1、成績 課程設計報告題 目 可調時電子鐘的設計 課 程 名 稱 微機原理及應用 院 部 名 稱 專 業 工程及其自動化 班 級 工程及其自動化 學 生 姓 名 學 號 課程設計地點 課程設計學時 指 導 教 師 摘 要運用了8086 CPU芯片以及8259A芯片、8253芯片和顯示器等輔助硬件電路，進行了可調時電子鐘的設計。進行了軟件設計并編寫了源程序。該電子鐘具有時、分、秒計時、顯示功能，并且通過定義鍵盤的字母，可對電子鐘進行時分秒時間調整。 關鍵詞：可調時電子鐘；8259A；8253；8086微機系統目 錄一 、設計任務與要求1二 、總體設計方案與說明1三 、系統硬件部分設計2 3.1 80

2、86微處理器的工作原理2 3.2 8259A芯片的工作原理3 3.3 8253芯片的工作原理4 3.4 LED顯示器5 3.5 系統原理圖 6四 、系統軟件部分設計 7 4.1 系統軟件流程圖74.2 源程序9五 、系統調試 17六 、課程設計體會 17七 、參考文獻 17 17一、設計任務與要求設計一個可調時電子鐘,要求：1）給出系統設計方案；畫出硬件連線圖，并說明工作原理；2）畫出程序框圖并編寫程序完成如下功能：6位七段LED數碼管可顯示時、分、秒，并按正常時間顯示方法工作；二、總體設計方案與說明本實驗利用8253做定時器，用定時器輸出的脈沖控制8259產生中斷。在8259中斷處理程序中，

3、對時、分、秒進行計數，在等待中斷的循環中用LED顯示時間。8253用定時器/計數器1，8253片選接CS4，地址為0C000H。8253時鐘源CLK1接分頻電路的F/64輸出。分頻器的FIN接4MHZ時鐘。8253的GATE1接VCC。8259中斷INT0接8253的OUT1，片選接CS5，地址為0D000H。顯示電路的KEY/LED CS 接CS0，地址為08000H。系統工作框圖如下：8259A82538086CPU顯示電路圖1系統框圖三、系統硬件部分設計 31、8086微處理器 8086微處理器是16位機，1 6 位微處理器比 8 位微處理器有更大的尋址空間、 更強的運算能力、 更快的處

4、理速 度和更完善的指令系統。1 6 位微處理器比 8 位微處理器有更大的尋址空間、 更強的運算能力、 更快的處理速 度和更完善的指令系統。芯片引腳為40根，20根地址線，16根數據線，其最大的地址空間為1MB。 8086從功能上來說可以分成兩個大部分，總線接口單元BIU和執行單元EU。BIU：負責與存儲器或I/O接口交換信息，即8086與存儲器或I/O接口之間的信息傳送，都是由BIU負責進行的，即：（1）BIU從內存的指定部分取出指令，送到指令隊列排隊。（2）取出執行指令時所需的操作數，送至EU部分。EU：負責指令的執行。特點：將CPU分為兩個單元，可以使取指令和執行指令同進行，減少了CPU為

5、取指令而等待的時間，從而提高了CPU的利用率，提高了系統的運行速度。 8086微處理器的引腳功能可分3部分：地址總線、數據總線、控制總線。（1）地址/數據總線AD15-AD0 AD15-AD0:地址/數據復用引腳，雙向，三態。 地址/數據總線分時復用。在總線周期開始時（T1），用作地址總線的16位，給出內存單元的地址；其他時間為數據總線，用于數據傳輸。（2）地址/狀態總線A19/S6-A16/S3 A19/S6-A16/S3:地址/狀態總線復用引腳，輸出，三態。A19-A16：輸出訪問存儲器的20位地址的高4位地址A19-A16。8086的20條地址線訪問存儲器時可尋址1MB內存單元；訪問外部

6、設備時，只用16條地址A15-A0,可尋址64K個I/O端口。圖2 8086CPU3.2、8259A芯片的內部結構及引腳中斷控制器8259A是Intel公司專為控制優先級中斷而設計開發的芯片。它將中斷源優先排隊、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8259A編程，就可以管理8級中斷，并選擇優先模式和中斷請求方式，即中斷結構可以由用戶編程來設定。在MD微機系統中，8259芯片工作于單片方式。 8259引腳圖如圖3，各引腳功能如下。D7D0八條雙向數據線；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；

