課程設(shè)計-8086電子時鐘設(shè)計(共26頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上微機原理及其接口技術(shù) 課 程 設(shè) 計題目： 8086電子時鐘設(shè)計前 言 課程設(shè)計是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生在學(xué)習(xí)完本門課后綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識解決實際工程設(shè)計和應(yīng)用問題的能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，它具有動乎、動腦和理論聯(lián)系實際的特點，是培養(yǎng)在校工科大學(xué)生理論聯(lián)系實際、敢于動手、善于動手和獨立自主解決設(shè)計實踐中遇到的各種問題能力的一種較好方法。 微機接口技術(shù)是一門應(yīng)用性、綜合性、實踐性較強的課程，沒有實際的有針對性的設(shè)計環(huán)節(jié)，學(xué)生就不能很好的理解和掌握所學(xué)的技術(shù)知識，更缺乏解決實際問題的能力。所以通過有針對性的課程設(shè)計，使學(xué)生學(xué)會系統(tǒng)地綜合運用所學(xué)的理論知識，提高學(xué)生在微機應(yīng)用方面的開

2、發(fā)與設(shè)計本領(lǐng)，系統(tǒng)的掌握微機硬軟件設(shè)計方法。 時鐘就是一種對時間進行累計的工具，即計時。計時的本質(zhì)就是計數(shù)，只不過這里的“數(shù)”的單位是時間單位，如果把一小片一小片計時單位累計起來，就可獲得一段時間。因此，使用計數(shù)器對時鐘脈沖進行計數(shù)，就是時鐘實現(xiàn)的基本原理;再用LED數(shù)碼管顯示出來，并設(shè)計出幾個按鍵用于對時鐘進行調(diào)整，這樣，一個完整的時鐘就設(shè)計完成了。 本次課程設(shè)計要求利用8253定時器設(shè)計一個具有時、分、秒顯示的電子時鐘，并定義一個啟動鍵，當(dāng)按下該鍵的時候，時鐘從當(dāng)前的設(shè)定值(可以在緩沖區(qū)中設(shè)置)開始走時。同時，再定義三個按鍵，分別對時、分、秒進行校正。目錄1、電子時鐘功能介紹 可調(diào)整運行的

3、電子鐘具有三種工作狀態(tài):P.”狀態(tài)、運行狀態(tài)、調(diào)整狀態(tài)。 (1)“P.”狀態(tài):依靠上電進入，在此狀態(tài)下，按B, C, D鍵均無效，按A鍵有效，進入運行狀態(tài)。 (2)運行狀態(tài):按奇數(shù)次A鍵進入，在此狀態(tài)下，按B, C, D鍵均無效，只有按A鍵有效，按下A鍵后，退出運行狀態(tài)，進入調(diào)整狀態(tài)。 (3)調(diào)整狀態(tài):按偶數(shù)次A鍵進入，在此狀態(tài)下，按A, B, C, D鍵均有效。如按下A鍵，則退出調(diào)整狀態(tài)，進入運行狀態(tài);按下B, C, D鍵，則分別對時、分、秒加1，調(diào)整結(jié)束后必須按A鍵，即可退出調(diào)整狀態(tài)，進入運行狀態(tài)口 基本功能要求: “P.”穩(wěn)定地顯示在LED顯示器的最左端數(shù)碼管上，無A鍵按下(在“P.”狀

4、態(tài)下，按下B, C, D鍵無效)，則不進入電子鐘的運行狀態(tài)，繼續(xù)顯示“P.”。 按下A鍵后，電子鐘從當(dāng)前的設(shè)定值開始走時。 再次按下A鍵后，電子鐘退出運行狀態(tài)，進入調(diào)整狀態(tài)，利用B, C, D鍵把電子鐘的顯示時間修改為當(dāng)前實時時間，時間修改正確后可再次按下A鍵，電子鐘則退出調(diào)整狀態(tài)，進入運行狀態(tài)。2、電子時鐘系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1方案比較 方案一:利用AT89S52單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器進行中斷定時，配合軟件延時實現(xiàn)時、分、秒的計時:AT89S52的PO口和P2口外接LED數(shù)碼管構(gòu)成顯示器;P1口外接四個按鍵A, B, C, D構(gòu)成鍵盤電路。如圖2-1所示。 圖2-1 AT89S52單片機設(shè)

