微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)——電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、2010級(jí)微機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目：電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 班 級(jí)：電信10102班 分組名單： 2012-6-28 zyzl 目錄 第一章設(shè)計(jì)部分 1.1設(shè)計(jì)目的1 1.2設(shè)計(jì)要求1 1.3設(shè)計(jì)思路1 第二章實(shí)現(xiàn)部分 21、分析論證 2.1.1顯示模塊1 2.1.2時(shí)鐘運(yùn)算模塊1 2.1.3對(duì)時(shí)模塊2 22、原理說明2 23、設(shè)計(jì)電路圖2 2.3.18086最小工作方式2 23.2秒脈沖發(fā)生器3 23.3時(shí)、分調(diào)整電路3 23.4 .顯示電路4 24、元件功能說明 2.4.1.8253的主要功能4 2.4.2.D觸發(fā)器74IS273管腳排列圖及功能表介紹5 2.4.3單向總線驅(qū)動(dòng)器74IS

2、244功能介紹5 25、程序清單6 26、調(diào)試過程遇到問題及解決方法9 第三章電子時(shí)鐘使用說明 3.1電子時(shí)鐘按鍵說明 第四章學(xué)習(xí)心得 附錄 參考文獻(xiàn)9 第一章設(shè)計(jì)部分 1.1設(shè)計(jì)目的 學(xué)習(xí)掌握protues軟件功能及其使用方法 熟練掌握TND86/88教學(xué)系統(tǒng)的基本操作和調(diào)試程序的各種指令。 熟練掌握8086CPU的使用與編程調(diào)試程序的方法。 掌握8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理、工作方式及其應(yīng)用編程。 練習(xí)7SEG-MPX8-CA-RED數(shù)碼管的顯示編程方法。 12、設(shè)計(jì)要求 利用8253定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)具有時(shí)、分、秒顯示的電子時(shí)鐘，并定義一個(gè)啟動(dòng)鍵，當(dāng)按下該鍵 時(shí)時(shí)鐘從當(dāng)前設(shè)定值（可在顯示緩

3、沖區(qū)中予置）開始走時(shí)。 13.設(shè)計(jì)思路 電子時(shí)鐘主要山顯示模塊、對(duì)時(shí)模塊和時(shí)鐘運(yùn)算模塊三大部分組成。其中對(duì)時(shí)模塊和時(shí)鐘運(yùn)算模 塊要對(duì)時(shí)、分、秒的數(shù)值進(jìn)行操作，并且秒計(jì)算到60時(shí)，要自己清零并向分進(jìn)1；分計(jì)算到60 時(shí)，要自己清零并向時(shí)進(jìn)1：時(shí)計(jì)算到24時(shí)，要清零。這樣，才能循環(huán)記時(shí)。顯示時(shí)利用7段顯 示器顯示六位十進(jìn)制數(shù)據(jù)。前兩個(gè)顯示小時(shí)，中間兩個(gè)顯示分鐘，后兩個(gè)顯示秒。時(shí)鐘的運(yùn)算是 利用中斷來實(shí)現(xiàn)的，利用8253的模式三輸出一定頻率的方波作為觸發(fā)中斷的條件。8253A可編程 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的輸入時(shí)鐘為1 OOKHz,設(shè)定時(shí)川數(shù)器0的計(jì)數(shù)初值為100,工作在方式3,即方波 發(fā)生器,其輸出的lKH

4、z方波作定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的時(shí)鐘。定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的初值設(shè)為1000,工作在 方式2,即每隔Is輸出負(fù)脈沖，取反后用作不可屏蔽中斷的中斷申請(qǐng)信號(hào)，在中斷服務(wù)程序中計(jì) 算時(shí)間，并通過74Is273并行輸出到數(shù)碼管顯示。 第二章實(shí)現(xiàn)部分 21、分析論證 2.1.1顯不模塊 利用數(shù)碼管的顯示功能來設(shè)計(jì)。數(shù)碼管是山八個(gè)條形發(fā)光二極管組成的，這些發(fā)光二極管的 陰極是互相連接在一起的，所以稱為共陰極數(shù)碼管。通過在這八個(gè)發(fā)光二極管的陽極加+5 V或0 V的電壓使不同的二極管發(fā)光，形成不同的字符和數(shù)字。電子時(shí)鐘用到的是0到9十個(gè)數(shù)字，他 們所對(duì)應(yīng)的字符表依次是3FH、06H、5BH、4FH、66H、6DH、7DH、

