微機(jī)原理電子時(shí)鐘

1、目錄一、課程設(shè)計(jì)目的二.、課程設(shè)計(jì)要求三. 、基本工作原理及系統(tǒng)框圖 四. 、芯片簡(jiǎn)介及初始化 4.1 、8255簡(jiǎn)介及初始化 4.2 、8253簡(jiǎn)介及初始化 4.3 、8259 簡(jiǎn)介及初始化 五. 、軟件程序設(shè)計(jì) 5.1 、主程序流程圖 5.2 、電子時(shí)鐘中斷處理程序流程圖 5.3 、顯示模塊流程圖 5.4 、總程序代碼 六. 、設(shè)計(jì)總結(jié) 七. 、參考文獻(xiàn) 、課程設(shè)計(jì)的目的 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)中常用接口電路的應(yīng)用和設(shè)計(jì)技術(shù)， 充分認(rèn) 識(shí)理論知識(shí)對(duì)應(yīng)用技術(shù)的指導(dǎo)性作用， 進(jìn)一步加強(qiáng)理論知識(shí)與應(yīng)用相結(jié)合的實(shí)踐 和鍛煉。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐能夠進(jìn)一步加深對(duì)專業(yè)知識(shí)和理論知識(shí)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和

2、理解，使設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)水平和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力以及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能 力得到全面提高。1. 熟練掌握 8086/88 教學(xué)系統(tǒng)的基本操作和調(diào)試程序的各種指令。2. 掌握 8259 中斷控制器的工作原理和應(yīng)用編程方法， 練習(xí)編寫中斷程序的方法。3. 掌握 8255 的各種工作方式及其應(yīng)用編程。4. 掌握 8253 定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器的工作原理、工作方式及其應(yīng)用編程。5. 熟悉編程及調(diào)試程序的方法。二、課程設(shè)計(jì)要求 :（1）用8255的A 口驅(qū)動(dòng)六個(gè)七段數(shù)碼管（LED ）的字段，B 口驅(qū)動(dòng)六位七 段數(shù)碼管（LED）的位控端，右側(cè)開始各兩位分別顯示：時(shí)、分、秒。（2）七段數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描工作方式，每

3、位輪流顯示的時(shí)間<2ms,掃描頻率>50HZ,采用8253定時(shí)中斷方式，在中斷服務(wù)程序中完成顯示位和內(nèi)容的輪 換。 以8253定時(shí)中斷的時(shí)間2ms為基本單位，可設(shè)置計(jì)數(shù)變量單元 Tim2ms、 Timl （秒單元）、Tim2 （分單元）、Tim3 （時(shí)單元）。每進(jìn)入中斷服務(wù)程序一次 Tim2ms+1，當(dāng) Tim2ms=500 時(shí)清 0, Tim1+1 ;當(dāng) Tim仁60 時(shí)清 0, Tim2+1 ;當(dāng) Tim2=60 時(shí)清 0, Tim3+1 ； Tim3=24 時(shí)清 0三：基本工作原理及系統(tǒng)框圖 ：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘主要由顯示模塊、 時(shí)鐘控制模塊和時(shí)鐘運(yùn)算模塊三大部分組 成。以8

4、086微處理器作CPU 8253做定時(shí)器對(duì)一個(gè)頻率為1MHZ勺時(shí)鐘信號(hào)定 時(shí),在寫入控制字與計(jì)數(shù)初值后，每到 2ms定時(shí)器就啟動(dòng)工作，即當(dāng)計(jì)數(shù)器減到 1時(shí)，輸出端OUT0俞出一個(gè)CLK周期的低電平，接8259,向CPU申請(qǐng)中斷，主要 用8259A的IRQ2的中斷服務(wù)程序完成秒、分、時(shí)的運(yùn)算即計(jì)時(shí)功能,8255A負(fù)責(zé) 將內(nèi)存里的時(shí)位 ,分位,秒位值輸出到數(shù)碼管。 .接口 8255A計(jì)數(shù)器、/定時(shí)8253中斷控制器、8259A本設(shè)計(jì)由.芯片、LED數(shù)碼顯示管組成。電子時(shí)鐘的顯示格式HH MMI SS由左到右分別為時(shí)、分、秒，每百分之一秒對(duì) 百分之一秒寄存器的內(nèi)容加一，并依次對(duì)秒、分、小時(shí)寄存器的內(nèi)

