微机课程设计

设计任务书一、综合实验的目的综合实验的目的是让学生把理论学习和实验教学阶段所掌握的知识通过一个设计实例，经历一次理论和实践结合、软件和硬件结合的综合训练，也是一次工程实践能力的检验。这次综合实验大家应当把它作为毕业设计的预演。二、综合实验的要求综合实验既是综合能力的锻炼，也是协作精神和科学诚信品质的锻炼。如果做相同的题目，要保证各自的独立性，实现方法的多样性。微机原理是一门硬件技术为主、软硬件结合的课程，因此要求，所有的选题都要描述清楚硬件设计的原理和软件设计的逻辑思路。在功能设计上尽量完善、贴近实用、有人机交互〔人机交互可使用开关、可变电阻、键盘等实现〕。根据提供的相关文件和设计标准，学习设计报告撰写的各个环节，并在综合实验中认真实践。要珍惜这次综合实验，这是一次总结复习、知识拓展、能力锻炼的大好时机。课题完成后要有一分标准的设计报告。三、综合实验时间安排综合实验的时间为2个完整的教学周。四、综合实验报告要求为锻炼学生的论文写作能力，为今后的毕业设计〔毕业论文〕做准备，对设计报告的完成尝试做较高的要求。一篇完整的设计报告通常由题名、摘要、目录、引言、正文、结束语、参考文献、附录等局部组成。摘要本次设计的题目是简单电子钟程序设计，用到了定时芯片8253，编程并行芯片8255。能进行时分秒、星期的显示、设置和转换。电子时钟主要由显示模块、对时模块和时钟运算模块三大局部组成。其中对时模块和时钟运算模块要对时、分、秒的数值进行操作。

关键词：电子钟

七段数码显示管

延时

计数

定时

中断

AbstractThe

topic

of

this

design

is

a

simple

electronic

clock

program

design,

use

the

timing

chip

8253,

programming

parallel

8255

chip.

Split

second,

when

to

display,

set

and

transformation

of

the

week.

Electronic

clock

is

mainly

composed

of

display

module,

the

module

for

fashion

and

clock

operation

module

of

three

most.

One

pair

module

and

clock

operation

moduleto

pair

numerical

manipulation,

minutes

and

seconds.

Keywords:

