課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)模板(硬件)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)用紙摘 要微機(jī)原理與接口技術(shù)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，盡管計(jì)算機(jī)科學(xué)高速發(fā)展，但基本原理依然不變，學(xué)習(xí)并能掌握好微機(jī)原理與接口技術(shù)這門(mén)知識(shí)是非常重要的，通過(guò)對(duì)這門(mén)知識(shí)的了解可以簡(jiǎn)單的編寫(xiě)一些日常生活中經(jīng)典的控制程序。 微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用是通過(guò)學(xué)習(xí)8086處理器，理解并熟悉微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，組成，最終能通過(guò)搭建電路和編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制和計(jì)算等操作。本設(shè)計(jì)通過(guò)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)可任意啟動(dòng)/停止的電子秒表，利用功能鍵進(jìn)行啟/?？刂?。關(guān)鍵詞： 8253芯片 8259芯片目 錄1 概述11.1 設(shè)計(jì)目的11.2 設(shè)計(jì)要求11.3 設(shè)計(jì)思路12 接口電路原理22.1 8253可編程鍵

2、盤(pán)顯示接口22.2 8259可編程并行接口33程序流程圖33.1主程序圖43.3處理程序流程圖53.3顯示流程圖64 硬件設(shè)計(jì)64.1 8253的硬件連接64.2 8259的硬件連接7總 結(jié)9參考文獻(xiàn)12附代碼：12 I 1 概述 1.1 設(shè)計(jì)目的通過(guò)本課程設(shè)計(jì)主要達(dá)到以下目的：（1） 設(shè)計(jì)一個(gè)可任意啟動(dòng)/停止的電子秒表，利用功能鍵進(jìn)行啟/停控制。（2） 上電后計(jì)時(shí)器清0，當(dāng)?shù)谝淮危ɑ蚱鏀?shù)次）按下啟/停鍵時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)。第2次（或偶數(shù)次）按下該鍵時(shí)停止計(jì)時(shí)，再一次按啟/停鍵時(shí)清零后重新開(kāi)始計(jì)時(shí)?？捎瞄_(kāi)關(guān)控制，也可用按鍵控制1.2 設(shè)計(jì)要求利用8253的通道0可以定時(shí)通過(guò)8259A的IRQ0申請(qǐng)中斷

3、設(shè)計(jì)一個(gè)秒表。秒表由分、秒和百分秒三部分組成。秒表具備暫停，繼續(xù)及重置等功能。1.3 設(shè)計(jì)思路 本程序的主要設(shè)計(jì)原理是用主程序完成鍵盤(pán)按鍵的掃描，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)結(jié)果的數(shù)碼管顯示，實(shí)現(xiàn)秒與分之間的轉(zhuǎn)換。通過(guò)判斷鍵盤(pán)按鍵調(diào)用相應(yīng)功能程序段以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，即實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)、暫停、復(fù)位功能，以及通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行十分、分、十秒、秒時(shí)間的手動(dòng)設(shè)置功能。 利用8253的定時(shí)器功能。8253的四個(gè)端口地址為48H，49H，4AH，4BH，本實(shí)驗(yàn)采用8253的通道2，工作在方式3（方波發(fā)生器方式）輸入CLK2為1MHZ。先給8253的初始值0C350H，循環(huán)記數(shù)。即一次記數(shù)完后，自動(dòng)裝入初始值。輸出OUT2作為8259的輸入

4、脈沖。8259有兩個(gè)口地址，本實(shí)驗(yàn)為20H和21H，其中20H用來(lái)寫(xiě)ICW1，21H用來(lái)寫(xiě)ICW2、ICW4，本實(shí)驗(yàn)中8259為單片，邊沿觸發(fā)，采用3號(hào)中斷源，即IR3和8253輸出口OUT2相連，每過(guò)1/20秒接收到一個(gè)中斷，向8259發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，如果電平信號(hào)不符合要求，則自動(dòng)轉(zhuǎn)到7號(hào)中斷，顯示"ERR"，CPU響應(yīng)后，在中斷處理程序中，對(duì)中斷次數(shù)進(jìn)行記數(shù)，記滿20次，把時(shí)間緩沖區(qū)中的時(shí)間加1，并將其輸入到顯示緩沖區(qū)，以便顯示器顯示更新后的時(shí)間。 第 18 頁(yè) 共 11頁(yè)2 接口電路原理2.1 8253可編程鍵盤(pán)顯示接口Intel8253是NMOS工藝制成的可編程計(jì)

