電子時鐘課程設(shè)計

1、電子時鐘設(shè)計一、課程設(shè)計目的和意義掌握8 2 55、82 59、8 25 3芯片使用方法和編程方法，通過本次課程設(shè)計, 學(xué)以致用，進一步理解所學(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)芯片實際應(yīng)用及編程，系統(tǒng)中采用8088微處理器完成了電子鐘的小系統(tǒng)的獨 立設(shè)訃。同時并了解綜合問題的程序設(shè)計掌握實時處理程序的編制和調(diào)試方法， 掌握一般的設(shè)訃步驟和流程，使我們以后搞設(shè)訃時邏輯更加清晰。二、開發(fā)環(huán)境及設(shè)備1、設(shè)計環(huán)境PC機一臺、w i ndows 9 8系統(tǒng)、實驗箱、導(dǎo)線若干。2、設(shè)計所用設(shè)備8 2 53定時器:用于產(chǎn)生秒脈沖，其輸出信號可作為中斷請示信號送IRQ2o8255并口：用做接

2、口芯片，和控制鍵相連。8 2 59中斷控制器:用于產(chǎn)生中斷。LED：四個LED用于顯示分：秒值。KK1或KK2鍵與K7鍵,用于控制設(shè)置。三、設(shè)計思想與原理1、設(shè)計思想在本系統(tǒng)設(shè)計的電子時鐘以8 088微處理器作為C PU,用82 5 3做定時訃數(shù) 器產(chǎn)生時鐘頻率，8255做可編程并行接口顯示時鐘和控制鍵電路,8 259做中斷 控制器產(chǎn)生中斷。在此系統(tǒng)中，8253的功能是定時，接入82 53的CLK信號為 周期性時鐘信號。8253采用計數(shù)器0,工作于方式2,使8253的O UT0端輸出 周期性的負脈沖信號。即每隔2 0 m s ,8 2 5 3的OUTO端就會輸出一個負脈沖 的信號，此信號接82

3、5 9的IR2,當(dāng)中斷到50次數(shù)后，CPU即處理，使液晶顯示器上 的時間發(fā)生變化。其中8 2 59只需初始化ICW 1，其功能是向8 2 5 9表明IRx輸入是電瓶觸發(fā) 方式還是上升沿觸發(fā)方式,是單片8 2 59還是多片8 259。8 2 59接收到信號后， 產(chǎn)生中斷信號送CPU處理。2、設(shè)計原理利用實驗臺上提供的定時器8253和擴展板上提供的8 259以及控制鍵和數(shù) 碼顯示電路,設(shè)訃一個電子時鐘，由8253中斷定時，控制鍵控制電子時鐘的啟停 及初始值的預(yù)置。電子時鐘的顯示格式MM:SS山左到右分別為分、秒，最大記時 5 9 ：59超過這個時間分秒位都清零從0 0:0 0重新開始?；竟ぷ髟?/p>

4、: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、 分寄存器的內(nèi)容加一，四個數(shù)碼管動態(tài)顯示分、秒的當(dāng)前值。三、設(shè)計所用芯片結(jié)構(gòu)1、825 9 A芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳中斷控制器8 259 A是Int el公司專為控制優(yōu)先級中斷而設(shè)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8 2 5 9A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(jié)構(gòu)可以山用戶編程來設(shè)定。在MD微機系統(tǒng) 中,8259芯片工作于單片方式。8 2 59引腳圖如圖3.3,各引腳功能如下。D7D0八條雙向數(shù)據(jù)線；WR （低電平有效）一一寫輸入信號

5、；RD （低電平有效）一一讀輸入信號；CS（低電平有效）一一片選輸入信號；AO地址信號；INT中斷請求信號；I NTA （低電平有效）一一中斷響應(yīng)信號；CASOCAS2級聯(lián)信號，形成一條專用8 2 59 A總 線，以便多片8 259A的級聯(lián)；1207VCQWRAORD一 426J CI1 MAD7A1R7JLJ24J KfS “AI R51)4o7us1 R4L)39w22i5 20I R3D2cmIR2Pl9I oDO1 Iis1 KOCASO1213I A171 xz1 XTCAS 1SP/ENGNDIO1 cCAS21經(jīng)丄圖3.1 8259A引腳圖SP/EN從編程/允許級聯(lián)。在緩沖方式中

