合肥工業(yè)大學(xué)微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)數(shù)字鬧鐘

1、合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)課 程：微機(jī)原理與接口技術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)13-1班學(xué) 號(hào)：2013211601姓 名： 康安一、 設(shè)計(jì)題目及要求：1通過(guò)8253 定時(shí)器產(chǎn)生1秒脈沖定時(shí)中斷。在中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)秒、分、小時(shí)的進(jìn)位（ 24小時(shí)制）。2在七段數(shù)碼管上顯示當(dāng)前的時(shí)分秒（例如， 12點(diǎn)10分40秒顯示為121040）。3按“ C”鍵可設(shè)置時(shí)鐘的時(shí)間當(dāng)前值（對(duì)準(zhǔn)時(shí)間）。4按“ D”鍵設(shè)置鬧鈴時(shí)間。5. 按“E”鍵表示時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行。6. 程序運(yùn)行時(shí)，首先按“D”鍵設(shè)置鬧鈴時(shí)間，然后按“ C”鍵設(shè)置時(shí)鐘的時(shí)間，再按“E”讓時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行。當(dāng)前時(shí)間運(yùn)行到鬧鈴時(shí)間時(shí)，6 個(gè)數(shù)碼

2、管全部閃爍顯示“8”。二、 設(shè)計(jì)思想：總體思想：1、功能概述：實(shí)驗(yàn)箱連線：本實(shí)驗(yàn)建立在Dais實(shí)驗(yàn)箱基礎(chǔ)上完成的基本連線及程序如下:138譯碼器：A,B,C,D,分別連接A2,A3,A4,GS；y0連接8253的CS片選信號(hào)；y1連接8259的CS片選信號(hào)；8253連線：分頻信號(hào)T2接8253的 CLK0；8253的OUT0接8259的IR7；8253的gate信號(hào)接+5V；8259連線：8259的數(shù)據(jù)線接入數(shù)據(jù)總線；本程序包括顯示模塊，鍵盤掃描模塊，時(shí)間計(jì)數(shù)模塊，設(shè)置模塊等幾個(gè)模塊，（1）程序運(yùn)行后，LED顯示000000初始值，并且開(kāi)始計(jì)數(shù)（2）按C鍵設(shè)置初始時(shí)間，LED清零，顯示待輸入狀

3、態(tài)“-”，之后用戶輸入數(shù)字，更改LED顯示內(nèi)容?？紤]到第一個(gè)數(shù)只能是0，1，2，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)數(shù)顯示2時(shí)第二個(gè)數(shù)只能顯示04，同理下面各位應(yīng)滿足時(shí)鐘數(shù)值的合理的取值；（3）按D鍵設(shè)置鬧鐘時(shí)間，清除LED顯示內(nèi)容，顯示待輸入狀態(tài)“-”，之后用戶輸入數(shù)字，更改LED顯示內(nèi)容。數(shù)字的取值情況和按C鍵設(shè)置初始時(shí)間相同。（4）按E鍵運(yùn)行時(shí)鐘，LED顯示內(nèi)容恢復(fù)為按C鍵設(shè)置的時(shí)間，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。（5）當(dāng)LED顯示的數(shù)字和預(yù)先設(shè)置好的鬧鐘相同時(shí)，更改LED顯示狀態(tài)，改為“888888”，閃爍顯示10秒后恢復(fù)原來(lái)的時(shí)間，繼續(xù)計(jì)數(shù)。2、主程序設(shè)計(jì)（他人完成）主程序中完成通過(guò)調(diào)用子程序完成對(duì)8253及8259的初始化，對(duì)

4、8259進(jìn)行中斷設(shè)置。主要在顯示子程序和鍵盤子處理程序之間不斷循環(huán)，8253每一秒給8259一個(gè)刺激，當(dāng)8259接受到刺激后會(huì)給CPU一個(gè)中斷請(qǐng)求，CPU會(huì)轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷子程序，而中斷子程序設(shè)置成時(shí)間計(jì)數(shù)加，即完成電子表的整體設(shè)計(jì)。當(dāng)LED顯示的時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)置的時(shí)間，關(guān)閉中斷，更改顯示內(nèi)容，在顯示一段時(shí)間后恢復(fù)顯示，打開(kāi)中斷，使電子表恢復(fù)運(yùn)行。3、LED顯示子程序設(shè)計(jì)（他人完成）本程序顯示部分用了6個(gè)共陽(yáng)極LED作為顯示管，顯示程序要做到每送一次段碼就送一次位碼，每送一次位碼后，將位碼中的0右移1位作為下次的位碼，從而可以實(shí)現(xiàn)從左到右使6個(gè)LED依次顯示出相應(yīng)的數(shù)字。雖然CPU每隔一定時(shí)間便執(zhí)

