微機(jī)課程設(shè)計(jì)zuixin教材

1、課程設(shè)計(jì)課程名稱微機(jī)課程設(shè)計(jì)題目名稱計(jì) 時(shí) 器（計(jì)數(shù)3）學(xué)生學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院專業(yè)班級(jí) 13 電氣（ 2）班學(xué) 號(hào) 3113001318學(xué)生姓名彭浩指導(dǎo)老師廉迎戰(zhàn)2015 年 10 月 23 日一、概述1. 課程設(shè)計(jì)的目的1) 鞏固和掌握對(duì)“微機(jī)原理”課程內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解，提高應(yīng)用水平。2) 掌握匯編語言程序的編制方法。 8253 編程。2. 課程設(shè)計(jì)的要求1) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 8053 定時(shí)器計(jì)時(shí)， 8253 地址為 40H41H42H43H ，控制電路如圖：2) 軟件編程內(nèi)容顯示器工作于查詢方式，鍵盤工作于中斷方式。16 個(gè)按鍵定義的鍵值為： 0 F，按任意鍵在顯示器上顯示對(duì)應(yīng)鍵值。設(shè)定 8

2、253 的通道 2 工作于方式 0，用于事件計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值為 8，按鍵 9 次后， 發(fā)出中 斷請(qǐng)求信號(hào)并顯示“ EEEEEE ”。顯示滿 30 秒時(shí)數(shù)字清除。8253只寫高 8位計(jì)數(shù)值時(shí)， 8253的計(jì)數(shù)是 8 位計(jì)數(shù)，還是 16位計(jì)數(shù)？A、軟件實(shí)現(xiàn)：計(jì)數(shù)結(jié)束后，讀取計(jì)數(shù)值，看是0 還是 0FFH?B、軟件實(shí)現(xiàn)：定時(shí)結(jié)束后，讀取定時(shí)數(shù)值，看是0 還是 0FFH?二、設(shè)計(jì)思路微型計(jì)算機(jī)由微處理器， 存儲(chǔ)器， 接口電路以及連接在這些部件上的總線組成。 微處理 器，存儲(chǔ)器和所有 IO 設(shè)備之間的信息交換都通過總線進(jìn)行。總線包括地址總線，數(shù)據(jù)總線 和控制總線，他們始于 CPU 或終于 CPU，現(xiàn)代微機(jī)

3、大部分都是這種以總線為中心的結(jié)構(gòu)。 8086CPU 的地址 數(shù)據(jù)總線 AD15-AD0 和地址 狀態(tài)總線 A16/S3-A19/S6 是復(fù)用的， 必須通過 地址鎖存器把地址總線和數(shù)據(jù)總線分離。 控制總線直接和 8086CPU 相連， 這樣 8086CPU 就 工作在最小工作方式。微型計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件， 外圍設(shè)備必須通過接口電路才能與 系統(tǒng)總線相連，因此構(gòu)建一個(gè)基于 8086CPU 的簡單微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是工作于最小工作方 式的 8086CPU 系統(tǒng)總線上掛上一定規(guī)模的存儲(chǔ)器和接口電路，然后在把合適的外圍設(shè)備連 接到接口電路上。一個(gè)基于 8088CPU 的簡單微型計(jì)算機(jī)系

4、統(tǒng)框圖如圖所示。圖中鍵盤與顯 示器作為外圍設(shè)備通過接口芯片與系統(tǒng)總線相連。本次課程設(shè)計(jì)使用軟件是 wmd86 硬件是 TP-PITE 5.4 板，通過 8255 可編程并行 I/O 接口芯片可以對(duì) 4X4 鍵盤進(jìn)行掃描，從而可以確定哪一個(gè)鍵被按下，同時(shí)又可對(duì)七段數(shù)碼 管的輸出顯示進(jìn)行控制， 從而可以做到按下某個(gè)鍵后在數(shù)碼管上顯示出自己需要顯示的相應(yīng) 的字符。8254 可編程定時(shí)和計(jì)數(shù)芯片有三個(gè)計(jì)數(shù)器，利用其中任何一個(gè)計(jì)數(shù)器設(shè)置其工作方式 為 0，其中的 out 端口接到 8259A 中斷控制器芯片的中斷請(qǐng)求端口上， CLK 接到板子的 KK1+ 接口上，通過人工觸發(fā)的方式給計(jì)時(shí)器送計(jì)時(shí)脈沖，將