6、，可用做輸出信號以控制總線緩沖器的接收和發(fā)送。在非緩沖方式中，作為輸入信號用于 表示主片還是從片；IR0XR7外部中斷請求輸入線。要求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C PU響應(yīng)時為止）或者是高電平。8 2 59中斷矢量地址與中斷信號之間的關(guān)系如表3. 1所示：表3.18259A中斷矢呈表中斷序號01234567功能調(diào)用08H09H0AH0BIIOCHODHOEHOFH矢量地址2 024 H2 8H2CH30H34H38H3CHH27727H2BH2FH33 H3 7H3 BH3FH23H說明時鐘鍵盤可用可用串行口可用可用可用2、82 55芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳82

7、55可編程外圍接口芯片是In te 1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基本輸入/輸出方式方式1一選通輸入/輸出方式方式2一雙向選通輸入/輸出方式82 5 5引腳圖如圖3.2示，各引腳功能如下。D7D0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）一一讀輸入信號；CS（低電平有效）一一片選輸入信號；AO、A1片內(nèi)寄存器選擇輸入信號；P A7PA 0 A 口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線；PB7PB0B 口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線；圖3. 2 8255引腳圖PC7-PC0C 口外設(shè)雙向數(shù)據(jù)線;RESE

8、T復(fù)位輸入信號2、825 5端口地址表3.2 8255端口地址表信號線寄存器編址IOY3a n60Hb n61Hc 口62H控制寄存器63H3、8253芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳82 5 3可編程定時/計數(shù)器是I n tel公司生產(chǎn)的通用外圍芯片之一，有3個獨立的十六位計數(shù)器，技術(shù)頻率范圍為0 2MH乙它所有的技術(shù)方式和操作方式都通過編程控制。8 2 53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)朵的電機控制器8253有六種工作方式：(1)方式0：計數(shù)結(jié)束中斷(2)方式1:可編程頻率發(fā)生器(3)方式2：頻率發(fā)生器(4)方式3

9、:方波頻率發(fā)生器(5)方式4:軟件觸發(fā)的選通信號(6 )方式5:硬件觸發(fā)的選通信號8253引腳圖如圖3.3示，各引腳功能如下。D7D 0 -一八條雙向數(shù)據(jù)線；WR （低電平有效）一-寫輸入信號；RD （低電平有效）一-讀輸入信號；CS（低電平有效）一-片選輸入信號；AO、A1-片內(nèi)寄存器地址輸入信號；CLK-計數(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)的電平指示訃數(shù)的完成，或輸出脈沖波形；GA TE選通輸入（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。2、825 3端口地址表3.3 8253端口地址表信號線寄存器編址IOY20#計數(shù)器40H1#計數(shù)器

10、41 H2#計數(shù)器42H控制寄存器4 3H四、具體模塊設(shè)計1、概述本系統(tǒng)設(shè)計的電子鐘以8088微處理器作為CPU,用825 3做定時計數(shù)器產(chǎn)生 時鐘頻率，8 2 55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，8 25 3的功能是定時，接入8253的CLK信號為周期性時 鐘信號。8253采用計數(shù)器0,工作于方式2,使8253的OUT 0端輸出周期性的 負脈沖信號。即每隔20m s ,8 2 53的0UT0端就會輸出一個負脈沖的信號，此 信號接8 2 59的IR2,當(dāng)中斷到5 0次數(shù)后，CPU即處理，使液晶顯示器上的時 間發(fā)生變化。程序由以下模塊組成:系統(tǒng)共有

11、5個功能模塊，分別為，主控模塊， 顯示模塊，定時模塊，中斷模塊，小鍵盤模塊。系統(tǒng)框圖如下:四個LED顯示緩沖的值控制模塊讀入的數(shù)主控模塊:中呵槿塊:8259秒脈沖住艸槿塊:82532、主程序模塊主控模塊是系的核心模塊，對825 3、82 5 5 A進行初始化，設(shè)置中斷向量，掃描鍵盤根據(jù)按鍵值作相應(yīng)的處理。主要山軟件實現(xiàn)。它的主要功能是調(diào)用其它 模塊對系統(tǒng)工作進行協(xié)調(diào),它的主要功能是讀控制模塊輸入值并執(zhí)行要做的工作, 如果是由KK1或KK2的信號，則將進行中斷處理，并調(diào)用顯示模塊顯示。如果 控制模塊輸出的K7的信號，則將進入對時狀態(tài)。3、控制模塊控制模塊送入主控模塊的子功能模塊。山軟件和硬件實現(xiàn)

