電子鐘課程設(shè)計報告

目錄TOC\o"1-3"\h\u134211前言 1107461.1設(shè)計目的 1165201.2設(shè)計規(guī)定

1278201.3設(shè)計背景 1226672設(shè)計思想與原理

2176602.1設(shè)計思想

211439

2.2設(shè)計原理

2304482.2.1內(nèi)容

2150542.2.2規(guī)定

2213102.3設(shè)計環(huán)境

3148522.

4設(shè)計所用設(shè)備

384213系統(tǒng)硬件設(shè)計 4226133.1設(shè)計所用芯片及功能介紹 4298783.1.18259芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 46883.1.28255芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 5281243.1.38254芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 6291163.2電子鐘硬件接線圖

7184034系統(tǒng)軟件設(shè)計 8190234.1軟件工作流程圖 8301664.2必要的程序清單 8221595系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果 15223765.1調(diào)試結(jié)果描述

15176625.2

測試結(jié)果分析

15246466總結(jié) 161284參考文獻(xiàn) 171前言1.1設(shè)計目的通過本次課程設(shè)計學(xué)習(xí)和掌握計算機(jī)中常用接口電路的應(yīng)用和設(shè)計技術(shù)，充足結(jié)識理論知識相應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用，進(jìn)一步加強(qiáng)理論知識與應(yīng)用相結(jié)合的實踐和鍛煉。通過這次設(shè)計實踐可以進(jìn)一步加深對專業(yè)知識和理論知識學(xué)習(xí)的結(jié)識和理解，使設(shè)計者的設(shè)計水平和對所學(xué)知識的應(yīng)用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。掌握8255、8259、8254等芯片使用方法和編程方法，通過本次課程設(shè)計，學(xué)以致用，進(jìn)一步理解所學(xué)的相關(guān)芯片的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用方法等，學(xué)會相關(guān)芯片實際應(yīng)用及編程，系統(tǒng)中采用8086微解決器完畢了電子秒表系統(tǒng)的獨(dú)立設(shè)計。同時并了解綜合問題的程序設(shè)計掌握實時解決程序的編制和調(diào)試方法，掌握一般的設(shè)計環(huán)節(jié)和流程，使我們以后搞設(shè)計時邏輯更加清楚。1.2設(shè)計規(guī)定

運(yùn)用8259A中斷控制器、8254定期/計數(shù)器、8255A接口芯片以及鍵盤和數(shù)碼顯示電路，設(shè)計一個電子時鐘，由8254中斷定期，小鍵盤控制電子時鐘的啟停及初始值的預(yù)置。電子時鐘的顯示格式HH：MM：SS由左到右分別為時、分、秒，最大記時59：59：59超過這個時間時分秒位都清零從00：00：00重新開始。1.3設(shè)計背景微機(jī)控制即微型計算機(jī)原理控制。是集CPU,RAM,ROM,定期，微型計算機(jī)原理控制應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展，縱觀我們現(xiàn)在生活的各個通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)解決，這些都離不開微型計算機(jī)原理控制。8254,82598255。在編輯1時，用到了中斷控制器8259。

2設(shè)計思想與原理

2.1設(shè)計思想

本系統(tǒng)設(shè)計的電子時鐘以8088微解決器作為CPU，用8254做定期計數(shù)器產(chǎn)生時鐘頻率，8255做可編程并行接口顯示時鐘和鍵盤電路，8259做中斷控制器產(chǎn)生中斷。在此系統(tǒng)中，8254的功能是定期，接入8254的CLK信號為周期性時鐘信號。8254采用計數(shù)器0，工作于方式2，使8254的OUT0端輸出周期性的負(fù)脈沖信號。即每隔20ms，8254的OUT0端就會輸出一個負(fù)脈沖的信號，此信號接8259的IR2，當(dāng)中斷到50次數(shù)后，CPU即解決，使液晶顯示器上的時間發(fā)生變化。

其中8259只需初始化ICW1，其功能是向8259表白IRx輸入是電瓶觸發(fā)方式還是上升沿觸發(fā)方式，是單片8259還是多片8259。8259接受到信號后，產(chǎn)生中斷信號送CPU解決。

