基于8086的秒表設計與實現(xiàn)課程設計

鄭州科技學院《微型計算機原理》課程設計題目基于8086的秒表設計與實現(xiàn)學生姓名程昭昭專業(yè)班級計科一班學號201115003院（系）信息工程學院指導教師王清珍完成時間2013年12月18日目錄199秒表設計背景及目的要求……………21.1設計目的………………31.2硬件選擇………………42設計方案及基本原理……42.1LED顯示原理……………42.2系統(tǒng)設計………………42.3硬件工作原理……………53設計流程……………………64調試結果………………95結果分析………………96結論與體會………………107參考文獻………………11附錄1：電路圖………………11附錄2：源程序………………12HYPERLINK\l"_Toc6159"199秒秒表設計背景及目的要求1.1設計目的隨著芯片應用的日益廣泛，在校學生加強對單片機的認識和動手能力，已經是非常重要的一項鍛煉。課程設計就是為加強實踐機會、培養(yǎng)學生動手能力的一個重要環(huán)節(jié)，將理論知識與實際聯(lián)系起來的一個關鍵機會。本課程設計的基本要求是：掌握LED數碼管原理及使用方法2.初步掌握8086芯片匯編語言一般編程技巧。1.2硬件選擇裝有Windows系統(tǒng)和μ’nSP?IDE仿真環(huán)境的PC機一臺，μ’nSP?十六位單片機實驗箱一個。本設計用到的實驗箱硬件模塊為：SPCE061A核心及周邊電路模塊（包含32個I/O口），LED數碼管。做此實驗用51板也可以，因為51板也提供了相應的LED模組，因為實驗室里面給我們提供了61板，所以我決定選用SPCE061A單片機實驗箱。本裝置將實現(xiàn)0-99的計數，每一秒鐘，計數器將加1，在數碼管上顯示當前計數值，并可用鍵盤按制計數的起始，以及歸零。具體要求如下：1.開機時數碼管顯示00。2.每一秒鐘，計數器自動加1。3.按鍵控制計數，分別控制開始計時、停止計時和歸零，功能分配如下：表1-1按鍵功能分配按鍵功能描述KEY1開始計時KEY2停止計時KEY3歸零2設計方案及基本原理2.1LED顯示原理靜態(tài)顯示就是顯示驅動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數據送出后就不再管，直到下一次顯示數據需要更新時再傳送一次新數據，顯示數據穩(wěn)定，占用很少的CPU時間。動態(tài)顯示需要CPU時刻對顯示器件進行數據刷新，顯示數據有閃爍感，占用的CPU時間多。這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數據穩(wěn)定，占用很少的CPU時間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅動電路，使用的硬件較多；動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間?；镜陌雽w數碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片排列而成的，可實現(xiàn)0～9的顯示。LED數碼管是由發(fā)光二級管顯示字段組成的顯示器，有8段和“米”字段之分，這種顯示器有共陽級和共陰極兩種。所謂共陽方式是指筆畫顯示器各段發(fā)光管的陽極（即P區(qū)）是公共的，而陰極互相隔離。所謂共陰方式是筆畫顯示器各段發(fā)光管的陰極（即N區(qū)）是公共的，而陽極是互相隔離的。2.2系統(tǒng)設計根據設計題目的要求分析，并考慮到題目的可擴展性，可將系統(tǒng)分成兩大部分：1.時間的產生和顯示。2.按鍵控制計數起始、歸零。根據系統(tǒng)的功能現(xiàn)選擇61板作為單片機控制處理部分，利用一2位LED作為顯示部分，而按鍵采用61板上自帶的三個按鍵，如圖2-1所示。