5、數(shù)器/定時(shí)器，有幾種芯片型號(hào)，外形引腳及功能都是兼容的，只是工作的最高計(jì)數(shù)速率有所差異，例 如 8253微型計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)9 （2.6MHz）,8253-5(5MHz)，8253內(nèi)部有三個(gè)計(jì)數(shù)器，分別成為計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2，他們的機(jī)構(gòu)完全相同。每個(gè)計(jì)數(shù)器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在控制寄存器中的控制字，互相之間工作完全獨(dú)立。每個(gè)計(jì)數(shù)器通過(guò)三個(gè)引腳和外部聯(lián)系，一個(gè)為時(shí)鐘輸入端CLK，一個(gè)為門(mén)控信號(hào)輸入端GATE，另一個(gè)為輸出端OUT。每個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)部有一個(gè)8位的控制寄存器，還有一個(gè)16位的計(jì)數(shù)初值寄存器CR、一個(gè)計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE和一個(gè)輸出鎖存器OL。執(zhí)行部件實(shí)際上是一個(gè)16位的減法計(jì)數(shù)器，

6、它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通過(guò)程序設(shè)置的。輸出鎖存器的值是通過(guò)程序設(shè)置的。輸出鎖存器OL用來(lái)鎖存計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE的內(nèi)容，從而使CPU可以對(duì)此進(jìn)行讀操作。順便提一下，CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器來(lái)用：8253引腳圖2.2 8259可編程并行接口 在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，本次設(shè)計(jì)采用的是軟件定時(shí)（即通過(guò)匯編指令） 實(shí)現(xiàn)的。而燈的亮與滅以及閃爍是用8259的A控制的，工作在方式0，A口為輸出。 并行接口是以數(shù)據(jù)的字節(jié)為單位與I/O設(shè)備或被控制對(duì)象之間傳遞信息。CPU和接口之間的數(shù)據(jù)傳送總是并行的，即可以同時(shí)傳遞8位、16位、32位等。8259可編程外圍

7、接口芯片是Intel公司生產(chǎn)的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三個(gè)并行接口，用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0-基本輸入/出方式、方式1-選通輸入/出方式、方式2-雙向選通工作方式。8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖2-1所示，8259工作方式控制字和C口按位置位/復(fù)位控制字格式如圖所示。8259的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳3程序流程圖本系統(tǒng)主要利用對(duì)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器多功能接口芯片8253裝不同的初值，產(chǎn)生1/100 秒信號(hào)和1秒信號(hào)，并送給可編程并行通信接口芯片8259作為加1信號(hào)，再通過(guò)按鍵和8259控制LED模塊顯示。工作流程圖及子程序流程圖如下所示：3.1主程序圖3.1主程序圖3.

8、3處理程序流程圖3.2處理程序流程圖3.3顯示流程圖3.3顯示程序流程圖4 硬件設(shè)計(jì)4.1 8253的硬件連接如圖 4.1.1 將計(jì)數(shù)器0設(shè)置為方式0，計(jì)數(shù)器初值為N（N0FH），用手動(dòng)逐個(gè)輸入單脈沖，編程使計(jì)數(shù)值在屏幕上顯示，并同時(shí)用邏輯筆觀察OUT0電平變化（當(dāng)輸入N+1個(gè)脈沖后OUT0變高電平）。圖-4.1.1如圖 4.1.2 將計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1分別設(shè)置為方式3，計(jì)數(shù)初值設(shè)為1000，用邏輯筆觀察OUT1輸出電平的變化（頻率1HZ）。圖-4.1.24.2 8259的硬件連接8259A的命令共有7個(gè)，一類(lèi)是初始化命令字，另一類(lèi)是操作命令。8259A的編程就是根據(jù)應(yīng)用需要將初始化命令字IC

