中斷響應及開關控制

1、-計算機硬件技術實踐報告題目 定時中斷采樣與開關控制 專業(yè) 自動化核電運行方向 班級 2021032 * 電力學院自動化工程學院定時中斷采樣與開關控制一、 實驗目的通過本項課程設計，對計算機硬件課程中涉及的芯片構造、控制原理、硬件編程等方面有一定的感性認識和實踐操作能力，更好的理解計算機硬件課程中講述的根本原理和概念。進展計算機硬件課程設計前，應學習并掌握了8086/8088匯編語言編程方法，掌握了8255、8253、8259、存儲器等芯片的根本構造和工作原理，掌握了芯片編程控制的方法。二、 小組成員分工及成果廖麗霞 20211537 ：和組員共同完成報告 慧 20211517 ：和組員共同完

2、成報告三、 實驗容本實驗要完成的目標是通過電位器W1產生的0-5V電壓，8259每2秒中斷一次，中斷后對0809采樣一次，比較0809的采樣值，0809的輸入值在0-2.5V，4個開關量輸出控制的燈全滅，輸入值在大于2.5V小于或等于3V時，有一個燈亮，輸入值在大于3V小于等于3.5V時2個燈亮，輸入值在大于3.5V 小于等于4V時3個燈亮，輸入值在大于4V時4個燈亮。四、設計任務1、選用8086和適當的存儲器及接口芯片完成相應的功能。2、畫出詳細的硬件連接圖。3、給出程序設計思路、畫出軟件流程圖。5、給出所有程序清單并加上必要注釋。6、完成設計說明書列出所用器件型號。五、所用器件CPU808

3、6、并行接口8255A、中斷申請8259A、8253計數器、0808A/D轉換器、地址鎖存器74273、74HC138譯碼器等主要器件簡介：l 8086主要功能：8086 CPU包括兩大局部：EU和BIU BIU不斷地從存儲器取指令送入IPQ，EU不斷地從IPQ取出指令執(zhí) 行；EU和BIU構成了一個簡單的2工位流水線；指令預取隊列IPQ 是實現流水線操作的關鍵類似于工廠流水線的傳送帶。 主要引腳：數據信號線(DB)與地址信號線(AB)： AD7AD0：三態(tài)，地址/數據復用線。ALE有效時為地址的低8位； 地址信號有效時為輸出，傳送數據信號時為雙向； A19A16：三態(tài)，輸出。高4位地址信號，與

4、狀態(tài)信號 S6-S3分時 復用； A15A8：三態(tài)，輸出。輸出8位地址信號； WR：三態(tài)，輸出。寫命令信號； RD：三態(tài)，輸出。讀命令信號； IO/M：三態(tài)，輸出。指出當前的是存儲器還是I/O接口； 高：I/O接口，低：存； DEN：三態(tài)，輸出。低電平時，表示DB上的數據有效； RESET：輸入，為高時，CPU執(zhí)行復位； ALE：三態(tài)，輸出。高：AB地址有效； DT/R：三態(tài)，輸出。數據傳送方向，高：CPU輸出，低：CPU輸入圖1.8086芯片引腳圖l 8253概貌介紹：3個16位的定時/計數器通道； 4引腳雙列直插式；最高計數頻率2MHz； TTL電平兼容；單電源+5V供電。主要構成：計數器

5、(3個)包括：16位初值存放器(只寫)、16位計數存放器減1 計數器、16位鎖存存放器(只讀)； 控制存放器(1個)：存放控制命令字(8位)只寫； 占用4個地址：3個計數器，1個控制存放器。 主要引線：CLKn：時鐘脈沖輸入，計數器的計時基準； GATEn：門控信號輸入，控制計數器的啟停； OUTn：計數器輸出信號，不同工作方式下產生不同波形n = 02。圖2.8253部構造圖 圖3.8253芯片引腳圖l 8255主要功能：含3個獨立的8位并行輸入/輸出端口，各端口均具有數據的控制和 鎖存/緩沖能力。 可通過編程設置各端口的工作方式和數據傳送方向入/出/雙向。 主要引腳：連接外設端的引腳：PA

6、0PA7、PB0PB7、PC0PC7分別對應A、 B、C三個8位輸入/輸出端口 三個端口可通過編程分別指定為輸入或輸出口。其中，C口即可用作 獨立的輸入/輸出口，也可用作A、B口的握手聯絡信號(控制信號輸 出或狀態(tài)信號輸入)。圖4. 8255芯片引腳圖l 8259主要功能：一片8259A可以承受并管理8級可屏蔽中斷請求，通過9片8259A 級聯可擴展至64級可屏蔽中斷優(yōu)先控制。對每一級中斷都可以通過程序來屏蔽或允許。在中斷響應周期，8259A可為CPU提供相應的中斷類型碼。具有多種工作方式，并可通過編程來加以選擇。主要引腳：D7D0：雙向、三態(tài)數據線，與CPU系統(tǒng)總線連接；：讀信號，輸入，低電

7、平有效。當有效時CPU對8259A進展讀操作；：寫信號，輸入，低電平有效。當有效時CPU對8259A進展寫操作；A0：端口地址選擇信號，輸入，由8259A片譯碼，選擇部存放器； CS：片選信號，輸入，低電平有效。當有效時8259A被選中；：雙向信號線，用于從片選擇或總線驅動器的控制信號；INT：中斷請求信號，與CPU的中斷請求信號相連；：中斷響應信號，與CPU的中斷應答信號相連； CAS2CAS0：級聯信號線，作為主片與從片的連接線，主片為輸出，從片為輸入，主片通過CAS2CAS0的編碼選擇和管理從片；IR7IR0：中斷請求輸入信號，由外設輸入。圖5. 8259芯片引腳圖l ADC0808如下