5、行顯示程序，但只要這個(gè)時(shí)間段不太長(zhǎng)，由于人眼的視覺(jué)作用，就可以在6個(gè)LED上同時(shí)見(jiàn)到數(shù)字顯示。4、鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì)（他人完成）本程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤的按鍵進(jìn)行掃描，判斷用戶是否按下的鍵值，并將按下的鍵值作為參數(shù)返回。5、時(shí)鐘功能設(shè)置（獨(dú)立負(fù)責(zé)）本程序段負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)判斷用戶按下的鍵值，根據(jù)按下的鍵值轉(zhuǎn)入不同的程序段執(zhí)行相應(yīng)的功能設(shè)置。判斷鍵值的方法為設(shè)置三個(gè)標(biāo)志位，三個(gè)標(biāo)志位分別對(duì)應(yīng)3個(gè)按鍵，當(dāng)按鍵被按下時(shí)，將對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位置為1，在程序段中對(duì)三個(gè)標(biāo)志位進(jìn)行判斷，從而實(shí)現(xiàn)不同的功能設(shè)置。首先調(diào)用鍵盤掃描子程序GetKey獲取用戶輸入的鍵值，之后將鍵值分別與0ch, 0dh, 0eh比較：若鍵值為C，則

6、跳入下一個(gè)程序段SETC，將對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位ButtonC置為1，其余兩個(gè)標(biāo)志ButtonD和ButtonE為0；若鍵值為D，則跳入下一個(gè)程序段SETD，將對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位ButtonD置為1，其余兩個(gè)標(biāo)志ButtonC和ButtonE為0；若鍵值為E，則跳入下一個(gè)程序段SETE，將對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位ButtonE置為1，同時(shí)由于要更改顯示的時(shí)間狀態(tài)，將使用到的一個(gè)臨時(shí)緩沖區(qū)buff的取出標(biāo)志位flag也置為1，表示E鍵被按下后，要將buff緩沖區(qū)內(nèi)存的時(shí)間轉(zhuǎn)移到LedBuff上來(lái)顯示用戶設(shè)置的時(shí)間。其余兩個(gè)標(biāo)志ButtonD和ButtonE為0；若鍵值為數(shù)字，則跳入下一個(gè)程序段NEXT。NEXT程序段負(fù)責(zé)

7、完成三個(gè)功能：設(shè)置時(shí)間、置鬧鐘以及時(shí)鐘運(yùn)行。此程序段通過(guò)判斷三個(gè)標(biāo)志是否為1，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。若ButtonC為1，意味著當(dāng)前是設(shè)置時(shí)鐘模式，用戶在按下C鍵之后輸入的6位數(shù)字鍵為設(shè)置的時(shí)間；若ButtonD為1，意味著當(dāng)前是設(shè)置鬧鐘模式，用戶在按下C鍵之后輸入的6位數(shù)字鍵為設(shè)置好的鬧鐘時(shí)間；若ButtonE為1，意味著時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行。詳情見(jiàn)圖6、鬧鐘顯示功能（他人完成）本程序段負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)時(shí)間達(dá)到鬧鐘設(shè)置時(shí)間的操作，對(duì)LED顯示的內(nèi)容進(jìn)行判斷，當(dāng)6個(gè)二極管顯示的數(shù)字完全相同時(shí)，即滿足鬧鐘響的條件，此時(shí)關(guān)閉中斷，并將LED顯示內(nèi)容更改為“888888”，顯示10S后將LED恢復(fù)為響之前的狀態(tài)，打開(kāi)中

8、斷，繼續(xù)運(yùn)行時(shí)鐘7、8259初始化及中斷設(shè)置（獨(dú)立負(fù)責(zé)）8259芯片：在該系統(tǒng)中，8259主要擔(dān)負(fù)著處理8253的一秒時(shí)間的脈沖信號(hào)，通過(guò)8253的每秒的刺激下向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求，進(jìn)而CPU處理?yè)?dān)負(fù)時(shí)間計(jì)算的中斷子程序，即可完成每秒鐘時(shí)間自加1秒的功能，因此8259的初始化設(shè)置應(yīng)為：MOV AL,13HMOV DX,Port0OUT DX,AL ;icw1MOV AL,08HMOV DX,Port1OUT DX,AL ;icw2MOV AL,0BHOUT DX,ALMOV AL,7FH ;IRQ7OUT DX,AL在接收到8253的脈沖后，需要執(zhí)行的中斷程序功能為對(duì)LED顯示的數(shù)字進(jìn)行判斷，

