微机原理课程设计报告电子秒表

电子与控制工程学院计算机原理与接口技术课程设计姓名高强强学号3206100232专业建筑设施智能技术设计题目可任意启动停止的电子秒表指导老师傅攀峰目录1 电子秒表课程设计要求 12 关键字13 摘要14 综合实验目的15 引言125.1.2 8253 可编程外围芯片介绍345.1.4 译码器7415475.1.5 七段数码管显示86 程序流程图107 程序源程序118 程序及硬件调试图159 设计心得1710 参考文献18可任意启动 /停止的电子秒表一、电子秒表课程设计要求6 位 LED 数码显示，计时单位为 1/100 秒。利用功能键进行启 /停控制。其功能为：上电后计时器清 0，当第一次（或奇数次）按下启 /停键时开始计数。第 2 次（或偶数次）按下该键时停止计时，再一次按启 /停键时清零后重新开始计时。二、关键字8086 8255 8253控制字三、摘要用汇编语言设计数字秒表，用 PROTUES 仿真软件搭建的硬件电路上正确显示，并且具有开始停止清零功能。用 8086 作为处理器， 8253 做定时功能产生 0.01S 的脉冲， 8255 具备锁存和并行输出功能，驱动 7 段数码管正确显示，并且具有足够高的精度。四、综合实验目的：通常，学习知识是由浅入深、由此及彼，一点点的学习和积累的，而应用知识则是综合运用所积累的知识来分析和解决实际问题、从知识的系统性来检验对各层次知识的掌握程度。综合实验的目的是让学生把理论学习和实验教学阶段所掌握的知识通过一个设计实例，经历一次理论和实践结合、软件和硬件结合的综合训练，也是一次工程实践能力的检验。这次综合实验大家应当把它作为毕业设计的预演。锻炼通过各种媒体和途径主动获取知识的能力。五、引言使用 8253 的通道 0 工作在方式 0 计数，并选用二进制技术，控制字 36H，计数初值 500，对 1MHZ的 CLK计数产生 2000HZ的输出脉冲给 1，2 通道的 CLK，通道一选用二进制计数即计数结束中断方式0，初值 20 产生非屏蔽中断0.01S 非屏蔽中断送给8086 的 NMI产生中断的脉冲 ,8086 开始计数即毫秒位计数并显示，并与10 比较，等于给分秒位加一，毫秒位置清零，分秒位与6 比较若相等清零秒各位加一，秒个位与10 比较若等于清零秒十位加一，秒十位与6 比较若等于清零分个位加1，分个位与 10比较若等于清零分十位加一，分十位与6 比较若等于全部清零。1、使用各芯片的作用及工作原理1）定时器 / 计数器 8253用系统 8253 定时器提供的 1MHZ定时单位，设计秒表定时程序。有关系统定时方法： PC机系统中的 8253 定时器 0 工作于方式 3，外部提供一个时钟作为 CLK信号 ,频率： f=1MHz。定时器 0 输出方波的频率 :2000 Hz 。定时器 1 输出方波 100HZ,输出方波周期 Tout=1/100=1ms。8253A每隔 1ms引起一次中断，作为定时信号。可用 1ms作基本计时单位。253 的引脚图及硬件连接图如下图示： 8253 引脚图硬件连接图当 A1A0分别为 00 01 10 11 时分别选中三个通道和控制字寄存器在 8088 系统中， 808 8 的 A1A0分别与 8253 的 A1A0相连在 8086 系统中，通常将 8253 的 8 位数据线与 8086的低 8 位相连，即使用偶地址，所以8086的 A2A1分别与 8253 的 A1A0相连。计数器 (0 2) 即三个计数器 / 定时器通道。每个通道包括： 8 位控制字寄存器、 16 位计数初值寄存器、减一计数器和输出锁存器。作定时器用：其 CLK端上的输入脉冲应是标准的、精确的；作计数器用：对其 CLK端上的脉冲计数，脉冲宽度可以不等。采用减一计数器，为 0 时，从 OUT端上输出一个脉冲定时时间 = 时钟脉冲周期 X 预置的计数初值。控制功能表CSWRA1A0功 能RD0100 0写计数器00100 1写计数器10101 0写计数器20101 1写控制字寄存器0010 0读计数器00010 1读计数器10011 0读计数器20011 1无操作1XXX X禁止使用011X X无操作每个通道：CLK计数脉冲或标准脉冲输入端GATE允许端，当 GATE=1时允许计数UT 计数值为 0时输出一个脉冲由于 8253 的读 / 写操作对系统时钟没有特殊的要求，因此它几乎可以应用与由任何一种微处理器组成的系统中，可作为可编程的方波频率发生器、分频器、实时时钟、事件计数器和单脉冲发生器等。8253 是一片具有三个独立的 16 位计数器通道的可编程定时器 / 计数器芯片。