8、特點：8通道8路輸入； 8位字長； 逐位逼近型；轉換時間100s； 置三態(tài)輸出緩沖器可直接接到數據總線上。引腳功能：D7D0：輸出數據線三態(tài) IN0IN7：8通道路模擬輸入 ADDA、ADDB、ADDC：通道地址通道選擇 ALE：通道地址鎖存 START：啟動轉換 EOC：轉換完畢，可用于查詢或作為中斷申請 OE：輸出允許翻開輸出三態(tài)門 CLK：時鐘輸入10KHz1.2MHz VREF(+)、VREF(-)：基準參考電壓圖6.ADC0808芯片引腳圖l 74HC138 主要功能：74HC138 作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時間短的數據傳輸系統(tǒng)，在高性能存貯器系統(tǒng)中,用這種譯碼器可以

9、提高譯碼系統(tǒng)的效率。技術參數：電壓 2.06.0V；驅動電流 ±5.2mA；傳輸延遲 12ns5V；邏輯電平 CMOS；功耗考量 低功耗或電池供電應用；封裝與引腳 SO16、SSOP16、DIP16、TSSOP16。 圖7.74HC138引腳圖l 74273主要功能：公共時鐘復位八D觸發(fā)器。主要引腳：D0D7為數據輸入端，Q0Q7為數據輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平去除，常用作8位地址鎖存器。 圖8.74273引腳圖6、 原理圖和程序流程圖原理圖：圖9.原理圖七、程序代碼DATA SEGMENTNUM DB 0DATA ENDSSTACK SEGMENT STACK DB 200 DUP

10、(0) STACK ENDS CODE SEGMENT 'code'ASSUME CS：CODE DS：DATASTART：MOV A*，DATAMOV DS，A*MOV D*，01030HMOV AL，74HOUT D*，ALMOV D*，01010HMOV A*，2000；輸入為1M頻率，且OUT0接CLK1，1M*1000000=1SOUT D*，ALMOV AL，AHOUT D*，ALMOV D*，01030HMOV AL，36HOUT D*，ALMOV D*，01000HMOV A*，1000 OUT D*，ALMOV AL，AHOUT D*，ALMOV D*，022

11、0CHMOV AL，8AHOUT D*，ALCLI ；修改中斷向量前關中斷 MOV A*，0MOV ES，A* ；ES段=0MOV SI，60H*4 ；設置中斷向量96號中斷MOV A*，OFFSET INT0；中斷入口地址MOV ES：SI，A* ；SI=60H*4，存放入口地址 ->IP 8086MOV A*,CS；SEGINT0->CS 8086MOV ES：SI+2，A*MOV AL，00010011BMOV D*，400H ；ICW1=0001 0011 B /0100 0001 0000 A0=0,D4=1,CS=0 400HOUT D*，ALMOV AL，060H；0

12、60BMOV D*，402h；ICW2=0110 0000 B /0100 0000 0010 A0=1，CS=0 402HOUT D*，ALMOV AL，1BH；ICW4=0001 1011 B /1bHOUT D*，ALMOV D*，402HMOV AL，00H；OCW1,八個中斷全部開放00HOUT D*，ALMOV AL，20H ； EOI OUT 20H，ALMOV D*，400H；/0100 0000 0000 A0=0,CS=0MOV AL，60H ；OCW2，非特殊EOI完畢中斷OUT D*，AL ；OCW2可以不賦值；完成8259初始化STI ；開中斷LI：MOV D*，40

13、0H；CS=0 400HMOV AL，60h ；如果改為其它值，將出錯，因為只有60H有中斷向量OUT D*，ALJMP LI；中斷效勞程序INT0: CLI ；關中斷MOV D*，02208HMOV AL，00HOUT D*，ALMOV AL，01HOUT D*，ALMOV AL，02HOUT D*，ALMOV C*，10000LOP1: NOPLOOP LOP1WAIT1: IN AL，D*AND AL，10HJZ WAIT1MOV D*，02204HIN AL，D*CMP AL，0CCH ；大于4VJA MA*CMP AL，0B3H ；大于3.5V且小于等于4VJA MA2CMP AL,

14、99H ；大于3V且小于等于4VJA MA3CMP AL，80H ；大于2.5V且小于等于3VJA MINMOV AL，00HJMP DISPLAYMIN: MOV AL，08H JMP DISPLAYMA3: MOV AL，0CH JMP DISPLAYMA2: MOV AL，0EH JMP DISPLAYMA*: MOV AL，0FHDISPLAY: MOV D*，02200HOUT D*，ALMOV D*，2021H MOV AL，00HOUT D*，ALSTI ；開中斷IRET ；返回主程序CODE ENDS END START8、 成果展示采樣值0<*2.5,四個燈全滅：采樣值2.5<*3，一個燈亮：采樣值3<*3.5，兩個燈亮：采樣值3.5<*4，三個燈亮：采樣值*>4,四個燈亮：九、收獲及體會這次課程設計中，最重點的局部應該屬于軟件局部。因為剛剛學習了?計算機硬件技術?這門課程，所以軟件設計之前，自己大概想好了大體的思路，但是程序需要嚴格的邏輯，嚴格的語法，按著自己的思路去寫程序是，總是發(fā)現錯誤，或者程序不穩(wěn)定，有時是達不到預期的效果。經過和同組成員的一番努力，整個程序完成了，雖然已經到達了題目的要求，但是自己覺得還可以繼續(xù)