5、計方案框圖 方案二:以8086微處理器作為CPU, 8253做定時計數(shù)器產(chǎn)生時鐘脈沖，8255A做可編程并行接口，接LED顯示時鐘和擴展調(diào)整按鍵。如圖2-2所示。 圖2-2以8086為CPU設(shè)計方案框圖2.2方案選擇 就方案一用單片機來設(shè)計電子時鐘，從主要芯片耗材上來說比方案二要少，但是用單片機來設(shè)計電子時鐘，需要做的其他模塊，如單片機最小系統(tǒng)，相對方案二要復(fù)雜很多，而且就程序上的編寫來說，方案二也比方案一簡單。因此，本設(shè)計采用方案二來做。 3、電子時鐘的工作原理3.1實現(xiàn)時鐘計時的基本方法 利用8253的16位可編程定時/計數(shù)器及8086中斷系統(tǒng)實現(xiàn)時鐘計數(shù)。 (1)計數(shù)初值計算: 選用82

6、53的定時/計數(shù)器1，把定時器設(shè)為工作方式2.輸入250kHz,輸出200Hz,定時時間為5-，則計數(shù)溢出200次即得時鐘計時最小單位一秒. (2)采用中斷方式進行fly出次數(shù)累計，計滿200次為秒計時(1秒); (3)從秒到分和從分到時的計時是通過累加和數(shù)值比較實現(xiàn)。 8253的初始化程序段:設(shè)置8253, t1，方式2,輸入250kHz,輸出200Hza mov dx,233h mov ax,1250 mov a1,74h out dx,al out dx,al mov aLah mov dx,231h out dx,al3.2電子鐘的時間顯示 電子鐘的時鐘時間在六位數(shù)碼管上進行顯示，因此

7、，在內(nèi)部RAN中設(shè)置顯示緩沖區(qū)共6個單元。3.3電子鐘的啟、停及時間調(diào)整 電子鐘設(shè)置4個按鍵通過程序控制來完成電子鐘的啟、停及時間調(diào)整 A鍵控制電子鐘的啟、停: B鍵調(diào)整時 C鍵調(diào)整分D鍵調(diào)整秒4、硬件設(shè)計4.1硬件設(shè)計電路圖4.1.1主電路模塊主電路模塊由8086, 8253, 8255A構(gòu)成，電路如圖4-1所示。4-1主電路模塊電路4.1.2 LED顯示模塊顯示部分由6個LED組成，用8255A的A口作LED的段碼輸出口，B口作六個LED數(shù)碼管的位控輸出線。電路如圖4-24-2顯示模塊電路4.1.3按鍵模塊 四個按鍵A, B, C, D分別完成各自功能，由8255A的C口控制。電路如圖4-

8、3 4-3按鍵模塊電路4.1.4總體電路圖 總體電路圖見附錄l4.2硬件設(shè)計所用芯片介紹在本系統(tǒng)中，8086工作在最小模式下。負(fù)責(zé)對8259，8253等芯片進行工作方式控制和數(shù)據(jù)處理，對時鐘信號進行響應(yīng)并控制led數(shù)碼管進行顯示。1. AD7AD0（雙向。三態(tài)）為低8位地址數(shù)據(jù)的復(fù)用引腳線。采用分時的多路轉(zhuǎn)換方法來實現(xiàn)對地址線和數(shù)據(jù)線的復(fù)用。在總線坐騎的T1狀態(tài)。這些銀線表示為這些銀線用作株距總線?？梢妼?fù)用信號使用時間來加以劃分的。它要求在T1狀態(tài)線出現(xiàn)低8位地址時，用地址鎖存器加以鎖存。這樣在隨后的T狀態(tài)，即使這些線用作數(shù)據(jù)線，而第8位地址線的地址在個體卻被記錄保存下來，并送到地址總線上。

9、在DMA方式時，這些銀線被浮置為高阻狀態(tài)。 2.A15A8（輸出，三態(tài)）為8位地址線。在讀寫存儲器或外設(shè)端口色中個總線周期內(nèi)，都作為地址線輸出高8位地址。在DMA方式時，這些引線被浮置為高阻。3.A19/S6A16/S3（輸出。三態(tài)）為地址狀態(tài)服用引腳線，在總線周期的T1狀態(tài)，這些線表示為最高4位的地址線，在總線周期的其他T狀態(tài)，這些線用作提供狀態(tài)信息，同樣需要地址鎖存器對T1狀態(tài)出現(xiàn)的最高4位地址加以鎖存。狀態(tài)信息S6總是為低電平，S5反映當(dāng)前允許中斷標(biāo)志的狀態(tài)。S4與S3一起指示當(dāng)前那一個段寄存器被使用。 在DMA方式時，這些引線被浮置為高阻。4.RD（輸出，三態(tài)）讀信號，當(dāng)其有效時表示正

