基于8086的秒表設(shè)計與實現(xiàn)課程設(shè)計 精品.doc

鄭州科技學(xué)院微型計算機原理課程設(shè)計題 目 基于8086的秒表設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué) 號 院 （系） 信息工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 完成時間 20XX 年12月18日 目 錄1 99秒表設(shè)計背景及目的要求21.1設(shè)計目的31.2硬件選擇42設(shè)計方案及基本原理42.1 LED顯示原理42.2 系統(tǒng)設(shè)計42.3硬件工作原理53 設(shè)計流程64調(diào)試結(jié)果 95 結(jié)果分析96 結(jié)論與體會107參考文獻11附錄1：電路圖11附錄2：源程序121 99秒秒表設(shè)計背景及目的要求 1.1 設(shè)計目的 隨著芯片應(yīng)用的日益廣泛，在校學(xué)生加強對單片機的認(rèn)識和動手能力，已經(jīng)是非常重要的一項鍛煉。課程設(shè)計就是為加強實踐機會、培養(yǎng)學(xué)生動手能力的一個重要環(huán)節(jié)，將理論知識與實際聯(lián)系起來的一個關(guān)鍵機會。本課程設(shè)計的基本要求是：1. 掌握LED數(shù)碼管原理及使用方法2. 初步掌握8086芯片匯編語言一般編程技巧。1.2硬件選擇裝有Windows系統(tǒng)和nSP IDE仿真環(huán)境的PC機一臺，nSP 十六位單片機實驗箱一個。本設(shè)計用到的實驗箱硬件模塊為：SPCE061A核心及周邊電路模塊（包含32個I/O口），LED數(shù)碼管。做此實驗用51板也可以，因為51板也提供了相應(yīng)的LED模組，因為實驗室里面給我們提供了61板，所以我決定選用SPCE061A單片機實驗箱。 本裝置將實現(xiàn)0-99的計數(shù)，每一秒鐘，計數(shù)器將加1，在數(shù)碼管上顯示當(dāng)前計數(shù)值，并可用鍵盤按制計數(shù)的起始，以及歸零。具體要求如下：1. 開機時數(shù)碼管顯示00。2. 每一秒鐘，計數(shù)器自動加1。3. 按鍵控制計數(shù)，分別控制開始計時、停止計時和歸零，功能分配如下：表1-1按鍵功能分配按鍵功能描述KEY1開始計時KEY2停止計時KEY3歸零2 設(shè)計方案及基本原理2.1 LED顯示原理 靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再管，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時再傳送一次新數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時間。 動態(tài)顯示需要CPU時刻對顯示器件進行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的CPU時間多。這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，使用的硬件較多；動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片排列而成的，可實現(xiàn)09的顯示。LED數(shù)碼管是由發(fā)光二級管顯示字段組成的顯示器，有8段和“米”字段之分，這種顯示器有共陽級和共陰極兩種。所謂共陽方式是指筆畫顯示器各段發(fā)光管的陽極（即P區(qū)）是公共的，而陰極互相隔離。所謂共陰方式是筆畫顯示器各段發(fā)光管的陰極（即N區(qū)）是公共的，而陽極是互相隔離的。2.2 系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)設(shè)計題目的要求分析，并考慮到題目的可擴展性，可將系統(tǒng)分成兩大部分： 1. 時間的產(chǎn)生和顯示。 2. 按鍵控制計數(shù)起始、歸零。 根據(jù)系統(tǒng)的功能現(xiàn)選擇61板作為單片機控制處理部分，利用一2位LED作為顯示部分，而按鍵采用61板上自帶的三個按鍵，如圖2-1所示。 IOB SPCE061A精簡開發(fā)版 Key1 Key2 Key3 秒 圖2-1 系統(tǒng)框圖2.3硬件工作原理 兩位數(shù)的顯示采用的是一個2位共陽極LED 數(shù)碼管（LG5621AH），連接方法是SPCE061A的IOB0-IOB6接LED焊接板的A-G，小數(shù)顯示部分可以省略不要；IOB8-IOB9分別接LED的位選1、2，電路原理圖如圖2-4。