微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告數(shù)字鐘設(shè)計(jì)

1、微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè) 計(jì) 題 目： 數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱： 信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 班 級： 組 員： 指導(dǎo) 教師 ： 王老師 2011年1月5日星期三 摘要：微機(jī)原理及接口技術(shù)是一門應(yīng)用性、綜合性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，沒有實(shí)際的有針對性的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，我們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(shí)際問題的能力。所以通過有針對性的課程設(shè)計(jì)，會使我們學(xué)會系統(tǒng)地綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識，提高我們在微機(jī)應(yīng)用方面的開發(fā)與設(shè)計(jì)本領(lǐng)，系統(tǒng)的掌握微機(jī)硬軟件設(shè)計(jì)方法。通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，不僅要培養(yǎng)我們的實(shí)際動手能力，檢驗(yàn)我們對本門課學(xué)習(xí)的情況，更要培養(yǎng)我們在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中查閱專業(yè)

2、資料、工具書或參考書，掌握工程設(shè)計(jì)手段和軟件工具，并能用設(shè)計(jì)報(bào)告表達(dá)設(shè)計(jì)思想和結(jié)果的能力。培養(yǎng)我們實(shí)事求是和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度。通過設(shè)計(jì)過程，要求我們熟悉和掌握微機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計(jì)的方法、設(shè)計(jì)步驟，使我們得到微機(jī)開發(fā)應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。集體討論設(shè)計(jì)題目的總體設(shè)計(jì)方案、編程、軟件硬件調(diào)試、編寫設(shè)計(jì)報(bào)告等問題，真正做到理論聯(lián)系實(shí)際，提高動手能力和分析問題、解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)由學(xué)習(xí)知識到應(yīng)用知識的初步過渡。通過本次課程設(shè)計(jì)，我們要熟練掌握微機(jī)系統(tǒng)與接口擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)方法，熟練應(yīng)用8086匯編語言編寫應(yīng)用程序和實(shí)際設(shè)計(jì)中的硬軟件調(diào)試方法和步驟，熟悉微機(jī)系統(tǒng)的硬軟件開發(fā)工具的使用方法。關(guān)鍵詞：數(shù)字

3、鐘 時(shí)間顯示 定時(shí)器設(shè)計(jì)目的：設(shè)計(jì)一種多功能數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘具有基本功能和擴(kuò)展功能兩部分。其中，基本功能部分的有準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間 。擴(kuò)展功能部分則具有：定時(shí)控制和復(fù)位功能。數(shù)字鐘的電路也是由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分構(gòu)成，在電路中，基本功能部分由主體電路實(shí)現(xiàn)，而擴(kuò)展功能部電路實(shí)現(xiàn)。這兩部分都有一個(gè)共同特點(diǎn)就是它們都要用到振蕩電路提供的256hz脈沖信號。 為了使電路簡單所設(shè)計(jì)的電路不具備校秒的功能。并且要用數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒， 初始時(shí)間由程序設(shè)定，通過控制按鍵進(jìn)行計(jì)時(shí)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：通過設(shè)計(jì)數(shù)字鐘，掌握8253芯片和微機(jī)接口原理和方法；熟悉匯編程序設(shè)計(jì)；熟悉編譯環(huán)境；剖析實(shí)

4、驗(yàn)箱、繪制原理電路并仿真、設(shè)計(jì)程序完成軟硬件設(shè)計(jì)?？傮w設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初步思路如下：1）計(jì)時(shí)單元由定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253的通道0來實(shí)現(xiàn)。定時(shí)采用硬件計(jì)數(shù)和軟件技術(shù)相結(jié)合的方式，即通過8253產(chǎn)生一定的定時(shí)時(shí)間，然后再利用軟件進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)24小時(shí)制定時(shí)。8253定時(shí)時(shí)間到了之后產(chǎn)生中斷信號，8253在中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的累加。2）時(shí)間顯示采用實(shí)驗(yàn)平臺上的6個(gè)led數(shù)碼管分別顯示時(shí)、分、秒，采用動態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)。3）校時(shí)通過鍵盤電路和單脈沖產(chǎn)生單元來輸入。按鍵包括校時(shí)鍵、加1和減1鍵等。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要利用微機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺上的電路模塊。硬件電路主要由鍵盤電路、單脈沖產(chǎn)生單元、8253