9、W1-ICW4和操作命令字OCW1- OCW3分別寫(xiě)入初始化命令寄存器組和操作命令寄存器組。ICW1-ICW4各命令字格式如圖6-2所示，OCW1-OCW3各命令字格式如圖6-3所示，其中OCW1用于設(shè)置中斷屏蔽操作字，OCW2用于設(shè)置優(yōu)先級(jí)循環(huán)方式和中斷結(jié)束方式的操作命令字，OCW3用于設(shè)置和撤銷(xiāo)特殊屏蔽方式、設(shè)置中斷查詢方式以及設(shè)置對(duì)8259內(nèi)部寄存器的讀出命令。圖 8259內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖圖6-2(a) ICW1格式圖 ICW2格式圖 ICW3格式圖 ICW4格式圖 OCW命令字格式總 結(jié)設(shè)計(jì)結(jié)果：按下暫停鍵實(shí)現(xiàn)暫停功能繼續(xù)計(jì)數(shù)后按下清零鍵實(shí)現(xiàn)清零功能設(shè)計(jì)總結(jié)： 經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我覺(jué)得

10、我有了很大的收獲，我大大地鍛煉了自己搞科研的能力，作為我們大學(xué)生，尤其是工科的大學(xué)生，對(duì)于科研能力，能夠自主開(kāi)發(fā)課題，項(xiàng)目有著很高的要求，而我們很多大學(xué)生動(dòng)手研發(fā)的能力還不是很強(qiáng)。而通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使自己的研發(fā)能力有了很大堤提高。我對(duì)于工科設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，仔細(xì)性有了更深地體會(huì)。我們本次設(shè)計(jì)的秒表僅僅是工科設(shè)計(jì)中非常簡(jiǎn)單的一個(gè)，思想并不是非常復(fù)雜，手頭也有一定的資料，但是我們?cè)谘邪l(fā)，調(diào)試過(guò)程中還是出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤。簡(jiǎn)單的一些程序好檢查，但是如果說(shuō)是以后要設(shè)計(jì)的一些大型程序，出現(xiàn)故障就不是那么容易檢查了。這就要求我們?cè)谝院蟮墓こ淘O(shè)計(jì)當(dāng)中要更為細(xì)致仔細(xì)。設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題和不足:我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)得到了很好的鞏

11、固，對(duì)于本專(zhuān)業(yè)的一些問(wèn)題有了更深的思考。原來(lái)有很多知識(shí)只是死學(xué)課本，而并沒(méi)有與實(shí)際相結(jié)合，而這次課程設(shè)計(jì)使我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與實(shí)際有了很好的契合。在程序設(shè)計(jì)中不能夠想當(dāng)然，許多程序，功能在腦子中想得很好，但是將其轉(zhuǎn)變城實(shí)際程序就會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題。如何由腦子里的構(gòu)想轉(zhuǎn)變成實(shí)際的程序，這是我以后需要提高的一點(diǎn)。心得體會(huì):我掌握了一些檢查與判斷錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)與方法，對(duì)今后的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)有著深刻的影響。并且我對(duì)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的許多流程、原則、注意事項(xiàng)以及撰寫(xiě)專(zhuān)業(yè)報(bào)告的有關(guān)事項(xiàng)有了一定的了解。學(xué)到了書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)，掌握了一些程序設(shè)計(jì)的技巧，對(duì)以后的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)有深遠(yuǎn)影響。 總之，經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)今后的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)所要

12、注意的事項(xiàng)有了更深刻地了解，這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。參考文獻(xiàn)1 張永祥微型計(jì)算機(jī)原理 中國(guó)電力出版社 2005年8月 2 武新 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 武漢理工大學(xué)出版社 2006年7月 3 馬力 8086匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2006年9月 4 楊季文 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程 清華大學(xué)出版社 2008年3月5彭虎等. 微機(jī)原理與接口技術(shù)(第2版) M電子工業(yè)出版社，2008 附代碼：code segment assume cs:code main: jmp start disbufm db 0,0,0ah,0,0,0ah,0,0 ;秒表初值 disbufh db 2,3,0a

13、h,5,9,0ah,5,8 ,0,0 ;時(shí)鐘初值 flag db 1 flag1 db 0 flag2 db 0 num db 0 n db 1 start: mov ax,8100h mov ds,ax cli ;關(guān)中斷 call i8259 call i8253 call s1 sti ;開(kāi)中斷 key: a: mov dx,222h ;是否有鍵讀入 in al,dx and al,0fh jz a mov al,40h out dx,al mov dx,220h in al,dx cmp al,0ah jz sta jmp change sta: ;start cmp num,0 jnz

