可任意停止启动的电子时钟

1、word 文档可编辑目录一、课程设计要求 2二、课程设计目的 2三、设计思想 2四、所用芯片及其工作原理介绍 31. 8086 32. 8253 33. 8255A 34. 8259A 45. LED 5五、程序流程图 6六、原理图 7七、心得体会 8八、致谢 8九、参考文献 8十、 附录 9课程设计要求6位LED数码显示，计时单位为1/100秒。利用功能键进行启/停控制。其功能为：上 电后计时器清 0，当第一次（或奇数次）按下启 /停键时开始计数。第 2次（或偶数次）按 下该键时停止计时，再一次按启 /停键时清零后重新开始计时。课程设计目的“微机原理与接口技术” 是一门实践性很强的技术基础课

2、程。 微机原理及应用课程设计 是一项实践性很强的实训环节，运用所学的汇编语言及 8086 微处理芯片设计一个电子秒 表，通过实现它的的一些基本功能，能够熟练运用汇编语言的一些基本指令，通过实践能 够加深对汇编语言的理解和对 8086微处理器、253可编程定时器、8259A可编程中断控制 器、 8255A 可编程并行 I/O 接口芯片的基本功能的认识。在设计过程中，提高学生的实践 编程能力和硬件设计能力，增加编程的信心。也可以进一步巩固和融会贯通所学的汇编语 言，并且可以培养学生查找资料的能力和培养自己分析问题解决问题的能力，微机原理及 应用课程设计的过程所体现的是一种工程设计的思维方法，要学会

3、在生活实践中运用这种 思维。三、 设计思想电子秒表要实现的功能：用按键中断来控制整个程序，按一下KEY1启动电子秒表，再按一下暂停，按一下KEY2键清零，用六个七段数码管显示时间。整个程序涉及到 8255、8253和8259三个芯片。给8253的CLK0提供一个频率为10KHZ的时钟信号，8253 的OUT0连接8259的IRQ7, 8253的GATE2连接正5伏电压，采用计数器 0每隔0.01秒 产生一次中断并且计数，写入以偏移地址4000H开始的6个内存单元，然后利用8255将 内存单元的数据输出到七段数码管。 由于按键中断优先于 8259的 7号中断，所以程序只 有在按一下KEY1才启动

4、电子秒表，再按一下暂停，按一下 KEY2键清零，如果超出了 60 分，整个程序自动重新开始。四、所用芯片及其工作原理介绍1. 80868086CPU是16位微处理器，工作电源为单一 5V,它的 外部数据总线为16位，地址线为20根，故寻址的地址空 间为1MB 8086具有一个功能相对完善的指令系统， 能对 各种类型的数据进行处理。它可以在两种不同的模式下工 作，即最大工作模式和最小工作模式。所谓最小模式，就 是微型计算机系统中只有8086或8088 一个微处理器，在 这个系统，所有的总线控制信号直接由CPU提供。最大模 式就是微型计算机系统中包含有两个或多个微处理器，其 中一个主处理器是808

5、6或8088微处理器，其他处理器称 为协处理器，它们协助主处理器工作。2. 8253可编程定时器/计数器。有多种工作方式，此设 计中选用方式2。首先用输出指令向控制寄存器写入 一个控制字，用输出指令向选中的计数器端口地址 写入一个计数初值，然后，定时/计数器按控制字要求计数。计数从“计数初始值”开始，每当CLK信号出现一次，计数值减1,当计数值减为0时，从 OUT端输出一个低电平（具体形式与工作模式有关）。 当CLK信号出现时，计数值是否减1 （即是否计数）， 受到“门控信号” GATE勺影响，一般，仅当GATEt 效时，才减1门控信号GATE如何影响计数操作，以 及输出端OUT在各种情况下输

6、出的信号形式与定时/ 计数器的工作模式有关。3. 8255A12231：24262731Xl17UJJI22 15ii-RD的(1-LOCTMtADIADMQSI1NAADlSXMilOADADE1 R8086 aRQ-cmAJDIOAIDIUADllNM1ADIJINTRADI4TESTREADYAl 1/85L CLKRESETEHES-IX)1)1KD3IMD5诙 8253D7CSRI)舶A11J1113128丁4J搠JU17邛微机系统的信息交换有两种方式：并行通信接口方式和串行通信接口方式。接口电路 在CPU和I/O设备之间起着信号的变换和传输的作用。8255A可为86系列CPU与外部