5、容加一，六個(gè) 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示時(shí)、分、秒的當(dāng)前值。最大記時(shí) 23：59：59 超過(guò)這個(gè)時(shí)間時(shí)分 秒位都清零從 00：00： 00 重新開始。設(shè)計(jì)過(guò)程： （1）在主程序中要分別對(duì) 8253、 8259、 8255進(jìn)行初始化編程(2) 8255的A 口、B 口都設(shè)為方式0,為基本的輸入輸出方式。(3) 在中斷服務(wù)程序中對(duì)中斷次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)滿 10次時(shí)就進(jìn)行一次時(shí)、分、 秒的處理。時(shí)、分、秒分別對(duì)應(yīng)6個(gè)存儲(chǔ)單元，分別存放時(shí)、分、秒的十位和個(gè) 位。當(dāng)中斷次數(shù)滿10次時(shí)，將秒的個(gè)位加1,同理對(duì)分，時(shí)作相應(yīng)處理。(4) 七段數(shù)碼管顯示作為子程序，對(duì)時(shí)、分、秒對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容分別取出 并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的段碼，

6、從8255的B 口輸出，A 口輸出對(duì)應(yīng)位的位選信號(hào)，延時(shí) 后進(jìn)行下一位的顯示。系統(tǒng)框圖8255七段數(shù)碼管8259中斷脈沖產(chǎn)生電路8253定時(shí)器四、芯片簡(jiǎn)介及初始化4.1 8259芯片介紹及初始化中斷控制器8259A是專門為控制優(yōu)先.級(jí)中斷而設(shè)計(jì)開發(fā)的芯片。它將中斷源優(yōu)先排隊(duì)、辨別中斷源以及提供中斷矢 量的電路集于一片中。因此無(wú)需附加任何電路，只需對(duì)8259A進(jìn) 行編程，就可以管理8級(jí)中斷，并選擇優(yōu)先模式和中斷請(qǐng)求方式，即中斷結(jié)構(gòu)可以由用戶編程 來(lái)設(shè)定。同時(shí)，在不需要增加其他電路的情況下，通過(guò)多片8259A的級(jí)連，能構(gòu)成多達(dá)64級(jí)的矢量中斷系統(tǒng)。8259A的主要功能如下：圖18259芯片 一片8

7、259A可以接受并管理8級(jí)可屏蔽中斷 請(qǐng)求，通過(guò)9級(jí)可屏蔽中斷優(yōu) 先控制。64級(jí)聯(lián)可擴(kuò)展至8259A片. 對(duì)每一級(jí)中斷都可以通過(guò)程序來(lái)屏蔽或允許 在中斷響應(yīng)周期，8259A可為CPU提供相應(yīng)的中斷類型碼。 具有多種工作方式，并可通過(guò)編程來(lái)加以選擇。通過(guò)初始化編程向8259A寫入 相應(yīng)的初始化命令I(lǐng)CW可以使芯片處于一個(gè)規(guī)定的基本工作方式，并在此方式下進(jìn)行工作。8259A的初始化命令字共有4個(gè)ICW1-ICW4進(jìn)行初始化時(shí)要求 ICW1-ICW4按一定的順序?qū)懭?。中斷控制?259的初始化為：ICW1,用來(lái)指示ICW1的標(biāo)志的D4=1, LTIM為0 (即中斷請(qǐng)求為邊沿觸發(fā)方式)， 系統(tǒng)只用一片

8、8259，所以SNGL為1，因?yàn)槌跏蓟绦驅(qū)⒂玫絀CW4所以，ICW4 為1;ICW2設(shè)置中斷類型碼的初始化命令字，必須寫到8259的奇地址端口中，ICW2 是任選的，而ICW2旦確定下來(lái)，8259的8個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳IROIR7 所對(duì)應(yīng)的8個(gè)中斷類型碼也確定了；ICW4方式控制初始化命令字，它也要求寫入奇地址端口，不過(guò) ICW4并不總是需 要寫入的，只有在ICW1的第0位為1時(shí)，才有必要設(shè)置ICW4其中，D7D5三 位總是為0,作為ICW4的標(biāo)識(shí)碼，SFNM位為0，BUF位為0，M/S位為0，AEOL 位為0，D0為為1表示8259當(dāng)前所在的系統(tǒng)為16位或32位系統(tǒng) 初始化程序：mov

