實訓報告書
實訓名稱： 微機原理及應用
系 （部資訊工程系
專業班級： 網路工程11-1班
指導教師： 張清菊許晉京
完成日期2013/12/13
山東科技大學泰山科技學院
目錄一、 實訓要求2
1.1設計基本要求2
1.2進一步設計要求2
二、實訓內容2
1、電梯工作方式2
2、進一步設計要求2
三、系統方案設計3
四、系統硬體設計3
五、系統軟體設計4
六、模組具體設計4
6.1鍵盤掃瞄程式4
6.2 led顯示程式7
6.3電梯排程演算法11
七、電梯排程系統流程圖12
八、電梯排程程式**13
九、參考文獻25
模擬電梯
一、 實訓要求
1、設計基本要求
用鍵盤、按鈕、發光二極體和 led顯示單元來模擬電梯工作過程。樓層設為 8層，用鍵盤鍵入希望停的樓層， 8 個發光二極體顯示希望停的樓層，led指示電梯當前所在樓層，按鈕用來啟、停電梯。電梯正常執行時以每 2 秒１層的速度上公升或下降。
2、進一步設計要求
除執行按鈕外，再設計幾個按鈕，模擬更多的電梯執行功能，如：
（1）直達按鈕。若按此按鈕，電梯按直達方式執行，即對執行期間新鍵入的停靠樓層（即使是同方向未到樓層）亦不停，直達終點樓層；
（2）急停按鈕。電梯執行中，若按此按鈕，則電梯立即停在下一到達的樓層；
（3）斷電待修按鈕。按下該鈕電梯不能工作，再按一下才能重新工作；
（4）其它功能按鈕（由設計者自由發揮）。
二、實訓內容
1電梯工作按以下方式執行：
（1）設當前電梯停在某層（八段碼顯示相應樓層，8個led全滅）。鍵入1～8數字鍵，如鍵入的數字與當前電梯停層同，則什麼亦不動作，若不同則相應樓層的led亮；如再按執行鍵，則電梯自動判別上公升或下降（在執行過程中八段碼顯示樓層變化）一直到達希望停的樓層（八段碼顯示該樓層，相應led滅）。
（2）設當前電梯正在上公升或下降執行（此時八段碼顯示樓層變化，led指示希望抵達的樓層），若鍵入新的希望停的樓層數字（相應的led亮），則對同方向（上公升或下降）未到的樓層能停，對其它情況則先停原希望停的樓層，然後按執行鍵後繼續執行）。如下幾例：
① 設電梯當前在2層，向上執行，led指示希望在6層停，此時若鍵入4，則電梯將在4樓停，若再按執行鍵，則繼續執行至6層停；
② 同上情況，若鍵入的不是4而是8，則電梯將先停在6層，再按執行鍵，執行至8層停；
③ 同上情況，若鍵入的不是4（或8），而是1，則電梯先停在6層，再按執行鍵，執行至１層停。
2．進一步設計要求
除執行按鈕外，再設計幾個按鈕，模擬更多的電梯執行功能，如：
（1）直達按鈕。若按此按鈕，電梯按直達方式執行，即對執行期間新鍵入的停靠樓層（即使是同方向未到樓層）亦不停，直達終點樓層；
（2）急停按鈕。電梯執行中，若按此按鈕，則電梯立即停在下一到達的樓層；
（3）斷電待修按鈕。按下該鈕電梯不能工作，再按一下才能重新工作；
（4）其它功能按鈕（由設計者自由發揮）。
三、系統方案設計
本設計主要是利用微機應用實驗平台來模擬電梯的執行，用到了平台上的乙個非編碼鍵盤、led顯示器、八段數碼管等模組。
當電梯靜止狀態時，無論外部哪一層有請求，電梯都由靜止狀態轉入向上或向下執行的狀態，直到到達請求的樓層；當電梯處於向上執行的狀態時，此時高於該樓層向上的請求和內部請求級別最高，其次是所有樓層向下的請求，再次是低於該樓層向上的請求；當電梯處於向下執行的狀態時則情況相反。
由於中斷級別在隨著電梯所處樓層的不同而變化，而且中斷源比較多。所以用每乙個中斷源直接和中斷控制器相連，需要用到多個8259a級聯，很不方便。為解決這個問題，首先定義三個單位元組變數req_u、req_d和req_in分別儲存電梯每一層向上、向下和內部的請求，每乙個變數用低8位，每一位代表一層。