5、定時(shí)計(jì)數(shù)器、8255并行接口單元、led顯示電路和按鍵等等。系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。微機(jī)系統(tǒng)82558253單脈沖發(fā)生電路數(shù)碼管顯示電路按鍵硬件電路設(shè)計(jì)框圖如圖1硬件設(shè)計(jì)：1、 led數(shù)碼管顯示電路如圖2 如圖2 led數(shù)碼管是實(shí)現(xiàn)顯示電路的器件2、8253計(jì)時(shí)器和8255并行通信接口結(jié)構(gòu)框圖如圖所示3、5 所示3為8253定時(shí)器為計(jì)數(shù)器控制電路的3、按鍵顯示電路如圖所示4如圖4 按鍵的作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘定時(shí)和計(jì)數(shù)的如圖5所示為8255并行接口結(jié)構(gòu)圖4、cpu模塊結(jié)構(gòu)電路如圖6所示6 為cpu電路實(shí)現(xiàn)軟件運(yùn)行和向控制端送信號的5、硬件整體電路圖如圖7所示程序流程圖及清單：1）主程序如圖

6、所示（二）系統(tǒng)初始化 開始數(shù)碼管掃描輸出2）led數(shù)碼管顯示框圖開始初始化顯示參數(shù)關(guān)閉所有參數(shù)取顯示數(shù)據(jù)顯示六位led數(shù)碼管關(guān)閉所有顯示返回如圖（三）數(shù)碼管顯示子程序3）按鍵掃描顯示 開始初始化地址參數(shù)輸出列掃描信號列掃描信號移位讀入行信號該列有鍵入返回六列掃描完 如圖（四） 按鍵掃描子程序框圖4）計(jì)數(shù)器流程框圖如圖（五）所示保護(hù)現(xiàn)場秒單元+1n秒單元=60？秒單元清零，分單元+1分單元清零，小時(shí)單元+1分單元=60？時(shí)單元=24？小時(shí)單元=0顯示時(shí)分秒恢復(fù)現(xiàn)場中斷返回nnyyy仿真過程及結(jié)果：1、在按鍵沒有按下的情況下，由于初始給它設(shè)定了時(shí)間如“82-55-08” 則開始只顯示82-55-0

7、8，仿真電路圖如下圖（一）所示：2、在按鍵按下的情況下，在初始設(shè)定的時(shí)間下由秒個(gè)位開始變化，到十向秒十位加一，等到秒十位變?yōu)榱畷r(shí)向分為加一，以此類推到時(shí)位，完成數(shù)字中的變化。此仿真電路圖如下圖（二）所示。如圖（一）所示電路圖如圖（二）所示電路圖設(shè)計(jì)心得：兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，想想每天在實(shí)驗(yàn)室的努力，看著自己兩個(gè)星期的努力成果，心里感到格外的欣慰。從最初的無從下手，到分析設(shè)計(jì)，到編程調(diào)試，一步步走來，知識一點(diǎn)一滴的積累，最終完成了這份另自己滿意的作品。在設(shè)計(jì)的過程中，我也遇到了一些困難，例如，在將鍵盤輸入的值轉(zhuǎn)換成顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候，我重復(fù)調(diào)用子程序getkey，卻沒有得到我想要的結(jié)果，

8、經(jīng)過一系列的探索和修改，我在調(diào)用子程序getkey前先調(diào)用了子程序testkey，如果鍵盤有輸入，再轉(zhuǎn)入getkey執(zhí)行，結(jié)果完全正確。在設(shè)計(jì)定時(shí)器的時(shí)候也遇到了一些問題，由于實(shí)驗(yàn)箱的故障，輸出的時(shí)間頻率和真正的時(shí)間頻不等，簡單地將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值增大，必定會超出計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍。我翻閱了相關(guān)的書本，在老師的幫助下成功解決了這個(gè)問題。解決方法是采用兩個(gè)計(jì)數(shù)器串聯(lián)的方式。 在克服一個(gè)又一個(gè)困難的過程中，鞏固了我所學(xué)的理論知識，還培養(yǎng)我的實(shí)際動手能力，還培養(yǎng)我在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中查閱專業(yè)資料、工具書或參考書，掌握工程設(shè)計(jì)手段和軟件工具，并能用設(shè)計(jì)報(bào)告表達(dá)設(shè)計(jì)思想和結(jié)果的能力。當(dāng)然，我所完成的這個(gè)作品