10、在對存儲器或IO端口進行讀操作。若IOM為低電平，表示讀取存儲器的數(shù)據(jù)，若IOM為高電平，表示讀取IO端口的數(shù)據(jù)。在DMA方式時，這些引線被浮置為高阻。5.READY（輸入）為準(zhǔn)備就緒信號。低電平有效。本信號由等待指令WAIT來檢查。我們知道當(dāng)CPU執(zhí)行WAIT指令時，CPU處于等待狀態(tài)，一旦檢測到TEST號為低，則結(jié)束等待狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行WAIT指令下面的指令。6.TEST（輸入）為檢測信號，低電平有效。本信號由低呢古代指令WAIT來檢查。我們知道當(dāng)CPU執(zhí)行WAIT指令時，CPU處于等待狀態(tài)，一旦檢測到TEST號為低，則結(jié)束等待狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行WAIT指令下面的指令。7.INTR（輸入）可屏蔽

11、中斷請求信號，高電平有效。CPU在執(zhí)行每條指令的最后一個T狀態(tài)時，去采樣INTR信號，若發(fā)現(xiàn)有效，而中斷允許標(biāo)志IF有為1，則CPU在結(jié)束當(dāng)前指令周期后相應(yīng)中斷請求，賺取執(zhí)行中斷處理程序。8.NMI（輸入）非屏幕中斷請求信號，為一個邊緣觸發(fā)信號，不能有軟件加以屏蔽。只要在NMI線上出現(xiàn)由低到高的變化信號，則CPU就會在當(dāng)前指令中，賺取之行給屏蔽中斷處理程序。9.RESET（輸入）復(fù)位信號，高電平有效，復(fù)位時該信號要求維持高電平值到4個時鐘周期，若使初次加電，則高電平信號至少要保持50us，復(fù)位信號的到來，將立即結(jié)束CPU的當(dāng)前操作，內(nèi)部寄存器恢復(fù)到初始狀態(tài)。當(dāng)RESET信號從高電平回到低電平時

12、，及復(fù)位后進入重新啟動時，變質(zhì)型從內(nèi)存FFFF0H處帶式的指令，通常在FFFF0H存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)程序的實際入口處。這樣只要系統(tǒng)被復(fù)位啟動，就自動進入系統(tǒng)程序。10.CLK(輸入)時鐘信號，它為CPU和總線控制電路提供基準(zhǔn)時鐘，對時鐘信號要求：13周期為高電平，23周期為低電平。8088的標(biāo)準(zhǔn)時鐘頻率為5MZ。11.電源和地VCC為電源引線，單一的為+5V電源。引腳為1和20為兩條GND線，要求均要接地。12.IOM訪問存儲器或IO端口的控制信號。若IOM為高電平，則訪問的是IO端口；若IOM為低電平，則訪問的是存儲器。13.WR寫信號。當(dāng)其有效時表示CPU正在對存儲器或IO

13、端口進行寫操作，具體對水進行寫操作，有IOM信號決定。本信號在總線周期的T2，T3。TW狀態(tài)有效。在DMA方式時，此線被浮置為高阻。4.2.2 8253芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 8253有3個獨立的十六位計數(shù)器，計數(shù)頻率范圍為0-2hIHZ。它所有的計數(shù)方式和操作方式都通過編程控制。 8253的功能用途是:(1)延時中斷;(2)可編程頻率發(fā)生器；(3)事件計數(shù)器；(4)二進倍頻器；(5)實時時鐘；(6)數(shù)字單穩(wěn)；(7)復(fù)雜的電機控制器。 8253引腳圖以及功能說明:圖4-5 8253引腳圖 由上圖可知，8253一共有24條引腳，其中: D7 -DO雙向數(shù)據(jù)線:WR(低電平有效)寫輸入信號; RD(

14、低電平有效)讀愉入信號; CS(低電平有效)片選輸入信號: A0, A1片內(nèi)寄存器地址輸入信號; CLK一一-it數(shù)輸入，用于輸入定時基準(zhǔn)脈沖或計數(shù)脈沖 OUT輸出信號，以相應(yīng)的電平指示計數(shù)的完成，或輸出脈沖波形 GATE-迭通輸入(門控輸入)，用于啟動或禁止計數(shù)器的操作，以使計數(shù)器和計測對象同步。4.2.3 8255A芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳8255A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0-基木輸入/輸出方式方式1-選通輸入/輸出方式方式2-雙向選通輸入/輸出方式8255A引腳圖如圖

