1、可任意停止启动的电子秒表1目录一、 课程设计要求 .2二、 课程设计目的 .3三、 设计思想 .3四、 所用芯片及其工作原理介绍 .31. 8086.32. 8253.43. 8255A 44. 8259A 55. LED .5五、 程序流程图 .6六、 原理图 .8七、 心得体会 .9八、 致谢 .10九、 参考文献 .11十、 附录 .122一、 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。
2、二、 课程设计目的“微机原理与接口技术”是一门实践性很强的技术基础课程。微机原理及应用课程设计是一项实践性很强的实训环节，运用所学的汇编语言及 8086 微处理芯片设计一个电子秒表，通过实现它的的一些基本功能，能够熟练运用汇编语言的一些基本指令，通过实践能够加深对汇编语言的理解和对 8086 微处理器、253 可编程定时器、8259A 可编程中断控制器、8255A 可编程并行 I/O 接口芯片的基本功能的认识。在设计过程中，提高学生的实践编程能力和硬件设计能力，增加编程的信心。也可以进一步巩固和融会贯通所学的汇编语言，并且可以培养学生查找资料的能力和培养自己分析问题解决问题的能力，微机原理及应
3、用课程设计的过程所体现的是一种工程设计的思维方法，要学会在生活实践中运用这种思维。三、 设计思想电子秒表要实现的功能：用按键中断来控制整个程序，按一下 KEY1 启动电子秒表，再按一下暂停，按一下 KEY2 键清零，用六个七段数码管显示时间。整个程序涉及到 8255、8253 和 8259 三个芯片。给 8253 的 CLK0 提供一个频率为 10KHZ 的时钟信号， 8253 的 OUT0 连接 8259 的 IRQ7，8253 的 GATE2 连接正 5 伏电压，采用计数器 0 每隔0.01 秒产生一次中断并且计数，写入以偏移地址 4000H 开始的 6 个内存单元，然后利用 8255 将
4、内存单元的数据输出到七段数码管。由于按键中断优先于 8259 的 7 号中断，所以程序只有在按一下 KEY1 才启动电子秒表，再按一下暂停，按一下 KEY2 键清零，如果超出了 60 分，整个程序自动重新开始。3四、 所用芯片及其工作原理介绍1. 80868086CPU 是 16 位微处理器，工作电源为单一 5V,它的外部数据总线为 16 位，地址线为 20 根，故寻址的地址空间为 1MB。8086 具有一个功能相对完善的指令系统，能对各种类型的数据进行处理。它可以在两种不同的模式下工作，即最大工作模式和最小工作模式。所谓最小模式，就是微型计算机系统中只有 8086 或 8088 一个微处理器
5、，在这个系统，所有的总线控制信号直接由 CPU 提供。最大模式就是微型计算机系统中包含有两个或多个微处理器，其中一个主处理器是 8086 或 8088 微处理器，其他处理器称为协处理器，它们协助主处理器工作。2. 8253可编程定时器/计数器。有多种工作方式，此设计中选用方式 2。首先用输出指令向控制寄存器写入一个控制字，用输出指令向选中的计数器端口地址写入一个计数初值，然后， 定时/计数器按控制字要求计数。计数从“计数初始值”开始，每当CLK 信号出现一次，计数值减 1，当计数值减为 0 时，从 OUT 端输出一个低电平（具体形式与工作模式有关） 。当 CLK 信号出现时，计数值是否减 1（
6、即是否计数） ，受到“门控信号”GATE 的影响，一般，仅当 GATE 有效时，才减 1.门控信号 GATE 如何影响计数操作，以及输出端 OUT 在各种情况下输出的信号形式与定时/计数器的工作模式有关。43. 8255A微机系统的信息交换有两种方式：并行通信接口方式和串行通信接口方式。接口电路在 CPU 和 I/O 设备之间起着信号的变换和传输的作用。8255A 可为 86 系列 CPU 与外部设备之间提供并行输入/输出的通道。由于它是可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方式，因此，用 8255A 连接外部设备时，通常不用再附加外部电路，使用教方便。并行接口是在多根数据线上，以数据字节/字