LED與SPCE061A的引腳連接如表2-1。采用凌陽大學(xué)計劃的LED鍵盤模組和61板搭配可以很容易的完成這個課程設(shè)計的題目。它的連結(jié)圖如圖所示，IOB的低八位控制數(shù)碼管顯示段位，高八位控制點亮哪一個數(shù)碼管。 表2-1 LED引腳連接表SPCE061ALED模塊SPCE061ALED模塊IOB8AIOB01IOB9BIOB12IOB10CIOB11DIOB12EIOB13FIOB14G。 圖2-2 LED鍵盤模組和61板連接圖3 設(shè)計流程 根據(jù)設(shè)計要求的功能，程序主要分為三部分，即： （1）計時顯示部分； （2）秒計時部分； （3）按鍵控制部分。 （4）程序主流程主要完成鍵盤掃描、計時處理、鍵值分支控制的任務(wù)，流程圖如圖所示： 開始初始化數(shù)據(jù)、以及中斷、鍵盤等掃描鍵盤，針對鍵值分支 Key1 開始計時 Key2 停止計時 Key3 清零計時數(shù)據(jù)處理，格式 化顯示 清看門狗 圖3-1 主程序流程圖 顯示部分是在IRQ4的1KHz中斷中控制顯示的，采用動態(tài)掃描的方式，1KHz的時基中斷每1ms進一次中斷，在中斷中對2ms計數(shù)器i進行累加，當(dāng)i從0累加到2時，則剛好為2ms，此時更新一個位的LED顯示，并對i進行清零；當(dāng)下一次累計到2ms時，則會再更新顯示下一位LED數(shù)碼管，當(dāng)更新到最后一位時，返回重第一位開始更新；依此循環(huán)更新顯示，而更新顯示的數(shù)據(jù)保存在緩沖區(qū)當(dāng)中，用戶需要更新顯示的數(shù)據(jù)時，只需要改變對應(yīng)的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)即可。具體流程圖如下。 IRQ5 是否是2HZ中斷計時器自加一 清中斷標(biāo)志計時器=200 計時器清零 結(jié)束 IRQ4 1KHZ 2ms計數(shù)器 i+ i=2 更新顯示一位 LED 結(jié)束 秒計時采用IRQ5的2Hz時基中斷進行計時，流程圖如圖3-3所示。鍵盤輸入利用61板自帶的三個按鍵，輸入的端口為IOA0IOA2。 圖3-2 IRQ4 1KHz時基中斷流程 圖3-3IRQ5 2Hz時基中斷流程圖 4調(diào)試結(jié)果 4-15.1 調(diào)試結(jié)果 本裝置將實現(xiàn)0-99的計數(shù)，每一秒鐘，計數(shù)器將加1，在數(shù)碼管上顯示當(dāng)前計數(shù)值，并可用鍵盤按制計數(shù)的起始，以及歸零。具體要求如下：1. 開機時數(shù)碼管顯示00。2. 每一秒鐘，計數(shù)器自動加1。3. 按鍵控制計數(shù)，分別控制開始計時、停止計時和歸零，功能分配如下： 按KEY1開始計時數(shù)碼管顯示從00開始計時到99結(jié)束再從00開始循環(huán); 按KEY2 停止計時數(shù)碼管顯示當(dāng)前數(shù)值; 按KEY3歸零;按KEY4復(fù)位.5.2結(jié)果分析 本設(shè)計應(yīng)該熟悉凌陽十六位單片機系統(tǒng)板61板的基本構(gòu)成， 掌握 LED數(shù)碼管原理及使用方法，掌握61板的使用方法，初步掌握 SPCE061A單片機匯編語言一般編程技巧，初步掌握61板系統(tǒng)調(diào)試的一般步驟及方法。設(shè)計結(jié)構(gòu)現(xiàn)實：開機時數(shù)碼管顯示為00，每一秒鐘計數(shù)器自動加一，按KEY1鍵開始計時，按KEY2鍵停止計時并現(xiàn)實當(dāng)前數(shù)值，按KEY3鍵歸零。6 結(jié)論與體會兩周的單片機課程設(shè)計結(jié)束了，最初的目的是想學(xué)到一些對將來就業(yè)很有實質(zhì)性幫助的東西。結(jié)果還算可以接受，雖然說與預(yù)期的有不少出入，但鍛煉自己這個主要目標(biāo)算是達(dá)成了。通過這次課程設(shè)計，我對如何完成一項實際的計劃有了進一步的認(rèn)識，對如何加強自己的合作能力有了更進一步的思考。通過這次課程設(shè)計，我想下學(xué)期的會少點困難，以后在工作中也能夠有更多的經(jīng)驗好借鑒。在這段日子里，我實踐、思考、反思、總結(jié)，所得收獲都已經(jīng)成為大學(xué)生涯中的寶貴財富。