7、INT中斷請求信號；INTA（低電平有效）中斷響應信號；CAS0CAS2級聯信號，形成一條專用8259A總線，以便多片8259A的級聯；SP/EN從編程/允許級聯。在緩沖方式中，可用做輸出信號以控制總線緩沖器的接收和發送。在非緩沖方式中，作為輸入信號用于表示主片還是從片；IR0IR7外部中斷請求輸入線。要求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響應時為止）或者是高電平。 8259A中斷矢量表中斷序號01234567功能調用08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH矢量地址20H23H24H27H28H2BH2CH2FH30H33H34H37H38H3BH3CH

8、3FH說明時鐘鍵盤可用可用串行口可用可用可用3.3、可編程定時器/計數器82538253的功能用途是：（1）延時中斷（2）可編程頻率發生器（3）事件計數器（4）二進倍頻器（5）實時時鐘（6）數字單穩（7）復雜的電機控制器8253有六種工作方式：（1）方式0：計數結束中斷（2）方式1：可編程頻率發生器（3）方式2：頻率發生器（4）方式3：方波頻率發生器（5）方式4：軟件觸發的選通信號（6）方式5：硬件觸發的選通信號圖4 8253引腳信號圖8253引腳圖如圖3.3示，各引腳功能如下。D7D0八條雙向數據線；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；

9、A0、A1片內寄存器地址輸入信號；CLK計數輸入，用于輸入定時基準脈沖或計數脈沖；OUT輸出信號，以相應的電平指示計數的完成，或輸出脈沖波形；GATE選通輸入（門控輸入），用于啟動或禁止計數器的操作，以使計數器和計測對象同步。 8253端口地址表2、8253端口地址信號線寄存器編址IOY20#計數器40H1#計數器41H2#計數器42H控制寄存器43H 3.4、LED顯示器LED顯示器有靜態顯示與動態顯示兩種方式。我們使用的為動態顯示 LED動態顯示方式。 在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯在一起，由一個8位I/O口控制，而共陰極點或共陽極點分別由響應的I/O口線

10、控制。顯示模塊是將顯示緩沖區的數值送到LED顯示的功能模塊，顯示緩沖區是由六個字節構成，分別保存小時的高位和低位，分鐘的高位和低位，秒鐘的高位和低位。硬件上由六個LED構成，軟件上由掃描顯示的方法實現。35系統原理圖 四、系統軟件部分設計4.1 系統軟件流程圖1、主程序流程圖設置初始常數置定時器模式及常數啟動定時器讀取小時值顯示數據送緩沖開始轉換成顯示數據讀取分鐘值顯示數據送緩沖轉換成顯示數據讀取秒值顯示數據送緩沖轉換成顯示數據調用顯示子程序主程序框圖、100us定時中斷服務程序否否否中斷入口保護現場是是否10000次計數值減1設置下次10000次計數值秒值加1秒值清0，分鐘加1分值清0，小時

11、加1小時值清0恢復現場中斷返回計數值為0到60秒到60分鐘到24小時100us定時中斷服務程序4.2源程序：CONTROL EQU 0C003HCOUNT0 EQU 0C000HCOUNT1 EQU 0C001HCOUNT2 EQU 0C002HMD8255 EQU 82H ; 8255 工作方式PA8255 EQU 8000H ; 8255 PA口輸出地址CTL8255 EQU 8003H ; 8255 控制口地址OUTBIT EQU 08002H ; 位控制口OUTSEG EQU 08004H ; 段控制口ICW1 EQU 00010011B ; 單片8259, 上升沿中斷, 要寫ICW4

12、ICW2 EQU 00100000B ; 中斷號為20HICW4 EQU 00000001B ; 工作在8086/88 方式OCW1 EQU 11111110B ; 只響應INT0 中斷CS8259A EQU 0D000H ; 8259地址CS8259B EQU 0D001HDATA SEGMENTCNT DB 0LEDBUF DB 6 DUP (?) ; 顯示緩沖NUM DB 1 DUP (?) ; 顯示的數據DELAYT DB 1 DUP (?)HOUR DB 0MINUTE DB 0SECOND DB 0LEDMAP: ; 八段管顯示碼 DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66