7、与I/O 设备交换信息。在输入过程中，输入设备把数据送给接口，并且使状态线“输入准备好”有效。接口把数据存放在“输入缓冲寄存器”中，同时使“输入回答”线有效，作为对外设的响应。外设在收到这个回答信号后，就撤消数据和“输入准备好”信号。数据到达接口中后，接口会在“状态寄存器”中设置输入准备好标志，或者向 CPU 发一个中断请求。CPU 可用查询方式或中断方式从接口中读取数据。接口中的数据被读取后，接口会自动清除状态寄存器中的标志，且撤消对 CPU 的中断请求。在输出过程中，每当输出寄存器可以接收数据，接口就会将状态寄存器中“输出准备好”状态置 1或向 CPU 发一个中断请求，CPU 可用查询或中
8、断方式向接口输出数据。当 CPU 输出的数据到达接口后，接口会清除“输出准备好”状态，把数据送往外设，并向外设发一个“数据输出准备好”信号。外设受到驱动后，便接收数据，并向接口电路发一个“输出回答”信号，接口收到该回答信号后，又将状态寄存器中“输出准备好”置位，以便 CPU 输出下一个数据。4. 8259A1. IR 线上提出了中断请求的中断源，即出现请求，IRR 中断请求寄存器（共有 8 位 D7D0）对应于连接在 IR0IR7 线上的外设的中断请求，哪一根输入线有请求，哪一根输入线就置 1。2. 若 OCW1（IMR 中断屏蔽寄存器）未使该中断请求屏蔽（对应位为 0 时不屏蔽） ，该请求被
9、送入 PR（优先权分析器）比较。否则，不送入 PR 比较。3. PR 把新进入的请求与 ISR（服务中寄存器）中正在被处理的中断进行比较。如果新进入的请求优先级较低，则 8259 不向 CPU 提出请求。如果新进入的请求优先级较高，则 8259 使 INT 引脚输出高电平，向CPU 提出请求。4. 如果 CPU 内部的标志寄存器中的 IF（中断允许标志）为 0，CPU 不响应该请求。若 IF=1，CPU 在执行完当前指令后，从 CPU 的 INTA 引脚上向 8259 发出两个负脉冲。55.第一个 INTA 负脉冲到达 8259 时，8259 完成以下三项工作：a.使 IRR（中断请求寄存器）
10、的锁存功能失效。这样一来，在 IR7IR0 上的请求信号就不会被 8259 接收。直到第二个 INTA 负脉冲到达 8259 时，才又使 IRR 的锁存功能有效。b.使 ISR（服务中寄存器）中的相应位置 1。c.使 IRR 中的相应位清 0。6.第二个 INTA 负脉冲到达 8259 时，8259 完成以下工作：a.将中断类型码（ICW2 中的值）送到数据总线上，CPU 将其保存在“内部暂存器”中。b.如果 ICW4（它设定级中断联方式之特定完全嵌套方式，将在 8259 的工作方式中详述ICW4）中设置了中断自动结束方式，则将 ISR 的相应位清 0。5. LEDLED 为发光二极管构成的显
11、示器件，亦称数码管。由 7 个字符段和一个小数点段组成，每段对应一个发光二极管，当发光二极管点亮时，相应的字符段点亮。LED 有共阴极和共阳极两种供应状态。共阴极显示时，将 LED 显示的 COM 接地，将八个字符段端a、b、c、d、e、f、g、dp 依次与一个 8 位 I/O 口的最低到最高位连接，当 I/O 给 LED 的哪个字符段送入一个高电平时，该段就被点亮，从而可从这 7 个字符段中被点亮的构成相应的字符显示出来。同理，COM 阳极即将COM 端接 Vcc，其显示原理与 COM 阴极的基本相同，但I/O 口送入低电平是相应的段才被点亮。6五、 程序流程图7开始初始化KEY1 是否按下
12、赋值子程序开中断DELAY 子函数KEY2 是否按下显示子函数结束NYKEY2 按下偶数次或没按下KEY1 被按下奇数次8六、 原理图9七、 心得体会八、 致谢九、 参考文献1 姚君遗 汇编语言程序设计 ，南京大学出版社，1995 2 黄道君 微型计算机原理及应用 ，高等教育出版社，20013 徐建民 汇编语言程序设计 ，电子工业出版社，20024 周明德 微型计算机系统原理及应用 （第四版） ， 北京：清华大学出版社，2002，5 李芷主编 微机原理与接口技术 ，北京：电子工业大学出版社，20026 钱晓捷 汇编语言程序设计 ，电子工业出版社，20037 黄冰，覃伟年，黄知超编著 微机原理及
13、应用 ，重庆：重庆大学出版社，20038 王成端 汇编语言程序设计 ， 高等教育出版社，20039 彭楚武 微机原理与接口技术 ，湖南大学出版社，200410 许曰滨 汇编语言程序设计 ，人民邮电出版社，200510十、 附录主程序：PUSH DS ；保存数据段 MOV AX,0000H MOV DS,AX ；数据段清零MOV AX,OFFSET IRQ7 ；取中断程序入口地址ADD AX,2000H ；加装时 IP2000 地址 MOV SI,003C ；填 8259 中断 7 中断矢量MOV WSI,AX ；填偏移量矢量 MOV AX,0000H ；段地址 CS0000HMOC SI,00