15、4-6所示，各引腳功能如下:D7-DO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; 4-6 8255A引腳圖PAOPA7 A口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線; PB7-PBO B口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線;PC7-PCO C口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線RESET復(fù)位輸入信號 5、軟件設(shè)計5.1電子時鐘部分程序流程框圖5.1.1主程序流程框圖圖5-1主程序流程框圖5.1.2鍵掃子程序流程框圖如圖5-2所示圖5-2鍵掃子程序流程框圖5.1.3中斷處理程序流程框圖如圖5-3所示圖5-3中斷處理程序流程框圖5.2電子時鐘總體

16、程序總程序見附錄26、總結(jié)與體會 微機接口技術(shù)是一門應(yīng)用性、綜合性、實踐性都較強的課程，通過本次課程設(shè)計過程，我基木熟悉和掌握了微機系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計的方法、設(shè)計步驟，是一次微機開發(fā)應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練;通過本次課程設(shè)計使我熟練掌握了微機系統(tǒng)與接口擴展電路的設(shè)計方法，并熟練應(yīng)用8086匯編語言編寫應(yīng)用程序和實際設(shè)計中的硬軟件調(diào)試方法和步驟，熟悉微機系統(tǒng)的硬軟件開發(fā)工具的使用方法. 這次的課程設(shè)計對我來說，是一次非常重要的鍛煉，通過這次設(shè)計，我對所學(xué)的知識有了更深刻的了解和掌握，使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論

17、，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。有了這次的設(shè)計經(jīng)驗，相信在以后的學(xué)習(xí)設(shè)計實踐過程中，我可以做到更好。 回顧此次課程設(shè)計的過程，可以用“累并收獲著”來概括。通過本次設(shè)計，不但使我的專業(yè)知識得到鞏固和開拓，而且能使我將所學(xué)與實踐聯(lián)系起來，認(rèn)識到自身知識的缺漏，明確自己的努力的方向。計算機技術(shù)的發(fā)展日新月異，其接口技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，我不但要經(jīng)常跟蹤專業(yè)新技術(shù)、新動態(tài)，時刻走在時代的前列;還要注重積累經(jīng)驗，在此次設(shè)計中，積累一些通用俗語，才能使自己慢慢地融入專業(yè)之中，更快地進入工作角色:此外，還要注重養(yǎng)成終身的學(xué)習(xí)習(xí)慣，擴大自己的知識面，才能促進自己不斷進步。參考文獻

18、 1.戴梅馨，史嘉權(quán)編著.微型計算機技術(shù)及應(yīng)用(第三版)北京:清華大學(xué)出版社，2003 2.李順增，吳國東，趙河明等.微機原理及接口技術(shù)北京:機械工業(yè)出版社，2006 3孫德文.微型計算機技術(shù)高等教育出版社 4.趙明富.黃麗雯，李文杰.微機原理及接口技術(shù)實驗重慶工學(xué)院電子信息與白動化學(xué)院 5侯伯亨，李伯成微機原理與接口技術(shù)西安電子科技大學(xué)出版社附錄1附錄2電子時鐘程序;8255用作讀鍵盤信息;8253提供時鐘信號;led采用動態(tài)顯示model small.stack 50，數(shù)據(jù)段databuf d6 0,0,0,0,0,0;顯示緩沖區(qū);數(shù)碼管筆形碼led d63FH,06H,5BH,4FH,6

19、6H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,80hhour d6 08h;時緩沖單元min db 30h;分緩沖單元see d6 30h;秒緩沖單元mseo d6 0;毫秒緩沖單元dex db 0;筆形碼索引值;鍵盤編碼表keytab DW 57FH,5BFH,5DFH,5EFH,5FEH,5FDH,5FBH,5F7H DW 67FH,6BFH,6DFH,6EFH,6FEH,6FDH,6FBH,6F7Hkeyend dw 7ffhagekey db 12;鍵齡oldkey dw 0;鍵碼字保存keynum d6 0;鍵號keyok db 0;按鍵響應(yīng)標(biāo)記state d6 0;系統(tǒng)狀態(tài)，。一運