7、设备 之间提供并行输入/输出的通道。由于它是可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方 式，因此，用8255A连接外部设备时，通常不用再附加外部电路，使用教方便。并行接口是在多根数据线上，以数据字节/字与I/O设备交换信息。在输入过程中，输入设备把数据送给接口，并且使状态线“输入准备好”有效。接口把数据存放在“输入缓冲寄存器”中，同时使“输入 回答”线有效，作为对外设的响应。外设在收到这个 回答信号后，就撤消数据和“输入准备好”信号。数 据到达接口中后，接口会在“状态寄存器”中设置输 入准备好标志，或者向CPU发一个中断请求。CPU可 用查询方式或中断方式从接口中读取数据。接口中的 数据被读取后

8、，接口会自动清除状态寄存器中的标 志，且撤消对CPU的中断请求。在输出过程中，每当输出寄存器可以接收数据，接口就会将状态寄存器中“输出准备好”状态置1或向CPU发一个中断请求，CPU可用查询或中断方式 向接口输出数据。当CPU俞出的数据到达接口后，接 口会清除“输出准备好”状态，把数据送往外设，并 向外设发一个“数据输出准备好”信号。外设受到驱 动后，便接收数据，并向接口电路发一个“输出回答”RD WRAOA RTSETCS8255A神剤山詔曲郃宓抑闻血站別电瞒朋也也心口口；la ppppprpp FrprFPIr r 0 r r ? r p信号，接口收到该回答信号后，又将状态寄存器中“输出准

9、备好”置位，以便CPU俞出下一个数据。4. 8259A1. IR 线上提出了中断请求的中断源，即出现请求，IRR中断请求寄存器（共有8位D7DO）对应于连接 在IR0IR7线上的外设的中断请求，哪一根输入线有 请求，哪一根输入线就置1。2. 若OCW1IMR中断屏蔽寄存器）未使该中断请求屏 蔽（对应位为0时不屏蔽），该请求被送入PR （优先 权分析器）比较。否则，不送入 PR比较。3. PR把新进入的请求与ISR （服务中寄存器）中正在 被处理的中断进行比较。如果新进入的请求优先级较 低,则8259不向CPUS出请求。如果新进入的请求优 先级较高，则8259使INT引脚输出高电平，向CPUS

10、出请求。4. 如果CPU内部的标志寄存器中的IF （中断允许标 志）为0, CPU不响应该请求。若IF=1，CPU在执行完uio3SPNINTA8259AD 1 2 3 斗 5 6 7 IRTRIRIRIR1R1RIRCASOCAS1 f?AS2当前指令后，从CPU的INTA引脚上向8259发出两个负脉冲5.第一个INTA负脉冲到达8259时，8259完成以下三项工作:a. 使IRR （中断请求寄存器）的锁存功能失效。这样一来，在IR7IR0上的请求信号就不会被8259接收。直到第二个INTA负脉冲到达8259时，才又使IRR的锁存功能有效。b. 使ISR （服务中寄存器）中的相应位置 1。c

11、.使IRR中的相应位清0。6.第二个INTA负脉冲到达8259时，8259完成以下工作：a. 将中断类型码（ICW2中的值）送到数据总线上，CPU将其保存在“内部暂存器”中。b. 如果ICW4 （它设定级中断联方式之特定完全嵌套方式，将在8259的工作方式中详述ICW4中设置了中断自动结束方式，则将ISR的相应位清0。5. LEDLED为发光二极管构成的显示器件，亦称数码管。由7个字符段和一个小数点段组成,Dh1a hpvDPY_7-SEG_DP段对应一个发光二极管，当发光二极管点亮时，相应的 字符段点亮。LED有共阴极和共阳极两种供应状态。共 阴极显示时，将LED显示的CO瞅地，将八个字符段

12、端 a、b、c、d、e、f、g、dp 依次与一个 8 位 I/O 口的最 低到最高位连接，当I/O给LED的哪个字符段送入一个 高电平时，该段就被点亮，从而可从这 7个字符段中被 点亮的构成相应的字符显示出来。同理，COM阳极即将 COM端接Vcc,其显示原理与COM阴极的基本相同，但 I/O 口送入低电平是相应的段才被点亮。五、程序流程图KEY1 被按下奇数次六、原理图.卅呷R! H|R M P? ：乂冃嵩 HlUHBfcpEi 55B3QBSSBBXSIMO- UJ-SOElss iqzlbrHaaafleEHn o-i n MWassME醍N习3EM 3- E3 -H*9E 33HJU

