數(shù)字式鐘表的課設(shè)說明書 (1)

1、微機原理及應(yīng)用課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：數(shù)字式鐘表的設(shè)計學(xué) 院 自動化與信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 電氣111 姓 名 王盟光 學(xué) 號 3110421002 指導(dǎo)教師 李好文 副教授 同組同學(xué) 歐陽可 姚曉迪 李勇超 張璽 朱茂舉 周元立 2013 年 秋 季 學(xué)期起止時間：2013 年12月21日至2013年12月30日課程設(shè)計任務(wù)：數(shù)字式鐘表的設(shè)計一、設(shè)計目的通過數(shù)字頻率計的設(shè)計，使同學(xué)們進一步掌握：(1) 匯編語言程序的設(shè)計和調(diào)試；(2) 信號頻率的數(shù)字測量方法；(3) 定時計數(shù)器8253的基本工作原理和應(yīng)用；(4) 微機基本應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法；二、設(shè)計內(nèi)容 利用微機

2、原理實驗裝置，設(shè)計并實現(xiàn)一個信號頻率測試系統(tǒng)，要求頻率測量范圍不小于5Hz50kHz，測量誤差不大于1Hz，并將測得的頻率顯示在LED數(shù)碼顯示器上。三、設(shè)計要求(1) 針對實驗裝置已有條件，設(shè)計頻率測量原理線路；(2) 編制相應(yīng)的測試軟件，實現(xiàn)頻率測量；(3) 實際上機調(diào)試，完成綜合試驗；(4) 編寫設(shè)計說明書（含原理圖，程序及說明，實驗方法，過程及結(jié)果）。評分：學(xué)習(xí)態(tài)度（占10）基礎(chǔ)知識掌握情況（占10）課設(shè)完成情況（占30）課設(shè)創(chuàng)新（占10）答辯（占10）設(shè)計報告（占20）考勤（占10）總評成績：指導(dǎo)教師：目 錄一、系統(tǒng)功能要求分析1二、方案設(shè)計及其說明1三、原理線路設(shè)計21 原理線路2

3、工作原理說明3 操作時序分析4 特點說明四、程序設(shè)計51 程序結(jié)構(gòu)及流程2 程序算法分析3 關(guān)鍵程序段說明4 源程序清單五、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論181 調(diào)試方法2 重點問題及解決方法3 運行結(jié)果及結(jié)論六、設(shè)計體會19參考文獻201 系統(tǒng)要求功能分析 本設(shè)計利用試驗箱提供的8086，8253,8259及8279芯片，利用8位數(shù)碼管顯示完成對時間的顯示，顯示格式為HH:MM:SS,利用試驗箱提供的矩陣鍵盤，實現(xiàn)對時間的調(diào)整設(shè)定以及其他附加功能。 二.方案設(shè)計及其說明 首先利用8253計數(shù)/定時器作為中斷發(fā)生信號，利用8253計數(shù)器0與計數(shù)器1級聯(lián)，采用方式0，在一秒計數(shù)結(jié)束后在OUT1口產(chǎn)生中斷信號。然

4、后利用8259可編程中斷控制器，將8253 OUT1口輸出的信號接到8259的時鐘中斷信號IR0口，讓其產(chǎn)生中斷，在中斷子程序中，對設(shè)計的變量s,m,h進行相應(yīng)處理，在一秒鐘一次的中斷，s,m,h便可實現(xiàn)時鐘的時分秒形式變化。然后利用8279可編程設(shè)置型鍵盤/顯示器作為數(shù)碼管與鍵盤的輸入輸出控制器，將s,m,h信號相應(yīng)的有8位數(shù)碼管顯示出來，最終顯示格式為HH-MM-SS。調(diào)時環(huán)節(jié)中，利用矩陣鍵盤產(chǎn)生的信號有8279送cpu判斷，完成相應(yīng)的處理，先進入調(diào)時狀態(tài)，然后有鍵盤給出的不同信號所代表的不同數(shù)值完成對相應(yīng)位的時間調(diào)整。3 原理電路設(shè)計 1.原理線路2. 工作原理說明（1）定時計數(shù) 825

5、3： 8253是可編程定時/計數(shù)器，有三個獨立的十六位計數(shù)器。本設(shè)計采用計數(shù)器0與計數(shù)器1級聯(lián)，初值均送1000，則定時時間=1000*1000*(1/1000000)=1s,然后采用方式0（計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷），將OUT1輸出的中斷信號送給8259 IR0口，讓其向CPU申請中斷。(2) 中斷管理部分 8259： 8259A是可編程中斷控制器，本設(shè)計中8259A用于產(chǎn)生中斷信號，向CPU申請中斷，然后去修改秒，時，分的變化。本設(shè)計中只需要IR0產(chǎn)生中斷，其他位屏蔽，中斷矢量寫入ICW4，其地址為20H。（3） 鍵盤顯示控制 8279： 8279是一種通用的可編程的鍵盤、顯示接口器件，本次采用矩

