微機原理電子時鐘

1、目錄一、課程設(shè)計目的二.、課程設(shè)計要求三. 、基本工作原理及系統(tǒng)框圖 四. 、芯片簡介及初始化 4.1 、8255簡介及初始化 4.2 、8253簡介及初始化 4.3 、8259 簡介及初始化 五. 、軟件程序設(shè)計 5.1 、主程序流程圖 5.2 、電子時鐘中斷處理程序流程圖 5.3 、顯示模塊流程圖 5.4 、總程序代碼 六. 、設(shè)計總結(jié) 七. 、參考文獻 、課程設(shè)計的目的 通過本次課程設(shè)計學習和掌握計算機中常用接口電路的應用和設(shè)計技術(shù)， 充分認 識理論知識對應用技術(shù)的指導性作用， 進一步加強理論知識與應用相結(jié)合的實踐 和鍛煉。通過這次設(shè)計實踐能夠進一步加深對專業(yè)知識和理論知識學習的認識和

2、理解，使設(shè)計者的設(shè)計水平和對所學知識的應用能力以及分析問題解決問題的能 力得到全面提高。1. 熟練掌握 8086/88 教學系統(tǒng)的基本操作和調(diào)試程序的各種指令。2. 掌握 8259 中斷控制器的工作原理和應用編程方法， 練習編寫中斷程序的方法。3. 掌握 8255 的各種工作方式及其應用編程。4. 掌握 8253 定時/ 計數(shù)器的工作原理、工作方式及其應用編程。5. 熟悉編程及調(diào)試程序的方法。二、課程設(shè)計要求 :（1）用8255的A 口驅(qū)動六個七段數(shù)碼管（LED ）的字段，B 口驅(qū)動六位七 段數(shù)碼管（LED）的位控端，右側(cè)開始各兩位分別顯示：時、分、秒。（2）七段數(shù)碼管采用動態(tài)掃描工作方式，每

3、位輪流顯示的時間<2ms,掃描頻率>50HZ,采用8253定時中斷方式，在中斷服務程序中完成顯示位和內(nèi)容的輪 換。 以8253定時中斷的時間2ms為基本單位，可設(shè)置計數(shù)變量單元 Tim2ms、 Timl （秒單元）、Tim2 （分單元）、Tim3 （時單元）。每進入中斷服務程序一次 Tim2ms+1，當 Tim2ms=500 時清 0, Tim1+1 ;當 Tim仁60 時清 0, Tim2+1 ;當 Tim2=60 時清 0, Tim3+1 ； Tim3=24 時清 0三：基本工作原理及系統(tǒng)框圖 ：系統(tǒng)設(shè)計的電子時鐘主要由顯示模塊、 時鐘控制模塊和時鐘運算模塊三大部分組 成。以8

4、086微處理器作CPU 8253做定時器對一個頻率為1MHZ勺時鐘信號定 時,在寫入控制字與計數(shù)初值后，每到 2ms定時器就啟動工作，即當計數(shù)器減到 1時，輸出端OUT0俞出一個CLK周期的低電平，接8259,向CPU申請中斷，主要 用8259A的IRQ2的中斷服務程序完成秒、分、時的運算即計時功能,8255A負責 將內(nèi)存里的時位 ,分位,秒位值輸出到數(shù)碼管。 .接口 8255A計數(shù)器、/定時8253中斷控制器、8259A本設(shè)計由.芯片、LED數(shù)碼顯示管組成。電子時鐘的顯示格式HH MMI SS由左到右分別為時、分、秒，每百分之一秒對 百分之一秒寄存器的內(nèi)容加一，并依次對秒、分、小時寄存器的內(nèi)

5、容加一，六個 數(shù)碼管動態(tài)顯示時、分、秒的當前值。最大記時 23：59：59 超過這個時間時分 秒位都清零從 00：00： 00 重新開始。設(shè)計過程： （1）在主程序中要分別對 8253、 8259、 8255進行初始化編程(2) 8255的A 口、B 口都設(shè)為方式0,為基本的輸入輸出方式。(3) 在中斷服務程序中對中斷次數(shù)進行統(tǒng)計，當滿 10次時就進行一次時、分、 秒的處理。時、分、秒分別對應6個存儲單元，分別存放時、分、秒的十位和個 位。當中斷次數(shù)滿10次時，將秒的個位加1,同理對分，時作相應處理。(4) 七段數(shù)碼管顯示作為子程序，對時、分、秒對應存儲單元的內(nèi)容分別取出 并轉(zhuǎn)換成相應的段碼，

6、從8255的B 口輸出，A 口輸出對應位的位選信號，延時 后進行下一位的顯示。系統(tǒng)框圖8255七段數(shù)碼管8259中斷脈沖產(chǎn)生電路8253定時器四、芯片簡介及初始化4.1 8259芯片介紹及初始化中斷控制器8259A是專門為控制優(yōu)先.級中斷而設(shè)計開發(fā)的芯片。它將中斷源優(yōu)先排隊、辨別中斷源以及提供中斷矢 量的電路集于一片中。因此無需附加任何電路，只需對8259A進 行編程，就可以管理8級中斷，并選擇優(yōu)先模式和中斷請求方式，即中斷結(jié)構(gòu)可以由用戶編程 來設(shè)定。同時，在不需要增加其他電路的情況下，通過多片8259A的級連，能構(gòu)成多達64級的矢量中斷系統(tǒng)。8259A的主要功能如下：圖18259芯片 一片8