例如，req_u為 00000110b，這代表在2層和3層有向上的請求。8253定時器每隔20ms產生一次中斷，中斷程式便去執行掃瞄鍵盤，當掃瞄到有電梯內部或者外部按鍵時，將請求儲存到變數中。每到乙個狀態時再檢查請求變數req_u、req_d和req_in的值，根據電梯的執行方向和變數中的請求，來決定電梯下一步的執行。
設電梯的當前樓層為floor（floor=1~8），執行方向為dir（dir=0，向上；dir=1，向下），在電梯執行的工程中，用數碼管輸出floor值顯示當前的樓層。led輸出req_in的值顯示電梯內已經請求的樓層。
四、系統硬體設計
由於採用了pc機資源和微機實驗平台，不需要其他的硬體電路。利用了微機平台上的8253定時/計數器、8255並行介面單元、8259可程式設計中斷控制器、led單元、非編碼鍵盤、數碼管顯示單元等等。
系統結構框圖，如圖1所示。
圖1 系統結構框圖
五、系統軟體設計
本設計的軟體設計的思路：通過軟體程式設計使8253輸出定時訊號申請中斷，在中斷服務程式中掃瞄鍵盤，如果有按鍵，修改相應的變數位，並輸出內部請求變數req_in到發光二極體顯示當前的內部請求樓層。在主程式中，查詢變數的值，根據電梯排程演算法執行電梯。
程式主要包括以下主要模組：鍵盤掃瞄程式、led顯示程式、電梯排程演算法。
六、模組具體設計
6.1鍵盤掃瞄程式
1、8255並行介面單元
利用8255可程式設計並行口做乙個掃瞄鍵盤實驗，把按鍵輸入的鍵碼，顯示在由8279控制的8段數碼管上。8255pa口做鍵盤輸入線，pb口作掃瞄線。
（1）8255實驗原理圖
圖2 8255實驗原理圖
（2）8255晶元：8255作為主機與外設的連線晶元，必須提供與主機相連的3個匯流排介面，即資料線、位址線、控制線介面。同時必須具有與外設連線的介面a、b、c口。
由於8255可程式設計,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內部結構分為3個部分：與cpu連線部分、與外設連線部分、控制部分。
①與cpu連線部分：根據定義，8255能並行傳送8位資料，所以其資料線為8根d0～d7。由於8255具有3個通道a、b、c，所以只要兩根位址線就能定址a、b、c口及控制暫存器，故位址線為兩根a0～a1。
此外cpu要對8255進行讀、寫與片選操作，所以控制線為片選、復位、讀、寫訊號。各訊號的引腳編號如下：資料匯流排db：
控制匯流排cb：片選訊號、復位訊號rst、寫訊號、讀訊號。當cpu要對8255進行讀、寫操作時，必須先向8255發片選訊號選中8255晶元，然後發讀訊號或寫訊號對8255進行讀或寫資料的操作。
②與外設介面部分：根據定義，8255有3個通道a、b、c與外設連線，每個通道又有8根線與外設連線，所以8255可以用24根線與外設連線，若進行開關量控制，則8255可同時控制24路開關。各通道的引腳編號如下：
a口：編號為pa0～pa7，用於8255向外設輸入輸出8位並行資料。 b口：
編號為pb0～pb7，用於8255向外設輸入輸出8位並行資料。c口：編號為pc0～pc7，用於8255向外設輸入輸出8位並行資料，當8255工作於應答i/o方式時，c口用於應答訊號的通訊。
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