每个通道都可以编程设定 3 种工作方式之一种； 8253 由以下几个部分组成：(1) 数据总线缓冲器 (8 位、三态、双向 ) ；(2) 读/ 写控制逻辑； CS：片选信号，低电平有效；RD：读信号，低电平有效；WR：写信号，低电平有效A1A0：端口选择信号(3)三个通道 ( 0 2)，由 A0，A1 控制选择；(4) 一个控制寄存器；内部结构及引脚图：2 ）用可编程并行接口芯片 8255 的 PA口以及 PB口实现数码管输出， PC口实现按键实现数据显示输出8255可 编 程外 围 接口芯片是Intel公司 生 产的通用并行 I/O接口芯片，它具有 A、B、C 三个并行接口，并行接口是以数据的字节为单位与I/O 设备或被控制对象之间传递信息。 CPU和接口之间 的数据传送总是并行的， 即可以同时传递8 位、16位、32 位等。用 +5V 单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0- 基本输入 / 出方式、方式 1- 选通输入 / 出方式、方式 2- 双向选通工作方式。8255 工作方式控制字和 C口按位置位 /复位控制字格式如图所示：低四位输入。即 B 口数码管段输出控制， A 口数码管的位控制。 C 口低四位用于启动停止输入接口。3）.锁存器 27374LS273 是 8 位数据 /地址锁存器，他是一种带清除功能的8D 触发器，下面介绍一下他的管脚图功能表等资料。(1).1 脚是复位 CLR, 低电平有效 ,当 1 脚是低电平时 ,输出脚 2(Q0)、 5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部输出 0,即全部复位 ;(2).当 1 脚为高电平时 ,11(CLK) 脚是锁存控制端 ,并且是上升沿触发锁存 ,当 11 脚有一个上升沿 ,立即锁存输入脚 3、4、7、 8、13、14、 17、18 的电平状态 ,并且立即呈现在在输出脚 2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、 9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、 16(Q6)、19(Q7)上.74ls273 管脚功能：1D 8D 为数据输入端， 1Q 8Q 为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作 8 位地址锁存器。4）、译码器 74ls15474ls154为 4 16 线制译码器其引脚图如下图所示5） . 7段数码管数码管要正常显示，就要来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。静态显示驱动静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I/O 端口进行驱动，或者使用如BCD码二 - 十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O 端口多，如驱动5 个数码管静态显示则需要 58=40 根 I/O 端口来驱动，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。动态显示驱动数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8 个显示笔划 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O 线控制。六、程序流程图开始等于 100不等等于 590.01S 计数不等等于 59不等BCD 码调整指令 10 进制显示七、程序代码DATASSEGMENT1S 计数DW100DUP( ?)ZXMDB 3fH,06H,5bH,4fH,66H,6dH,7dH,07H,7fH,6fHHOU1DB 0HOU2DB 0MIN1DB 0MIN2DB 0计数1MSEC1DB 0SEC2DB 0;bufBYTE 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;显示缓冲区;FLAGBYTE 0;STATEBYTE 0; KEYMARK BYTE 0;此处输入数据段代码DATASENDS STACKSSEGMENTDW100 DUP( ?)STACKSENDS CODESSEGMENTASSUMECS:CODES,DS:DATAS,SS:STACKS START:;中断初始化POPBXPOPDSMOVAX,DATASMOVDS,AXMOVAX,DATASMOVSS,AX;MOVAL,89H;8255 A 口和 B口输出， C口输入MOVDX,206HOUT DX,ALMOVAL,3FHMOVDX,202HOUT DX,AL;MOV AL,00110110B; 初始化 