接口課程設計實驗報告 宿舍安全系統(tǒng)設計報告 一 .實驗目的及要求 目的：結合一個實際的接口技術問題在實驗臺上編程模擬實現(xiàn)。 要求： 結合實際應用，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)送入到下位機或將下位機輸出的數(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的 8 位相連，編碼開關的狀態(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的狀態(tài)， PC6 則和喇叭相連，由 PC6 輸出方波控制喇叭發(fā)聲。 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 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。 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 總線 總線 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，以及開關 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，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 交替置位和復位產生方波，使之發(fā)聲的。 開始 按鍵？ 結束 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 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 開始 按鍵？ 結束 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 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，特別是撥碼開關的地方，通過撥碼開關可以設置 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。