6、陣鍵盤掃描，然后用8位數(shù)碼管顯示，本設(shè)計鍵盤掃描程序和顯示程序已設(shè)置為庫函數(shù)程序，鍵值存于AL中。實驗中只需將E5區(qū)和G5區(qū)A,B,C,D對應(yīng)相連即可。3. 操作時序分析 上電后時間自動復(fù)位為23-58-00，需要調(diào)時，按下A1，時間復(fù)位，按下A2，時加一，按下A3，分加一4. 特點說明 本設(shè)計特點在于調(diào)時時，可以使相應(yīng)位一步到位跳到要跳的時間，相比其他相應(yīng)位加減調(diào)時更加快速，但是卻增加了按鍵數(shù)量。4 程序設(shè)計1.程序結(jié)構(gòu)及流程 開始 （1）主程序8253,8259初始化寫中斷矢量請顯示緩沖區(qū) 清時、分、秒及中斷計數(shù)單元開中斷 顯示 結(jié)束（2）中斷服務(wù)子程序 開始保護現(xiàn)場AX,BX壓入堆棧 C

7、ounters+Counters+=60？ 否 是Counterm+Counters清零 Counterm+=60?？ 否 Counterh+Counterm清零 是Counterh+=24? 否 是Counterh清零 顯示恢復(fù)現(xiàn)場AX,DX出棧 返回 開始（3）調(diào)時K1，K2，K3按下？ 消除抖動K1按下？ 否K2按下？ 復(fù)位 是 否K3按下？ 是 否 分+ 時+ 是 結(jié)束2. 程序算法分析 本設(shè)計利用中斷子程序中實現(xiàn)時間進制顯示，中斷次數(shù)作為基本單位秒，到60秒清零使分加一，分到60清零，時加一，時到24清零，如此循環(huán)，便可實現(xiàn)始終顯示。若有調(diào)時鍵按下，則進入調(diào)時程序，K1復(fù)位，K2時加

8、一，K3分加一。 3.關(guān)鍵程序段說明TimeToBuffer 將時分秒十六進制轉(zhuǎn)化成十進制BCD的可顯示形式 Display_LED 數(shù)碼管顯示程序 Timer0Int: 中斷服務(wù)程序 Init8253 8253初始化 Init8259 8259初始化 WriIntver 寫中斷矢量 4.源程序清單 .MODELTINYEXTRNDisplay8:NEAR, GetKeyA:NEAR, GetKeyB:NEARIO8259_0EQU0F000HIO8259_1EQU0F001HCOM_ADDR EQU 0E003HT0_ADDR EQU 0E000HT1_ADDR EQU 0E001H.STA

9、CK 200.DATAcounters1DB0countersDB0countermDB0counterhDB0bufferDB8 DUP(0)buffer1DB8 DUP(0)bNeedDisplayDB0numberDB0bFlashDB0.CODESTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOVES,AX NOP movcounters ,0 movcounterm,59 movcounterh,23MOVbNeedDisplay,1CALLInit8253CALLInit8259CALLWriIntverSTIstart1:CALLGetKeyAJNBstart2CMP

10、AL,0FHJNZstart2CALLSetTimestart2:CMPbNeedDisplay,0JZstart1CALLDisplay_LEDMOVbNeedDisplay,0start3:JMPstart1SetTimePROCNEARLEASI,buffer1CALLTimeToBufferMOVnumber,0Key:CMPbFlash,0JZKey2LEASI,buffer1LEADI,bufferMOVCX,8REPMOVSBCMPcounters1,0JNZFLASHMOVBL,numberNOTBLANDBX,07HLEASI,bufferMOVBYTE PTR SI+BX,

11、10HFLASH:LEASI,bufferCALLDisplay8MOVbFlash,0Key2:CALLGetKeyAJNBKeyCMPAL,0EHJNZKey1JMPExitKey1:CMPAL,0FHJZSetTime8SetTime1:CMPAL,10JNBKeyCMPnumber,0JNZSetTime2CMPAL,3JNBKeyMOVbuffer1 + 7,ALJMPSetTime7SetTime2:CMPnumber,1JNZSetTime3CMPbuffer1 + 7,1JZSetTime2_1CMPAL,4JNBKeySetTime2_1:MOVbuffer1 + 6,ALI

12、NCnumberJMPSetTime7SetTime3:CMPnumber,3JNZSetTime4CMPAL,6JNBKeyMOVbuffer1 + 4,ALJMPSetTime7SetTime4:CMPnumber,4JNZSetTime5MOVbuffer1 + 3,ALINCnumberJMPSetTime7SetTime5:CMPnumber,6JNZSetTime6CMPAL,6JBSetTime5_1JMPKeySetTime5_1:MOVbuffer1 + 1,ALJMPSetTime7SetTime6:MOVbuffer1,ALSetTime7:INCnumberCMPnum