5、計(jì)數(shù)次數(shù) 8 送進(jìn)計(jì)數(shù)器，那么按鍵 KK1+ 九次后計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)終止計(jì)數(shù)， 同時(shí) out 端口送出一個(gè)高電平， 這個(gè)就是中斷請(qǐng)求信號(hào)， 由此進(jìn)入中斷，中斷服務(wù)程序里面利用 8255 芯片對(duì)七段數(shù)碼管進(jìn)行輸出顯示控制，讓數(shù)碼 管顯示“ EEEEEE”，最后再在顯示程序后設(shè)定一個(gè)30s 的延時(shí)子程序，由此實(shí)現(xiàn)了“設(shè)定8253 的通道 2工作于方式 0，用于事件計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值為 8，按鍵 9 次后，發(fā)出中斷請(qǐng)求信 號(hào)并顯示“ EEEEEE ”。顯示滿 30 秒時(shí)數(shù)字清除”。三、系統(tǒng)詳細(xì)原理1. 硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)1) 確定組成電路所用元器件本次課程設(shè)計(jì)使用實(shí)驗(yàn)室提供的元器件，分別為：8086 微處理器可

6、編程接口芯片 8255A可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 8253可編程中斷控制器 8259A74LS07 芯片鍵盤及數(shù)碼管顯示單元2) 8086 CPU的引腳信號(hào)和功能a. 引言如下圖所示，是 8088/8086CPU 的外部結(jié)構(gòu)，即引腳信號(hào)圖。圖 2-5 8086/8088CPU 引腳功能8088/8086CPU 芯片都是雙列直插式集成電路芯片，都有 40 個(gè)引腳，其中 32 個(gè)引腳在 兩種工作模式下的名稱和功能是相同的， 還有 8 個(gè)引腳在不同的工作模式下， 具有不同的名 稱和功能。下面，我們分別來介紹這些引腳的輸入/輸出信號(hào)及其功能。b. 兩種模式下，名稱和功能相同的 32 個(gè)引腳 VCC、GN

7、D：電源、接地引腳 (3),8088/8086CPU 采用單一的 +5V電源， 但有兩個(gè)接地引腳。 AD15AD0(Address Data Bus ): 地址/ 數(shù)據(jù)復(fù)用信號(hào)輸入 /輸出引腳 (16), 分時(shí)輸出低16 位地址信號(hào)及進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入 /輸出。 A19/s6A15/s3(Address Status Bus) :地址 /狀態(tài)復(fù)用信號(hào)輸出引腳 (4), 分時(shí)輸出地 址的高 4位及狀態(tài)信息，其中 s6 為 0用以指示 8086/8088CPU當(dāng)前與總線連通； s5 為 1 表 明 8086/8088CPU可以響應(yīng)可屏蔽中斷； s4、s3 共有四個(gè)組態(tài)，用以指明當(dāng)前使用的段寄存 器

8、， 00ES，01 SS，10CS，11DS。 NMI(Non-Maskable Interrupt) 、 INTR( Interrupt Request ) : 中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳(2) ，引入中斷源向 CPU提出的中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效，前者為非屏蔽中斷請(qǐng)求，后者 為可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)。 RD ( Read) :讀控制輸出信號(hào)引腳 (1) ，低電平有效，用以指明要執(zhí)行一個(gè)對(duì)內(nèi)存單 元或 I/O 端口的讀操作，具體是讀內(nèi)存單元，還是讀 I/O 端口，取決于 M /IO 控制信號(hào)。 CLK/(Clock )：時(shí)鐘信號(hào)輸入引腳 (1) ，時(shí)鐘信號(hào)的方波信號(hào)，占空比約為33%，即1/3 周期為

9、高電平， 2/3 周期為底電平， 8088/8088 的時(shí)鐘頻率(又稱為主頻)為4.77MHz，即從該引腳輸入的時(shí)鐘信號(hào)的頻率為4.77MHz。 Reset(Reset): 復(fù)位信號(hào)輸入引腳 (1) ，高電平有效。 8088/8086CPU 要求復(fù)位信號(hào)至少 維持 4 個(gè)時(shí)鐘周期才能起到復(fù)位的效果，復(fù)位信號(hào)輸入之后，CPU結(jié)束當(dāng)前操作，并對(duì)處理 器的標(biāo)志寄存器、 IP 、DS、SS、ES 寄存器及指令隊(duì)列進(jìn)行清零操作， 而將 CS設(shè)置為 0FFFFH。 READ(Y Ready) : “準(zhǔn)備好”狀態(tài)信號(hào)輸入引腳 (1) ，高電平有效。 TEST (Test): 測(cè)試信號(hào)輸入引腳 (1) ，低電