7、259A可以接受并管理8級可屏蔽中斷 請求，通過9級可屏蔽中斷優(yōu) 先控制。64級聯(lián)可擴展至8259A片. 對每一級中斷都可以通過程序來屏蔽或允許 在中斷響應周期，8259A可為CPU提供相應的中斷類型碼。 具有多種工作方式，并可通過編程來加以選擇。通過初始化編程向8259A寫入 相應的初始化命令I(lǐng)CW可以使芯片處于一個規(guī)定的基本工作方式，并在此方式下進行工作。8259A的初始化命令字共有4個ICW1-ICW4進行初始化時要求 ICW1-ICW4按一定的順序?qū)懭?。中斷控制?259的初始化為：ICW1,用來指示ICW1的標志的D4=1, LTIM為0 (即中斷請求為邊沿觸發(fā)方式)， 系統(tǒng)只用一片

8、8259，所以SNGL為1，因為初始化程序?qū)⒂玫絀CW4所以，ICW4 為1;ICW2設(shè)置中斷類型碼的初始化命令字，必須寫到8259的奇地址端口中，ICW2 是任選的，而ICW2旦確定下來，8259的8個中斷請求信號輸入引腳IROIR7 所對應的8個中斷類型碼也確定了；ICW4方式控制初始化命令字，它也要求寫入奇地址端口，不過 ICW4并不總是需 要寫入的，只有在ICW1的第0位為1時，才有必要設(shè)置ICW4其中，D7D5三 位總是為0,作為ICW4的標識碼，SFNM位為0，BUF位為0，M/S位為0，AEOL 位為0，D0為為1表示8259當前所在的系統(tǒng)為16位或32位系統(tǒng) 初始化程序：mov

9、 al,13hmov dx,0020hout dx,al ;icw1mov al,08hmov dx,0021hout dx,al ; icw2mov al,01hout dx,al; icw4mov al,0fbhout 21h,al; 8259 ocw14.2 8253芯片介紹及初始化8253是NMOS：藝制成的可編程計數(shù)器/定時器，有幾種芯片型號，外形引腳及 功能都是兼容的，只是工作的最高計數(shù)速率有所差異，例如8253(2.6MHz) ,8253-5(5MHz) 8253內(nèi)部有三個計數(shù)器，分別成為計數(shù)器 0、計數(shù)器1和計數(shù)器2，他們的機構(gòu)完全相同。每個計 圖2芯片8253.數(shù)器的輸入和輸

10、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 獨立。每個計數(shù)器通過三個引腳和外部聯(lián)系，一個為時鐘輸入端 CLK 一個為門 控信號輸入端GATE另一個為輸出端OUT每個計數(shù) 器內(nèi)部有一個8位的控制 寄存器，還有一個16位的計數(shù)初值寄存器CR 一個計數(shù)執(zhí)行部件CE和一個輸 出鎖存器OL。8253初始化：做為計數(shù)器的計數(shù)器/定時器8253,在設(shè)置好計數(shù)初值(即定時常數(shù))后，便開 始減1計數(shù)，為0時，輸出一個信號；控制字設(shè)置：BCD為設(shè)置為計數(shù)值為二進 制格式，模式選擇為模式2 (即為分頻器，當控制字寫入后，輸出段 OUT變?yōu)楦?電平作為初始狀態(tài)，當計數(shù)初值寫入初值寄存器后，下一個時鐘脈沖

11、時，計數(shù)初 值被寫到計數(shù)執(zhí)行部件，然后計數(shù)執(zhí)行部件做減1計數(shù)，減到1時，輸出端OUT變?yōu)榈碗娖?；完成一次計?shù)過程后，輸出端OUT又變?yōu)楦唠娖?，開始一個新的計 數(shù)過程，由此可以周而復始的進行下去)，讀寫指示位為先寫低8位字節(jié)，在讀 寫高8位字節(jié)，計數(shù)器選擇計數(shù)器0。其中8253的計數(shù)初值為2000，當接1MHZ 的脈沖時，分頻后的輸出值為0.01S。8253的初始化程序:mov al,34hmov dx,4Bhout dx,almov dx,48hmov ax,2000out dx,almov al,ahout dx,al; 82534.3 8255芯片介紹及初始化8255特性：（1） 一個并行

12、輸入/輸出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作為CPUS、線與外圍的 接口 具有24個可編程設(shè)置的I/O 口 ,即使3組8位的I/O 口為PA口 ,PB 口和PC 口 它們又可分為兩組12位的I/O 口 ,A組包括A 口及C 口（高4位,PC4PC7）,B 組包括B 口及C 口（低4位,PC0PC3）.A組可設(shè)置為基本的I/O 口，閃控（STROBE） 的 I/O,閃控式,雙向I /O3種模式;B組只能設(shè)置為基本I/O或閃控式I/O兩種模式，而 這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定圖3芯 8255.8255引腳功能：RESET復位輸入線CS:芯片選擇信號線RD:讀信號線WR寫入信號D0D