9、顯示合理的數(shù)值，即要滿足顯示秒的LED管顯示的最大值為59，顯示分鐘的最大值為59，顯示時(shí)鐘的最大值為23，最大時(shí)間不能超過(guò)23：59：59。具體判斷方法見(jiàn)“時(shí)間值合理的判斷”8、8253定時(shí)器設(shè)置（他人完成）8253芯片：在系統(tǒng)中定時(shí)/計(jì)數(shù)芯片8253主要與CPU及中斷擴(kuò)展芯片8259之間存在著連接關(guān)系。8253主要擔(dān)負(fù)著時(shí)間計(jì)時(shí)的功能，通過(guò)對(duì)分頻單元提供的頻率信號(hào)進(jìn)行方法產(chǎn)生一秒時(shí)間為周期的脈沖信號(hào)。 三、功能流程圖：1、主程序流程圖（他人完成） 2、LED顯示子程序流程圖（他人完成） 3、 按鍵處理子程序流程圖（獨(dú)立負(fù)責(zé)）4、中斷子程序-時(shí)間計(jì)數(shù)子程序流程圖（合作完成） 4、 結(jié)果討論：

10、1、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：程序運(yùn)行，數(shù)碼管開(kāi)始從000000走表，按C鍵后顯示開(kāi)始對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行初始值設(shè)置，設(shè)置完成后按D鍵后，LED顯示進(jìn)入鬧鐘設(shè)置狀態(tài)，在設(shè)置完鬧鐘后按E鍵開(kāi)始運(yùn)行，LED管顯示為設(shè)置好的時(shí)間并接收8253的中斷，實(shí)現(xiàn)不斷走表。當(dāng)顯示時(shí)間達(dá)到鬧鐘時(shí)間時(shí)，LED管顯示888888，在閃爍10S結(jié)束鬧鐘狀態(tài)，再次顯示時(shí)間，并開(kāi)始走表。2、 問(wèn)題解決：自己遇到的問(wèn)題：在測(cè)試C、D、E三個(gè)功能鍵時(shí)常常出現(xiàn)誤輸入的情況，為便于查看用戶輸入的值，在用戶按下相應(yīng)的功能鍵時(shí)，將LED顯示為此時(shí)顯示，用戶依次輸入6個(gè)數(shù)字，相應(yīng)地，在LED上由左向右依次顯示用戶輸入的數(shù)字，方便查看用戶是否輸入了自己想測(cè)試的

11、時(shí)間。 組員遇到的問(wèn)題：調(diào)試程序時(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘初始值可以設(shè)置，但是初始值設(shè)置完后時(shí)鐘并沒(méi)有走表，于是將8253的輸出端的線接入至手動(dòng)的單脈沖的發(fā)生器，進(jìn)行手動(dòng)給8259刺激，結(jié)果時(shí)鐘開(kāi)始隨手按動(dòng)開(kāi)始走表，可以斷定該8253芯片可能已經(jīng)損壞，換了個(gè)試驗(yàn)箱后遇到了同樣的情況，直至換了功能正常的實(shí)驗(yàn)箱后實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象才正確展現(xiàn)。附錄：實(shí)驗(yàn)代碼：（完整的源程序）CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE; org 5000hPort0 EQU 0FFE0HPort1 EQU 0FFE1Hport00 equ 0FFF0Hport33 equ 0FFF3HOUTSEG e

12、qu 0ffdch ;段控制口OUTBIT equ 0ffddh ;位控制口/鍵掃口IN_KEY equ 0ffdeh ;鍵盤讀入口org 3400hLedBuf db 6 dup(?) ;顯示緩沖CBuf db 6 dup(0fh)buf db 6 dup(?) ;臨時(shí)存放時(shí)刻buttonC DB 02H ;若C鍵被按則置1buttonD DB 03H ;若D鍵被按則置1buttonE DB 00H ;若E鍵被按則置1flag DB 00h ;時(shí)間從BUF取出到LEDBUF標(biāo)志cflag DB 00hStart:;mov cflag,00mov LedBuf+0,00h ;開(kāi)啟時(shí)顯示&quo

