chint21h②入车程序控制，以A口为例testa1procnearpushaxpushdx;a口开关1拨上，监测a口状态cmpstate_a,00h;空闲jzstate_a1cmpstate_a,01h;a口状态前《微机实验及课程设计》报告6jztimecheck_a2sjmpexit1state_a1:movdx,offsetmess8;提示有车准备进入movah,09hint21hmovstate_a,01hmovdx,io8253b;计数器通道1地址,计数器赋2smoval,00houtdx,almoval,08h;clk1接的是out0，经过两次分频，得出两秒outdx,aljmpexit1timecheck_a2s:movdx,io8255d;8255B口地址inal,dxandal,02h;00000010bjzexit1movdx,offsetmess3movah,09hint21hmovstate_a,02hmovdx,io8255b;开灯（栏杆打开）moval,0bh;00001011(C的5号口对应于栏杆信号)outdx,alexit1:popdxpopaxrettesta1endp③出车程序控制，以A口为例testb1procnear;b口开关1拨上，监测a口状态《微机实验及课程设计》报告7pushaxpushdxcmpstate_b,00hjzstate_b1cmpstate_b,01hjztimecheck_b2sjmpexit4state_b1:movdx,offsetmess9;提示有车准备离开movah,09hint21hmovstate_b,01hmovdx,io8253c;计数器赋2smoval,00houtdx,almoval,08houtdx,aljmpexit4timecheck_b2s:movdx,io8255dinal,dxandal,01hjzexit4movdx,offsetmess4movah,09hint21hmovstate_b,02hmovdx,io8255b;开灯（栏杆打开）moval,09houtdx,alexit4:popdxpopaxrettestb1endp《微机实验及课程设计》报告8④两位数码管动态显示程序dispprocnear;显示子程序pushdxmovdi,offsetledmovbyteptrbz,bladddi,bzmoval,00movdx,ioportaoutdx,almoval,2;选择数码管，低位movdx,ioportboutdx,almoval,byteptr[di];LED显示数字movdx,ioportaoutdx,almovcx,3000delay2:loopdelay2movdi,offsetledmovbyteptrbz,bhadddi,bzmoval,00movdx,ioportaoutdx,almoval,4;选择数码管，高位movdx,ioportboutdx,almoval,byteptr[di];LED显示数字movdx,ioportaoutdx,almovcx,3000delay3:loopdelay3popdxretdispendp《微机实验及课程设计》报告9四.方案实现与测试（或调试）1、用调试工具对每个子程序模块进行单步断点测试，观察各寄存器，标志寄存器的状态是否正确，重点关注跳转指令处是否跳转正确。2、整个程序连接起来，系统调试，对照流程图，确定各子程序的相互调用正确，条件转移正确，数码管的显示是否正确，是否能正常进入中断服务子程序和返回中断程序。一切正常后，对系统的功能逐一验证，检测每一项功能是否能正确执行。硬件实物图：连接运行结果：（1）输入空闲车位初值66；《微机实验及课程设计》报告10（2）.数码管显示空闲车位数66《微机实验及课程设计》报告11（3）K7为1，车辆到来PC上显示有车想从A门进入，此时有车位，车从A门进入箭头显示车进入（4）K6为1，信号无效，1s后放下栏杆车进入后数码管显示空闲车位65《微机实验及课程设计》报告12车进入后PC显示空闲车位65无车需进入时显示禁止图案（5）B口出车情况类似箭头显示车出《微机实验及课程设计》报告13车出后数码管显示空闲车位67车出后PC显示空闲车位67考虑极端情况：《微机实验及课程设计》报告14（6）输入空闲车位初值01数码管显示空闲车位数01K7上拨为1，车辆到来PC上显示有车想从A门进入，有车位，车从A门进入车进入后数码管显示空闲车位为00K7再次为1，车辆到来PC上显示有车想从A门进入，无车位，提示无车位《微机实验及课程设计》报告15（7）输入空闲车位初值99数码管显示空闲车位数PC显示空闲车位为99，提示停车场内没有车《微机实验及课程设计》报告16四．提高与创新研究1）8×8点阵显示进出箭头；已实现，见以上过程图中。2）对于拓展功能2，我没能有一个较好的实现思路。3）对于拓展功能3，将两个出入口改为四个出入口，其他要求不变，因此只需在程序中添加四出入口的控制转移程序（安排原理和双口差不多）和对应的进出控制程序（这个可以复制双出口程序的代码，只需稍加改动即可）。这里只需要注意一点，那就是C口8位需要全部用来作为输入，输入8个拨码开关的信号，因此8255的控制字要做对应的改变。这里可以改用B口的高四位作栅栏的控制信号。但此次实验中未实现。《微机实验及课程设计》报告17五．分析与总结该系统已经能够基本完成所需求的功能，且运行稳定，因此具有一定的价值。当然，程序中仍然有待改进的地方。不过综合最后运行结果来看，还是算不错的完成了该有的功能，包括用8253精确定时，而不是用软件延时；进出点阵箭头的显示等。参考书目：东南大学《微机系统与接口》课程组，微机实验及课程设计教程（试用版2.0），东南大学初出版社，南京，2009年2月附录：datasegmentioportequ0b800h-280h;tpc卡中设备的io地址io8253aequioport+280h;计数器通道0地址io8253bequioport+281h;计数器通道1地址io8253cequioport+282h;计数器通道2地址io8253dequioport+283h;8253控制寄存器地址io8255aequioport+288h;8255A口地址io8255bequioport+28bh;8255控制寄存器端口地址io8255cequioport+28ah;825