10、平有效 ,TEST 信號(hào)與 WAIT 指令結(jié)合起來使 用，CPU執(zhí)行 WAIT指令后，處于等待狀態(tài)， 當(dāng) TEST引腳輸入低電平時(shí)， 系統(tǒng)脫離等待狀態(tài)， 繼續(xù)執(zhí)行被暫停執(zhí)行的指令。 MN/MX( Minimum/Maximum Model Control )最小 / 最大模式設(shè)置信號(hào)輸入引腳 (1) ，該輸 入引腳電平的高、低決定了 CPU工作在最小模式還是最大模式，當(dāng)該引腳接+5V時(shí)， CPU工作于最小模式下，當(dāng)該引腳接地時(shí)， CPU工作于最大模式下。c. 最小模式下的 24-31 引腳當(dāng) 8088/8086CPU 的 MN /MX 引腳固定接 +5V 時(shí)， CPU處于最小模式下，這時(shí)候剩余

11、的24 31共 8個(gè)引腳的名稱及功能如下： INTA ( Interrupt Acknowledge )中斷響應(yīng)信號(hào)輸出引腳低電平有效， 該引腳是 CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求后， 向中斷源發(fā)出的認(rèn)可信號(hào)， 用以通知中斷 源，以便提供中斷類型碼，該信號(hào)為兩個(gè)連續(xù)的負(fù)脈沖。 ALE( Address Lock Enable ) : 地址鎖存允許輸出信號(hào)引腳高電平有效， CPU通過該引腳向地址鎖存器 8282/8283 發(fā)出地址鎖存允許信號(hào)，把當(dāng)前 地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用總線上輸出的是地址信息，鎖存到地址鎖存器8282/8283 中去。注意： ALE信號(hào)不能被浮空。 DEN (Data Enable ): 數(shù)據(jù)允

12、許輸出信號(hào)引腳低電平有效，為總線收發(fā)器 8286 提供一個(gè)控制信號(hào)，表示 CPU當(dāng)前準(zhǔn)備發(fā)送或接收一 項(xiàng)數(shù)據(jù)。 DT / R (Data Transmit/Receive ): 數(shù)據(jù)收發(fā)控制信號(hào)輸出引腳CPU通過該引腳發(fā)出控制數(shù)據(jù)傳送方向的控制信號(hào)，在使用8286/8287 作為數(shù)據(jù)總 線收發(fā)器時(shí)， DT / R 信號(hào)用以控制數(shù)據(jù)傳送的方向，當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)由CPU經(jīng)總線收發(fā)器 8286/8287 輸出，否則，數(shù)據(jù)傳送方向相反。 IO/ M ( Memory/Input &Output ) : 存儲(chǔ)器 /I/O 端口選擇信號(hào)輸出引腳這是 CPU區(qū)分進(jìn)行存儲(chǔ)器訪問還是 I/O 訪問的

13、輸出控制信號(hào)。當(dāng)該引腳輸出高電平時(shí)， 表明 CPU要進(jìn)行 I/O 端口的讀寫操作， 低位地址總線上出現(xiàn)的是 I/O 端口的地址； 當(dāng)該引腳 輸出低電平時(shí)， 表明 CPU要進(jìn)行存儲(chǔ)器的讀寫操作， 地址總線上出現(xiàn)的是訪問存儲(chǔ)器的地址。 WR(Write): 寫控制信號(hào)輸出引腳低電平有效，與 IO/M 配合實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)單元、 I/O 端口所進(jìn)行的寫操作控制。 HOLD(Hold Request): 總線保持請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳 高電平有效。這是系統(tǒng)中的其它總線部件向CPU發(fā)來的總線請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳 。 HLDA(Hold Acknowledge ) : 總線保持響應(yīng)信號(hào)輸出引腳高電平有效，表示 CPU認(rèn)可

14、其他總線部件提出的總線占用請(qǐng)求，準(zhǔn)備讓出總線控制權(quán)。3) 8255A 芯片基本資料a. 8255A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示 8255A 有 3 個(gè) 8 位數(shù)據(jù)接口，即接口 A、接口 B 和接口 C。使用者可以用軟件使它們分別作為輸入端口或輸出端口。1）端口 A：一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入鎖存器和一個(gè) 數(shù)據(jù)輸入均被鎖存。2）端口 B ：一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè) 數(shù)據(jù)輸入時(shí)不被鎖存，數(shù)據(jù)輸出時(shí)被鎖存。3）端口 C ：一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè)8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖器，用來傳送數(shù)據(jù)。8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖器， 用來傳送數(shù)據(jù)。8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖器，用作輸入端口時(shí)，數(shù)據(jù)不被鎖存

15、；而作為輸出端口是，數(shù)據(jù)被鎖存。 A 組控制和 B 組控制這兩組控制電路一方面接收芯片內(nèi)部總線上的控制字，一方面接收來自讀 / 寫控制邏輯 電路的讀 /寫命令，從而解決端口的工作方式和讀 / 寫操作。其中， A 組控制電路控制端口 A 和端口 C高 4 位（ PC7-PC4）的工作方式和讀 /寫操作：而 B組控制電路控制端口 B和端口 C 低 4 位（ PC3-PC0）工作方式和讀寫操作。 讀/ 寫控制邏輯電路讀/ 寫控制邏輯電路負(fù)責(zé)管理 8255A 的數(shù)據(jù)傳輸過程。它接收來自系統(tǒng)總線的信號(hào)A1，A0和控制總線信號(hào) RESET、WR、RD，將這些信號(hào)組合后，得到 A 組控制部件和 B組控制部件

