微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告(電子時(shí)鐘)

1、1. 設(shè)計(jì)目的培養(yǎng)和鍛煉在學(xué)習(xí)完本門課后綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識，解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，要求熟悉和掌握微機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計(jì)的方法、設(shè)計(jì)步驟，得到微機(jī)開發(fā)應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。掌握8255、8259、8253等芯片使用方法和編程方法，通過本次課程設(shè)計(jì)，學(xué)以致用，進(jìn)一步理解所學(xué)的相關(guān)芯片的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用方法等，學(xué)會相關(guān)芯片實(shí)際應(yīng)用及編程，系統(tǒng)中采用8086微處理器完成了電子秒表系統(tǒng)的獨(dú)立設(shè)計(jì)。同時(shí)并了解綜合問題的程序設(shè)計(jì)掌握實(shí)時(shí)處理程序的編制和調(diào)試方法，掌握一般的設(shè)計(jì)步驟和流程，使我們以后搞設(shè)計(jì)時(shí)邏輯更加清晰。2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個可任意啟動/停止的電子秒表，要求用

2、6位LED數(shù)碼顯示，計(jì)時(shí)單位為1/100秒。利用功能鍵進(jìn)行啟/?？刂?。其功能為：上電后計(jì)時(shí)器清0，當(dāng)?shù)谝淮危ɑ蚱鏀?shù)次）按下啟/停鍵時(shí)開始計(jì)數(shù)。第2次（或偶數(shù)次）按下該鍵時(shí)停止計(jì)時(shí)，再一次按啟/停鍵時(shí)清零 后重新開始計(jì)時(shí)?？捎瞄_關(guān)控制，也可用按鍵控制。（開關(guān)控制 ）（按鍵控制）3. 設(shè)計(jì)要求一基本要求1)設(shè)計(jì)可以顯示160秒的無存儲功能的秒表，最小單位為毫秒。 2)通過鍵盤按鍵控制秒表清零、暫停、繼續(xù)，退出等。其中數(shù)字0控制清零，數(shù)字1控制繼續(xù)和退出 二提高要求： 1)秒表可以分組存儲、批量顯示、倒計(jì)時(shí)等。 2)采用圖像顯示，界面精美，設(shè)置報(bào)警聲等 4. 設(shè)計(jì)原理與硬件電路一 整體設(shè)計(jì)思想使用8

3、253工作在方式0計(jì)數(shù)，對 1/100S計(jì)數(shù)，并講計(jì)數(shù)值寫入bl中并與100比較若不相等，則將計(jì)數(shù)值裝換為10進(jìn)制后送8255控制端顯示，如相等則1S計(jì)數(shù)程序加1之后并與59比較若不相等則將計(jì)數(shù)值裝換為10進(jìn)制后送8255控制端顯示，如相等則1min計(jì)數(shù)程序加1之后并與59比較若不相等則將計(jì)數(shù)值裝換為10進(jìn)制后送8255控制端顯示，如相等則計(jì)數(shù)程序加1之后產(chǎn)生溢出，跳轉(zhuǎn)清零程序?qū)⒂?jì)數(shù)清零，同時(shí)數(shù)碼管清零。二 使用各芯片的作用及工作原理1、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253用系統(tǒng)8253定時(shí)器提供的55ms定時(shí)單位，設(shè)計(jì)秒表定時(shí)程序。 有關(guān)系統(tǒng)定時(shí)方法： PC機(jī)系統(tǒng)中的8253定時(shí)器0工作于方式3，外部提供

4、一個時(shí)鐘作為CLK信號, 頻率：f=1.MHz。 定時(shí)器0輸出方波的頻率:fout=1./65536=18.2Hz。 輸出方波的周期Tout=1/18.2=54.945ms。8253A每隔55ms引起一次中斷，作為定時(shí)信號?？捎?5945ms作基本計(jì)時(shí)單位。 用BIOS調(diào)用INT 1AH可以取得該定時(shí)單位。例：1秒=18.2 (計(jì)時(shí)單位) 8253的引腳圖及硬件連接圖如下圖示：8253是一片具有三個獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片。每個通道都可以編程設(shè)定3種工作方式之一種；8253由以下幾個部分組成：(1) 數(shù)據(jù)總線緩沖器(8位、三態(tài)、雙向)；(2) 讀/寫控制邏輯；CS：片選

