電子秒表設(shè)計說明書

1、精品文檔電子秒表概述此電子秒表，是在TNDMD教學系統(tǒng)上實現(xiàn)的，其計時精確度為0.01s。所使用的芯片主要有8253定時計數(shù)器、8255A并行接口電路芯片、8259A中斷控制器等。通過系統(tǒng)中的開關(guān)鍵KK1和KK2可實現(xiàn)開始計時，暫停計時，繼續(xù)計時，清零功能，用系統(tǒng)中的四片七段數(shù)碼管將計得的時間以XXXX秒百分秒，其中秒占兩位，百分秒兩位的形式顯示給用戶。計時準確度與現(xiàn)實時間相符。一、設(shè)計要求按一下kk1開關(guān)啟動，再按暫停，按kk2清零，周而復始。最小計時單位0.01S,即可顯示XXXX秒百分之一秒。設(shè)計要求如下：1由鍵盤和8255作為輸入局部2用七段數(shù)碼管或液晶顯示屏來顯示時間3由8253和8

2、259構(gòu)成計時信號，通過中斷完成啟動計時、停止計時和動態(tài)刷新顯示。二、設(shè)計思想1、為了試驗秒表的準確計時功能，此秒表精確到了0.01s，為了得到0.01s的時間脈沖，使用8253芯片來產(chǎn)生，又由于可以系統(tǒng)自動產(chǎn)生1.1932MHZ的時鐘頻率，因此可以通過設(shè)定計數(shù)初值為2E9c，并設(shè)定8253工作在方式3來獲得所需的周期為10ms的時間脈沖軟件操作：首先向8253的控制端口43H輸入控制字B6H來設(shè)置計數(shù)器2計時，工作在方式3，循環(huán)計數(shù)，產(chǎn)生10ms的時間脈沖，然后再像計數(shù)器2端口42H輸入計數(shù)初值2e9cH，先寫入低八位數(shù)據(jù)，再寫入高八位數(shù)據(jù)硬件操作：唐都儀器8253芯片的CLK接bus總線上

3、的OPCLK系統(tǒng)時鐘信號，頻率為1.1932MHZ，GATE門信號接+5v電源，out引腳接8259芯片的IRQ72、為了驅(qū)動數(shù)碼管，需使用8255芯片，通過設(shè)定控制字，用其PB端口來驅(qū)動段，PA端口來驅(qū)動位，軟件操作：向8255的控制端口63H輸入控制字81H，使其三個端口都工作在方式0，PA60H端口的低四位用來驅(qū)動數(shù)碼的位，PB端口61H用來驅(qū)動數(shù)碼管的段，然后用E命令重新開辟一塊內(nèi)存區(qū)域，用來存放數(shù)碼管0-9的字模3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH硬件操作：唐都儀器上的8255芯片的PA0PA3引腳接數(shù)碼管的X4X1引腳，PB0PB7引腳接數(shù)

4、碼管的0DP引腳3、為了能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的中斷調(diào)用，需使用8259芯片的IRQ2,IRQ6,IRQ7引腳，其中斷向量分別為：0AH，0EH，0FH把三個中斷效勞程序的的入口地址分別填入這三個中斷向量所指向的內(nèi)存地址，IRQ2接KK1控制秒表的啟動和暫停，IRQ6接KK2控制秒表的復位軟件操作：IRQ2的中斷向量乘以四得：0028H，然后向這個地址填入IRQ2效勞程序的入口地址mov 0028,IRQ2,然后向002a地址填入中斷向量表的段地址:0000H,IRQ6的中斷的首地址為：0038H，填入中斷效勞程序入口地址mov 0038,IRQ6，填入段地址mov 003a,0000H,IRQ7中斷的

5、首地址：003cH，填入中斷效勞程序入口地址：mov  003c,IRQ7,t填入段地址：mov 003e,0000H.三、設(shè)計所用芯片及工作原理1、8255芯片工作原理接口電路在CPU和I/O設(shè)備之間起著信號的變換和傳輸?shù)淖饔谩?任何接口電路與CPU之間的信息傳輸方式都是并行的，即CPU與接口電路之間以數(shù)據(jù)字節(jié)/字為單位傳送信息。接口電路與I/O設(shè)備之間的信息傳送方式，有并行和串行兩種，相應(yīng)的接口電路稱為并行接口和串行接口。8255將一個8位的輸入輸出雙向數(shù)據(jù)端口擴展為端口A，端口B，端口C 3個八位I/O雙向傳輸端口，另加一個控制端口，因而其內(nèi)部含有4個端口存放器，3個I/O端口