16、 的控制命令，并將命令發(fā)給這兩個(gè)部件，完成對(duì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息的傳輸。 數(shù)據(jù)總線緩沖器這是個(gè)雙向三態(tài) 8 位數(shù)據(jù)緩沖器， 8255A 通過它與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。輸入數(shù)據(jù)、輸 出數(shù)據(jù)、 CPU發(fā)給 8255A 的控制字都是通過這個(gè)緩沖器傳遞的。b. 8255 的引腳信號(hào) 與外部設(shè)備端相連的引腳PA7-PA0：A 端口的輸入 /輸出引腳。PB7-PB0 ：B 端口的輸入 /輸出引腳。PC7-PC0：C 端口的輸入 /輸出引腳。 與 CPU相連的引腳RESET ：復(fù)位信號(hào)，低電平有效。當(dāng) RESET 信號(hào)來到時(shí)，所 有內(nèi)部寄存器都被清 0，同時(shí) 3 個(gè)端口被自動(dòng)設(shè)為輸入端口。 D7-D0 ： 8255A

17、 的數(shù)據(jù)線，和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。 CS：芯片選擇信號(hào)。只有當(dāng) CS 有效時(shí)，讀出信號(hào) RD 和寫入 信號(hào) WR 才對(duì) 8255A 有效。RD：讀出信號(hào)。 CPU 通過 IN 指令使 RD 有效， 將數(shù)據(jù)或狀態(tài) 信息從 8255A 中讀到 CPU 。WR ：寫入信號(hào)。 CPU 通過 OUT 指令使 WR 有效，將數(shù)據(jù)或 狀態(tài)信息從 CPU 中寫道 8255A.A1 ， A0 ：端口選擇信號(hào)。 8255A 內(nèi)部有 3個(gè)數(shù)據(jù)端口和 1 個(gè) 控制端口， 共 4 個(gè)端口。 規(guī)定 A1 ，A0 為 00、01、10 和 11 時(shí)， 分別選中端口 A、端口 B 、端口 C 和控制端口。c. 8255 的控制

18、字 方式選擇控制字（1）方式選擇控制字把 A、B、C三個(gè)端口分為 A、B 兩組來設(shè)定工作方式。 A 組包括端口 A 和端口 C 的上半部， B 組包括端口 B 和端口 C 的下半部。（ 2）端口 A 可工作于 3 種方式中的任何一種；端口 B 只能工作于方式 0 和方式 1；而端口C 除用作輸入、輸出口（方式 0）外，通常用來配合端口 A 和端口 B 提供聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)和 狀態(tài)信號(hào)。（3）歸在同一組的兩個(gè)端口可分別作為輸入端口或輸出端口，不要求同為輸入或輸出。 端口 C按位置位 / 復(fù)位控制字（1）端口 C 按位置位 /復(fù)位控制字盡管是對(duì)端口 C 進(jìn)行操作的，但此控制字必須寫入控制 口，而不寫入

19、端口 C 。（2）一個(gè)控制字只能完成端口 C 中某一位置的置 1 或置 0，要對(duì)多位置 1 或置 0，必須使 用多個(gè)控制字。d. 實(shí)驗(yàn)中 8253 對(duì)應(yīng)端口地址如下表所示：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中 8255A 對(duì)應(yīng)的端口地址表信號(hào)線A口B口C口控制寄存器IOY00600H0602H0604H0606HIOY10640H0642H0644H0646HIOY20680H0682H0684H0686HIOY306C0H06C2H06C4H06C6H4） 8253 工作原理a. 8253 工作方式8253可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器的工作頻率為 02MHz ，它有 3 個(gè)獨(dú)立編程的計(jì)數(shù)器，每個(gè) 計(jì)數(shù)器有三個(gè)引腳，分別為時(shí)

20、鐘 CLK 、門控 GATE、計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)結(jié)束輸出 OUT ，每個(gè)計(jì) 數(shù)器分別有 6 種工作方式。下面僅對(duì)方式 1 和方式 2 的工作原理進(jìn)行簡述。 方式 1 ：可編程單穩(wěn)， 即由外部硬件產(chǎn)生的門控信號(hào) GATE 觸發(fā) 8253 而輸出單穩(wěn)脈沖。 計(jì)數(shù)器裝入計(jì)數(shù)初值后，在門控信號(hào) GATE 由低電平變高電平并保持時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)， 此時(shí)輸出端變成低電平并開始單穩(wěn)過程。當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，輸出端 OUT 轉(zhuǎn)變成高電平，單穩(wěn) 過程結(jié)束，在 OUT 端輸出一個(gè)單穩(wěn)脈沖。硬件再次觸發(fā)。 OUT 端可再次輸出一個(gè)同樣的單 穩(wěn)脈沖。 單穩(wěn)脈沖的寬度由裝入計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值決定。 在 WR 信號(hào)的上升沿 （CPU

