利用中斷方式設(shè)計數(shù)字時鐘

1、 本科實驗報告實驗名稱： 利用中斷方式設(shè)計數(shù)字時鐘 課程名稱：計算機原理與應(yīng)用實驗實驗時間：2014年5月19任課教師：張笈實驗地點：信息系統(tǒng)與安全對抗實驗中心實驗教師：高平實驗類型： 原理驗證 綜合設(shè)計 自主創(chuàng)新學(xué)生姓名：學(xué)號/班級：組 號：學(xué) 院：信息與電子學(xué)院同組搭檔：專 業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)成 績：一、實驗?zāi)康?. 掌握PC機中斷處理系統(tǒng)的基本原理。2. 熟悉定時/計數(shù)器8254工作原理及其編程方法。3. 利用實驗板上的8254定時器為中斷源發(fā)中斷申請，中斷請求用IRQ3（系統(tǒng)總線區(qū)的IRQ）。4. 熟悉數(shù)碼管顯示原理，掌握數(shù)碼管顯示接口技術(shù)。5. 學(xué)習(xí)數(shù)字時鐘原理，實現(xiàn)數(shù)字時鐘。6.

2、掌握中斷控制器8259管理。二、實驗內(nèi)容與步驟按照實驗指導(dǎo)書上連接電路，本次試驗需要用到8254，8255，和8259芯片連線如下所示三、實驗原理1. PC機用戶可使用的硬件中斷只有可屏蔽中斷，由8259中斷控制器管理。中斷控制器用于接收外部的中斷請求信號，經(jīng)過優(yōu)先級判別處理后向CPU發(fā)出可屏蔽中斷請求。IBMPC、PC/XT機內(nèi)有一片8259中斷控制器對外課提供8個中斷源；8個中斷源的中斷請求信號線IRQ0到IRQ7在主機的62線ISA總線插座中可以引出，系統(tǒng)已設(shè)定中斷請求信號為“邊沿觸發(fā)”，普通結(jié)束方式。對于PC/AT及286以上微機內(nèi)又?jǐn)U展了一片8259中斷控制，IRQ2用于兩片8259

3、之間級聯(lián)，對外可以提供16個中斷源： 實驗系統(tǒng)總線區(qū)的IRQ接到3號中斷IRQ3上，即進(jìn)行中斷實驗時，所用中斷類型號為0BH。由于中斷請求信號為每秒一次，中斷程序該為時間按秒增加，并顯示，只要開中斷，便可實現(xiàn)每秒顯示時間增加一秒，從而達(dá)到動態(tài)顯示的效果。2. 中斷控制器8259可利用系統(tǒng)初始化設(shè)定，如不進(jìn)行新的初始化，只需對8259中斷控制器的屏蔽寄存器設(shè)定IRQ3為中斷允許，其他原有中斷允許保持不變。3. 將實驗板上的8259的通道，設(shè)定為10ms 周期信號發(fā)生器，該芯片的通道1設(shè)定為計數(shù)器，其輸入來自定時器通道0 的輸出，利用通道1的計數(shù)器輸出作為IRQ3中斷請求信號。4. 8254定時器

4、的CLK0由實驗板上的1MHZ振蕩器來提供。見圖1。8254管腳圖如下; 5.編寫中斷服務(wù)程序，進(jìn)行數(shù)字鐘顯示： XX:XX (分 秒) 其中X為一數(shù)碼管。6.數(shù)碼管顯示接口電路如圖2所示。實驗臺上的七段數(shù)碼管為共陰型，段碼采用同相驅(qū)動，輸入端加高電平，選中的數(shù)碼管亮，位碼為反相驅(qū)動器，位碼輸入端高電平選中。實驗時用PB7PB0/8255接dpa/LED數(shù)碼管，PC3PC0/8255接S3S0/LED數(shù)碼管。七段數(shù)碼管的字型代碼表如下表：四、編程方法1.設(shè)計流程圖如下;五、實驗心得：這次實驗是最難的一次，通過綜合運用計算機原理與應(yīng)用課程知識，利用集成電路設(shè)計實現(xiàn)一些中小規(guī)模電子電路，復(fù)習(xí)鞏固了