9、 al,13hmov dx,0020hout dx,al ;icw1mov al,08hmov dx,0021hout dx,al ; icw2mov al,01hout dx,al; icw4mov al,0fbhout 21h,al; 8259 ocw14.2 8253芯片介紹及初始化8253是NMOS：藝制成的可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，有幾種芯片型號(hào)，外形引腳及 功能都是兼容的，只是工作的最高計(jì)數(shù)速率有所差異，例如8253(2.6MHz) ,8253-5(5MHz) 8253內(nèi)部有三個(gè)計(jì)數(shù)器，分別成為計(jì)數(shù)器 0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2，他們的機(jī)構(gòu)完全相同。每個(gè)計(jì) 圖2芯片8253.數(shù)器的輸入和輸

10、出都決定于設(shè)置在控制寄存器中的控制 字，互相之間工作完全 獨(dú)立。每個(gè)計(jì)數(shù)器通過(guò)三個(gè)引腳和外部聯(lián)系，一個(gè)為時(shí)鐘輸入端 CLK 一個(gè)為門 控信號(hào)輸入端GATE另一個(gè)為輸出端OUT每個(gè)計(jì)數(shù) 器內(nèi)部有一個(gè)8位的控制 寄存器，還有一個(gè)16位的計(jì)數(shù)初值寄存器CR 一個(gè)計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE和一個(gè)輸 出鎖存器OL。8253初始化：做為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253,在設(shè)置好計(jì)數(shù)初值(即定時(shí)常數(shù))后，便開 始減1計(jì)數(shù)，為0時(shí)，輸出一個(gè)信號(hào)；控制字設(shè)置：BCD為設(shè)置為計(jì)數(shù)值為二進(jìn) 制格式，模式選擇為模式2 (即為分頻器，當(dāng)控制字寫入后，輸出段 OUT變?yōu)楦?電平作為初始狀態(tài)，當(dāng)計(jì)數(shù)初值寫入初值寄存器后，下一個(gè)時(shí)鐘脈沖

11、時(shí)，計(jì)數(shù)初 值被寫到計(jì)數(shù)執(zhí)行部件，然后計(jì)數(shù)執(zhí)行部件做減1計(jì)數(shù)，減到1時(shí)，輸出端OUT變?yōu)榈碗娖?；完成一次?jì)數(shù)過(guò)程后，輸出端OUT又變?yōu)楦唠娖?，開始一個(gè)新的計(jì) 數(shù)過(guò)程，由此可以周而復(fù)始的進(jìn)行下去)，讀寫指示位為先寫低8位字節(jié)，在讀 寫高8位字節(jié)，計(jì)數(shù)器選擇計(jì)數(shù)器0。其中8253的計(jì)數(shù)初值為2000，當(dāng)接1MHZ 的脈沖時(shí)，分頻后的輸出值為0.01S。8253的初始化程序:mov al,34hmov dx,4Bhout dx,almov dx,48hmov ax,2000out dx,almov al,ahout dx,al; 82534.3 8255芯片介紹及初始化8255特性：（1） 一個(gè)并行

12、輸入/輸出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作為CPUS、線與外圍的 接口 具有24個(gè)可編程設(shè)置的I/O 口 ,即使3組8位的I/O 口為PA口 ,PB 口和PC 口 它們又可分為兩組12位的I/O 口 ,A組包括A 口及C 口（高4位,PC4PC7）,B 組包括B 口及C 口（低4位,PC0PC3）.A組可設(shè)置為基本的I/O 口，閃控（STROBE） 的 I/O,閃控式,雙向I /O3種模式;B組只能設(shè)置為基本I/O或閃控式I/O兩種模式，而 這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定圖3芯 8255.8255引腳功能：RESET復(fù)位輸入線CS:芯片選擇信號(hào)線RD:讀信號(hào)線WR寫入信號(hào)D0D

13、7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線PAL PA7:端口 A輸入輸出線PB（PB7:端口 B輸入輸出線PC（PC7端口 C輸入輸出線A0,A1:地址選擇線8255初始化：可并行通信接口 8255的控制字是方式選擇控制字，A 口工作在方式0（即基本輸 入輸出方式）下，并且為輸出狀態(tài)，B 口工作在方式0下，為輸出口，C 口為輸 出口，其初始化為：8255控制口地址為63h8255初始化程序：mov dx,63hmov al,10000000bout dx,al;8255五、軟件程序設(shè)計(jì)程序主流程圖：5.1.開女臺(tái)8255、8253、8259初始化設(shè)置終端服務(wù)程序地址清除顯示緩沖區(qū)清除時(shí)分秒及中斷控制單元開中斷時(shí)分

