【文章內(nèi)容簡介】 3。 18 心得體會 18 源程序清單 19 參考文獻 25 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 1 摘要 數(shù)字式秒表是一種用于體育中田徑比賽的一種計時裝置。 本次課程設(shè)計是做一個數(shù)字式秒表，主要是 利用 8253 作為定時器 ，為秒表提供定時脈沖，使用 7 段碼顯示器作為秒表時間顯示，用鍵盤控制秒表 。 數(shù)字式秒表擁有以下幾點功能： 1：可控制比賽的開始和結(jié)束 和 繼續(xù) 比賽； 2：可記錄成績， 依次排名， 給予顯示 在第一位； 3：可通過按鍵關(guān)閉設(shè)備 關(guān)鍵詞 80X86， 8259 中斷 ， 8255， 8253， 鍵盤 ， LED 動態(tài)顯示 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 2 第一章 引言 微型計算機的新技術(shù)、新機型，新應(yīng)用層出不窮，日新月異 。使得微機硬件得到飛速發(fā)展！ 人們對計算機計算的精度和軟件的逐步更 新提出更高的要求。 秒表在我們的 生活總運用 比較廣泛，從各項體育賽事，到個人手機上的倒計時器，無處不在，怎樣 提高其計算精度，提高運算效率成為首要因素，基于此，此次課設(shè)我們 用匯編語言，利用 8086CPU 和 PCI 試驗箱進行數(shù)字式秒表 的制作， 我們將從硬件系統(tǒng)設(shè)置、軟件系統(tǒng)設(shè)置、課設(shè)總結(jié)（包括匯編源代碼、硬件系統(tǒng)設(shè)置原理圖，參考文獻）幾方面介紹本次課設(shè)的主要成果。 此課設(shè)主要利用 8253 的定時器輸出為秒表提供定時脈沖， 7 段碼顯示器作為秒表時間顯示，用鍵盤控制秒表的工作過程。鍵盤控制秒表計時的開始，記錄，結(jié)束，計時結(jié)束后按相應(yīng)按鍵顯示所記錄的時間。計時范圍為 1 分鐘，滿 1分鐘自動退出比賽，計時精度為 秒。 第一章為引言， 粗 略地介紹此次課設(shè)的主要內(nèi)容。 第二章為硬件系統(tǒng)設(shè)置，在此章中從基本芯片入手， 介紹 825 825 8259 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 功能、工作方式以及初始化編程和 74LS240P,75425N 的真值狀態(tài)，工作環(huán)境，以便讀者更容易了解此課設(shè)的基本部件，對硬件原理有逐步深入的了解。 另外， 從鍵盤和 LED 顯示器的設(shè)定的原理、編程進行詳細的描述。 第三章為軟件系統(tǒng)設(shè)置，在此章中我們從秒表的五大功能機制入手，軟件設(shè)置中，我們給出了主程序，中斷程序以及各功能模塊的程序流程圖，使之實現(xiàn)一目了然。此外，還給出了參數(shù)信息，增加了匯編源代碼的可讀性。 第四章為課程設(shè)計總結(jié)。此部分包括心得體會，附錄 1（匯編源代碼，）和附錄2（參考文獻）。 在此課設(shè)中，韓雁老師 在硬件的檢測，軟件的設(shè)置方面都給出了精心的指點，在此表示衷心的感謝！ 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 3 第二 章 硬件系統(tǒng)設(shè)置 硬件系統(tǒng)原理圖 此章節(jié)主要介紹硬件系統(tǒng)原理圖，其中鍵盤和顯示器在后面詳細介紹 . 數(shù)字式秒表系統(tǒng)構(gòu)成圖 A4 D0 ~ ~ A15 D7 CPU INTR RD WR INTA A0 A1 D0 PA0 ~ D7 PA7 PB0 8255 ~ PB3 CS RD PC0 WR ~ A0A1 PC3 D0A0A1 CLK0 ~ OUT0 D7 GATE0 8253 RD WR CS A0 IR0 ~ IR7 D0 8259 ~ D7 INTA CS INTR 地址 譯 碼器 VCC IOY0 IOY2 反向驅(qū)動電 路 LED 顯示器 鍵盤列線 4*4 鍵盤 鍵盤行線 75452N 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 4 芯片 資料介紹 此部分從芯片 的 工作 方式以及初始化編程方面介紹 825 825 8259 芯片。 8253芯片 8253內(nèi)部 計數(shù)器的 3個引腳 ? CLK（時鐘） —— 輸入，在計數(shù)過程中，此引腳上每輸入 1個時鐘信號（下降沿），減 1計數(shù)器的計數(shù)值將減 1 ? GATE（門控） —— 輸入，控制計數(shù)器工作： ? 軟件觸發(fā)時，作用開啟 /關(guān)閉計數(shù)：高電平允許，低電平禁止。 ? 硬件觸發(fā) /重觸發(fā)：上升沿將初值送入減 1 計數(shù)器 ? OUT（計數(shù)器輸出） —— 輸出，根據(jù)設(shè)置工作方式的不同， OUT 引腳可輸出單個或連續(xù)的波形信號。