8253， CNT0;MOVDX,0406HOUTDX,ALMOV AX,500MOVDX,0400HOUTDX,ALMOV AL,AHOUTDX,ALMOV AL,01010000B; CNT1 ;MOVDX,0406HOUTDX,ALMOVDX,0402HMOV AL,20OUTDX,AL;SHUCHU:LEASI,ZXMMOVBX,0000HMOVALMOVDX,200HOUT DX,ALMOVBL,SEC2MOVAL,SI+BXMOVDX,202HOUT DX,ALMOVCX,200HS1:LOOP S1MOVALMOVDX,200HOUT DX,ALMOVBL,SEC1MOVAL,SI+BXMOVDX,202HOUT DX,ALMOVCX,200HS2:LOOP S2MOVALMOVDX,200HOUT DX,ALMOVBL,MIN2MOVAL,SI+BXMOVDX,202HOUT DX,ALMOVCX,200HS3:LOOP S3MOVALMOVDX,200HOUT DX,ALMOVBL,MIN1MOVAL,SI+BXMOVDX,202HOUT DX,ALMOVCX,200HS4:LOOP S4MOVALMOVDX,200HOUT DX,ALMOVBL,HOU2MOVAL,SI+BXMOVDX,202HOUT DX,ALMOVCX,200HS5:LOOP S5MOVALMOVDX,200HOUT DX,ALMOVBL,HOU1MOVAL,SI+BXMOVDX,202HOUT DX,ALMOVCX,200HS6:LOOP S6JMP SHUCHUPANDUAN:INC SEC2CMPSEC2,0AHJNZ SHUCHUMOVSEC2,0INC SEC1CMPSEC1,0AHJNZSHUCHUMOVSEC1,0INC MIN2CMPMIN2,0AHJNZSHUCHUMOVMIN2,0INC MIN1CMPMIN1,06HJNZSHUCHUMOVMIN1,0INC HOU2CMPHOU2,0AHJNZSHUCHUMOVHOU2,0INC HOU1CMPHOU1,06HJNZSHUCHUMOVHOU1,0JMPSHUCHUTIAOSHI PROC;中断子程序MOV AL,01010000B ; 初始化 CNT1 ; MOVDX,0406HOUTDX,ALMOVDX,0402HMOV AL,20OUTDX,ALJMP PANDUAN;RETTIAOSHI ENDPDELAY PROCPUSHCXMOVCX,29hW10MS: LOOP W10MSPOPCXRETDELAY ENDPCODESENDSENDSTART八、程序及硬件系统调试情况按下暂停键实现暂停功能继续计数后按下清零键实现清零功能程序演示图总体连线图九、设计心得经过这次课程设计，我觉得我有了很大的收获，：1. 我大大地锻炼了自己搞科研的能力，作为我们大学生，尤其是工科的大学生，对于科研能力，能够自主开发课题，项目有着很高的要求，而我们很多大学生动手研发的能力还不是很强。而通过这次课程设计，使自己的研发能力有了很大堤提高。2. 我对于工科设计的严谨性，仔细性有了更深地体会。我们本次设计的秒表仅仅是工科设计中非常简单的一个，思想并不是非常复杂，手头也有一定的资料，但是我们在研发，调试过程中还是出现了一些错误。简单的一些程序好检查，但是如果说是以后要设计的一些大型程序，出现故障就不是那么容易检查了。这就要求我们在以后的工程设计当中要更为细致仔细。3 我的专业知识得到了很好的巩固，对于本专业的一些问题有了更深的思考。原来有很多知识只是死学课本，而并没有与实际相结合，而这次课程设计使我的专业知识与实际有了很好的契合。4在程序设计中不能够想当然，许多程序，功能在脑子中想得很好，但是将其转变城实际程序就会出现许多问题。如何由脑子里的构想转变成实际的程序，这是我以后需要提高的一点。5掌握了一些检查与判断错误的经验与方法，对今后的专业学习与设计有着深刻的影响。6对专业设计的许多流程、原则、注意事项以及撰写专业报告的有关事项有了一定的了解。7学到了书本上没有的知识，掌握了一些程序设计的技巧，对以后的学习与设计有深远影响。总之，经过这次课程设计，我对今后的专业学习所要注意的事项有了更深刻地了解，这对我以后的学习必将产生深远的影响。十、参考文献1 顾晖等。微机原理与接口技术 - 基于 8086 和 Proteus 仿真 M 电子工业出版社陈继红等 . 微机原理及应用 M 高等教育出版社， 20102 戴梅萼等 . 微型计算机技术及应用 M 清华大学3 沈美明等 .IBM-PC 汇编语言程序设计 ?M 清华大学出版社4 彭虎等 . 微机原理与接口技术 ( 第 2 版) M 电子工业出版社， 20085 冯博宁 , 吴宁主编 . 微型计算机原理与接口技术（第三版） . 清华法学出版社。