14、秒計(jì)數(shù)并將其值送顯示緩沖區(qū)調(diào)用顯示子程序5.2電子時(shí)鐘中斷處理程序流程圖：保護(hù)寄存器計(jì)數(shù)單元減1將字符轉(zhuǎn)換為段碼N輸出段碼1秒了嗎？計(jì)滿 Y秒位加1輸岀位碼 N計(jì)滿10秒了嗎？ 位碼右移 Y10秒位加1恢復(fù)寄存器 N 計(jì)滿Y 開始時(shí)、分轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制，存到內(nèi)存單元 分的各位數(shù)值計(jì)算時(shí)、中對(duì)應(yīng)編碼在 TABLE60秒了嗎？中斷返回N計(jì)滿丫NYN Y分位加1 10分了嗎？ 10分位加1計(jì)滿60分了嗎？ 時(shí)位 加1計(jì)滿10小時(shí)了嗎？ 1時(shí)位加10.5.3顯示模塊流程圖:段依次在61H顯LED輸岀到結(jié)束5.4 總程序代碼：PORTBIT EQU 61H PORTSEG EQU 60HCODE SEGME

15、NTASSUME CS:CODEORG 1000HMOV AX,CS START:MOV DS,AX控制寄存器地址MOV AL,10000000BMOV DX,63H ;8255;CW 仁 80HOUT DX,AL;8255MOV AL,34H;0011 0100B CW0 方式 2MOV DX,4BH ;8253 控OUT DX,ALMOV DX,48H;500Hz,2ms MOV AX,2000OUT DX,ALMOV AL,AH;8253OUT DX,ALMOV AL,13H;0001 0011B ICW1 單片，邊沿觸發(fā),要 ICW4MOV DX,0020H;PC/XT 偶地址OUT

16、DX,AL;ICW1MOV AL,0BH;0000 1011B 中斷類型號(hào) B;PC/XT奇地址OUT DX,ALMOV AL,01H8086系統(tǒng)OUT DX,ALMOV AL,0F7HMOV DX,0021H;ICW2;8259 D7-D0與總線直連，中斷非自動(dòng)結(jié)束，處于;ICW4;1111 0111 開放 IR3MOV AX,0MOV DS,AXMOV AX,OFFSET INTR1MOV DI,002CHMOV DI,AXINC DIINC DIMOV AX,CSMOV DI,AXINC DIINC DIMOV BP,0HMOV AL,CS:BP+BIT OUT PORTBIT,ALRO

17、L AL,1MOV CS:BP+BIT,ALMOV SI,OFFSET BUFMOV AL,SIMOV BX,OFFSET TABLEXLATOUT PORTSEG,ALINC SISTIBEGIN: CMP CS:BP+TIME,1000JNZ BEGINMOV AL,0MOV CS:BP+TIME,0MOV DI,OFFSET BUFMOV AL,DI+00MOV CH,DI+01MOV CL,4ROL CH,CLOR AL,CHADD AL,1DAAMOV CH,ALAND AL,0FHMOV DI+00,ALMOV AL,CH AND AL,0F0H ROR AL,CL MOV DI+

18、01,ALMOV AL,CHCMP AL,60HJNZ BEGINMOV AL,00MOV DI+00,ALMOV DI+01,ALMOV AL,DI+02MOV CH,DI+03MOV CL,4ROL CH,CL AL,CHORADD AL,1DAAMOV CH,ALAND AL,0FHMOV DI+02,ALMOV AL,CHAND AL,0F0HROR AL,CLMOV DI+03,ALMOV AL,CHCMP AL,60HJNZ BEGINMOV AL,00MOV DI+02,ALMOV DI+03,ALMOV AL,DI+04MOV CH,DI+05MOV CL,4ROL CH,CLOR AL,CHADD AL,1DAAMOV CH,ALAND AL,0FHMOV DI+04,ALMOV AL,CHAND AL,0F0HROR AL,CLMOV DI+05,ALMOV AL,CHCMP AL,24HJNZ AMOV AL,00MOV DI+04,AL;時(shí)低MOV DI+05,ALBEGINA: JMP 中斷程序 ; INTR1: MOV BX,OFFSET TABLE MOV AL,CS:BP+BIT OUT 61H,AL MOV