5、信號，低電平有效；RD：讀信號，低電平有效；WR：寫信號，低電平有效A1A0：端口選擇信號(3) 三個通道( 0 2)，由A0，A1控制選擇；(4) 一個控制寄存器；8253引腳圖 硬件連接圖當(dāng)A1A0分別為00 01 10 11時(shí)分別選中三個通道和控制字寄存器在8088系統(tǒng)中，8088的A1A0分別與8253的A1A0相連在8086系統(tǒng)中，通常將8253的8位數(shù)據(jù)線與8086的低8位相連，即使用偶地址，所以8086的A2A1分別與8253的A1A0相連。 計(jì)數(shù)器(0 2)即三個計(jì)數(shù)器/定時(shí)器通道。每個通道包括：8位控制字寄存器、16位計(jì)數(shù)初值寄存器、減一計(jì)數(shù)器和輸出鎖存器。作定時(shí)器用：其CL

6、K端上的輸入脈沖應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)的、精確的；作計(jì)數(shù)器用：對其CLK端上的脈沖計(jì)數(shù)，脈沖寬度可以不等。采用減一計(jì)數(shù)器，為0時(shí)，從OUT端上輸出一個脈沖定時(shí)時(shí)間 = 時(shí)鐘脈沖周期X預(yù)置的計(jì)數(shù)初值由于8253的讀/寫操作對系統(tǒng)時(shí)鐘沒有特殊的要求，因此它幾乎可以應(yīng)用與由任何一種微處理器組成的系統(tǒng)中，可作為可編程的方波頻率發(fā)生器、分頻器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、事件計(jì)數(shù)器和單脈沖發(fā)生器等。表8-4 控制功能表2、 用可編程并行接口芯片8255的PA口以及PB口實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管輸出，PC口實(shí)現(xiàn)按鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示輸出 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，并行接口

7、是以數(shù)據(jù)的字節(jié)為單位與I/O 設(shè)備或被控制對象之間傳遞信息。CPU 和接口之間 的數(shù)據(jù)傳送總是并行的，即可以同時(shí)傳遞8 位、16 位、32 位等。用+5V 單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0-基本輸入/出方式、方式1-選通輸入/出方式、方式2-雙向選通工作方式。8255 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖2.1所示：圖2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳8255 工作方式控制字和C口按位置位/ 復(fù)位控制字格式如圖3-7-2 所示：圖2.2 置位/ 復(fù)位控制字格式3. 鎖存器273 74LS273是8位數(shù)據(jù)/地址鎖存器，他是一種帶清除功能的8D觸發(fā)器，下面介紹一下他的管腳圖功能表等資料。(1).1腳是復(fù)位CLR,低

8、電平有效,當(dāng)1腳是低電平時(shí),輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部輸出0,即全部復(fù)位;(2).當(dāng)1腳為高電平時(shí),11(CLK)腳是鎖存控制端,并且是上升沿觸發(fā)鎖存,當(dāng)11腳有一個上升沿,立即鎖存輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的電平狀態(tài),并且立即呈現(xiàn)在在輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)上.74ls273管腳功能：1D8D為數(shù)據(jù)輸入端，1Q8Q為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作8位地址鎖存器。4. 數(shù)據(jù)收發(fā)器245 當(dāng)片選端/

9、CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸；（接收）*DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)/CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。5. 譯碼器74ls154 74ls154為416線制譯碼器其引腳圖如下圖所示 6. 7段數(shù)碼管 數(shù)碼管要正常顯示，就要來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 靜態(tài)顯示驅(qū)動靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多

10、，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58=40根I/O端口來驅(qū)動，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 動態(tài)顯示驅(qū)動數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制。5程序流程圖 實(shí)現(xiàn)特定功能 結(jié)束 暫停鍵或清零鍵按下 賦子程序 初始化 開始6 程序代碼 a1 equ 0000h b1 equ 0002h c1 equ 0004h ctr1 equ 0006h ;8255各端口地址 a2 equ

11、0200h ;8253計(jì)數(shù)器0端口地址 ctr2 equ 0206h ;8253控制端口地址 a3 equ 0100h data segment ; keynum db 0EEH,0DEH,0BEH,7EH,0EDH,0DDH,0BDH,7DH,0EBH,0DBH,0BBH,7BH,0E7H,0D7H,0B7H,77H tab db 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H buf db 0,0,0,0 buf1 db 0,0,0,0,0,0,0,0 buf2 db 0,0;前為第一開關(guān)次數(shù) buf3 db