Electronic

clock

seven

segment

digital

tube

time

delay

count

timing

interrupt目录设计任务书 1摘要 1Abstract 1Keywords: 1目录 2前言 3内容 3一、 设计要求 3二、 设计步骤 3三、 软件环境及调试过程 3四、 设计原理 3五、 软件流程及程序设计 4六、 系统调试 4七、 仿真结果与分析 4设计总结 5参考文献： 5附录： 5前言《微机原理》是一门专业根底课程，它的主要内容包括微型计算机体系结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言设计以及微型计算机各个组成局部介绍等内容。要求考生对微机原理中的根本概念有较深入的了解，能够系统地掌握微型计算机的结构、8086微处理器和指令系统、汇编语言程序设计方法、微机系统的接口电路设计及编程方法等，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。电子钟表在日常生活中时钟随处可见，它是一种对时间进行累计的工具，即计时。计时的本质就是计数。使用计数器对时钟脉冲进行计数是时钟实现的根本原理。再用LED数码管显示出来，并设计出几个按键对时钟进行调整，这样，一个完整的时钟就设计完成。设计要求设计题目电子钟表和显示星期的设计2、设计目的〔1〕、培养学生综合运用所学知识的能力，提高学生解决实际问题的能力〔2〕、培养学生查阅资料，使用工程设计标准、手册及编写设计技术的能力〔3〕、培养学生初步掌握设计开发产品的能力，了解微机控制系统的一般设计方法。〔4〕、提高学生的计算机绘图能力。3、设计任务：〔1〕时间显示：时、分、秒〔2〕钟表时分秒参数的手动调整设置〔3〕选择传感器，并设计相应的信号处理电路；〔4〕实现星期显示功能；(5〕时分秒、星期交替显示〔2秒交替一次〕。4、设计要求〔1〕、选择适宜的设计方案，并进行理论阐述。〔2〕、编制相应的控制程序，要求有程序流程图，程序加注释。〔3〕、绘制实现电路原理图，所有图纸均用计算机绘制。5、扩充功能〔选做〕〔1〕防止极性接反，电压缺乏时，报警提示。〔2〕电子钟表可以作为秒表使用6、实验设备8253定时器：用于产生秒脉冲，其输出信号可作为中断请示信号送IRQ0。8259中断控制器：用于产生中断。8255并口：用做接口芯片，和按键和LED相连。LED：六个LED用于显示时：分：秒值和星期。按键：用于控制设置。设计步骤系统分五大模块，为主控模块〔8086〕，显示模块〔LED〕，按键模块，中断模块〔8259〕和定时模块〔8253〕分别实现不同的功能。主控模块〔8086〕是系统的核心模块，主要由软件实现。它的主要功能是调用其它模块对系统工作进行协调。按键模块是产生按键信息并送入主控模块的子功能模块。由软件和硬件实现，硬件上由按键和8255互连，将按键信息由8255送入主控模块。软件上使用行扫描法获得按键信息并送回主控模块。显示模块是将显示缓冲区的数值送到LED显示的功能模块，显示缓冲区是由六个字节构成，分别保存小时的高位和低位，分钟的高位和低位，秒钟的高位和低位。硬件上由六个LED构成，软件上由扫描显示的方法实现。定时模块为8253提供中断请求信号，由一片8253实现，选用定时器0，工作在方式3，使8253的OUT0端输出周期性的负脉冲信号，此信号接8259的IR6端，后CPU就会处理，使液晶显示器的时间发生变化。中断模块实现动态显示的，硬件为一片8259，由于中断请求信号为每秒一次，中断程序该为时间按秒增加，并显示，只要开中断，便可实现每秒显示时间增加一秒，从而到达动态显示的效果。软件环境及调试过程(1)ARES7ProfessionalProteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件〔该软件中国总代理为广州风标电子技术〕。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2023年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。(2)emu8086Emu即是Emulator的意思，即这是一款模拟某个东西工作的软件。说得通俗点就是〔假定是一台计算机〕，给一段代码给这个软件，它可以模拟真实的硬件工作并输出结果。Emu8086便是输入80X86汇编语言的并模拟其真实CPU工作的软件，不过这里的模拟并不是100%的和真实一模一样，比方遇到中止的机器码，模拟器不会中止退出，只会提醒输入代码程序halt。同样，由于是模拟的，那么模拟器中的内存大小、CPU频率等实际问题也是理想化的〔可以自己设定，毕竟环境是模拟的嘛〕，而不是实际的。现在的CPU都普遍从32bit向64bit升级，从CPU构架上来说是从X86构架向X64构架〔AMD64或者EMI64都是X64构架下的指令集〕。但在最根底的学习过程中，16bit的8086CPU依然是微机原理实模式和汇编语言讲解的实例。不止如此，在64位操作系统开始流行时〔编者认为这是计算机开展的进步〕，操作系统平台下的16bit软件〔比方Windows下的debug程序〕必须废弃不能使用了。在此，Emu8086显得非常有教育意义：及在一个64bit的环境中可以通过模拟器这个工具来制造一个独特的环境来学习汇编等。同样，Emu8086可以用来分析汇编代码在CPU执行中的每一个步骤。不同计算机环境，内存分配等实际问题是不一样的，假设Emu8086就是一个基于80x86的计算机系统，但这个系统提供了一些功能，比方自己设定CPU的速度〔即指令执行周期〕，单步执行——而不是真实机器的除非你代码规定了，不然就从头执行到位的过程。总而言之，由于它是一个模拟器，所以它提供了一个模拟的环境，可以使用汇编语言，并提供了一系列的功能可以了解CPU的实际工作。