14、 pau mov flag,0 mov num,1 jmp key pau: ;pause cmp num,1 jnz cle mov flag,1 mov num,2 jmp key cle: ;clear mov di,offset disbufm call begin1 mov num,0 jmp key change: ;change cmp al,0bh jnz key cmp n,0 jz change1 mov n,0 jmp key change1: mov n,1 jmp key i8253: mov al,36h ;8253A初始化 200-207 mov dx,203h

15、out dx,al mov ax,0c00h mov dx,200h out dx,al mov al,ah out dx,al ret i8259: mov al,13h ;8259A初始化 210-217 mov dx,210h out dx,al mov al,30h mov dx,211h out dx,al mov al,03h out dx,al mov al,0feh ;中斷IR0 out dx,al retbegin1: ;秒表初始化 mov byte ptrdi,0 mov byte ptrdi+1,0 mov byte ptrdi+3,0 mov byte ptrdi+4,

16、0 mov byte ptrdi+6,0 mov byte ptrdi+7,0 ret begin2: ;時(shí)鐘初始化 mov byte ptrdi,0 mov byte ptrdi+1,0 mov byte ptrdi+3,0 mov byte ptrdi+4,0 mov byte ptrdi+6,0 mov byte ptrdi+7,0 mov byte ptrdi+8,0 mov byte ptrdi+9,0 ret s1: ;中斷向量的裝入 push ds push bx xor ax,ax mov ds,ax mov bx,30h*4 mov ax,offset intr mov bx

17、,ax mov ax,8100h mov bx+2,ax pop bxpop ds ret intr: ;中斷 push ax push di push dx mov si,offset disbufm mov di,offset disbufh cmp flag,0 jnz r ;秒表計(jì)時(shí) cmp byte ptrsi+7,9 jz c1 inc byte ptrsi+7 jmp r c1: mov byte ptrsi+7,0 cmp byte ptrsi+6,9 jz c2 inc byte ptrsi+6 jmp r c2: mov byte ptrsi+6,0 cmp byte pt

18、rsi+4,9 jz c3 inc byte ptrsi+4 jmp r c3: mov byte ptrsi+4,0 cmp byte ptrsi+3,5 jz c4 inc byte ptrsi+3 jmp r c4: mov byte ptrsi+3,0 cmp byte ptrsi+1,9 jz c5 inc byte ptrsi+1 jmp r c5: mov byte ptrsi+1,0 inc byte ptrsi ;時(shí)鐘計(jì)時(shí) r: cmp byte ptrdi+9,9 jz r1 inc byte ptrdi+9 jmp isend r1: mov byte ptrdi+9,0

19、 cmp byte ptrdi+8,9 jz r2 inc byte ptrdi+8 jmp isend r2: mov byte ptrdi+8,0 cmp byte ptrdi+7,9 jz r3 inc byte ptrdi+7 jmp isend r3: mov byte ptrdi+7,0 cmp byte ptrdi+6,5 jz r4 inc byte ptrdi+6 jmp isend r4: mov byte ptrdi+6,0 cmp byte ptrdi+4,9 jz r5 inc byte ptrdi+4 jmp isend r5: mov byte ptrdi+4,0

20、 cmp byte ptrdi+3,5 jz r6 inc byte ptrdi+3 jmp isend r6: mov byte ptrdi+3,0 cmp byte ptrdi+1,9 jz r7 inc byte ptrdi+1 jmp isend r7: mov byte ptrdi+1,0 inc byte ptrdi isend: cmp flag,0 jnz isend1 ;秒表是否到最大值 cmp byte ptrsi,5 jnz display cmp byte ptrsi+1,9 jnz display cmp byte ptrsi+3,5 jnz display cmp byte ptrsi+4,9 jnz display cmp byte ptrsi+6,9 jnz displaycmp byte ptrsi+7,9 jnz display mov flag1,1 ;時(shí)鐘是否到最大值 isend1: cmp byte ptrdi,2 jnz display cmp byte ptr