5、07H、7FH、6FH。該模塊 顯示時(shí)先將保存在數(shù)據(jù)單元的當(dāng)前時(shí)間包括小時(shí)和分鐘讀取出來，把十六進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制 用四個(gè)字節(jié)分別存放小時(shí)和分鐘，并把這四個(gè)數(shù)值通過741S273端口輸出給數(shù)碼管顯示。 2.1.2.時(shí)鐘運(yùn)算模塊 該模塊的主要功能是對(duì)時(shí)、分、秒的運(yùn)算，并把運(yùn)算出的最終結(jié)果存到事先已經(jīng)開辟的內(nèi)存 單元里，以便顯示模塊即時(shí)地顯示出來。該模塊可以細(xì)分為秒定時(shí)模塊和運(yùn)算模塊。秒定時(shí)模塊 負(fù)責(zé)提供中斷信號(hào)，山于CPU運(yùn)算模塊中的指令消耗一定的時(shí)間，所以中斷信號(hào)最好通過硬件來 實(shí)現(xiàn)，選擇的是8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器，但乂因?yàn)?253所能提供的信號(hào)的周期時(shí)亳秒級(jí)的，因此必須 通過軟件的方法在運(yùn)算

6、模塊中設(shè)置一個(gè)統(tǒng)計(jì)中斷次數(shù)的變量，并且這一變量必須事先在內(nèi)存里開 辟存儲(chǔ)單元。中斷信號(hào)是8253的計(jì)數(shù)器2工作方式為方式2時(shí)，同過設(shè)置計(jì)數(shù)器2的初值來產(chǎn)生 一個(gè)Is的脈沖信號(hào)。運(yùn)算模塊負(fù)責(zé)時(shí)、分、秒的計(jì)算，該模塊主要通過8086的NMI信號(hào)中斷來 實(shí)現(xiàn)，首先將秒定時(shí)模塊提供的中斷信號(hào)為8086的NMI中斷請(qǐng)求信號(hào)。但由于每Is 一次中斷請(qǐng) 求。所以在中斷服務(wù)程序必須利用已申請(qǐng)內(nèi)存單元count來統(tǒng)計(jì)中斷請(qǐng)求的次數(shù)，只有當(dāng)count 的值為1000時(shí)，才能讓秒單元內(nèi)的數(shù)值加1。另外，在中斷服務(wù)程序里，必須對(duì)秒、分和時(shí)的單 元內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行判斷，當(dāng)秒加到60時(shí)，分必須加1、秒清零；當(dāng)分加到60時(shí)，時(shí)

7、加1、分清零。 當(dāng)時(shí)加到24啊，直接清零。 213、對(duì)時(shí)模塊 該模塊主要功能是修改小時(shí)、分鐘內(nèi)存單元的數(shù)值。在對(duì)時(shí)的時(shí)候，秒繼續(xù)走時(shí)，并且在對(duì) 分進(jìn)行調(diào)整的時(shí)，時(shí)單元內(nèi)的數(shù)值不變。山以上分析可見，對(duì)時(shí)、分的調(diào)整用兩個(gè)優(yōu)先級(jí)高于NMI 的中斷來完成。兩個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求信號(hào)只需直接接在兩個(gè)按鍵即可起到對(duì)時(shí)作用。 2.2.原理說明 電子時(shí)鐘主要111 741S273鎖存器、8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器、741s244反相器、LED數(shù)碼顯示管和兩 個(gè)按鍵組成。主要用8086的NMI的中斷服務(wù)程序完成秒、分、時(shí)的運(yùn)算即計(jì)時(shí)功能，兩個(gè)開關(guān) 的中斷服務(wù)程序完成調(diào)時(shí)、調(diào)分功能。8253用來產(chǎn)生Is的脈沖信號(hào)作為NM