出现的问题开始运行时，因为我的电脑是WIN10系统对软件的兼容性并不是太好，所以不可以使用ARES7Professional上的注册机，我只能使用试用版。后来，再将程序载入cpu时我发现，原来ARES7Professional中安装在C盘的一个文件不可以翻开。我通过互联网对这个问题进行了研究，发现win10系统对盗版软件有一定的访问限制，所以我通过软件上的错误提示顺利找到了这个文件的所在位置，试图更改文件权限。可是我在更改时发现，这个文件的权限分为很多种，winxp系统版权限就有两种，而且更改后不能立即运行，需要重启电脑，这花费的时间就比拟多了。于是我参考使用win8系统电脑的同学将权限设置成win7系统，重启之后问题就解决了。设计原理LED显示时间显示：第5和第6数码管显示秒的高位与低位，60秒清零。第3和第4数码管显示分钟的高位和低位，60分钟清零。第1和第2号数码管显示小时的高位和低位，24小时清零。星期显示：第6数码管显示星期。星期一到星期天分别对应1~7,8天清零。每两秒时间显示与星期显示交替显示。键位输入时间输入：点击开关1一次，进入时间与星期输入。点击开关1两次进入秒钟输入，点击开关2进入秒钟更改，60清零。点击开关1三次进入分钟输入，点击开关2进入分钟更改，60清零。点击开关与1四次进入小时输入，点击开关2进入小时更改，24清零。星期输入：点击开关1五次，进入星期输入，点击开关2，更改星期，8天清零。点击开关1六次，进入时间与星期显示软件流程及程序设计系统框图外接调整按键模块按键读入图1系统框图二、系统框图1、中断处理程序流程框图开始时个位清零，时十位加一时个位小于４时十位小于2分十位清零，时个位加一分十位小于6分个位清零，分十位加一分个位小于9秒十位清零，分个位加一秒十位小于6秒个位清零，秒十位加一ＮＮＮＮＮＮＮＹＹＹＹ开始时个位清零，时十位加一时个位小于４时十位小于2分十位清零，时个位加一分十位小于6分个位清零，分十位加一分个位小于9秒十位清零，分个位加一秒十位小于6秒个位清零，秒十位加一ＮＮＮＮＮＮＮＹＹＹＹ开中断开中断秒个位加1秒个位小于9秒个位加1秒个位小于9ＹＹＹ时个位小于9时个位小于9时个位清零，时十位清零，星期位加1时个位清零，时十位清零，星期位加1星期位小7于77星期位小7于77Ｎ发中断结束命令，中断返回星期位加1发中断结束命令，中断返回星期位加1 图2中断处理程序流程框图主程序流程框图A键是否按下显示：自动计时系统初始化开始A键是否按下显示：自动计时系统初始化开始NY进入时间设置状态进入时间设置状态A键是否按下 Y NA键是否按下图3主程序流程框图系统调试将编写好的源程序输入，编译后出现很多问题，经过反复修改后程序终于运行通过。刚开始数码管显示的数字并不与理论计算值相符合，经过反复分析源程序发现问题出现在内存单元里时位和分位在转化为十进制时出错，更改内存地址后正确。一开始数字闪动，后请教同学，原因出现在显示子程序里，缺少延时程序。编写延时子程序，并在显示子程序调用它；后编译源程序，装入生成的可执行文件，并运行。数码管显示时间与理论值相符，并能准确计时。仿真结果与分析经过调试，仿真结果与实际相符，并能良好运行设计总结回忆起此综合实验，感慨颇多，过程还是蛮煎熬的，前一个星期还忙着复习准备微机原理的期末考试，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以稳固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过本次《微型计算机原理与接口技术》综合实验，我根本熟悉和掌握了微机系统的软件、硬件的设计方法、设计步骤，是一次微机开发应用方面的初步训练，通过本次课程设计我较好掌握了微机系统与接口扩展电路的设计方法，学习了用8086汇编语言编写程序。做完综合实验我对所学的理论知识有了更加深刻的了解和掌握，懂得了理论联系实践的重要性，增进了信息收集能力。让我懂得了要更加注重知识了理解与应用，这样才能不断的提高自己。此次实验也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。在综合实验过程中，我深刻地体会到：《微型计算机原理原理与接口技术》这门课程对于我们的要求不仅限于对书本知识的理解，更重要的是对书本知识的运用。除此之外，我们应该在学习过程中充分发挥自己的想象力和创新意识，将对书本知识的理解与我们的创新意识相结合，设计出实用且功能良好的实物。通过本次课程设计，也提高了我们的编程能力、协作能力和创新能力，为以后的学习打下了良好的根底最后感谢胡欣老师的指导与帮助!参考文献1.冯博琴,吴宁主编.微型计算机原理与接口技术〔第3版〕清华大学出版社2.孙德文.微型计算机技术.高等教育出版社3.侯伯亨,李博成.微机原理与借口技术.西安电子科技大学出版社附录1电路图附录2程序.MODELSMALL.8086.STACK============赋初始值==================DSEGSEGMENTSECONDDB00;秒MINUTEDB58;分钟O_CLOCKDB10;时DAYDB5;星期SECOND_LDB1FH;秒的低位位选SECOND_HDB2FH;高位MINUTE_LDB37H;分的位选MINUTE_HDB3BH;O_CLOCK_LDB3DH;时的位选O_CLOCK_HDB3EH;_DAYDB37H;礼拜的位选CLEAR_1DB0FFH;位清零CLEAR_2DB00H;段清零ADDRESS_ADW0200H;A口地址位选ADDRESS_BDW0202H;B口地址段选ADDRESS_CDW0204H;C口地址按钮输入ADDRESS_CONTROLDW0206H;控制地址CRT0_COUNTDW1000;计数器0的初始值TIME_COUNTDB00;记录中断的次数每中断次数达4，置零，用于判断两秒时间LED_CODEDB3FH,06H,5BH,4FH,66HDB6DH,7DH,07H,7FH,6FH;0到9显示段选数