13、H, 6DH, 7DH, 07H DB 7FH, 6FH, 77H, 7CH, 39H, 5EH, 79H, 71HDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS: DATADELAY PROC NEAR PUSH AX ; 延時子程序 PUSH CX MOV AL, 0 MOV CX, AX LOOP $ POP CX POP AX RETDELAY ENDPDISPLAYLED PROC NEAR MOV BX, OFFSET LEDBUF MOV CL, 6 ; 共6個八段管 MOV AH, 00100000B ; 從左邊開始顯示DLOOP: MOV D

14、X, OUTBIT MOV AL, 0 OUT DX,AL ; 關所有八段管 MOV AL, BX MOV DX, OUTSEG OUT DX, AL MOV DX, OUTBIT MOV AL, AH OUT DX, AL ; 顯示一位八段管 PUSH AX MOV AH, 1 CALL DELAY POP AX SHR AH, 1 INC BX DEC CL JNZ DLOOP MOV DX, OUTBIT MOV AL, 0 OUT DX,AL ; 關所有八段管 RETDISPLAYLED ENDPIENTER PROC NEAR PUSH AX PUSH DX INC SECOND M

15、OV AL, SECOND CMP AL, 60 JNE EXIT MOV SECOND, 0 INC MINUTE MOV AL, MINUTE CMP AL, 60 JNE EXIT MOV MINUTE, 0 INC HOUR MOV AL, HOUR CMP AL, 24 JNE EXIT MOV HOUR, 0EXIT: MOV DX, CS8259A MOV AL, 20H ; 中斷服務程序結束指令 OUT DX, AL POP DX POP AX IRETIENTER ENDPIINIT PROC MOV DX, CS8259A MOV AL, ICW1 OUT DX, AL M

16、OV DX, CS8259B MOV AL, ICW2 OUT DX, AL MOV AL, ICW4 OUT DX, AL MOV AL, OCW1 OUT DX, AL RETIINIT ENDPSTART PROC NEAR MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV HOUR, 0 MOV MINUTE, 0 MOV SECOND, 0 CLI MOV AX, 0 MOV DS, AX MOV AL, 76H; 01110110B ; 計數器1,16位,方式3,二進制 MOV DX, CONTROL OUT DX, AL MOV AX, 62500 MOV DX, COUN

17、T1 OUT DX, AL ; 計數器低字節 MOV AL, AH OUT DX, AL ; 計數器高字節 MOV AL, MD8255 MOV DX, CTL8255 OUT DX, AL MOV BX, 4*ICW2 ; 中斷號 MOV AX, CODE SHL AX, 1 ; X 16SHL AX, 1 SHL AX, 1 SHL AX, 1 ADD AX, OFFSET IENTER ; 中斷入口地址（段地址為0） MOV BX, AX MOV AX, 0 INC BX INC BX MOV BX, AX ; 代碼段地址為0 CALL IINIT MOV AX, DATA MOV DS

18、, AX MOV CNT, 0 ; 計數值初始為0 MOV AL, CNT MOV DX, PA8255 OUT DX, AL STILP: ; 等待中斷，并計數。 MOV AL, HOUR MOV AH, 0 MOV CL, 10 DIV CL MOV CH, AH MOV AH, 0 MOV BX, OFFSET LEDMAP ADD BX, AX MOV AL, BX MOV LEDBUF, AL MOV BX, OFFSET LEDMAP MOV AL, CH MOV AH, 0 ADD BX, AX MOV AL, BX OR AL, 80H MOV LEDBUF+1, AL MOV

19、 AL, MINUTE MOV AH, 0 MOV CL, 10 DIV CL MOV CH, AH MOV AH, 0 MOV BX, OFFSET LEDMAP ADD BX, AX MOV AL, BX MOV LEDBUF+2, AL MOV BX, OFFSET LEDMAP MOV AL, CH MOV AH, 0 ADD BX, AX MOV AL, BX OR AL, 80H MOV LEDBUF+3, AL MOV AL, SECOND MOV AH, 0 MOV CL, 10 DIV CL MOV CH, AH MOV AH, 0 MOV BX, OFFSET LEDMAP ADD BX, AX MOV AL, BX MOV LEDBUF+4, AL MOV BX, OFFSET LEDMAP MOV AL, CH MOV AH, 0 ADD BX, AX MOV AL, BX OR AL, 80H MOV LEDBUF+5, AL CALL DISPLAYLED JMP LP