8、I的中斷請(qǐng)求信號(hào)。 74Is273負(fù)責(zé)將內(nèi)存里的時(shí)位和分位秒位值輸出到數(shù)碼管。 2.3.設(shè)計(jì)電路圖 電子時(shí)鐘的完整電路圖如下: 2.3.1.8086最小工作方式 2.3.2秒脈沖發(fā)生器 tr 23 17 1 9 20 RD O O 滂 ADO 8 AD1 7 AD2 6 AD3 5 AD4 4 ADS 3 AD6 2 AD7 1 U9 22 A-1 O -A-2 O 21 DO CLKO D1 GATEO D2 OUTO D3 D4 CLK1 D5 GATE1 D6 OUT1 D7 CLK2 RD GATE2 WR OUT2 AO A1 cs 8253A 11 10 16 2.3.3時(shí)、分調(diào)整

9、電路 U.13 NOT uTEX丁a R1 . 1Ok AD015- 2.34顯示電路 000 U20 74LC017 UV1. 1HCT3 dl7. 38838SS 85S8S81S調(diào)用中斷處理程序 MOV ES:SI,AX INC SI INC SI MOV BX,CS ;? MOV ES:SI,BX POP ES ;定時(shí)器初始化 MOV AL,00110111B MOV DX,0406H OUT DX,AL MOV DX,0400H MOV AX,0100H OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL MOV ALJ0110101B MOV DX,0406H OUT DX

10、,AL MOV DX,0404H MOV AXJ000H OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL LOOPO:注任務(wù) CALL KEY CALL DISP JMP LOOPO NMI_SERVICE:;中斷服務(wù)程序 PUSH AX MOV AL,SEC ADD AL,1 DAA MOV SEC,AL CMP SEC,60H JB EXIT MOV SEC,0 MOV AL,MIN ADD AL,1 DAA MOV MIN,AL CMP MIN,60H JB EXIT MOV MIN,0 MOV AL,HOU ADD AL,1 DAA MOV HOU,AL CMP HOU,2

11、4 JB EXIT MOV HOU,0 EXIT:POPAX IRET DISP PROC NEAR MOV AL,0FFH;不顯示 MOV DX,0201H OUT DX,AL MOV BL,SEC AND BX.000FH MOV SI,BX MOV AL,SITUATIONSI;段碼 MOV DX,0200H OUT DX,AL MOV AL,0FEH;秒個(gè)位 MOV DX,0201H OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0FFH;不顯示 MOV DX,0201H OUT DX,AL MOV BL,SEC AND BX.OOFOH MOV AL,0EFH ;分十位 M

12、OV CL,4 MOV DX,0201H SHR BX,CL OUT DX,AL MOV SI,BX CALL DELAY MOV AL,SITUATIONSI ；段碼 MOV AL,0FFH 還顯示 MOV DX,0200H MOV DX,0201H OUT DX,AL OUT DX,AL MOV AL,0FDH ；秒十位 MOV AL,40H; 段碼 MOV DX,0201H MOV DX,0200H OUT DX,AL OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0DFH ；秒個(gè)位 MOV AL,0FFH ;不顯示 MOV DX,0201H MOV DX,0201H OUT

13、DX,AL OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,40H ；段碼 MOV AL,0FFH 還顯示 MOV DX,0200H MOV DX,0201H OUT DX,AL OUT DX,AL MOV AL,0FBH ；秒個(gè)位 MOV BL,HOU MOV DX,0201H AND BX,000FH OUT DX,AL MOV SI,BX CALL DELAY MOV AL,SITUATIONSI ；段碼 MOV AL,0FFH 還顯示 MOV DX,0200H MOV DX,0201H OUT DX,AL OUT DX,AL MOV AL,0BFH ;時(shí)個(gè)位 MOV BL,MI

14、N MOV DX,0201H AND BX,000FH OUT DX,AL MOV SI,BX CALL DELAY MOV AL,SITUATIONSI ；段碼 MOV AL,0FFH ;不顯示 MOV DX,0200H MOV DX,0201H OUT DX,AL OUT DX,AL MOV AL,0F7H ;分個(gè)位 MOV BL,HOU MOV DX,0201H AND BX,00F0H OUT DX,AL MOV CL,4 CALL DELAY SHR BX,CL MOV AL,0FFH ;不顯示 MOV SI,BX MOV DX,0201H MOV AL,SITUATIONSI ;段