或許大學(xué)生活中的片斷隨著歲月的流逝難免被遺忘，但是這段課程設(shè)計的日子相信仍會是記憶深刻，它作為我們走向社會的第一步，承載了即將面對現(xiàn)實和挑戰(zhàn)的心情，必將難忘。在此，感謝趙老師的細(xì)心輔導(dǎo)，有了這次的實踐經(jīng)驗，為奠定基礎(chǔ)。7參考文獻1 楊季文.清華大學(xué)出版社,20XX，3.2 康華光.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京：高等教育出版社，20XX，1.3 張榮祥.微型計算機原理，北京：中國電力出版社.4 黃正瑾.綜合電子設(shè)計與實踐M. 東南大學(xué)出版社，20XX，3. 5 馬力.8086匯編語言程序設(shè)計，20XX，9.6 顧永杰.電工電子技術(shù)實訓(xùn)教程.上海:上海交通大學(xué)出版社,1999.7 楊志堅. Intel8086/8088系列微型計算機原理及接口技術(shù)M.，北京：中國電力出版社，20XX年4月第三次印刷.附錄1：電路圖 7-1附錄2：源程序ctrl_port EQU 0106HA_PORT EQU 0100HB_PORT EQU 0102Hc_port equ 0104hcount equ 0206hcount0 equ 0200hcount1 equ 0202hINTR EQU 0304HINTR1 EQU 0306HDCOUNT EQU 6data segment LEDTAB DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H BUF DB 0,0,0,0,0,0 buff db 20 dup(?) DAT1 DB 0 DAT2 DB 0 DAT3 DB 1 dat4 db 0data endsCODESEGMENT ASSUME CS:CODE,ds:dataSTART: CLI PUSH DS MOV SI,2*4 MOV AX,0 MOV DS,AX MOV SI,OFFSET INTB MOV 2SI, SEG INTB POP DS MOV AL,00010011B MOV DX,INTR OUT DX,AL MOV AL,00000010B MOV DX,INTR1 OUT DX,AL MOV AL,00000001B MOV DX,INTR1 OUT DX,AL STI mov ax,data mov ds,ax mov al,00110111b ;8253初始化 mov dx,count out dx,al mov dx,count0 mov ax,500h out dx,al mov al,ah out dx,al mov al,01110111b mov dx,count out dx,al mov dx,count1 mov ax,50h out dx,al mov al,ah out dx,al MOV AL,10000001B ;8255初始化， MOV DX,CTRL_PORT OUT DX,AL back: MOV DX,C_PORT in al,dx test al,00000010b jz b2 ;判斷是否清0 again: MOV DX,C_PORT in al,dx test al,00000001b jz b1 ;判斷是暫停還是繼續(xù)？ mov cx,6 jia6: inc si loop jia6 MOV AL,00000000B MOV DX,C_PORT OUT DX,AL MOV AL,DAT1 ;DTA1中是秒 CMP AL,100 JZ A1 MOV BL,10 DIV BL MOV BUF,AH ;秒的個位 MOV BUF+1,AL ;秒的十位 CALL DISPLAY_DEC INC DAT1 JMP back A1: MOV DAT1,0 ;滿60秒，對DAT1清0 MOV AL,0 MOV AH,0 MOV BUF,AH MOV BUF+1,AL CALL DISPLAY_DEC ;先顯示00，再進位 INC DAT2 MOV AL,DAT2 ;DAT2中是分 CMP AL,60 JZ A2 MOV BL,10 DIV BL MOV BUF+2,AH ;分的個位 MOV BUF+3,AL ;分的十位 CALL DISPLAY_DEC MOV CX,60 LOOP AGAIN A2: MOV DAT2,0 ;滿60分對DAT2清0 MOV AL,0 MOV AH,0 MOV BUF+2,AH MOV BUF+3,AL CALL DISPLAY_DEC ;先顯示00：00再進位 MOV AL,DAT3 ;DAT3中是時 CMP AL,24 