一般是在計數(shù)過程結(jié)束時（計數(shù)值 歸 0）， OUT 引腳信號發(fā)生變化。 8253的工作方式 ? 方式 0 —— 計數(shù)結(jié)束中斷 ? 方式 1 —— 可編程單穩(wěn) ? 方式 2 —— 連續(xù)負脈沖發(fā)生器 ? 方式 3 —— 連續(xù)方波發(fā)生器 ? 方式 4 —— 軟件觸發(fā)選通 ? 方式 5 —— 硬件觸發(fā)選通 本次課設(shè)中 8253工作在方式 3，此方式為可軟、硬件觸發(fā)的方波發(fā)生器， N=Fclk/Tclk,在本次設(shè)計中， FclK信號為 ,輸出信號為 100HZ， N為 11930。其端口地址為 40～ 43H，40H口用于計數(shù)器 0， 41H口用于計數(shù)器 1， 42H口用于計數(shù)器 2， 43H口用于狀態(tài)和控制口。 8253的編程 ? 8253 加電后的工作方式不確定，必須經(jīng)初始化編程后，才能正常工作 ? 初始化編程： ? 先寫入控制字 ? 再寫入計數(shù)初值 ? 工作后，可隨時讀取計數(shù)值 ? 一般先將計數(shù)值鎖存在通道內(nèi)的鎖存器中 ? 然后可分兩次讀取 16 位的計數(shù)值 初始化程序片段： Mov al,計數(shù)器控制字 Mov dx,控制寄存器端口 Out dx,al Mov ax,計數(shù)器初值 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 5 Mov dx,計數(shù)器端口 Out dx,al 。寫計數(shù)器的初值低字節(jié) Mov al,ah Out dx,al 。寫計數(shù)器計數(shù)初值高字節(jié) 8255芯片 連接外設(shè)的數(shù)據(jù)端口 ? 端口 A： PA0PA7 (A組控制 ) 常作數(shù)據(jù)端口使用，功能最強大 ? 端口 B： PB0PB7 (B 組控制 ) 常作數(shù)據(jù)端口使用 ? 端口 C： PC4PC7 (A組控制 )， PC0PC3 (B 組控制 ) 可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)或控制端口使用可拆分成兩個 4位端口 分別輸入或輸出每位可獨立進行輸出控制（位控制） 8255工作方式 ? 方式 0：基本輸入輸出方式（不帶聯(lián)絡(luò)） 適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路 ? 方式 1：選通輸入輸出方式（帶輸入聯(lián)絡(luò)或輸出聯(lián)絡(luò)） 適用于查詢和中斷方式的接口電路 ? 方式 2：雙向選通方式（同時帶輸入聯(lián)絡(luò)和輸出聯(lián)絡(luò)） 適用于可雙向傳送數(shù)據(jù)的外設(shè) ， 適用于查詢和中斷方式的接口電路 8255的編程 ? 編程：只寫 1 個方式控制字到控制口 。 ? D7:方式字 /復(fù)位字選擇位，‘ 1’時為 8255A方式控制字，‘ 0’時為 PC口的置 /復(fù)位控制字，當 D7為‘ 1’時，其余各位的含義為： ? D6～ D5:A組選擇方式選擇位?！?00’為方式 0，‘ 01’為方式 1，‘ 10’為方式 2。 ? D2:B組方式選擇位?！?0’為方式 0，‘ 1’為方式 1. ? D D D D0：分別為 PA 口、 PC7～ PC4 口、 PB 口、 PC3～ PC0 口輸入 /輸出方式選擇位。‘ 0’為輸出，‘ 1’為輸入。 ? 工作過程中：通過數(shù)據(jù)端口對外設(shè)數(shù)據(jù)進行讀寫 本次課設(shè) 8255均工作在方式 0，其把 PA口、 PB 口和 PC口的高 4位、低 4位都作為基本輸入 /輸出口，可以獨立地設(shè)置為輸入或輸出方式 。 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 6 初始化程 序片段： Mov al,方式選擇控制字 Mov dx,端口號 。如果端口號 256,所以用 dx 間接尋址 Out dx,al 。寫入控制寄存器 8259芯片 8259的編程及操作方式 ? 初始化編程 在 8259 開始工作前 ： 用戶必須對 8259A進行初始化編程。通過寫入初始化命令字 ICW 對 8259A進行初始化 ? 中斷操作編程 在 8259A工作期間 ： 可以隨時向 8259A寫入操作命令字 OCW，使之按用戶設(shè)置的新的工作方式進行工作 ， 用戶還可以通過寫操作命令字 OCW通知 8259A ? 操作方式編程 OCW1，其格式為 ： OCW1 也可稱為屏蔽操作字，其被寫入 8259 內(nèi)部的中斷屏蔽寄存器 IMR。 OCW1 的 8 位與IR0～ IR7 相對應(yīng)，當其某一位為 1時，即相應(yīng) IR 上的輸入信號被屏蔽。 IMR 中的內(nèi)容在任何時候都可讀出或?qū)懭?，只要訪問奇口地址。 OCW2，其用于設(shè)置中斷結(jié)束方式和優(yōu)先級循環(huán)方式。