13、t;000000"mov LedBuf+1,00hmov LedBuf+2,00hmov LedBuf+3,00hmov LedBuf+4,00hmov LedBuf+5,00hmov si,0;初始化;push axpush dxMOV DX,port33MOV AL,36HOUT DX,ALMOV DX,port00MOV AL,00HOUT DX,ALMOV AL,4BHOUT DX,ALpop dxpop axCLIMOV AX,OFFSET INT8259MOV BX,003CHMOV BX,AXMOV BX,003EHMOV AX,0000HMOV BX,AXCALL F

14、OR8259STI;con8:CALL DIScall GetKey;掃描鍵盤并讀取鍵值cmp al,20h;檢測(cè)是否按下按鍵jz con8and al,0fh ;顯示鍵碼cmp al,0dh ;d:設(shè)置鬧鐘jz setDcmp al,0ch ;c:設(shè)置時(shí)鐘 先時(shí)后分jz setCcmp al,0eh;e:時(shí)鐘運(yùn)行jnz zhong ;CDE均不是，則跳轉(zhuǎn)到NEXTjmp setEsetD: mov buttonD,01hMOV buttonC,00hMOV buttonE,00hhui:mov cx,6mov si,6push axmov al,LedBufsi ;之前代碼聲明過(guò)，si為0，

15、所以此處si將依次為0，1，2，3，4，5mov bufsi,al ;依次把LEDBUF里的時(shí)分秒存到BUFpop axinc siloop huimov si,00hmov LedBuf+0,11h ;開(kāi)啟時(shí)顯示"-"mov LedBuf+1,11hmov LedBuf+2,11hmov LedBuf+3,11hmov LedBuf+4,11hmov LedBuf+5,11hcall disCLI ;關(guān)中斷，進(jìn)入設(shè)置鬧鐘模式j(luò)mp con8zhong:jmp nextsetC: MOV buttonC,01hMOV buttonD,00hMOV buttonE,00hmo

16、v si,00hmov LedBuf+0,11h ;開(kāi)啟時(shí)顯示"-"mov LedBuf+1,11hmov LedBuf+2,11hmov LedBuf+3,11hmov LedBuf+4,11hmov LedBuf+5,11hcall disCLI ;關(guān)中斷，進(jìn)入設(shè)置當(dāng)前時(shí)間模式j(luò)mp con8setE:MOV buttonE,01hMOV buttonD,00hMOV buttonC,00hcmp flag,01hjz nextSTI ;開(kāi)中斷，即確認(rèn)C、D的輸入值next:mov bl,buttonD ;通過(guò)判斷三種標(biāo)志，跳轉(zhuǎn)到響應(yīng)設(shè)置上cmp bl,01hjz wr

17、iteDEmov bl,buttonCcmp bl,01hjz writeCmov bl,buttonEcmp bl,01hjz writeDEjmp con8;writeC:mov LedBuf+si,alinc siPUSH CXMOV CX,100DELAYc: call disLOOP DELAYCPOP CXcmp si,06hjnz overCmov buttonC,00hoverC: jmp con8;writeDE:cmp flag, 01h ;若取出BUF內(nèi)時(shí)間標(biāo)志與E鍵標(biāo)志均為1，則把BUF的內(nèi)容取回LEDBUFjnz goDcmp buttonE,01hjz recove

18、rLEDgoD:cmp si,06hjnb overDmov LedBuf+si,al ;顯示當(dāng)前按下的鍵值mov Cbuf+si,al ;存入鬧鐘緩沖區(qū)inc siPUSH CX ;鍵盤防抖MOV CX,100DELAYd: call disLOOP DELAYDPOP CXcmp si,06hjnz overd ;若SI不等06h即小于6，則跳到con8處，繼續(xù)獲取鍵值，直至6位鬧鐘設(shè)置完畢MOV BUTTOND,00H ;鬧鐘設(shè)置完畢，使D鍵標(biāo)志失效，使其不會(huì)繼續(xù)設(shè)置鬧鐘,并將取出BUF內(nèi)時(shí)間標(biāo)志置1mov flag,01hoverD: JMP con8recoverLED: cli ;