6、都有不同的工作方式，端口A可以工作在方式0，1，2；端口B只能工作在方式0，1；端口C工作在方式0，他們與I/O端口間的數(shù)據(jù)傳輸都是并行方式。2、8259芯片工作原理 1) 外部事件觸發(fā)中斷控制器8259A的某個中斷請求引腳IRQX，其狀態(tài)鎖存在中斷請求存放器IRR中。2) 8259A判定中斷屏蔽存放器IMR是否允許此中斷請求，假設(shè)允許那么做優(yōu)先權(quán)判定。3) 假設(shè)同時有幾個中斷源發(fā)出請求，8259A優(yōu)先權(quán)判定電路會檢測出當前優(yōu)先級最高的中斷請求位，獲取相應(yīng)的中斷向量值N，并置位芯片內(nèi)部中斷效勞存放器ISR4) 8259A向CPU發(fā)中斷請求信號INTR5) 如果CPU標志存放器FLAGS中的中斷

7、允許標志位I置位，那么CPU執(zhí)行完當前一條指令后響應(yīng)該中斷并送出應(yīng)答信號INTA。6) 中斷控制器8259A收到該應(yīng)答信號后立即將對應(yīng)該中斷源的中斷向量號N送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上。7) CPU讀入中斷向量號N后查找中斷向量表既可以轉(zhuǎn)向相應(yīng)的中斷效勞程序入口地址開始執(zhí)行中斷事務(wù)處理。8) CPU 完成中斷效勞后，向8259A送中斷結(jié)束命令EOI，使中斷效勞存放器ISR復位，從而結(jié)束本次中斷，為下次中斷做好準備3、8253芯片工作原理CLK信號進行“減1計數(shù)。首先CPU把“控制字,寫入“控制存放器，把“計數(shù)初始值寫入“初值存放器,然后， 定時/計數(shù)器按控制字要求計數(shù)。計數(shù)從“計數(shù)初始值 開始，每當CL

8、K信號出現(xiàn)一次，計數(shù)值減1，當計數(shù)值減為0時，從OUT端輸出規(guī)定的信號具體形式與工作模式有關(guān)。當CLK信號出現(xiàn)時，計數(shù)值是否減1即是否計數(shù)，受到“門控信號GATE的影響，一般，僅當GATE有效時，才減1.門控信號GATE如何影響計數(shù)操作，以及輸出端OUT在各種情況下輸出的信號形式與定時/計數(shù)器的工作模式有關(guān)。四、系統(tǒng)接線圖 GATE2 OUT28253 CLK2 5V8259IRQ7OPCLK1.193MHZ8253接線圖8255PB7PB6PB5.PA3PA2PA1PA0數(shù)碼管DPG.AX1X2X3X4 8255接線圖IRQ6 IRQ28259KK1+KK2+8259接線圖五、程序流程圖開始

9、8253初始化8259初始化8255初始化時間清零，狀態(tài)標志位清零開中斷主程序流程圖調(diào)用屏顯程序調(diào)用數(shù)碼管顯示程序發(fā)送EOI調(diào)用時間計算程序FLAG=0是否IRQ7中斷效勞程序標志位FLAG取反發(fā)送EOIIRQ2中斷效勞程序時間清零，F(xiàn)LAG清零發(fā)送EOIIRQ6中斷效勞程序六、程序源代碼push ds ;數(shù)據(jù)段壓棧mov ax,0000mov ds,ax;數(shù)據(jù)段清零mov ax,3000 ;IRQ7的絕對偏移地 入口地址mov si,003c ;IRQ7的中斷向量首地址mov wsi,ax ;裝載偏移地址mov ax,0000;中斷向量表的段地址為0000Hmov si,003e ;源地址指

10、針指向段地址裝載點mov wsi,ax ;裝載段地址mov ax,2700 ;IRQ6的絕對偏移地 入口地址mov si,0038 ;IRQ6的中斷向量首地址mov wsi,ax ;裝載偏移地址mov ax,0000;中斷向量表的段地址為0000Hmov si,003a ;源地址指針指向段地址裝載點mov wsi,ax ;裝載段地址mov ax,2900 ;IRQ2的絕對偏移地 入口地址mov si,0028 ;IRQ2的中斷向量首地址mov wsi,ax ;裝載偏移地址mov ax,0000 ;中斷向量表的段地址為0000Hmov si,002a ;源地址指針指向段地址裝載點mov wsi,