13、7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線PAL PA7:端口 A輸入輸出線PB（PB7:端口 B輸入輸出線PC（PC7端口 C輸入輸出線A0,A1:地址選擇線8255初始化：可并行通信接口 8255的控制字是方式選擇控制字，A 口工作在方式0（即基本輸 入輸出方式）下，并且為輸出狀態(tài)，B 口工作在方式0下，為輸出口，C 口為輸 出口，其初始化為：8255控制口地址為63h8255初始化程序：mov dx,63hmov al,10000000bout dx,al;8255五、軟件程序設(shè)計程序主流程圖：5.1.開女臺8255、8253、8259初始化設(shè)置終端服務程序地址清除顯示緩沖區(qū)清除時分秒及中斷控制單元開中斷時分

14、秒計數(shù)并將其值送顯示緩沖區(qū)調(diào)用顯示子程序5.2電子時鐘中斷處理程序流程圖：保護寄存器計數(shù)單元減1將字符轉(zhuǎn)換為段碼N輸出段碼1秒了嗎？計滿 Y秒位加1輸岀位碼 N計滿10秒了嗎？ 位碼右移 Y10秒位加1恢復寄存器 N 計滿Y 開始時、分轉(zhuǎn)化為十進制，存到內(nèi)存單元 分的各位數(shù)值計算時、中對應編碼在 TABLE60秒了嗎？中斷返回N計滿丫NYN Y分位加1 10分了嗎？ 10分位加1計滿60分了嗎？ 時位 加1計滿10小時了嗎？ 1時位加10.5.3顯示模塊流程圖:段依次在61H顯LED輸岀到結(jié)束5.4 總程序代碼：PORTBIT EQU 61H PORTSEG EQU 60HCODE SEGME

15、NTASSUME CS:CODEORG 1000HMOV AX,CS START:MOV DS,AX控制寄存器地址MOV AL,10000000BMOV DX,63H ;8255;CW 仁 80HOUT DX,AL;8255MOV AL,34H;0011 0100B CW0 方式 2MOV DX,4BH ;8253 控OUT DX,ALMOV DX,48H;500Hz,2ms MOV AX,2000OUT DX,ALMOV AL,AH;8253OUT DX,ALMOV AL,13H;0001 0011B ICW1 單片，邊沿觸發(fā),要 ICW4MOV DX,0020H;PC/XT 偶地址OUT

16、DX,AL;ICW1MOV AL,0BH;0000 1011B 中斷類型號 B;PC/XT奇地址OUT DX,ALMOV AL,01H8086系統(tǒng)OUT DX,ALMOV AL,0F7HMOV DX,0021H;ICW2;8259 D7-D0與總線直連，中斷非自動結(jié)束，處于;ICW4;1111 0111 開放 IR3MOV AX,0MOV DS,AXMOV AX,OFFSET INTR1MOV DI,002CHMOV DI,AXINC DIINC DIMOV AX,CSMOV DI,AXINC DIINC DIMOV BP,0HMOV AL,CS:BP+BIT OUT PORTBIT,ALRO

17、L AL,1MOV CS:BP+BIT,ALMOV SI,OFFSET BUFMOV AL,SIMOV BX,OFFSET TABLEXLATOUT PORTSEG,ALINC SISTIBEGIN: CMP CS:BP+TIME,1000JNZ BEGINMOV AL,0MOV CS:BP+TIME,0MOV DI,OFFSET BUFMOV AL,DI+00MOV CH,DI+01MOV CL,4ROL CH,CLOR AL,CHADD AL,1DAAMOV CH,ALAND AL,0FHMOV DI+00,ALMOV AL,CH AND AL,0F0H ROR AL,CL MOV DI+

18、01,ALMOV AL,CHCMP AL,60HJNZ BEGINMOV AL,00MOV DI+00,ALMOV DI+01,ALMOV AL,DI+02MOV CH,DI+03MOV CL,4ROL CH,CL AL,CHORADD AL,1DAAMOV CH,ALAND AL,0FHMOV DI+02,ALMOV AL,CHAND AL,0F0HROR AL,CLMOV DI+03,ALMOV AL,CHCMP AL,60HJNZ BEGINMOV AL,00MOV DI+02,ALMOV DI+03,ALMOV AL,DI+04MOV CH,DI+05MOV CL,4ROL CH,CLOR AL,CHADD AL,1DAAMOV CH,ALAND AL,0FHMOV DI+04,ALMOV AL,CHAND AL,0F0HROR AL,CLMOV DI+05,ALMOV AL,CHCMP AL,24HJNZ AMOV AL,00MOV DI+04,AL;時低MOV DI+05,ALBEGINA: JMP 中斷程序 ; INTR1: MOV BX,OFFSET TABLE MOV AL,CS:BP+BIT OUT 61H,AL MOV