2.2設(shè)計原理

運(yùn)用實驗臺上提供的定期器8254和擴(kuò)展板上提供的8259以及鍵盤和數(shù)碼顯示電路，設(shè)計一個電子時鐘，由8254中斷定期，小鍵盤控制電子時鐘的啟停及初始值的預(yù)置。電子時鐘的顯示格式HH：MM：SS由左到右分別為時、分、秒，最大記時59：59：59超過這個時間時分秒位都清零從00：00：00重新開始。

基本工作原理：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)容加一，六個數(shù)碼管動態(tài)顯示時、分、秒的當(dāng)前值。

2.2.1內(nèi)容

運(yùn)用實驗臺上提供的定期器8254和擴(kuò)展板上提供的8259以及鍵盤和數(shù)碼顯示電路，設(shè)計一個電子時鐘，由8254中斷定期，小鍵盤控制電子時鐘的啟停及初始值的預(yù)置。

電子時鐘的顯示格式HH：MM：SS由左到右分別為時、分、秒，最大記時59：59：59超過這個時間時分秒位都清零從00：00：00重新開始。

2.2.2規(guī)定

本實驗規(guī)定設(shè)計一個定期顯示裝置，用六個數(shù)碼管顯示時間，用小鍵盤控制計時，設(shè)立和顯示時間。系統(tǒng)一運(yùn)營就從00點00分00秒開始計時，并在數(shù)碼管上顯示時、分、秒當(dāng)前值，并且，可以用鍵盤設(shè)立當(dāng)前時間。

基本工作原理：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)容加一；六個數(shù)碼管動態(tài)顯示時、分、秒的當(dāng)前值。

用開關(guān)（模塊A5）控制計時和顯示：K1鍵（清除）：顯示00-00-00；K2鍵（啟動）：顯示XX-XX-XX變化的時間值；K3鍵（停止）：顯示XX-XX-XX不變；K4鍵（設(shè)立）：設(shè)立XX-XX-XX時間值，時間值由模塊B2開關(guān)輸入。2.3設(shè)計環(huán)境

PC機(jī)一臺、windows

XP系統(tǒng)、實驗箱，導(dǎo)線若干。2.