12、80 dup(?) data ends code segment code assume ds:data,cs:code start: mov ax,data mov ds,ax ;設(shè)中斷入口地址設(shè)置mov ax,0mov es,axmov di,08mov ax,offset intr_keycldstoswmov ax,seg intr_keystosw mov ax,data mov es,ax;8255寫入控制字 mov al,b ;A口B口輸出顯示，C口高四位低四位輸入 mov dx,ctr1 out dx,al n3: call jishu jmp n3n2: lea si,buf

13、2 mov bh,00h mov bl,1hsilea di,buf3add di,bxadd bl,8mov 1hsi,bl lea si,buf1 cldmov cx,8rep movsb n4:call dis jmp n4 n5: lea si,buf2 mov bh,00h mov bl,1hsicmp bl,0jz n1 lea di,buf1 sub bl,8 mov 1hsi,bl lea si,buf3 add si,bx cld mov cx,8 rep movsbn6: call dis jmp n6n1: call qinlin jmp n1 ;jmp startjis

14、hu proc near ;計(jì)數(shù)子程序 lea si,buf mov bl,si cmp bl,100 jnz s6 s1: mov bl,0 mov si,bl mov ah,1hsi cmp ah,59jz s2inc ahmov 1hsi,ahjmp s6s2: mov ah,0 mov 1hsi,ah mov ah,2hsi inc ah mov 2hsi,ah jmp s6 s6:call chu mov cx,3 s5:call dis loop s5call delay1s inc byte ptrsiret jishu endp chu proc ;rukou al ;數(shù)處理子

15、程序 push si push bx mov bl,4 lea di,buf1 lea si,buf next:lodsb mov ah,00 mov cl,10 div cl xchg ah,al stosb mov al,ah stosb dec bl jnz next pop bx pop si ret chu endp dis proc near ;顯示buf1中的值push bxpush cx lea bx,tablea di,buf1 mov cx,8 mov ah,7Fh loop1: mov al,di xlat ;換碼 mov dx,a1 out dx,al mov dx,b

16、1 mov al,ah out dx,almov bh,1 call delaycall qplea bx,tab ror ah,1 inc di loop loop1pop cxpop bxretdis endpdelay1s proc near ;8253延時(shí)子程序 push dx push ax mov dx,ctr2 ;8253 控制 mov al,b out dx,al ;8253計(jì)數(shù)器0控制字 方式0 out端作為中斷請求信號 mov dx,a2 mov al,01h out dx,al mov al,00h out dx,al mov dx,a3 M1: in al,dx tes

17、t al,01h jz M1 pop ax pop dx ret delay1s endp qp proc near ;清頻子程序 mov al,0ffhmov dx,b1out dx,alret qp endp delay PROC NEAR ;內(nèi)部延時(shí)之程序 PUSH bx PUSH CXwait0: MOV CX,06h wait1: LOOP wait1 DEC bh JNZ wait0 POP CX POP bx RETdelay ENDP intr_key proc near ;中斷服務(wù)子程序 call key test al,2h jz n1 test al,4h jz n5 l

18、ea di,buf2 mov bh,di inc bh mov di,bh test bh,1h jnz n2 jmp n3 iretintr_key endp qinlin proc ;鍵盤清零子程序 mov ax,0 lea di,buf mov cx,14 cld rep stosb call disqinlin endp key proc ;讀取鍵盤程序 mov dx,c1 in al,dx ret key endp code endsend start 7程序及硬件系統(tǒng)調(diào)試情況 按下暫停鍵實(shí)現(xiàn)暫停功能繼續(xù)計(jì)數(shù)后按下清零鍵實(shí)現(xiàn)清零功能8設(shè)計(jì)心得經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我覺得我有了很大的收獲，：1.我大大地鍛煉了自己搞科研的能力，作為我們大學(xué)生，尤其是工科的大學(xué)生，對于科研能力，能夠自主開發(fā)課題，項(xiàng)目有著很高的要求，而我們很多大學(xué)生動手研發(fā)的能力還不是很強(qiáng)。而通過這次課程設(shè)計(jì)，使自己的研發(fā)能力有了很大堤提高。2.我對于工科設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，仔細(xì)性有了更深地體會。我們本次設(shè)計(jì)的秒表僅僅是工科設(shè)計(jì)中非常簡單的一個，思想并不是非常復(fù)雜，手頭也有一定的資料，但是我們在