21、 寫控制 字之后 ），輸出端 OUT 保持高電平 （若 OUT 原為低電平則變?yōu)楦唠娖?）。CPU 寫入計(jì)數(shù)值后， 計(jì)數(shù)器并不馬上開始計(jì)數(shù)，而要等到門控信號(hào) GATE 啟動(dòng)之后的下一個(gè) CLK 的下降沿才開 始。在整個(gè)計(jì)數(shù)過程中，輸出端 OUT 保持低電平直至計(jì)數(shù)值至 0，OUT 變?yōu)楦唠娖綖橹埂?方式 2 ：速率發(fā)生器，其功能如同一個(gè) N 分頻計(jì)數(shù)器。其輸出是將輸入時(shí)鐘按照 N 計(jì) 數(shù)值分頻后得到的一個(gè)連續(xù)脈沖。在該方式下，當(dāng)計(jì)數(shù)器裝入初始值開始工作后，輸出端 OUT 將不斷地輸出負(fù)脈沖，其寬度為一個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)間，而兩個(gè)負(fù)脈沖間的時(shí)間脈沖個(gè) 數(shù)等于計(jì)數(shù)器裝入的計(jì)數(shù)初值。 若計(jì)數(shù)初值為 N，

22、則每 N 個(gè)輸入脈沖輸出一個(gè)脈沖。 當(dāng) CPU 寫完控制字后，輸出端 OUT 轉(zhuǎn)變成高電平，計(jì)數(shù)器將立即自動(dòng)開始對(duì)輸入 CLK 時(shí)鐘計(jì)數(shù)。 在計(jì)數(shù)過程中， OUT 端始終保持高電平，直至計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減到1 時(shí)， OUT 端才變?yōu)榈碗娖?，其保持的寬度為一個(gè)輸入 CLK 時(shí)鐘周期的時(shí)間，然后輸出端 OUT 恢復(fù)高電平，計(jì) 數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)。b. 8253 控制字格式SC1 SC0為計(jì)數(shù)器選擇位， RL1 RL0 為計(jì)數(shù)器讀寫操作選擇位， 以確定計(jì)數(shù)器進(jìn)行裝入 或讀出是單字節(jié)還是雙字節(jié)， M2 、M1 、 M0 為計(jì)數(shù)器工作方式選擇位， BCD 表示計(jì)數(shù)器計(jì) 數(shù)方式選擇位。c. 8253 的內(nèi)部結(jié)

23、構(gòu)框及引腳如下圖所示：8253 引腳圖8253 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 數(shù)據(jù)總線緩沖器及數(shù)據(jù)總線 D0D7這是 8253與 CPU數(shù)據(jù)總線連接的 8位雙向三態(tài)緩沖器， 是 8253內(nèi)部總線與 CPU系統(tǒng) 的 8 位數(shù)據(jù)總線之間的接口。 CPU 通過它寫方式控制字到控制字寄存器，寫計(jì)數(shù)初值到計(jì)通過編程向 8253數(shù)通道， 讀取計(jì)數(shù)通道的當(dāng)前計(jì)數(shù)值。 即數(shù)據(jù)總線緩沖器有三個(gè)基本功能： 寫入確定 8253 工作方式的命令；向計(jì)數(shù)寄存器裝入計(jì)數(shù)初值；讀出當(dāng)前計(jì)數(shù)值。 內(nèi)數(shù)只高控能器部制阻的狀字有寫讀這寄入態(tài)讀是/3寫。寫不存?zhèn)€控8當(dāng)器能，2獨(dú)制5以讀片僅3立邏選出及能內(nèi)的輯。進(jìn)對(duì)信部計(jì)及行控號(hào)操數(shù)控制寫有作通制

24、操寄效的道引時(shí)作存控和腳(。器制低的部1電寫分各個(gè)平入，個(gè)控)。端制當(dāng)，按口字片照的寄選讀C存信PC器號(hào)UP/寫U共發(fā)操來可作4的以的個(gè)讀對(duì)選端寫擇為8口信2見高，5號(hào)3下電由及表某平地。時(shí)端A址1口，信和數(shù)進(jìn)號(hào)注據(jù)行A來意 控制字寄存器 計(jì)數(shù)通道d. 實(shí)驗(yàn)中 8253 對(duì)應(yīng)端口地址如下表所示：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 8253 對(duì)應(yīng)的端口地址表信號(hào)線計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)器 1計(jì)數(shù)器 2控制寄存器IOY00600H0602H0604H0606HIOY10640H0642H0644H0646HIOY20680H0682H0684H0686HIOY306C0H06C2H06C4H06C6H5) 8259A 中斷控制器a