4設(shè)計所用設(shè)備

8254定期器：用于產(chǎn)生秒脈沖，其輸出信號可作為中斷請示信號送IRQ2。8255并口：用做接口芯片，和小鍵盤相連。

8259中斷控制器：用于產(chǎn)生中斷。

LED：六個LED用于顯示時：分：秒值。

小鍵盤：用于控制設(shè)立。

3系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1設(shè)計所用芯片及功能介紹3.1.18259芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳中斷控制器8259是Intel公司專為控制優(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中于一片中。因此無需附加任何電路，只需對8259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。在MD微機(jī)系統(tǒng)中，8259芯片工作于單片方式。8259引腳圖如圖3.1所示。圖3.18259引腳圖各引腳功能如下：D7-D0——八條雙向數(shù)據(jù)線；WR（低電平有效）——寫輸入信號；RD（低電平有效）——讀輸入信號；CS（低電平有效）——片選輸入信號；A0——地址信號；INT——中斷請求信號；INTA（低電平有效）——中斷響應(yīng)信號；CAS0-CAS2——級聯(lián)信號，形成一條專用8259A總線，以便多片8259A的級聯(lián)；SP/EN——從編程/允許級聯(lián)。在緩沖方式中，可用做輸出信號以控制總線緩沖器的接受和發(fā)送。在非緩沖方式中，作為輸入信號用于表達(dá)主片還是從片；IR0-IR7——外部中斷請求輸入線。規(guī)定輸入的中斷請求信號是由低電平到高電平的上升沿（并保持高電平到CPU響應(yīng)時為止）或者是高電平。8259中斷矢量地址與中斷信號之間的關(guān)系如表3-1所示：表3-18259中斷矢量表中斷序號01234567功能調(diào)用08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH矢量地址20H~23H24H~27H28H~2BH2CH~2FH30H~33H34H~37H38H~3BH3CH~3FH說明時鐘鍵盤可用可用串行口可用可用可用3.1.28255芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳8255可編程外圍接口芯片是Intel公司生產(chǎn)的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三個并行接口，用+5V單電源供電，能在以下三種工作方式下工作：方式2—雙向選通輸入/輸出方式8255引腳圖如圖3.2示，圖3.28255引腳圖各引腳功能如下：D7~D0——與CPU側(cè)連接的八條雙向數(shù)據(jù)線；WR（低電平有效）——寫輸入信號；RD（低電平有效）——讀輸入信號；CS（低電平有效）——片選輸入信號；A0、A1——片內(nèi)寄存器選擇輸入信號；PA7~PA0——A口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線；PB7~PB0——B口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線；PC7~PC0——C口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線；RESET——復(fù)位輸入信號。8255端口地址表如表3-2所示：表3-28255端口地址表信號線寄存器編址IOY3A口60HB口61HC口62H控制寄存器63H3.1.38254芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳8254是Intel公司生產(chǎn)的可編程計時器，具有以下功能：（1）有3格獨(dú)立的16位計數(shù)器（2）每個計數(shù)器可按二進(jìn)制或十進(jìn)制計數(shù)；（3）每個計數(shù)器可編程工作于6種不同工作方式；（4）8254每個計數(shù)器允許的最高計數(shù)頻率為10MHZ；（5）8254有讀回命令，除了可以讀出當(dāng)前計數(shù)單元的內(nèi)容外，還可以讀出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容；圖3.3是8254芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖，它是由與CPU的接口、內(nèi)部控制電路和三個計數(shù)器組成。8254的工作方式如下述：（1）方式0：計數(shù)到0結(jié)束輸出正躍變信號方式。（2）方式1：硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)方式。（3）方式2：頻率放生器方式。（4）方式3：方波發(fā)生器。（5）方式4：軟件觸發(fā)選通方式。（6）方式5：硬件觸發(fā)選通方式。圖3.38254芯片引腳圖3.2電子鐘硬件接線圖