JZ A3 MOV BL,10 DIV BL MOV BUF+4,AH ;時的個位 MOV BUF+5,AL ;時的十位 CALL DISPLAY_DEC MOV CX,60 DEC CX JZ back A3: INC DAT3 JMP back b1: CALL DISPLAY_DEC mov al,01110000b ;對8253送GATE1控制信號 mov dx,c_port out dx,al call cunchu CALL DELAY jmp back b2: mov dx,c_port in al,dx test al,00000100b jnz li call xianshicj call display_dec mov cx,1 jz next2 mov si,6 dec cx next2: call delay jmp back li: mov buf,0 ;清0 mov buf+1,0 mov buf+2,0 mov buf+3,0 mov buf+4,0 mov buf+5,0 mov dat2,0 mov dat3,1 call display_dec ; mov bx,1000 ;jz back mov al,10110000b ;對8253送GATE0控制信號 mov dx,c_port out dx,al CALL DELAY ;dec bx jmp backDISPLAY_DEC PROC DA: MOV DI,2DISPAGAIN1: MOV BL,BUF MOV BH,0 LEA SI,LEDTAB ;以十進制顯示 MOV AL,BXSI ;取個位段碼 not al ;共陽 MOV DX,A_PORT OUT DX,AL ;用數(shù)碼管顯示個位 MOV AL,11100000B ;位選，1點亮 MOV AH,0 MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0H ;清屏 MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 LEA SI,LEDTAB MOV BL,BUF+1 MOV BH,0 MOV AL,BXSI ;取十位段碼 not al MOV DX,A_PORT OUT DX,AL ;用數(shù)碼管顯示十位 MOV AL,11010000B MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0H MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY1 LEA SI,LEDTAB MOV BL,BUF+2 MOV BH,0 MOV AL,BXSI ;取分個位段碼 not al MOV DX,A_PORT OUT DX,AL ;用數(shù)碼管顯示分個位 MOV AL,11001000B MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0H MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 LEA SI,LEDTAB MOV BL,BUF+3 MOV BH,0 MOV AL,BXSI ;取分十位段碼 not al MOV DX,A_PORT OUT DX,AL ;用數(shù)碼管顯示分十位 MOV AL,11000100B MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0H MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY1 LEA SI,LEDTAB MOV BL,BUF+4 MOV BH,0 MOV AL,BXSI ;取時個位段碼 not al MOV DX,A_PORT OUT DX,AL ;用數(shù)碼管顯示時個位 MOV AL,11000010B MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0H MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 LEA SI,LEDTAB MOV BL,BUF+5 MOV BH,0 MOV AL,BXSI ;取時十位段碼 not al MOV DX,A_PORT OUT DX,AL ;用數(shù)碼管顯示時十位 MOV AL,11000001B MOV DX,B_PORT OUT DX,AL CALL DELAY MOV AL,0H MOV DX,B_PORT OU