25、. 引言b. 工作原理c. 實(shí)驗(yàn)中 8259A 對(duì)應(yīng)端口地址 6) 存儲(chǔ)器芯片，接口芯片與系統(tǒng)總線的連接 存儲(chǔ)器芯片，接口芯片與系統(tǒng)總線的連接就是如何把存儲(chǔ)器芯片和接口芯片掛到系 統(tǒng)的三類總線上。存儲(chǔ)器芯片和接口芯片與數(shù)據(jù)總線的連接比較簡單，因?yàn)槭呛唵蜗到y(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)總線 的負(fù)載能力沒有特別的要求，所以只要把存儲(chǔ)器芯片和接口芯片的數(shù)據(jù)引腳與數(shù)據(jù)總線 相應(yīng)各位作并聯(lián)就可以。連接到芯片上的控制總線不多，常用的有IO/M ，RD ，WR，RESET 等信號(hào)，這些信號(hào)線也都是與各芯片的有關(guān)引腳做并聯(lián)連接。存儲(chǔ)器芯片， 接口芯片與地址總線的連接原則上是一樣的， 低地址線與存儲(chǔ)器芯片或接 口芯片的地址引腳直接

26、并聯(lián)連接， 用來作為芯片內(nèi)部單元的選擇， 高位地址線經(jīng)譯碼器譯碼 后一般連接到芯片的片選端作為芯片的選擇。 一般高位地址線的低位部分作為譯碼器的譯碼輸入，高位部分則作為譯碼器譯碼的許可條件。 由于 80886CPU 的端口地址采用獨(dú)立編址方 式，為了區(qū)分是存儲(chǔ)器芯片地址還是接口芯片地址，一定要把 IO/M 信號(hào)參與到芯片的片選 端控制。本次設(shè)計(jì)的連接圖如下所示：7) 接口芯片與外圍設(shè)備的連接采用 8255A 接口芯片作為 4*4 鍵盤與 6 位七段數(shù)碼管顯示器的接口。 如下圖所示：a. 8255A 接口芯片與 4*4 鍵盤的連接圖中有 4 行 4 列，4 根行線通過 74LS07 芯片與 PA

27、3PA0 相連，4 根列線與 PC7PC4 相連。按鍵設(shè)置在行、列交點(diǎn)處 ,行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。當(dāng)列線通過上拉電 阻接 +5V 時(shí),就被鉗位在高電平狀態(tài)。鍵盤中有無按鍵按下是由行線送入全掃描字、列線讀 入行線狀態(tài)來判斷的。這就是：給行線所有 I/O 線均置成低電平，然后讀入列線電平狀態(tài)。 如果有按鍵按下，總會(huì)有一根列線電平被拉置底電平，從而使列線輸入不全為1。鍵盤中哪一個(gè)鍵按下是由行線逐行置低電平后， 檢查列線輸入狀態(tài)予以確定的。 其方法 是：依次給行線送低電平，然后查所有列線狀態(tài)，如果全為l ，則所按下之鍵不在此行。如果不全為 1，則所按下之鍵必在此行。而且是在與0 電平行線相

28、交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。鍵盤的工作方式采用編程掃描工作方式，即通過調(diào)用鍵盤子程序來響應(yīng)鍵輸入的要求， 在鍵盤掃描子程序中完成下述功能：1）判斷鍵盤上有無鍵按下。 其方法是先使 PA3PA0=O，然后讀 PC7PC4 的狀態(tài)，若為全 1，則鍵盤中無鍵按下；若不全為 1，則說明鍵盤中有鍵按下。2）去除按鍵的機(jī)械抖動(dòng)影響。 對(duì)于由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的按鍵， 由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用， 觸 點(diǎn)在閉合及斷開瞬間有一個(gè)抖動(dòng)過程，一般為 510ms 時(shí)間。為了消除抖動(dòng)影響可作這樣處 理，當(dāng)判斷有鍵按下后， 軟件延時(shí)一段時(shí)間再判斷鍵盤狀態(tài)， 如果仍為有鍵按下狀態(tài)， 則認(rèn) 為有一個(gè)確定的鍵按下，否則按鍵抖動(dòng)處理。3）求按下