19、實(shí)現(xiàn)從BUF知LEDbuf功能的具體代碼區(qū)push sipush cxPUSH BXmov cx,0006hloopD: mov bx,offset LedBufpush cxdec cxmov si,cxpop cxmov bl,Bufsimov LedBufsi,blloop loopDPUSH CX ;鍵盤防抖MOV CX,100DELAYdd: call disLOOP DELAYDdPOP CXMOV BUTTONE,00H ;任務(wù)完成，是E鍵標(biāo)志失效，取出標(biāo)志失效，鬧鐘響標(biāo)志生效mov flag,00hMOV Cflag,01hstiPOP BXpop cxpop sistijmp

20、 con8;StartRing:clipush sipush cxcall LEDtoBUF ;啟動(dòng)鬧鐘顯示前，存儲(chǔ)LEDbufmov cx,08hloopring1:mov LedBuf+0,08h ;開(kāi)啟時(shí)顯示"888888"mov LedBuf+1,08hmov LedBuf+2,08hmov LedBuf+3,08hmov LedBuf+4,08hmov LedBuf+5,08hpush cx ;延時(shí)MOV CX,100DELAYring1: call disLOOP DELAYring1pop cxmov LedBuf+0,010hmov LedBuf+1,010

21、hmov LedBuf+2,010hmov LedBuf+3,010hmov LedBuf+4,010hmov LedBuf+5,010hpush cx ;延時(shí)MOV CX,100DELAYring2: call disLOOP DELAYring2pop cxloop loopring1call BUFtoLED ;鬧鐘顯示結(jié)束，恢復(fù)LEDbuf;mov juRing,00hpop cxpop sistiretjudgeclock: cmp Cflag,01h ;判斷是否到達(dá)鬧鐘具體代碼區(qū)jnz Noringmov al,LedBufcmp al, CBufjnz Noringmov al,

22、LedBuf+1cmp al,CBuf+1jnz Noringmov al,LedBuf+2cmp al,CBuf+2jnz Noringmov al,LedBuf+3cmp al,CBuf+3jnz Noringmov al,LedBuf+4cmp al,CBuf+4jnz Noringmov al,LedBuf+5cmp al,CBuf+5jnz Noringjmp YesringNoring:jmp returnYesring:call startringreturn:retLEDtoBUF:PUSH sipush axmov si,00hLBloop: mov al,LEDbufsiM

23、OV bufsi,alinc sicmp si,06hjnz LBloopPOP AXPOP SIRETBUFtoLED:push sipush axmov si,00hBLloop: MOV AL,BUFsimov LedBufsi,ALINC SICMP SI,06HJNZ BLlooppop axpop siret;FOR8259:MOV AL,13HMOV DX,Port0OUT DX,AL ;icw1MOV AL,08HMOV DX,Port1OUT DX,AL ;icw2MOV AL,0BHOUT DX,ALMOV AL,7FH ;IRQ7OUT DX,ALRET;中斷子程序;IN

24、T8259:clipush axpush bxpush cxpush si; call judgeclock; cmp juRing,01h; jnz noRing1; call StartRingnoRing1: mov al,LedBuf+5 ;此處往下的代碼區(qū)均無(wú)問(wèn)題，無(wú)需更改mov ah,0call judgemov LedBuf+5,almov si,4hcall judge6dec sicall judge9dec sicall judge6dec sicall judge24cmp cflag,01hjnz noringggcall judgeclocknoringgg:pop

25、sipop cxpop bxpop axCALL DISSTIIRET;judge: cmp al,09hjnz LL1mov al,0mov ah,1hjmp judge0LL1: inc aljudge0: retjudge6: mov al,LedBuf+siadd al,ahmov ah,0hcmp al,06hjnz LL2mov al,0mov ah,1hLL2: mov LedBuf+si,alretjudge9: mov al,LedBuf+siadd al,ahmov ah,0hcmp al,0ahjnz LL3mov al,0mov ah,1hLL3: mov LedBuf

26、+si,alretjudge24: mov al,LedBuf+0cmp al,2jz LL4call judge9mov al,LedBuf+0add al,ahmov ah,0hmov LedBuf+0,aljmp L24LL4:mov al,LedBuf+1add al,ahmov ah,0hcmp al,4hjnz LL5mov al,0mov LedBuf+0,almov LedBuf+1,alJMP L24LL5: mov LedBuf+1,alL24: ret;GetKey: ;鍵掃子程序mov al,0ffh ;關(guān)顯示口mov dx,OUTSEGout dx,almov bl,0mov ah,0fehmov cx,8key1: mov al,ahmov dx,OUTBITout dx,alshl al,1mov ah,a