11、ax ;裝載段地址pop ds ;彈棧mov al,13out 20,almov al,08out 21,al;對8259進行編程開放IRQ2，IRQ6，IRQ7mov al,09out 21,almov al,39out 21,almov al,b6 ;8253控制字，以方式3產(chǎn)生0.01s方波out 43，al ;寫入控制字mov ax,2e9c ;計數(shù)初值，用來產(chǎn)生0.01s方波out 42,al ;寫入低8位計數(shù)初值mov al,ahout 42,al ;寫入高8兩為計數(shù)初值mov al,81 ;8255控制字，是三個端口都工作在方式0，PA0-PA3端口驅(qū)動位，PB0-PB7驅(qū)動位o

12、ut 63,al ; 寫入控制字call 2500 ;初始化時間和標志位2064:HLT ;停機等待STI ;開中斷jmp 20642500: mov si 4000 mov al,00mov si,al ;時間顯示初值置零mov si+01,almov si+02,almov si+03,almov si+04,al ;狀態(tài)標志位置零RET ;返回主程序2700： mov si，4000 ;IRQ6中斷效勞程序not si+04 ;狀態(tài)位取反，用來控制啟動和暫停計時mov al，20out 20,al ;發(fā)送中斷結(jié)束控制字IRET ;中斷返回2900: call 2500 ;IRQ2中斷效勞

13、程序，初始化狀態(tài)標志位和時間初始值mov al,20out 20,alIRET3000： call 3100 ;調(diào)用屏幕顯示程序 IRQ7中斷效勞程序call 3500 ;調(diào)用數(shù)碼管顯示程序mov si,4000cmp si+04,00 ;判斷狀態(tài)標志位是否為零jz 3012 ;為零跳轉(zhuǎn)，結(jié)束中斷效勞程序call 3300 ;不為零調(diào)用秒表顯示程序，計算時間顯示方式3012： mov al,20out 20,alIRET3100: mov si,4000 ;屏幕顯示程序mov ah,03 ;讀光標位置mov bh,01int 10 ;bios功能調(diào)用mov ah,0E mov al,siadd

14、 al,30 ;轉(zhuǎn)化成ascll碼int 10 ;顯示數(shù)字mov al,si+1add al,30int 10mov al,2eint 10mov al,si+02add al,30int 10mov al,si+03add al,30int 10RET ;返回主程序3300： mov si,4000addsi+03,01 ;10ms處數(shù)字，加一用來設(shè)置進位顯示只是0-9的數(shù)字cmpsi+03,0ajz 330f ;等于10進位，跳轉(zhuǎn)到100ms位jmp 3340 ;不等返回主程序330f:mov si+03,00 ;10ms位置零add si+02,01cmp si+02,0ajz 331f

15、jmp 3340331f: mov si+02,00add si+01,01cmp si+01,0ajz 332fjmp 3340332f:mov si+01,00add si,01cmp si,06 ;判斷10s位是否大于6jz 333djmp 3340333d:mov si,003340:RET3350:push axmov si,4000mov dl,f7;設(shè)定顯示數(shù)碼管第一位mov al,dl3508out 60,al ;PA端口驅(qū)動位mov al,simov bx,4100 ;指向字模數(shù)據(jù)區(qū)and ax,00ff ;屏蔽高八位add bx,ax ;指向此時數(shù)據(jù)的字模mov al,bx ;將字模取出，賦給alout 61,al ;pb端口驅(qū)動段，顯示字模對應(yīng)的數(shù)字call 352a ;調(diào)用延時程序inc si ;si加1，指向下一個要顯示的數(shù)據(jù)mov al,dl test al,01 ;測試是否要顯示第二位數(shù)據(jù)，即al的低兩位是否為01jz 3528 ;返回主程序，顯示第二位數(shù)字ROR al，1 ;不等那么循環(huán)右移，使11110111變?yōu)閙ov dl,al jmp 3508 ;跳轉(zhuǎn)，顯示剩余的數(shù)據(jù)3528：pop axRET352A：push cx;延時程序mov cx,0010352E:mov a