13、Ezmi 3Km存 - MgpsHI KTno3TTUIrLl0t?w5DMi 1J厂-Gnu Ism Rbu13ruImu一-口 E 常3C JEPY “第 DFLF?49力12 tDPY ；-5K DP DPY 1-SK DfEPY 低 DP EPY 能爲 DP DPY YES DP七、心得体会八、致谢九、参考文献1 姚君遗汇编语言程序设计 ，南京大学出版社， 19952 黄道君微型计算机原理及应用 ，高等教育出版社， 20013 徐建民汇编语言程序设计 ，电子工业出版社， 20022002，20034 周明德微型计算机系统原理及应用 （第四版）， 北京：清华大学出版社，5 李芷主编微机原

14、理与接口技术 ，北京：电子工业大学出版社， 20026 钱晓捷汇编语言程序设计 ，电子工业出版社， 20037 黄冰，覃伟年，黄知超编著 微机原理及应用 ，重庆：重庆大学出版社，8 王成端汇编语言程序设计 ， 高等教育出版社， 20039 彭楚武 微机原理与接口技术 ，湖南大学出版社， 200410 许曰滨汇编语言程序设计 ，人民邮电出版社， 2005十、 附录主程序：PUSH DSMOV AX,0000HMOV DS,AX；保存数据段；数据段清零MOV AX,OFFSET IRQ7；取中断程序入口地址ADD AX,2000HMOV SI,003CMOV WSI,AXMOV AX,0000HM

15、OC SI,003EH MOV WSI,AXPOP DSIN AL,21HAND AL,7F HOUT 21H,AL;加装时IP= 2000地址；填 8259中断 7中断矢量;填偏移量矢量;段地址CS= 0000H;填段地址矢量;弹栈;读 8259 中断屏蔽字;开 8259中断 7MOV AL,39H;8253的计数器0为方式2,米用BCD码计数，先写低8位， 后写高 8位。方式控制字为 00110101OUT 43H,ALMOV AL,00HOUT 42H ，ALMOV AL,10HOUT 42H ，AL; 写入方式控制字到控制字寄存器;计数初值低 8 位 ;写入计数初值低 8位到通道 0;

16、计数初值高 8 位;写入计数初值高 8位到通道 0MOV AL,81H；8255的A 口位方式0输出，B 口为方式0输出，C 口下部输入 1000 0001OUT 63H,ALCALL FIRSTBEGI: HLTSTIMOV AH,01HINT 16H;写方式控制字;调用 first 子程序，赋计数初值 ; 延时等待;开中断;检测是否按了键JZ BEJIMOV AH,00HINT 16HCMP AL,0DHJNZ A1MOV SI,4000HNOT SI+04HJMP BEGIA1:CMP AL,1BHJNZ A2CALL FIRST A2: JMP BEGI中断程序：IRQ7：CAKK D

17、ISMOV SI 4000HCMP SI+04H,00HJE A4CALL ADDNA4:MOV AL,20HOUT 20H,ALCLIIRET；读键值；是否按了 KEY2；偏移地址为 4004H 的内存单元内容取 反；是否按了 KEY1 键；重新赋初值，相当于清零；调用 DISP 子程序，用来在数码管显示数据；判断是否按了第 2 次回车键；调用 ADDN 子程序，用来计数；关中断；返回ADDN 程序：ADDN:MOV SI,4000HADD SI+05H,01HCMP SI+05H,0AHJZ A5JMP A11A5:MOV SI+05H,00HADD SI+04H,01HCMP SI+04

18、H,0AHJZ A6JMP A11A6:MOV SI+04H,00HADD SI+03H,01HCMP SI+03H,0AHJZ A7JMP A11 A7:MOV SI+03H,00HADD SI,01H；百分之一秒加 1；判断是否大于 10；十分之一秒加 1；判断是否大于 10；秒位加 1；判断是否大于 10；十秒位加 1A8:MOV SI+02H,00HADD SI+01H,01HCMP SI+01H,0AHJZ A7JMP A9A9:MOV SI+01H,00HADD SI,01HCMP SI,06HJZ A8JMP A9 A10:MOV SI,00 A11: RET；分位加 1；判断是否大于 10；十分位加 1；判断是否大于 6；大于 60： 00 重新开始赋初值程序：FIRST:MOV