据MOVDX,1E06H;8255控制字MOVAL,81HOUTDX,ALMOVDX,1C06H;8253控制字MOVAL,76H;0OUTDX,ALMOVDX,1C02HMOVAX,1000OUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,ALMODELL_Z0DB0FEH;模式选择字O_CLOCK_SET_Z1DB0FDH;时钟设置字MINUTE_SET_Z2DB0FBH;分钟设置字SECOND_SET_Z3DB0F7H;秒设置字DAY_SET_Z4DB0EFH;天设置字NUM_BUTTONDB0;屏蔽字DSEGENDS====================代码段========================.CODEASSUMEDS:DSEGSTART:MOVAX,DSEGMOVDS,AXXORAX,AXMOVES,AXMOVSI,0008HMOVAX,OFFSETWORDPTRINTERRUPT;取中断效劳程序的IP地址MOVES:[SI],AX;MOVAX,CS;取中断效劳程序的段地址INCSIINCSIMOVES:[SI],AX;将中断效劳程序的段地址及ip放在中断类型码2的位置CALLININT8255CALLININT8253CYCLE:CALLSETJMPCYCLE============按键检测设置程序========================SETFARPROCPUSHFPUSHAXPUSHDXPUSHBXMOVDX,ADDRESS_CINAL,DXXORAL,0FFHTESTAL,1JZH0CALLDELAY10MS;延时按键去除抖动INAL,DXXORAL,0FFHTESTAL,1JZH0H7:INAL,DXTESTAL,1JZH7MOVAL,NUM_BUTTONINCALMOVNUM_BUTTON,ALH0:MOVAL,NUM_BUTTONCMPAL,0JNZH1CALLDISPLAYH1:MOVAL,NUM_BUTTONCMPAL,1JNZH2CALLSECOND_SETH2:MOVAL,NUM_BUTTONCMPAL,2JNZH3CALLMINUTE_SETH3:MOVAL,NUM_BUTTONCMPAL,3JNZH4CALLO_CLOCK_SETH4:MOVAL,NUM_BUTTONCMPAL,4JNZH5CALLDAY_SETH5:MOVAL,NUM_BUTTONCMPAL,5JNZH6MOVAL,0MOVNUM_BUTTON,ALH6:POPBXPOPDXPOPAXPOPFRETSETENDP====================秒设置子程序========================SECOND_SETFARPROCPUSHFPUSHAXPUSHDXMOVAL,1MOVTIME_COUNT,ALMOVDX,ADDRESS_CINAL,DXXORAL,0FFHTESTAL,2JZSECOND_ENDCALLDELAY10MSINAX,DXXORAL,0FFHTESTAL,2JZSECOND_ENDSECOND1:INAL,DXTESTAL,2JZSECOND1MOVAL,SECONDINCALMOVSECOND,ALCMPAL,60JBSECOND_ENDMOVAL,0MOVSECOND,ALSECOND_END:CALLDISPLAYPOPDXPOPAXPOPFRETSECOND_SETENDP=================分钟设置子程序================MINUTE_SETFARPROCPUSHFPUSHAXPUSHDXMOVAL,1MOVTIME_COUNT,ALMOVDX,ADDRESS_C;INAL,DXXORAL,0FFHTESTAL,2JZMINUTE_ENDCALLDELAY10MSINAL,DXXORAL,0FFHTESTAL,2JZMINUTE_ENDMINUTE1:INAL,DXTESTAL,2JZMINUTE1MOVAL,MINUTEINCALMOVMINUTE,ALCMPAL,60JBMINUTE_ENDMOVAL,0MOVMINUTE,ALMINUTE_END:CALLDISPLAYPOPDXPOPAXPOPFRETMINUTE_SETENDP====================小时设置子程序========================O_CLOCK_SETFARPROCPUSHFPUSHAXPUSHDXMOVAL,1MOVTIME_COUNT,ALMOVDX,ADDRESS_CINAL,DXXORAL,0FFHTESTAL,2JZO_CLOCK_ENDCALLDELAY10MSINAX,DXXORAL,0FFHTESTAL,2JZO_CLOCK_ENDO_CLOCK1:INAL,DXTESTAL,2JZO_CLOCK1MOVAL,O_CLOCKINCALMOVO_CLOCK,ALCMPAL,24JBO_CLOCK_ENDMOVAL,0MOVO_CLOCK,ALO_CLOCK_END:CALLDISPLAYPOPDXPOPAXPOPFRETO_CLOCK_SETENDP====================星期设置子程序================DAY_SETFARPROCPUSHFPUSHAXPUSHDXMOVAL,3MOVTIME_COUNT,ALMOVDX,ADDRESS_CINAL,DXXORAL,0FFHTESTAL,2JZDAY_ENDCALLDELAY10MSINAX,DXXORAL,0FFHTESTAL,2JZDAY_ENDDAY1:INAL,DXTESTAL,2JZDAY1MOVAL,DAYINCALMOVDAY,ALCMPAL,8JBDAY_ENDMOVAL,1MOVDAY,ALDAY_END:CALLDISPLAYPOPDXPOPAXPOPFRETDAY_SETENDP===