電子鐘課程設計報告

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

1278201.3設計背景 1226672設計思想與原理

2176602.1設計思想

211439

2.2設計原理

2304482.2.1內(nèi)容

2150542.2.2規(guī)定

2213102.3設計環(huán)境

3148522.

4設計所用設備

384213系統(tǒng)硬件設計 4226133.1設計所用芯片及功能介紹 4298783.1.18259芯片的內(nèi)部結構及引腳 46883.1.28255芯片的內(nèi)部結構及引腳 5281243.1.38254芯片的內(nèi)部結構及引腳 6291163.2電子鐘硬件接線圖

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

15176625.2

測試結果分析

15246466總結 161284參考文獻 171前言1.1設計目的通過本次課程設計學習和掌握計算機中常用接口電路的應用和設計技術，充足結識理論知識相應用技術的指導性作用，進一步加強理論知識與應用相結合的實踐和鍛煉。通過這次設計實踐可以進一步加深對專業(yè)知識和理論知識學習的結識和理解，使設計者的設計水平和對所學知識的應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，通過本次課程設計，學以致用，進一步理解所學的相關芯片的原理、內(nèi)部結構、使用方法等，學會相關芯片實際應用及編程，系統(tǒng)中采用8086微解決器完畢了電子秒表系統(tǒng)的獨立設計。同時并了解綜合問題的程序設計掌握實時解決程序的編制和調(diào)試方法，掌握一般的設計環(huán)節(jié)和流程，使我們以后搞設計時邏輯更加清楚。1.2設計規(guī)定

運用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設計背景微機控制即微型計算機原理控制。是集CPU,RAM,ROM,定期，微型計算機原理控制應用技術飛速發(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原理控制。8254,82598255。在編輯1時，用到了中斷控制器8259。

2設計思想與原理

2.1設計思想

本系統(tǒng)設計的電子時鐘以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端輸出周期性的負脈沖信號。即每隔20ms，8254的OUT0端就會輸出一個負脈沖的信號，此信號接8259的IR2，當中斷到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設計原理

運用實驗臺上提供的定期器8254和擴展板上提供的8259以及鍵盤和數(shù)碼顯示電路，設計一個電子時鐘，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、秒的當前值。

2.2.1內(nèi)容

運用實驗臺上提供的定期器8254和擴展板上提供的8259以及鍵盤和數(shù)碼顯示電路，設計一個電子時鐘，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，設立和顯示時間。系統(tǒng)一運營就從00點00分00秒開始計時，并在數(shù)碼管上顯示時、分、秒當前值，并且，可以用鍵盤設立當前時間。

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、秒的當前值。

用開關（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（設立）：設立XX-XX-XX時間值，時間值由模塊B2開關輸入。2.3設計環(huán)境

PC機一臺、windows

XP系統(tǒng)、實驗箱，導線若干。2.

4設計所用設備

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：用于控制設立。

3系統(tǒng)硬件設計3.1設計所用芯片及功能介紹3.1.18259芯片的內(nèi)部結構及引腳中斷控制器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，即中斷結構可以由用戶編程來設定。在MD微機系統(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)部結構及引腳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口外設雙向數(shù)據(jù)線；PB7~PB0——B口外設雙向數(shù)據(jù)線；PC7~PC0——C口外設雙向數(shù)據(jù)線；RESET——復位輸入信號。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)部結構及引腳8254是Intel公司生產(chǎn)的可編程計時器，具有以下功能：（1）有3格獨立的16位計數(shù)器（2）每個計數(shù)器可按二進制或十進制計數(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)部結構及引腳圖，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)軟件設計4.1軟件工作流程圖主程序流程圖如圖4.1所示，服務程序流程圖如圖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；關所有八段管retdisplayledendpienterprocnear；8253中斷服務程序pushaxpushdxincsecond；秒加1moval,secondcmpal,60；秒數(shù)與60比較jneexitmovsecond,0；秒清零incminute；分加1moval,minutecmpal,60；分數(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；清除中斷標志位movax,0movds,axmoval,76h；8253控制字movdx,controloutdx,almovax,62500；運用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]；分的十位轉換成顯示碼movledbuf+2,almovbx,offsetledmapmoval,chmovah,0addbx,axmoval,[bx]；分的個位轉換成顯示碼oral,80hmovledbuf+3,almoval,secondmovah,0movcl,10divclmovch,ahmovah,0movbx,offsetledmapaddbx,axmoval,[bx]；秒的十位轉換成顯示碼movledbuf+4,almovbx,offsetledmapmoval,chmovah,0addbx,axmoval,[bx]；分的個位轉換成顯示碼oral,80hmovledbuf+5,alcalldisplayledjmplpcodeendsendstart

5系統(tǒng)調(diào)試及結果5.1調(diào)試結果描述

本系統(tǒng)設計實現(xiàn)后進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)對于臨界值進行了驗證。（3）系統(tǒng)預計各功能的實現(xiàn)。

5.2

測試結果分析

測試結果表白，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，開機有時候不能自動復位。

（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）由于是教學模擬課題，不能適應實際使用中復雜的需求，只能根據(jù)其他一些簡樸的調(diào)查和推測來設定系統(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，一些技術問題也沒有克服。

6總結課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,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),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.

通過這次課程設計，使我對8250A有了更深一步的結識。同時使我結識到RS-232C是微型計算機與通信工業(yè)中應用最為廣泛的一種串行通信接口標準。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了程序設計的能力，學到了很多知識?；仡櫰鹫n程設計，至今我仍感慨頗多