29、鍵的鍵值及鍵號(hào)。 鍵盤上的縛個(gè)鍵都對(duì)應(yīng)一個(gè)鍵值。 鍵值的組成， 低 8 位為掃描 該鍵時(shí)的行線輸出值（ PA3PA0），高 8 位為該鍵按下時(shí)的列線輸入值（ PC7PC4 為有效 位其余位令其為 1）。4）為保證鍵閉合一次 CPU 僅進(jìn)行一次鍵功能操作。程序中需要等待鍵釋放以后再將鍵號(hào) 送累加器 AH 。 鍵盤的工作方式還有定時(shí)掃描及中斷工作方式， 前者是一種定時(shí)中斷， CPU 響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描， 并在有鍵按下時(shí)轉(zhuǎn)入鍵功能處理程序。 中斷工作方式只有在鍵 盤按下時(shí)，才執(zhí)行鍵盤掃描，并執(zhí)行該鍵的功能程序。b. 顯示電路的連接在程序內(nèi)設(shè)置 8255的控制字 D2-D1 位分別為 00，使B

30、 端口工作在方式 0作為輸出端， PB0-PB7 分別對(duì)應(yīng)連接數(shù)碼管的 A-DP 。七段發(fā)光二極管為陽極 LED 器件。要讓 A 段點(diǎn)亮，要求 PB0 輸出高電平“ 1”，要使 B 段熄滅，要求從 PB1 輸出低電平“ 0”。其余各段以此類推。要使 LED 上顯示 0-F 十六個(gè) 數(shù)字，需要按照如下段碼表來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的七段 LED 。顯示字符01234567七段代碼3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H顯示字符89AbCdEF七段代碼7FH6EH77H7CH39H5EH79H71H8） LED 顯示器的工作方式LED 數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，圖A 、B 為共陰管和共陽管的電路

31、，圖 C 為兩種不同出線形式的引出腳功能圖。一個(gè) LED 數(shù)碼管可用來顯示一位 09 十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。小型數(shù)碼管（ 0.5 寸和 0.36 寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光的顏色不同略有差別，通常約為 22.5V ， 每個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流在 510mA 。LED 數(shù)碼管要顯示 BCD 碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就 需要有一個(gè)專門的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力。圖A 共陰連接（“ 1”電平驅(qū)動(dòng)）0”電平驅(qū)動(dòng)）圖B 共陽連接（LED 數(shù)碼管符號(hào)及引腳功能圖LED 顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種工作方式。LED 顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下， 共陰極或共陽極連接在一起，

32、然后接地或 +5V ，每 位的段選線（ A、B.G、H）與一個(gè) 8 位并行口相連。這樣，只要在每一位的段選線上保持 段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。在多位 LED 顯示時(shí)，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一 個(gè) 8 位的 I/O 口控制， 即控制段選碼而共陰極點(diǎn)或共陽極點(diǎn)分別由相應(yīng)的 I/O 線控制即控制 位選碼，這就是動(dòng)態(tài)顯示。4 位 LED 動(dòng)態(tài)顯示電路只需一個(gè) 8 位 I/O 口及一個(gè) 4 位 I/O 口，其中 8 個(gè) I/O 控制段選 碼，4 位 I/O 控制位選。進(jìn)行 4位字符顯示時(shí)，采用掃描顯示方式，即在每一瞬間只使某一 位顯示相應(yīng)字符，在此瞬間，段選

33、控制 I/O 口輸出相應(yīng)字符段選碼，位選控制 I/O 口在該顯 示位送入選通電平（共陰極送低電平，共陽極送高電平），以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此 輪流， 使每位顯示該位應(yīng)顯示字符， 并保持延遲一段時(shí)間 （15ms），以造成視覺暫留效果。 不斷循環(huán)送出相應(yīng)的段選碼、位選碼，就可以獲得視覺穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。2. 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖a. 按鍵定義：運(yùn)行程序， 8255A 進(jìn)行初始化。 程序運(yùn)行時(shí)首先會(huì)判斷是否有壓鍵操作， 如果沒有壓鍵 操作， 則重復(fù)顯示掃描和判斷操作。 若有壓鍵操作， 則程序會(huì)逐線逐列置低電平同時(shí)逐行檢 查行線輸入狀態(tài)， 當(dāng)判斷到存在列線和行線同時(shí)為 0，則在數(shù)碼管上顯示對(duì)應(yīng)的鍵值。

34、隨后， 會(huì)執(zhí)行詢問是否放鍵的操作， 放鍵則繼續(xù)執(zhí)行有無壓鍵判斷； 如果不放鍵， 則跳轉(zhuǎn)至顯示掃 描操作。b. 設(shè)計(jì)要求 3：運(yùn)行程序， 8255,8259,8253 先后進(jìn)行初始化。程序運(yùn)行時(shí)會(huì)判斷是否按鍵 9 次，當(dāng)按鍵 達(dá) 9 次之后，會(huì)在數(shù)碼管上顯示“ EEEEEE ”。隨后進(jìn)入延時(shí) 30 秒，計(jì)時(shí) 30 秒后，數(shù)碼管 被清 0，程序結(jié)束。四、源程序STACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)STACK ENDSDATA SEGMENTVA1 DB 0F7H,0BH,0FDH,0FEHVA2 DB 00HTABLE DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7