IOBIOBSPCE061A精簡開發(fā)版Key1Key2Key3秒圖2-1系統(tǒng)框圖2.3硬件工作原理兩位數的顯示采用的是一個2位共陽極LED數碼管（LG5621AH），連接方法是SPCE061A的IOB0-IOB6接LED焊接板的A-G，小數顯示部分可以省略不要；IOB8-IOB9分別接LED的位選COM1、COM2，電路原理圖如圖2-4。LED與SPCE061A的引腳連接如表2-1。采用凌陽大學計劃的LED鍵盤模組和61板搭配可以很容易的完成這個課程設計的題目。它的連結圖如圖所示，IOB的低八位控制數碼管顯示段位，高八位控制點亮哪一個數碼管。表2-1LED引腳連接表SPCE061ALED模塊SPCE061ALED模塊IOB8AIOB0COM1IOB9BIOB1COM2IOB10CIOB11DIOB12EIOB13FIOB14G。圖2-2LED鍵盤模組和61板連接圖3設計流程根據設計要求的功能，程序主要分為三部分，即：（1）計時顯示部分；（2）秒計時部分；（3）按鍵控制部分。（4）程序主流程主要完成鍵盤掃描、計時處理、鍵值分支控制的任務，流程圖如圖所示：開始初始化數據、以及中斷、鍵盤等掃描鍵盤，針對鍵值分支開始初始化數據、以及中斷、鍵盤等掃描鍵盤，針對鍵值分支Key1開始計時Key2停止計時Key3清零計時數據處理，格式化顯示清看門狗顯示部分是在IRQ4的1KHz中斷中控制顯示的，采用動態(tài)掃描的方式，1KHz的時基中斷每1ms進一次中斷，在中斷中對2ms計數器i進行累加，當i從0累加到2時，則剛好為2ms，此時更新一個位的LED顯示，并對i進行清零；當下一次累計到2ms時，則會再更新顯示下一位LED數碼管，當更新到最后一位時，返回重第一位開始更新；依此循環(huán)更新顯示，而更新顯示的數據保存在緩沖區(qū)當中，用戶需要更新顯示的數據時，只需要改變對應的緩沖區(qū)中的數據即可。具體流程圖如下。IRQ5是否是2HZ中斷計時器自加一清中斷標志計時器>=200IRQ5是否是2HZ中斷計時器自加一清中斷標志計時器>=200計時器清零結束IRQ41KHZ2ms計數器i++i>=2更新顯示一位LED結束圖3-2IRQ41KHz時基中斷流程圖3-3IRQ52Hz時基中斷流程圖4調試結果4-15.1調試結果本裝置將實現(xiàn)0-99的計數，每一秒鐘，計數器將加1，在數碼管上顯示當前計數值，并可用鍵盤按制計數的起始，以及歸零。具體要求如下：1.開機時數碼管顯示00。2.每一秒鐘，計數器自動加1。3.按鍵控制計數，分別控制開始計時、停止計時和歸零，功能分配如下：按KEY1開始計時數碼管顯示從00開始計時到99結束再從00開始循環(huán);按KEY2停止計時數碼管顯示當前數值;按KEY3歸零;按KEY4復位.5.2結果分析本設計應該熟悉凌陽十六位單片機系統(tǒng)板－61板的基本構成，掌握LED數碼管原理及使用方法，掌握61板的使用方法，初步掌握SPCE061A單片機匯編語言一般編程技巧，初步掌握61板系統(tǒng)調試的一般步驟及方法。設計結構現(xiàn)實：開機時數碼管顯示為00，每一秒鐘計數器自動加一，按KEY1鍵開始計時，按KEY2鍵停止計時并現(xiàn)實當前數值，按KEY3鍵歸零。6結論與體會兩周的單片機課程設計結束了，最初的目的是想學到一些對將來就業(yè)很有實質性幫助的東西。結果還算可以接受，雖然說與預期的有不少出入，但鍛煉自己這個主要目標算是達成了。通過這次課程設計，我對如何完成一項實際的計劃有了進一步的認識，對如何加強自己的合作能力有了更進一步的思考。通過這次課程設計，我想下學期的畢業(yè)設計會少點困難，以后在工作中也能夠有更多的經驗好借鑒。在這段日子里，我實踐、思考、反思、總結，所得收獲都已經成為大學生涯中的寶貴財富?；蛟S大學生活中的片斷隨著歲月的流逝難免被遺忘，但是這段課程設計的日子相信仍會是記憶深刻，它作為我們走向社會的第一步，承載了即將面對現(xiàn)實和挑戰(zhàn)的心情，必將難忘。在此，感謝趙老師的細心輔導，有了這次的實踐經驗，為畢業(yè)設計奠定基礎。7參考文獻[1]楊季文.《匯編語言程序設計教程》清華大學出版社