13、ber,8JNBSetTime8MOVbFlash,1JMPKeySetTime8:MOVAL,buffer1 + 1MOVBL,10MULBLADDAL,buffer1MOVcounters,ALMOVAL,buffer1 + 4MULBLADDAL,buffer1 + 3MOVcounterm,ALMOVAL,buffer1 + 7MULBLADDAL,buffer1 + 6MOVcounterh,ALJMPExitExit:RETSetTimeENDP;hour min sec轉(zhuǎn)化成可顯示格式TimeToBufferPROCNEARMOVAL,countersXORAH,AHMOVBL,

14、10DIVBLMOVSI,AHMOVSI + 1,ALMOVBYTE PTR SI + 2,11HMOVAL,countermXORAH,AHDIVBLMOVSI + 3,AHbMOVSI + 4,ALMOVBYTE PTR SI + 5,11HMOVAL,counterhXORAH,AHDIVBLMOVSI + 6,AHMOVSI + 7,ALRETTimeToBufferENDP;顯示時分秒Display_LEDPROCNEARLEASI,bufferCALLTimeToBufferLEASI,bufferCALLDisplay8RETDisplay_LEDENDP;0.5s產(chǎn)生一次中斷T

15、imer0Int:PUSHAXPUSHDXMOVbFlash,1INCcounters1CMPcounters1,2JNZTimer0Int1MOVbNeedDisplay,1MOVcounters1,0INCcountersCMPcounters,60JNZTimer0Int1MOVcounters,0INCcountermCMPcounterm,60JNZTimer0Int1MOVcounterm,0INCcounterhCMPcounterh,24JNZTimer0Int1MOVcounterh,0Timer0Int1:MOVDX,IO8259_0MOVAL,20HOUTDX,ALPOP

16、DXPOPAXIRETInit8253 PROC NEAR MOV DX,COM_ADDR MOV AL,00110101B OUT DX,AL MOV DX,T0_ADDR MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AL,10H OUT DX,AL MOV DX,COM_ADDR MOV AL,77H OUT DX,AL MOV DX,T1_ADDR MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AL,10H OUT DX,ALInit8253 ENDPInit8259PROCNEARMOVDX,IO8259_0MOVAL,13HOUTDX,ALMOVDX,IO8259_1MOV

17、AL,08HOUTDX,ALMOVAL,09HOUTDX,ALMOVAL,0FEHOUTDX,ALRETInit8259ENDPWriIntverPROCNEARPUSHESMOVAX,0MOVES,AXMOVDI,20HLEAAX,Timer0IntSTOSWMOVAX,CSSTOSWPOPESRETWriIntverENDPENDSTART5、 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論 1. 調(diào)試方法 分模塊調(diào)試。先讓8253產(chǎn)生1HZ方波，用邏輯燈測試至成功。然后用撥碼開關(guān)輸出中斷信號送入入中斷控制器8259，看中斷能否產(chǎn)生，記錄中斷次數(shù)送數(shù)碼管顯示，能顯示，則中斷申請運行正常，且數(shù)碼管顯示正常，然后將8253輸

18、出的1HZ脈沖信號代替撥碼開關(guān)信號送入8259，看中斷次數(shù)統(tǒng)計是否正常，至正常后，除按鍵外，硬件調(diào)試完成。然后修改中斷服務(wù)子程序，調(diào)整中斷次數(shù)為時，分，秒數(shù)據(jù)，送數(shù)碼管顯示，至此時鐘顯示調(diào)試完成。然后加入按鍵控制，由鍵值判斷依次做時分秒的調(diào)整，至達到自己想要的結(jié)果。 2. 重點問題及解決方法 (1)程序中使用短跳轉(zhuǎn)JB,JNB跳轉(zhuǎn)距離過大至產(chǎn)生錯誤，可將其做以下修改即可，加長跳轉(zhuǎn)CMP JB LL *改為JB LL1 JMP LL2 LL1:JMP LL LL2:* (2)時間顯示為十六進制形式 中斷次數(shù)計數(shù)顯示為十六進制，須將其用DAA做BCD調(diào)整，分離開高地 位，然后送數(shù)碼管顯示。 3. 運行結(jié)果及結(jié)論結(jié)果：時間顯示正常且可以實現(xiàn)調(diào)時功能，顯示格式HH:MM:SS。結(jié)論:該程序可以實現(xiàn)時間的顯示和調(diào)整，實驗成功。6、 設(shè)計體會 兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次微機原理課程設(shè)計中，我不僅對自己所學(xué)的相關(guān)知識有了進一步鞏固，同時，也提高了自己的動手實踐能力，還有團隊