5、課堂所學(xué)的理論知識，提高了程序設(shè)計能力及實現(xiàn)系統(tǒng)能力、為實際應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。在理課上老師也給出了實驗的步驟和代碼編寫的示例。但是理解起來還是有一點困難，在和班上同學(xué)一起討論了代碼之后，基本上了解了程序?qū)崿F(xiàn)原理。這次試驗最大的收獲就是掌握了8255、8259、8254芯片使用方法和編程方法，通過本次課程設(shè)計，學(xué)以致用，進(jìn)一步理解所學(xué)的相關(guān)芯片的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用方法等，學(xué)會相關(guān)芯片實際應(yīng)用及編程。同時并了解綜合問題的程序設(shè)計掌握實時處理程序的編制和調(diào)試方法，掌握一般的設(shè)計步驟和流程。六、程序代碼p8259 equ 20h ;端口首地址p8255 equ288h ;端口首地址p8253 e

6、qu280h ;IO Y1data segmentled db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh ;數(shù)碼管sec1 db 0sec2 db 0min1 db 0min2 db 0mes db 42hOld_0A DW 0,0 ;原中斷向量Old_8259 DB 0data endsstacks segmentdb 64 dup (0)stacks endscode segmentassume cs:code,ds:data,es:datastart:mov ax,datamov ds,axcli;關(guān)閉中斷mov al,00110110bmov dx

7、,p8253+3 ;計數(shù)器0,工作在模式3out dx,almov ax,2710h mov dx,p8253out dx,almov al,ah ;先賦高八位 再賦低八位out dx,almov al,01110110bmov dx,p8253+3 ;計數(shù)器1,工作在模式3out dx,almov ax,100mov dx,p8253+1out dx,almov al,ah ;先賦高八位 再賦低八位out dx,al ;設(shè)置中斷向量表 PUSH ES PUSH BX MOV Al,0BH ;保護(hù)原中斷向量,0B中斷類型號 mov ah,35h INT 21H ;讀中斷向量表 MOV Old_

8、0A+2,ES;ES為段地址,BX為段偏移地址 MOV Old_0A,BX POP BX POP ESpush dsmov al,0bh ; 寫新中斷向量 mov ah,25hmov dx,seg INT_0Amov ds,dxmov dx,offset INT_0Aint 21hpop dsmov al,10000000b ;對8255進(jìn)行設(shè)置,PB/PC輸出mov dx,p8255+3out dx,alin al,p8259+1 ;8259奇地址中斷向量屏蔽mov old_8259,al ;字設(shè)置 保護(hù)原屏蔽字and al,11110111b ;開IRQ3out p8259,alsti ;

9、開中斷play:lea bx,led ;led段碼 mov dl,sec1 ;秒個位mov dh,0mov si,dx mov al,bxsi mov dx,p8255+1 ;點亮ledout dx,almov ah,00000001b mov al,ahmov dx,p8255+2 ;pc輸出選通信號out dx,alPUSH CX MOV CX,00f00h ;延時 delay1: LOOP delay1 POP CX mov ah,00000000b mov al,ahmov dx,p8255+2 ;pc輸出選通信號out dx,almov dl,sec2 ;秒十位mov dh,0mov

10、 si,dxmov al,bxsi mov dx,p8255+1 ;點亮ledout dx,almov ah,00000010b mov al,ahmov dx,p8255+2 ;pc輸出選通信號out dx,al PUSH CX MOV CX,00f00h ;延時 delay2: LOOP delay2 POP CX mov ah,00000000b mov al,ahmov dx,p8255+2 ;pc輸出選通信號out dx,almov dl,min1 ;分個位mov dh,0mov si,dx mov al,bxsi mov dx,p8255+1 ;點亮ledout dx,almov

11、ah,00000100b mov al,ahmov dx,p8255+2 ;pc輸出選通信號out dx,alPUSH CX MOV CX,00f00h ;延時 delay3: LOOP delay3 POP CX mov ah,00000000b mov al,ahmov dx,p8255+2 ;pc輸出選通信號out dx,almov dl,min2 ;分十位mov dh,0mov si,dx mov al,bxsi mov dx,p8255+1 ;點亮ledout dx,almov ah,00001000b mov al,ahmov dx,p8255+2 ;pc輸出選通信號out dx,alPUSH CX MOV CX,00f00h ;延時 delay4: LOOP delay4 POP CX mov ah,00000000b mov al,ahmov dx,p8255+2 ;pc輸出選通信號out dx,aljmp playmov ah,4chint 21hINT_0Aproc near ;中斷服務(wù)子程序 cmp sec1,9jz int1inc sec1jmp exit