9、仍不完美。例如，缺乏人機(jī)互動功能，在修改時(shí)間的時(shí)候秒針停止計(jì)時(shí)。這些問題有待我在今后的學(xué)習(xí)過程中進(jìn)一步完善。參考文獻(xiàn)：1、王讓定、朱瑩、葉富樂等編著微機(jī)原理與接口技術(shù)第二版，清華大學(xué)出版社出版，2007.112、ibm-pc匯編語言程序設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社出版，2001附錄：源代碼程序：data segment led db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h x dw ? y dw ? z dw ? data ends code segment assume cs:code,ds:data start: mov ax,data mov d

10、s,ax mov dx,46h ;0100 0110 8255 mov al,82h ;1000 0010 a方式0輸出 b方式0輸入 c輸出 out dx,al ;向8255寫控制字 next: mov x,08 ;記錄按鍵次數(shù) mov y,53 mov z,82 lea si ,led mov al,00010111b ;定時(shí)器0方式0 out 4eh,al ;向8253寫控制字 mov al,255 ;計(jì)數(shù)初值為1 mov dx,48h ;計(jì)數(shù)器0的端口地址 out dx,al repeat0: repeat1: call conver ;顯示子程序 mov dx,42h in al,d

11、x ;將pb中的值輸入到al pb的值取決于pb7 cmp al,0feh jz next test al,80h ;判斷計(jì)數(shù)是否結(jié)束 test 相與但不改變相應(yīng)的值 jnz repeat1 repeat2: call conver mov dx,42h in al,dx cmp al,7eh jz next test al,80h jz repeat2 inc x ;計(jì)數(shù)結(jié)束，按鍵次數(shù)加1 cmp x,60 jnz next1 mov x,0 inc y next1: cmp y,60 jnz next2 mov y,0 inc z next2: cmp z,24 jnz next3 mov

12、 z,0 next3: call conver ;顯示子程序 jmp repeat0 ;重新初始化定時(shí)器，為下一次按鍵準(zhǔn)備 conver proc mov ax,x mov cl,10 div cl ;按鍵次數(shù)除以10，商是次數(shù)的十位，存在al中，余數(shù)是次數(shù)的各位，存在ah中 mov bx,ax ;ah：bh al：bl mov al,02h out 44h, al ;向8255端口c的pc0置1 使顯示管1工作 mov bp,bx and bp,0ffh ;清除余數(shù)，保留商 mov al,si+bp ; 使顯示管顯示相應(yīng)的值 out 40h,al ;將商的值顯示 通過pa call dely

13、 mov al, 01h ;0000 0010 out 44h, al ;點(diǎn)亮各位led 置8255的pc1為0 xchg bh,bl ;交換商和余數(shù) mov bp,bx and bp,0ffh ;清除商，保留余數(shù) mov al,si+bp out 40h,al ;將余數(shù)的值顯示 通過pa call dely mov ax,y mov cl,10 div cl ;按鍵次數(shù)除以10，商是次數(shù)的十位，存在al中，余數(shù)是次數(shù)的各位，存在ah中 mov bx,ax ;ah：bh al：bl mov al,20h out 44h, al ;向8255端口c的pc0置1 使顯示管1工作 mov bp,bx

14、 and bp,0ffh ;清除余數(shù)，保留商 mov al,si+bp ; 使顯示管顯示相應(yīng)的值 out 40h,al ;將商的值顯示 通過pa call dely mov al, 10h ;0000 0010 out 44h, al ;點(diǎn)亮各位led 置8255的pc1為0 xchg bh,bl ;交換商和余數(shù) mov bp,bx and bp,0ffh ;清除商，保留余數(shù) mov al,si+bp out 40h,al ;將余數(shù)的值顯示 通過pa call dely mov ax,z mov cl,10 div cl ;按鍵次數(shù)除以10，商是次數(shù)的十位，存在al中，余數(shù)是次數(shù)的各位，存在ah中 mov bx,ax ;ah：bh al：bl mov al,80h out 44h, al ;向8255端口c的pc0置1 使顯示管1工作 mov bp,bx and bp,0ffh ;清除余數(shù)，保留商 mov al,si+bp ; 使顯示管顯示相應(yīng)的值 out 40h,al ;將商的值顯示 通過pa call dely mov al, 40h ;0000 00