其格式為 ： OCW3，其用于設(shè)置特殊中斷屏蔽方式和程序查詢方式、讀狀態(tài) 方式。其格式為 ： 初始化程序片段： Mov al,00010101B 。ICW1,邊沿觸發(fā)，要 ICW4,級聯(lián)要 ICW3 Out 20h,al 。寫入 ICW1 Mov al,00001000B 。ICW2:設(shè)置 ir0 中斷類型號 Out 21h,al 。寫入 ICW2 Mov al,00000101B 。ICW3:主片 8259A的 IR2 接從片 INT Mov al,00000101B 。ICW4:不用緩沖，正常中斷結(jié)束，非特殊全嵌套方式 Out 21h,al 。寫入 ICW4 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 7 74ls240 芯片 74ls240內(nèi)部結(jié)構(gòu) 74ls240 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 芯片介紹 真值表 輸 入 輸出 G A Y 1 X Z 0 1 0 0 0 1 正常工作溫度及其壓值 ： 25℃， 5V， 工作電流 15MA， 24MA 溫度范圍： 2575℃ ， 在此課設(shè)中用作反向驅(qū)動器 ，增大輸出電流。 75452 芯片 75452內(nèi)部結(jié)構(gòu) 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 8 芯片介紹 真值表 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 正常工作壓值 范圍 ： 400MA， 500MA 正常工作溫度范圍： 070℃ ,在 此課設(shè)中用作 反向驅(qū)動器。 線路連線 此部分從實驗連線，時鐘脈沖，鍵盤 和 LED 顯示 詳細介紹硬件部分的工作原理。 實驗連線 ? 8255模塊的 SWR、 SRD分別連到 ISA總線接口模塊的 IOWR、 IORD。 ? 8255模塊的數(shù)據(jù)（ AD0～ AD7）、地址線（ A0～ A7）分別 連到 ISA總線接口模塊的數(shù)據(jù)（ LAD0～QD7）、地址線（ LA0～ LA7）。 ? 8255模塊選通線 CE連到 ISA總線接口模塊的 IOY0。 ? 8255的 PA0～ PA7連到鍵盤顯示 模塊 的 KD0～ KD7； 8255的 PB0～ PB3連到鍵盤顯示 模塊 的KL1～ KL4。8255的 PC0～ PC3連到鍵盤顯示 模塊 KH1～ KH4。 時鐘脈沖的產(chǎn)生 8253 的 D7到 D0接總線上， gate 端接高電平， out0 接 8259 的 IR0，通過次部分可以產(chǎn)生100hz 的信號，具體連線如 下 圖 ： IR0~IR7 8259 D0~D7 INTA INTR CS D0 CLK0 ~D7 OUT GATE0 8253 RD WR CS 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計 9 時鐘脈沖產(chǎn)生示意圖 鍵盤的設(shè)置 鍵盤的接口一般分為獨立式和矩陣式。 獨立式按鍵就是各按鍵相互獨立、每個按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵是否按下不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵被按下了。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡 單。但每個按鍵需占用一根輸入線，在按鍵數(shù)量較多時，輸入口浪費大，電路結(jié)構(gòu)顯得很繁雜。故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。若采用此方式，各按鍵開關(guān)均采用上拉電阻，這是為了保證在按鍵斷開時，各 IO 口線有確定的高電平。當然如輸入口線內(nèi)部已有上拉電阻，則外電路的上拉電阻可省去。 矩陣式鍵盤適用于按鍵數(shù)量較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上，一個 4*4 的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個含有 16 個按鍵的鍵盤。很明顯，在按鍵數(shù)量較多的場合，矩陣鍵盤與獨立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多的 I/O口。行、列線 分別接到按鍵的兩端。行線通過上拉電阻接到 +5V上。平時無按鍵時，行、列線處于高電平狀態(tài)，而當有鍵按下時，行、列線將導(dǎo)通，因此行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。按鍵的識別 在此課設(shè)中 采用掃描法。讓所有的列線處于低電平，當有鍵按下時，按鍵所在的行電平將被拉成低電平，根據(jù)此行電平的變化，便能