20、行態(tài);1一修改態(tài)keymd db 0;修改鍵標(biāo)記，B一修改時;C一修改分;D-修改秒some d6 0;時間設(shè)定單元，保存鍵盤輸入的時間二代碼段code;主程序:;實現(xiàn)8253的設(shè)置，中斷向量的設(shè)置，檢測系統(tǒng)大鍵盤信號，有按鍵就結(jié)束程序返回系統(tǒng)。main proc farstart: mov ax,data;設(shè)置數(shù)據(jù)段和附加段 mov ds,ax mov es,ax cli;關(guān)中斷;設(shè)置8253， 2l，方式2,輸入250kHz,輸出200Hz mov dx,233h mov a1,74h out dx,al m- dx.231h mov ax,1250 out dx,al mov al,ah

21、 out dx,al;保存原中斷向量 a1,Obh ah,35b21hes bxdsint nush vushPush;設(shè)置新中斷向量mov dx, offset intpromov ax,seg intpromov ds,axmov a1,Obhmov ah,25htm 21h;打開中斷屏蔽 pop ds in a1,21h and al,Of7h out 21h,a1 sti;開中斷;等持按鍵，返回系統(tǒng)wat: mov ah,l int lbh jz wat;回復(fù)中斷向量 pop dx pop ds mov a1,Obh mov ah,25h int 21h;退出程序，返回系統(tǒng) mov a

22、x,4e00h im 21h，中斷一f程序:;完成時鐘處理、鍵盤監(jiān)控和顯示功能tntpro proc near push ds;保存寄存器 push ax push cx axax,data;設(shè)置數(shù)據(jù)段和代碼段寄存器ds,ax;不是修改狀態(tài)才走時鐘nush;時鐘處理模塊，以5毫秒為單位調(diào)整時、分秒。elk: inc msecnU魷、hcnnl m ml ad da mlcnnl抑mIadd al,lmin,almin,60hdaacmPjne nextmov min,0mov al,houradd al,ldaamov hour,alcmp hour,24hjne nextmov hour,0

23、，鍵盤監(jiān)控模塊next: dec agekeyjz nextljmp dspnextl: mov agekey,12mov dx,223h;設(shè)置PA輸出，PB輸入mov a1,82hout dx,almov a1,0 ;A口輸出低電平，讀B口mov dx,220hout dx,al mov dx,221hin al,dxmov bh,almov dx,223h;設(shè)置PB輸出，PA輸入mov a1,90hout dx,almov al,() ;bmov dx,22lhout dx,almov dx,220bin al,dxmov bl,al ;i?and bx,7ffh;去除鍵碼中無用位數(shù)cmp

24、 bx,7ffhjne keyon;有按鍵則進入按鍵處理mov keyok,0;無按鍵則清除響應(yīng)標(biāo)志退出按鍵處理jmp dspkeyon: cmp. bx,oldkeyje keyonl;已經(jīng)去抖動則直接處理按鍵movagekey,4;有新按鍵則設(shè)置鍵齡退出中斷mov keyok,0mov oldkey,bximp dspkeyonl: cmp keyok,ljne II;按鍵已響應(yīng)則退出鍵盤處理imp dsp11: mov keyok,l;設(shè)立按鍵響應(yīng)標(biāo)記 stdlea di,keyend;指向鍵碼表mov ax,bx;讀取鍵號，地址遞減，cx的值為鍵號 mov cx,17repne sca

25、swje keyon2imp dspkeyon2: mov keynum,cl;保存鍵號cmp state,0;系統(tǒng)在修改態(tài)否?jne keyon3;跳到修改態(tài)的處理cmp keynum,0ah;為A鍵否jne keybmov keymd,l;作a鍵修改標(biāo)志movhour,0aah沙時顯示為一mov state,l;進入修改態(tài)imp dspkeyb: cmp keynum,Obh;為B鍵否jne keyemov keymd,2;作b鍵修改標(biāo)志mov min,0aah;分鐘異示為.mov state,l;進入修改態(tài)imp dspkeyc: cmp keynum,Och;為c鍵否je keyclimp dspkeycl: mov keymd,3;作c鍵修改標(biāo)志 mov sec,0aahmov state,l;秒顯示為.imp dspkeyon3: cmp keynum,9;在修改態(tài)，判斷是否為數(shù)字鍵jbe keys ;=24jb key-3mov hour,0;大于24時，輸入為。mov sdme,0;清除時間單元imp dspkey-3: mov al,stimemov hour,al;小于24時，輸入設(shè)定時間mov stime,0;清除時間單元imp dspkey