15、碼 OUT DX,AL MOV DX,0200H OUT DX,AL MOV BL,MIN MOV AL,07FH ；時(shí)十位 AND BX,00F0H MOV DX,0201H MOV CL,4 OUT DX,AL SHR BX,CL CALL DELAY MOV SI,BX RET MOV AL,SITUATIONSI ；段碼 DISP ENDP MOV DX,0200H KEYPROC NEAR OUT DX,AL MOV DX,0600H IN AL.DX POP ex TESTAL,01H POP BX JNZ NEXTHOU RET CALL DISP ；消抖 DELAY ENDP

16、CALL DISP .DATA CALL DISP SEC DB OOH MOV DX,0600H MIN DB OOH IN AL.DX HOU DB 23H TESTAL,01H SITUATION JNZ NEXTHOU DB MOV AL,MIN 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH, ADD AL,1 ；分調(diào)整 40H DAA SIT_END=$ MOV MIN,AL CMP MIN,60H JB NEXTHOU MOV MIN,0 NEXTHOU:MOV DX,0600H IN AL,DX TEST AL,02H JNZ EXITKEY E

17、ND CALL DISP CALL DISP CALL DISP MOV DX,0600H IN AL,DX TEST AL,02H JNZ EXITKEY MOV AL,HOU ADD AL,1 ；消抖 DAA MOV HOU,AL CMP HOU,24H JB NEXTHOU MOV HOU,0 EXITKEY:RET KEYENDP ;時(shí)調(diào)整 DELAY PROC NEAR 序 PUSH BX PUSH CX MOV BX,1 LP1:MOV CX,469 LP2:LOOP LP2 DEC BX JNZ LP1 ；定時(shí)子程 2.6、 調(diào)試過程遇到問題及解決方法 將編寫好的源程序輸入，編譯

18、后出現(xiàn)很多問題，經(jīng)過反復(fù)修改程序終于運(yùn)行 通過。數(shù)碼管顯示的數(shù)字并不與理論訃算值相符合，經(jīng)過反復(fù)分析源程序發(fā)現(xiàn)問 題出現(xiàn)在內(nèi)存單元里時(shí)位和分位在轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制時(shí)出錯(cuò)，經(jīng)過更改內(nèi)存但愿數(shù) 據(jù)。一開始數(shù)字閃動(dòng)，后來請(qǐng)教同學(xué)，原因應(yīng)該出在顯示子程序里，缺少延時(shí)程 序。編寫延時(shí)子程序，并在顯示子程序調(diào)用它；編譯源程序，裝入生成的可執(zhí)行 文件，并運(yùn)行。數(shù)碼管顯示的數(shù)字與理論值相符合，并能正常計(jì)時(shí)。 第三章電子時(shí)鐘使用說明 3.1電子時(shí)鐘按鍵說明 本電子時(shí)鐘可以24小時(shí)循環(huán)計(jì)時(shí)，并且具有調(diào)時(shí)功能，操作方法如下： 開機(jī)運(yùn)行后，即顯示初始時(shí)間12： 00整。按動(dòng)一下MIN按鍵即可啟動(dòng)調(diào)分，此 時(shí)每按動(dòng)一下MIN按鍵分位數(shù)字加1,完成對(duì)分的調(diào)整；再按動(dòng)一下HOU按鍵 啟動(dòng)調(diào)時(shí)，按動(dòng)一下HOU按鍵時(shí)位數(shù)字加1,完成對(duì)時(shí)的調(diào)整。再按一下HOU 按鍵即關(guān)閉功能，正常計(jì)時(shí)。 第四章學(xué)習(xí)心得 在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們逐步養(yǎng)成了發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題 的習(xí)慣；這不但鍛煉提高了我們的實(shí)踐能力，更是對(duì)我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn) 練和考察過程。對(duì)于此次電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選 題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這短短兩個(gè)星期的日子里，不僅讓我們鞏固了以前 所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)