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康華光.數字電子技術基礎，北京：高等教育出版社，2008，1

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張榮祥.《微型計算機原理》，北京：中國電力出版社.[4]黃正瑾.綜合電子設計與實踐[M].東南大學出版社，2002，3.[5]馬力.《

8086匯編語言程序設計》，機械工業(yè)出版社

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.[7]楊志堅.《Intel8086/8088系列微型計算機原理及接口技術》[M].，北京：中國電力出版社

，2007年4月第三次印刷.

附錄1：電路圖7-1附錄2：源程序ctrl_portEQU0106HA_PORTEQU0100HB_PORTEQU0102Hc_portequ0104hcountequ0206hcount0equ0200hcount1equ0202hINTREQU0304HINTR1EQU0306HDCOUNTEQU6datasegmentLEDTABDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HBUFDB0,0,0,0,0,0buffdb20dup(?)DAT1DB0DAT2DB0DAT3DB1dat4db0dataendsCODE SEGMENT ASSUMECS:CODE,ds:dataSTART: CLIPUSHDSMOVSI,2*4MOVAX,0MOVDS,AXMOV[SI],OFFSETINTBMOV2[SI],SEGINTBPOPDSMOVAL,00010011BMOVDX,INTROUTDX,ALMOVAL,00000010BMOVDX,INTR1OUTDX,ALMOVAL,00000001BMOVDX,INTR1OUTDX,ALSTImovax,datamovds,axmoval,00110111b;8253初始化movdx,countoutdx,almovdx,count0movax,500houtdx,almoval,ahoutdx,almoval,01110111bmovdx,countoutdx,almovdx,count1movax,50houtdx,almoval,ahoutdx,alMOVAL,10000001B;8255初始化，MOVDX,CTRL_PORTOUTDX,ALback:MOVDX,C_PORTinal,dxtestal,00000010bjzb2;判斷是否清0again:MOVDX,C_PORTinal,dxtestal,00000001bjzb1;判斷是暫停還是繼續(xù)？movcx,6jia6:incsiloopjia6MOVAL,00000000BMOVDX,C_PORTOUTDX,ALMOVAL,DAT1;DTA1中是秒CMPAL,100JZA1MOVBL,10DIVBLMOVBUF,AH;秒的個位MOVBUF+1,AL;秒的十位CALLDISPLAY_DECINCDAT1JMPbackA1:MOVDAT1,0;滿60秒，對DAT1清0MOVAL,0MOVAH,0MOVBUF,AHMOVBUF+1,ALCALLDISPLAY_DEC;先顯示00，再進位INCDAT2MOVAL,DAT2;DAT2中是分CMPAL,60JZA2MOVBL,10DIVBLMOVBUF+2,AH;分的個位MOVBUF+3,AL;分的十位CALLDISPLAY_DECMOVCX,60LOOPAGAINA2:MOVDAT2,0;滿60分對DAT2清0MOVAL,0MOVAH,0MOVBUF+2,AHMOVBUF+3,ALCALLDISPLAY_DEC;先顯示00：00再進位MOVAL,DAT3;DAT3中是時CMPAL,24JZA3MOVBL,10DIVBLMOVBUF+4,AH;時的個位MOVBUF+5,AL;時的十位CALLDISPLAY_DECMOVCX,60DECCXJZbackA3:INCDAT3JMPbackb1:CALLDISPLAY_DECmoval,01110000b;對8253送GATE1控制信號movdx,c_portoutdx,alcallcunchuCALLDELAYjmpbackb2:movdx,c_portinal,dxtestal,00000100bjnzlicallxianshicjcalldisplay_decmovcx,1jznext2movsi,6deccxnext2:calldelayjmpbackli:movbuf,0;清0movbuf+1,0movbuf+2,0movbuf+3,0movbuf+4,0movbuf+5,0movdat2,0movdat3,1calldisplay_dec;movbx,1000;jzbackmoval,10110000b;對8253送GATE0控制信號movdx,c_portoutdx,alCALLDELAY;decbxjmpbackDISPLAY_DECPROCDA: MOVDI,2DISPAGAIN1:MOVBL,BUFMOVBH,0LEASI,LEDTAB;以十進制顯示MOVAL,[BX][SI] ;取個位段碼 notal;共陽MOVDX,A_PORTOUTDX,AL;用數碼管顯示個位MOVAL,11100000B;位選，1點亮MOVAH,0MOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0H;清屏MOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1CALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF+1MOVBH,0MOVAL,[BX][SI] ;取十位段碼notal MOVDX,A_PORTOUTDX,AL;用數碼管顯示十位MOVAL,11010000BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF+2MOVBH,0MOVAL,[BX][SI] ;取分個位段碼notal MOVDX,A_PORTOUTDX,AL;用數碼管顯示分個位MOVAL,11001000BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1CALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF+3MOVBH,0MOVAL,[BX][SI] ;取分十位段碼notal MOVDX,A_PORTOUTDX,AL;用數碼管顯示分十位MOVAL,11000100BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF+4MOVBH,0MOVAL,[BX][SI] ;取時個位段碼notal MOVDX,A_PORTOUTDX,AL;用數碼管顯示時個位MOVAL,11000010BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1CALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF+5MOVBH,0MOVAL,[BX][SI] ;取時十位段碼notal MOVDX,A_PORTOUTDX,AL;用數碼管顯示時十位MOVAL,11000001BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1 DECDIJNZDISPAGAIN1RETDISPLAY_DECENDPDELAYPROCMOVCX,1dhLOOP$ RETDELAYENDPDELAY1PROCMOVCX,3hLOOP$RETDELAY1ENDPcunchuprocpushaxpushbxpushcxmoval,bufmovah,buf+1movbl,buf+2movbh,buf+3movcl,buf+4movch,buf+5movbuff[si],almovbuff[si+1],ahmovbuff[si+2],blmovbuff[si+3],bhmovbuff[si+4],clmovbuff[si+5],chpopaxpopbxpopcxretcunchuendpxianshicjprocpushaxpushbxpushcxmoval,buff[si]movah,buff[si+1]movbl,buff[si+2]movbh,buff[si+3]movcl,buff[si+4]movch,buff[si+5]movbuf,almovbuf+1,ahmovbuf+2,blmovbuf+3,bhmovbuf+4,clmovbuf+5,chpopaxpopbxpopcxretxianshicjendpINTBPROCFARPUSHAXPUSHBXPUSHCXMOVSI,6MOVAL,20HOUT20H,ALPOPCXPOPBXPOPAXIRETINTBENDPCODE ENDS ENDSTART基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數據采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)HYPERLINK