圖3.4電子鐘硬件接線圖

4系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1軟件工作流程圖主程序流程圖如圖4.1所示，服務(wù)程序流程圖如圖4.2所示。圖4.1主程序流程圖圖4.2服務(wù)程序流程圖4.2必要的程序清單電子鐘的程序：controlequ0c003h；8253控制口count0equ0c000hcount1equ0c001hcount2equ0c002hmd8255equ82h；8255控制字pa8255equ8000hctl8255equ8003houtbitequ08002h；位控制口outsegequ08004h；段控制口icw1equ00010011b；8259，上升沿中斷，要寫icw4icw2equ00100000b；中斷號為20hicw4equ00000001b；工作在8086/88方式ocw1equ11111110b；只響應(yīng)int0中斷cs8259aequ0d000h；8259地址cs8259bequ0d001hdatasegmentcntdb0ledbufdb6dup(?)；顯示緩沖numdb1dup(?)；顯示的數(shù)據(jù)delaytdb1dup(?)hourdb0minutedb0seconddb0ledmap:；八段管顯示碼db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07hdb7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71hdataendscodesegmentassumecs:code,ds:datadelayprocnear；延時子程序pushaxpushcxmoval,0movcx,axloop$popcxpopaxretdelayendpdisplayledprocnear；數(shù)碼管顯示控制子程序movbx,offsetledbufmovcl,6；共6個八段管movah,00100000b；從左邊開始顯示dloop:movdx,outbitmoval,0outdx,al；關(guān)所有八段管moval,[bx]movdx,outsegoutdx,almovdx,outbitmoval,ahoutdx,al；顯示一位八段管pushaxmovah,1calldelaypopaxshrah,1incbxdeccljnzdloopmovdx,outbitmoval,0outdx,al；關(guān)所有八段管retdisplayledendpienterprocnear；8253中斷服務(wù)程序pushaxpushdxincsecond；秒加1moval,secondcmpal,60；秒數(shù)與60比較jneexitmovsecond,0；秒清零incminute；分加1moval,minutecmpal,60；分?jǐn)?shù)與60比較jneexitmovminute,0；分清零inchour；時加1moval,hourcmpal,24；時數(shù)與24比較jneexitmovhour,0；時清零exit:movdx,cs8259amoval,20houtdx,al；結(jié)束本次中斷popdxpopaxiretienterendpiinitproc；初始化8259的命令字和操作命令字movdx,cs8259amoval,icw1outdx,almovdx,cs8259bmoval,icw2outdx,almoval,icw4outdx,almoval,ocw1outdx,alretiinitendpstart:movax,datamovds,axmovhour,0；時、分、秒清零movminute,0movsecond,0cli；清除中斷標(biāo)志位movax,0movds,axmoval,76h；8253控制字movdx,controloutdx,almovax,62500；運(yùn)用8253計數(shù)器1分頻movdx,count1outdx,almoval,ahoutdx,almoval,md8255movdx,ctl8255outdx,almovbx,4*icw2；中斷號movax,codeshlax,4；*16addax,offsetienter；中斷入口地址（段地址為0）mov[bx],axmovax,0incbxincbxmov[bx],ax；代碼段地址為0calliinitmovax,datamovds,axmovcnt,0；計數(shù)值初始為0moval,cntmovdx,pa8255outdx,alsti；開中斷l(xiāng)p:moval,hourmovah,0movcl,10divclmovch,ahmovah,0movbx,offsetledmapaddbx,axmoval,[bx]；時的十位轉(zhuǎn)換成顯示碼movledbuf,al；顯示碼存入顯示緩沖區(qū)movbx,offsetledmapmoval,chmovah,0addbx,axmoval,[bx]；時的個位轉(zhuǎn)換成顯示碼oral,80hmovledbuf+1,al；顯示碼存入后一位顯示緩沖區(qū)moval,minutemovah,0movcl,10divclmovch,ahmovah,0movbx,offsetledmapaddbx,axmoval,[bx]；分的十位轉(zhuǎn)換成顯示碼movledbuf+2,almovbx,offsetledmapmoval,chmovah,0addbx,axmoval,[bx]；分的個位轉(zhuǎn)換成顯示碼oral,80hmovledbuf+3,almoval,secondmovah,0movcl,10divclmovch,ahmovah,0movbx,offsetledmapaddbx,axmoval,[bx]；秒的十位轉(zhuǎn)換成顯示碼movledbuf+4,almovbx,offsetledmapmoval,chmovah,0addbx,axmoval,[bx]；分的個位轉(zhuǎn)換成顯示碼oral,80hmovledbuf+5,alcalldisplayledjmplpcodeendsendstart

5系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果5.1調(diào)試結(jié)果描述

本系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)后進(jìn)行了為期一周左右的調(diào)試。調(diào)試涉及電路板的調(diào)試和匯編程序的調(diào)試。下面就系統(tǒng)調(diào)試情況作一介紹：

（1）系統(tǒng)對于輸入有格式規(guī)定，不能輸入不對的的時間格式。

（2）系統(tǒng)對于臨界值進(jìn)行了驗證。（3）系統(tǒng)預(yù)計各功能的實現(xiàn)。

5.2

測試結(jié)果分析

測試結(jié)果表白，電子鐘系統(tǒng)已能初步實現(xiàn)重要功能，但是由于我的能力有限，開發(fā)實踐經(jīng)驗局限性，系統(tǒng)功能不是十分完善，還存在著許多問題，目前通過測試等發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在以下幾個問題：

（1）

由于實驗條件的限制，開機(jī)有時候不能自動復(fù)位。

（2）對于多次連續(xù)輸入錯誤格式的時間值，系統(tǒng)也許出現(xiàn)異常。

（3）由于是教學(xué)模擬課題，不能適應(yīng)實際使用中復(fù)雜的需求，只能根據(jù)其他一些簡樸的調(diào)查和推測來設(shè)定系統(tǒng)的功能和規(guī)定，不管是功能和內(nèi)容都相對簡樸。尚有不滿足規(guī)定的地方，一些技術(shù)問題也沒有克服。

6總結(jié)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.

通過這次課程設(shè)計，使我對8250A有了更深一步的結(jié)識。同時使我結(jié)識到RS-232C是微型計算機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的一種串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。加深了對芯片接口可編程原理的理解，加深了對課堂上知識的鞏固。此外，通過親手編寫匯編程序的過程也增強(qiáng)了程序設(shè)計的能力，學(xué)到了很多知識。回顧起課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多