12、，硬件上山控制鍵 和82 55互連，將鍵值III 8255送入主控模塊。軟件上使用行掃描法獲得鍵值并 送回主控模塊。4、顯示模塊顯示模塊是將顯示緩沖區(qū)的數(shù)值送到LED顯示的功能模塊，顯示緩沖區(qū) 是III六個字節(jié)構(gòu)成，分別保存小時的高位和低位，分鐘的高位和低位，秒鐘的高 位和低位。硬件上由六個LED構(gòu)成，軟件上由掃描顯示的方法實現(xiàn)。實現(xiàn)代碼如下：DISPL A Y PROC NEARMOV CX.7 7FFII MOV DX.PORTB 1 T。OUT DX,A L。MOVBX,35H DELAY1: DECBX。J NZ DELAY1。CMP CL, 2 OH。JZDIS U P2INC D

13、ISHL CLJ。J MPDISUP1DISUP2: POP CX。RETDISPL A Y ENDP代碼：S TARTPm o v al, 1 4h o u t 7 6h,a 1 m o v a 1 , 3 d hOUT 74H,ALMOV AX, 0000HMOV CX,AXMOV B UALMOV AL, 1 FHOU T 8 0H,AL MOV AL, 1 8HOUT 81H,AL MOV AL, 03HOUT 8 1 H,ALMOV AL,8 0 HOUT 0 D6H,ALMOV AL, 7 FHOUT 81 H,ALIR7： OUT OODOH,COUT 00D2H,C HOUT

14、0 0 D4H,BLINC CLCMP CL,3CHJGE P 1CALL IR7Pl： MOV CL, ALINC CHCMP CH, 3 CHJGE P2LED52:CALL DISUPoLOOP LED 5 2D I SUP:PUSH CXMOVD I , OFFSET MIN 1 MO V C L,0 1D I SUP1： MOV AL. 0o MOV DX.PORTB 1 TOUT DX, ALMOV AL,DIo MOV BX.OFFSETLEDXLATo MOV DX, PORTS E Go OUT DX, ALMOV A L,CL5、定時模塊定時模塊是為8259提供中斷請求信號

15、的。山一片8253實現(xiàn)，選用定時器0 工作在方式3,山于時鐘應(yīng)該1秒走動一次，所以輸岀值應(yīng)為1S,其輸出信號可作為8 259的中斷請求信號。6、中斷處理模塊中斷模塊實現(xiàn)動態(tài)顯示的，硬件為一片8 259,由于中斷請求信號為每秒一 次，中斷程序該為時間按秒增加，并顯示，只要開中斷，便可實現(xiàn)每秒顯示時間增 加一秒，從而達到動態(tài)顯示的效果。CALL I R7P2： MOV CH,AHI NC BLCMPBLJ8HJGEP3MOVCALLCODEBL, ALI R7EN DSEND STARTCALL IR7五、心得體會本次課程設(shè)計做的是電子時鐘設(shè)計，本以為設(shè)計思路清楚，設(shè)計會簡單，可是 經(jīng)過兩周的時間

16、，發(fā)現(xiàn)選擇了一個相對比較難的題忖,最終也沒有將其完全設(shè)計岀 來，比較遺憾。這個題有兒個難處，一，是匯編語言與微機原理的相結(jié)合部分比較難，導(dǎo) 致部分代碼不能正確寫出：二，對實驗箱了解不充分，設(shè)計起來對具體端口不理 解。三，本次設(shè)訃的大多數(shù)題LI都能在網(wǎng)上找到可以借鑒的程序,而我們的雖然 找到了，但是遇到了相當(dāng)不擅長的端口問題，暴漏了平常學(xué)習(xí)的缺漏。四,總結(jié), 中斷，計數(shù)，以及端口等的知識在學(xué)習(xí)中沒有能夠很好的學(xué)習(xí)，遇到具體細節(jié)問題 時，解決不了。兩組成員一起討論，仍然沒有很好的解決，不過確實對微機原理 的相關(guān)知識很有收獲。本次設(shè)計的收獲:對8259、8255、8253有了進一步的了解，對中斷處理有 了更深的理解，很好的復(fù)習(xí)了微機原理，同時對端口有了初步的理解。通過課程 設(shè)計更加