35、DH,07HDB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H；初始化 8255；初始化 82590 方式 0DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS: CODE, DS: DATA START: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,0606HMOV AL,88HOUT DX,ALMOV BX,0000HPUSH DSMOV AX,0000HMOV DS,AXMOV AX,OFFSET IRQ7MOV SI,003CHMOV SI,AXMOV AX,CSMOV SI,003EHMOV SI,AXPOP DSMOV AL,11HOUT 20H

36、,ALMOV AL,08HOUT 21H,ALMOV AL,04HOUT 21H,ALMOV AL,01HOUT 21H,ALMOV AL,7FHOUT 21H,ALSTI ；初始化 8253MOV DX,0686HMOV AL,10H；設(shè)置計(jì)數(shù)器OUT DX,ALMOV DX,0680HMOV AL,08H ；設(shè)置計(jì)數(shù)值為OUT DX,ALLEA SI,TABLESTT: MOV AL,00HMOV DX,0600HOUT DX,ALMOV DX,0604HIN AL,DXAND AL,0F0HCMP AL,0F0HJNZ KEYABCCALL DISPJMP STTKEYABC:CALL

37、TIMEMOV DX,0604HIN AL,DXAND AL,0F0HCMP AL,0F0HJNZ KEYJMP STTKEY: MOV SI, OFFSET TABLEMOV DX,0600HMOV AL,0FEHOUT DX,ALMOV DX,0604HIN AL,DXTEST AL,10HJNZ KEY_7CALL KEY3JMP STTKKEY_7: TEST AL,20HJNZ KEY_8CALL KEY7JMP STTKKEY_8: TEST AL,40HJNZ KEY_FCALL KEY8JMP STTKKEY_F: TEST AL,80HJNZ KEY_2CALL KEYFJM

38、P STTKKEY_2: MOV DX,0600HMOV AL,0FDHOUT DX,ALMOV DX,0604HIN AL,DXTEST AL,10HJNZ KEY_6CALL KEY2JMP STTKKEY_6: TEST AL,20HJNZ KEY_9CALL KEY6JMP STTKKEY_9: TEST AL,40H JNZ KEY_E CALL KEY9 JMP STTKKEY_E: TEST AL,80H JNZ KEY_1 CALL KEYE JMP STTKKEY_1: MOV DX,0600H MOV AL,0FBH OUT DX,AL MOV DX,0604H IN AL

39、,DX TEST AL,10H JNZ KEY_5 CALL KEY1 JMP STTKKEY_5: TEST AL,20H JNZ KEY_A CALL KEY5 JMP STTKKEY_A: TEST AL,40H JNZ KEY_D CALL KEYA JMP STTKKEY_D: TEST AL,80H JNZ KEY_0 CALL KEYD JMP STTKKEY_0: MOV DX,0600H MOV AL,0F7H OUT DX,AL MOV DX,0604H IN AL,DX TEST AL,10H JNZ KEY_4 CALL KEY0 JMP STTKKEY_4: TEST

40、 AL,20H JNZ KEY_B CALL KEY4 JMP STTKKEY_B: TEST AL,40HJNZ KEY_CCALL KEYBJMP STTK KEY_C: TEST AL,80HJNZ KEY_C1CALL KEYCJMP STTKKEY_C1:JMP STTKKEY0: MOV AL,SI+0MOV VA2,ALCALL DISPRETKEY1: MOV AL,SI+1MOV VA2,ALCALL DISPRETKEY2: MOV AL,SI+2MOV VA2,ALCALL DISPRETKEY3: MOV AL,SI+3MOV VA2,ALCALL DISPRET KE

41、Y4: MOV AL,SI+4MOV VA2,ALCALL DISPRETKEY5: MOV AL,SI+5MOV VA2,ALCALL DISPRETKEY6: MOV AL,SI+6MOV VA2,ALCALL DISPRETKEY7: MOV AL,SI+7MOV VA2,ALCALL DISPRETKEY8: MOV AL,SI+8MOV VA2,ALCALL DISPRETKEY9: MOV AL,SI+9 MOV VA2,AL CALL DISP RETKEYA: MOV AL,SI+10 MOV VA2,AL CALL DISP RETKEYB: MOV AL,SI+11 MOV VA2,AL CALL DISP RETKEYC: MOV AL,SI+12 MOV VA2,AL CALL DISP RETKEYD: MOV AL,SI+13 MOV VA2,AL