14、3EHMOV WSI,AX ；填段地址矢量POP DS ；弹栈 IN AL,21H ；读 8259 中断屏蔽字AND AL,7F H ；开 8259 中断 7OUT 21H,ALMOV AL,39H ;8253 的计数器 0 为方式 2，采用 BCD 码计数，先写低 8 位，后写高 8 位。方式控制字为 00110101OUT 43H,AL ;写入方式控制字到控制字寄存器MOV AL,00H ；计数初值低 8 位OUT 42H，AL ；写入计数初值低 8 位到通道 0MOV AL,10H ；计数初值高 8 位OUT 42H，AL ；写入计数初值高 8 位到通道 0MOV AL,81H ;825
15、5 的 A 口位方式 0 输出，B 口为方式 0 输出，C 口下部输入 1000 0001 OUT 63H,AL ；写方式控制字CALL FIRST ；调用 first 子程序，赋计数初值BEGI: HLT ; 延时等待STI ；开中断MOV AH,01HINT 16H ；检测是否按了键11JZ BEJIMOV AH,00H ；读键值INT 16HCMP AL,0DH ；是否按了 KEY2JNZ A1 MOV SI,4000H NOT SI+04H ；偏移地址为 4004H 的内存单元内容取 反JMP BEGIA1:CMP AL,1BH ；是否按了 KEY1 键JNZ A2CALL FIRST
16、 ；重新赋初值，相当于清零A2: JMP BEGI中断程序：IRQ7：CAKK DIS ；调用 DISP 子程序，用来在数码管显示数据MOV SI 4000HCMP SI+04H,00H ；判断是否按了第 2 次回车键JE A4CALL ADDN ；调用 ADDN 子程序，用来计数A4:MOV AL,20HOUT 20H,ALCLI ；关中断IRET ；返回ADDN 程序：ADDN:MOV SI,4000HADD SI+05H,01H ；百分之一秒加 1CMP SI+05H,0AH ；判断是否大于 10JZ A5JMP A11A5:MOV SI+05H,00HADD SI+04H,01H ；十
17、分之一秒加 1CMP SI+04H,0AH ；判断是否大于 10JZ A6JMP A11A6:MOV SI+04H,00HADD SI+03H,01H ；秒位加 1CMP SI+03H,0AH ；判断是否大于 10 JZ A7JMP A11A7:MOV SI+03H,00HADD SI,01H ；十秒位加 112A8:MOV SI+02H,00HADD SI+01H,01H ；分位加 1CMP SI+01H,0AH ；判断是否大于 10 JZ A7JMP A9A9:MOV SI+01H,00HADD SI,01H ；十分位加 1CMP SI,06H ；判断是否大于 6JZ A8JMP A9A1
18、0:MOV SI,00 ；大于 60：00 重新开始A11: RET赋初值程序：FIRST:MOV SI,4000HMOV AL,00HMOVSI,AL MOV SI+01H,ALMOV SI+02H,ALMOV SI+03H,ALMOVSI+04H,AL RET显示程序：DSP: PUSH AX ；保存 AXMOV SI,4000H ；指向数据缓冲区MOV DL,F7H ；1111 0111 指向数码管MOV AL,DL ;AL=1111 0111AGAIN:OUT 60H,AL ；写端口 AMOV AL,SIMOV BX,4100H ；指向数码缓冲区 BX=0100 0001 0000 0
19、000AND AX,00FFH ； BX=0000 0000 alADD BX,AX ；得到显示代码 BX=0100 0001 alMOV AL,BX OUT 61H,AL ；写端口 BCALL DELAY ：调用延时程序 DELAYINC SIMOV AL,DL TEST AL,01HJZ OUT ROR AL,1 ；指向下一个数码管13MOV DL,ALJMP AGAINOUT: POP AX ；弹出 AXRETLEDMAP: ；数码管显示代码：DB 3FH,06H,5BH,4FH,66HDB 6DH,7DH.07H,7FH,6FHDELAY: PUSH CX ;延时程序PUSH AX MOV CX,0010HT1:MOV AX, 0010HT2 :DEC AXJNZ T2 LOOP T1POP AXPOP CX RET