============显示子程序===============DISPLAYFARPROCPUSHFPUSHAXK0:MOVAL,TIME_COUNTCMPAL,4JCK1MOVBYTEPTRTIME_COUNT,0K1:MOVAL,TIME_COUNTCMPAL,2JCK2CALLDISPLAY_DAYJMPK3K2:CALLDISPLAY_TIMEK3:POPAXPOPFRETDISPLAYENDP====================星期显示子程序========================DISPLAY_DAYFARPROCPUSHFPUSHDXPUSHAXMOVDX,ADDRESS_A;位清零MOVAL,CLEAR_1OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_B;段清零MOVAL,CLEAR_2OUTDX,AL;XORBX,BX;星期显示MOVBL,DAYMOVAL,LED_CODE+[BX]OUTDX,ALMOVAL,_DAYMOVDX,ADDRESS_AOUTDX,ALPOPAXPOPDXPOPFRETDISPLAY_DAYENDP====================时分秒显示子程序========================DISPLAY_TIMEFARPROCPUSHFPUSHBXPUSHAXPUSHDXMOVDX,ADDRESS_A;位清零MOVAL,CLEAR_1OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_B;段清零MOVAL,CLEAR_2OUTDX,AL;XORAX,AXMOVAL,SECOND;秒显示MOVBL,10DIVBLXORBX,BXMOVBL,ALMOVAL,LED_CODE+[BX];高位OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_AMOVAL,SECOND_HOUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_A;清零MOVAL,CLEAR_1OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_BMOVAL,CLEAR_2OUTDX,AL;MOVBL,AHMOVAL,LED_CODE+[BX];低位OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_AMOVAL,SECOND_LOUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_A;清零MOVAL,CLEAR_1OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_BMOVAL,CLEAR_2OUTDX,AL;XORAX,AX;分钟显示MOVAL,MINUTEMOVBL,10DIVBLXORBX,BXMOVBL,ALMOVAL,LED_CODE+[BX];高位OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_AMOVAL,MINUTE_HOUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_A;清零MOVAL,CLEAR_1OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_BMOVAL,CLEAR_2OUTDX,AL;MOVBL,AHMOVAL,LED_CODE+[BX];低位OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_AMOVAL,MINUTE_LOUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_A;清零MOVAL,CLEAR_1OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_BMOVAL,CLEAR_2OUTDX,AL;XORAX,AX;时钟显示MOVAL,O_CLOCKMOVBL,10DIVBLXORBX,BXMOVBL,ALMOVAL,LED_CODE+[BX];高位OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_AMOVAL,O_CLOCK_HOUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_A;清零MOVAL,CLEAR_1OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_BMOVAL,CLEAR_2OUTDX,AL;MOVBL,AHMOVAL,LED_CODE+[BX];低位OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_AMOVAL,O_CLOCK_LOUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_A;清零MOVAL,CLEAR_1OUTDX,ALMOVDX,ADDRESS_BMOVAL,CLEAR_2OUTDX,AL;POPDXPOPAXPOPBXPOPFRETDISPLAY_TIMEENDP=========================初始化8255===================ININT8255FARPROCPUSHDXPUSHAXPUSHFMOVDX,1E06H;8255控制存放器端口地址送DXMOVAL,81HOUTDX,AL;方式控制字送控制存放器POPFPOPAXPOP